Χαρακτηριστικά και εφαρμογή μετασχηματιστή ξηρού τύπου

Προς το παρόν, οι μετασχηματιστές ξηρής ισχύος της Κίνας είναι ως επί το πλείστον τριφασικοί μετασχηματιστές στερεάς μορφής SC, όπως: τριφασικός μετασχηματιστής περιέλιξης σειράς SCB9, τριφασικός μετασχηματιστής φύλλου SCB10, τριφασικός μετασχηματιστής φύλλου SCB9. Το επίπεδο τάσης του είναι γενικά στην περιοχή των 6-35kV, η μέγιστη χωρητικότητα είναι έως 25MVA. Ο ξηρός μετασχηματιστής χωρίζεται κυρίως σε εμποτισμένο ξηρό μετασχηματιστή και ξηρό μετασχηματιστή ρητίνης δύο κατηγορίες.

1. Εμποτισμένος μετασχηματιστής ξηρού τύπου

Το καλώδιο του εμποτισμένου μετασχηματιστή ξηρού τύπου στην Κίνα καλύπτεται με γυάλινο σύρμα και το υπόστρωμα πιέζεται εν θερμώ με το αντίστοιχο μονωτικό υλικό. Χρησιμοποιείται κυρίως σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς και πολυώροφα κτίρια με καλή πυραντίσταση.

Λόγω της διαφοράς στο χρώμα εμποτισμού, η μόνωση του μετασχηματιστή χωρίζεται σε B, F, H, C, κύρια και κάθετη μόνωση (κύρια μόνωση μεταξύ περιέλιξης και περιέλιξης και μεταξύ περιέλιξης και μόνωσης πυρήνα).

Η κάθετη μόνωση αναφέρεται στη μόνωση μεταξύ διαφορετικών σημείων και διαφορετικών τμημάτων της περιέλιξης του μετασχηματιστή με διαφορετικά δυναμικά, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της απόδοσης μόνωσης μεταξύ στροφών, στρωμάτων και τμημάτων της περιέλιξης. Ο αέρας χρησιμοποιείται ως μονωτικό μέσο.

Αυτός ο τύπος μετασχηματιστή επηρεάζεται από το περιβάλλον σε σχέση με τον ξηρό μετασχηματιστή ρητίνης, η εμφάνιση και το βάρος είναι επίσης μεγαλύτερα, η απόδοση στο εσωτερικό και στο εξωτερικό τείνει να μειώνεται.

Υπάρχουν ακραίες σφραγίδες και στα δύο άκρα της περιέλιξης, δεν φοβούνται την παλίρροια, ισχυρή αντοχή στη φωτιά, πρόληψη πυρκαγιάς σε ανοιχτή φωτιά στους 750 ℃, είναι ένας σχετικά νέος τύπος ξηρού μετασχηματιστή. 1.2 Ο ξηρός μετασχηματιστής ρητίνης για λογαριασμό των σημερινών εγχώριων μετασχηματιστών χύτευσης ρητίνης, κορυφαία προϊόντα, μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες.

Ο πρώτος τύπος, που αναφέρεται ως μετασχηματιστής χύτευσης με τυλιγμένο σύρμα, η υψηλή τάση του είναι χύτευση κυλίνδρου σπασίματος με τυλιγμένο σύρμα, η χαμηλή τάση είναι χύτευση κυλίνδρου (ή τμηματικού κυλίνδρου) με τυλιγμένο σύρμα. Li Qian, Shaanxi Provincial Electric Power (group) Co., LTD. Σημείωση: δεν υπάρχει χύτευση πλήρωσης.

Ο δεύτερος τύπος, που αναφέρεται ως μετασχηματιστής χύτευσης με περιτύλιγμα αλουμινίου, η υψηλή τάση του είναι τύπου χύτευσης με περιτύλιγμα αλουμινίου σε τμήματα, η χαμηλή τάση είναι τύπου περιέλιξης αλουμινίου χαλκού (ή αλουμινίου). Η χύτευση χυτεύεται με πληρωτικό.

Ο τρίτος τύπος, υψηλή πίεση για τον τύπο έκχυσης κυλίνδρων σπασίματος περιελίξεων καλωδίων, τύπος περιέλιξης φύλλων αλουμινίου χαλκού χαμηλής πίεσης (ή φύλλου αλουμινίου). Η χύτευση γίνεται χωρίς πληρωτικό.

Οι παραπάνω τρεις τύποι προϊόντων έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά στην κατασκευή και την απόδοση των προϊόντων και κατέχουν επί του παρόντος ένα ορισμένο μερίδιο αγοράς. Σε αυτό το άρθρο, εστιάζουμε στη συζήτηση για τους μετασχηματιστές χύτευσης με περιέλιξη σύρματος.

2. Μετασχηματιστής χυτευμένος με σύρμα

2.1. Δομικά χαρακτηριστικά

Στον δεύτερο σταθμό παραγωγής ενέργειας του Baoji, στην επαρχία Shaanxi, οι ξηροί μετασχηματιστές που χρησιμοποιούνται στο εργοστάσιο είναι όλοι μετασχηματιστές χύτευσης με σύρμα, με τάση 6 kV, ισχύ από 100 kVA έως 1600 kVA και εσωτερική εγκατάσταση.

Οι περιελίξεις υψηλής και χαμηλής τάσης του προϊόντος είναι κατασκευασμένες από σύρμα χαλκού, πλήρως τυλιγμένο, ενισχυμένο με ίνες γυαλιού, λεπτή μόνωση, ρητίνη χωρίς πληρωτικό, εμποτισμένο χύνοντας υπό κενό και σκληρυμένο σύμφωνα με την ειδική καμπύλη σκλήρυνσης σε θερμοκρασία.

Η περιέλιξη υψηλής τάσης υιοθετεί ειδική δομή κυλίνδρων με τμηματικές διατομές και η περιέλιξη χαμηλής τάσης υιοθετεί τύπο κυλίνδρου πολλαπλών στρώσεων, τύπο κυλίνδρου με τμηματικές διατομές ή ειδικό τύπο κυλίνδρου με τμηματικές διατομές ανάλογα με το επίπεδο τάσης.

2.2 Τεχνικά Χαρακτηριστικά

2.2.1 Η χύτευση με τύλιγμα σύρματος αντοχής σε κρούση της περιέλιξης μετασχηματιστή υψηλής τάσης υιοθετεί ειδική κυλινδρική δομή διατομής, η οποία βασίζεται στην κοινή διατομή περιέλιξης μπομπίνας, ενώ ο συνηθισμένος τύπος κυλίνδρου υποδιατομής κληρονόμησε τα πλεονεκτήματα της αντοχής στην κρούση της περιέλιξης μπομπίνας και έλυσε την αντίφαση μεταξύ του στρώματος υψηλής τάσης της περιέλιξης μπομπίνας, αποτελώντας μια ιδανική δομή περιέλιξης. Συχνά ονομάζεται μη συντονισμένη δομή περιέλιξης.

Σε σύγκριση με τον συνηθισμένο κύλινδρο με τμηματικές ροές, ο ειδικός κύλινδρος με τμηματικές ροές μπορεί να μειώσει περαιτέρω την τάση μεταξύ των στρωμάτων, να βελτιώσει την κατανομή τάσης και να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή σε κρούση για να αντέξει την ατμοσφαιρική υπέρταση και την υπέρταση λειτουργίας.

Η αντοχή σε κρούση δεν σχετίζεται μόνο με τη δομή της περιέλιξης, αλλά εξαρτάται και από την ποιότητα χύτευσης της περιέλιξης και τις ηλεκτρικές ιδιότητες του μονωτικού υλικού.

Αφού ολοκληρωθεί η περιέλιξη του προϊόντος, χύνεται καθαρή ρητίνη σε κατάσταση κενού και δεν προστίθεται πληρωτικό, έτσι ώστε να μην μειώνεται η απόδοση ροής της ρητίνης.

Και επειδή η περιέλιξη τυλίγεται με σύρμα, η ρητίνη μπορεί να διαποτίσει πλήρως την περιέλιξη, ανεξάρτητα από την αξονική ή ακτινική κατεύθυνση της περιέλιξης, και δεν υπάρχει φυσαλίδα στο εσωτερικό.

Περίληψη: Αυτή η εργασία εισάγει την ταξινόμηση και τα χαρακτηριστικά του ξηρού μετασχηματιστή και εστιάζει στα δομικά χαρακτηριστικά του μετασχηματιστή χύτευσης με περιέλιξη σύρματος, στα τεχνικά χαρακτηριστικά, στο σύστημα ψύξης, στο σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας κ.ο.κ., συνοψίζοντας την αναπτυξιακή προοπτική του ξηρού μετασχηματιστή. Λέξεις-κλειδιά: ξηρός μετασχηματιστής. Ταξινόμηση μετασχηματιστή χύτευσης με περιέλιξη σύρματος.

Η ρητίνη και οι ίνες γυαλιού που αποτελούνται από στερεά μόνωση, όχι μόνο καλή αντοχή στην κρούση, αλλά και πολύ μικρή τοπική εκκένωση.

2.2.2. Καλή μηχανική αντοχή και ισχυρή αντοχή σε βραχυκύκλωμα. Για τον κυλινδρικό τύπο περιέλιξης σύρματος με τμηματικές ροές, μετά την έκχυση υπό κενό, η ρητίνη μπορεί να εμποτιστεί μεταξύ στρώσεων, στροφών και τμημάτων της περιέλιξης ταυτόχρονα.

Μετά τη σκλήρυνση, η ρητίνη, το σύρμα και οι ίνες γυαλιού συνδυάζονται σφιχτά για να σχηματίσουν μια ισχυρή άκαμπτη δομή αμαξώματος. Οι μηχανικές ιδιότητες υψηλής αντοχής της δομής καθορίζουν ότι τα προϊόντα χύτευσης με σύρμα έχουν καλή αντοχή σε βραχυκύκλωμα.

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του σύνθετου μονωτικού υλικού που σχηματίζεται με σκλήρυνση ρητίνης και υαλονημάτων είναι (18 ~ 20) × 10-6/K, και ο συντελεστής διαστολής του χαλκού που χρησιμοποιείται στην περιέλιξη είναι 17 × 10-6/K, ο οποίος είναι ουσιαστικά κοντά στους δύο. Εξαλείφει τη μηχανική τάση μεταξύ του αγωγού περιέλιξης και του μονωτικού υλικού που προκαλείται από τη θερμική διαστολή και τη συστολή εν ψυχρώ κατά τη λειτουργία του μετασχηματιστή. Από τη ρίζα για την εξάλειψη του φαινομένου της ρωγμής.

Καθώς το προϊόν χυτεύεται με ρητίνη σε υψηλή και χαμηλή πίεση και ο πυρήνας σιδήρου είναι επικαλυμμένος με ρητίνη, έχει ισχυρή αντοχή στην υγρασία και τη διάβρωση. Όταν η σχετική υγρασία του αέρα είναι 100%, μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Επειδή η σύνθετη μόνωση που αποτελείται από καθαρή ρητίνη και ίνες γυαλιού έχει εξαιρετικά υψηλή ηλεκτρική αντοχή, το πάχος της επιφανειακής μόνωσης του προϊόντος είναι μόνο 1,5 ~ 2 mm, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την απόδοση απαγωγής θερμότητας της επιφάνειας περιέλιξης.

2.3. Σύστημα ψύξης και προστασία

Οι ξηροί μετασχηματιστές ψύχονται με φυσική ψύξη με αέρα και ψύξη με αναγκαστική κυκλοφορία αέρα. Η φυσική ψύξη με αέρα υιοθετείται για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του μετασχηματιστή υπό ονομαστικό φορτίο. Οι ξηροί μετασχηματιστές που χρησιμοποιούνται στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας Baoji No.2 ψύχονται όλοι με αναγκαστικό αέρα από ακτινικό ανεμιστήρα.

Μετά την ψύξη με αναγκαστική κυκλοφορία αέρα, η χωρητικότητα του μετασχηματιστή ξηρού τύπου με ισχύ 800 kVA και κάτω μπορεί να αυξηθεί κατά 40% και η χωρητικότητα του μετασχηματιστή ξηρού τύπου με ισχύ 800 kVA και άνω μπορεί να αυξηθεί κατά 50% και να λειτουργεί συνεχώς.

Ο μετασχηματιστής ξηρού τύπου έχει γενικά προστασία IP00, δηλαδή, χωρίς κέλυφος, για εσωτερική χρήση. Η δεύτερη μονάδα παραγωγής ενέργειας Baoji χρησιμοποιεί αυτήν τη λειτουργία προστασίας. Επίσης, σύμφωνα με τις απαιτήσεις των χρηστών, προσθέστε προστατευτικό κέλυφος.

Το περίβλημα IP20 αποτρέπει την είσοδο στερεών ξένων υλών μεγαλύτερων από 12 mm και παρέχει ένα φράγμα στα υπό τάση μέρη. Όταν υιοθετείται η προστασία IP23, εκτός από τη λειτουργία προστασίας IP20, έχει επίσης τη λειτουργία αποτροπής πιτσιλίσματος νερού.

2.4. Σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας

Η ασφαλής και αξιόπιστη λειτουργία και διάρκεια ζωής του μετασχηματιστή ισχύος εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την ασφαλή και αξιόπιστη μόνωση της περιέλιξης του μετασχηματιστή. Η θερμοκρασία της περιέλιξης που υπερβαίνει τη θερμοκρασία μόνωσης είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους η μόνωση καταστρέφεται και ο μετασχηματιστής δεν μπορεί να λειτουργήσει κανονικά.

Ο μετασχηματιστής χύτευσης με περιέλιξη σύρματος σειράς SC υιοθετεί αυτόματο σύστημα προστασίας ελέγχου θερμοκρασίας XMTB. Ένα στοιχείο μέτρησης θερμοκρασίας θερμικής αντίστασης από πλατίνα είναι ενσωματωμένο στην πρώτη στροφή του καλωδίου περιέλιξης χαμηλής τάσης για να ανιχνεύει αυτόματα την άνοδο της θερμοκρασίας του τυλίγματος, να εμφανίζει τη θερμοκρασία του τριφασικού τυλίγματος χαμηλής τάσης και να παρέχει θερμική προστασία για αυτά.

Με την αλλαγή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και του φορτίου, όταν η περιέλιξη φτάσει στην οριακή θερμοκρασία, ο ελεγκτής θερμοκρασίας θα στείλει αυτόματα ένα σήμα για να ελέγξει την εκκίνηση του ανεμιστήρα (110 ℃), τη διακοπή του ανεμιστήρα (90 ℃), τον συναγερμό (120 ℃) ​​και την απενεργοποίηση (145 ℃), έτσι ώστε το προϊόν να έχει αξιόπιστη προστασία υπερφόρτωσης κατά τη λειτουργία.

Οι μετασχηματιστές χύτευσης με περιέλιξη σύρματος της σειράς SC3 υιοθετούν τεχνολογία κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας M&C για την ανίχνευση και τον έλεγχο θερμοκρασίας των περιελίξεων του μετασχηματιστή και παράγουν ελεγκτή θερμοκρασίας που μπορεί να ανιχνεύσει απευθείας τη θερμοκρασία των περιελίξεων και να πραγματοποιήσει τον έλεγχο ψύξης με εξαναγκασμένο αέρα (AF), τον συναγερμό υπερθέρμανσης και την ενεργοποίηση υπερθέρμανσης του μετασχηματιστή.

Μετά την κανονική διόρθωση σφαλμάτων του ελεγκτή θερμοκρασίας, ο μετασχηματιστής τίθεται πρώτα σε λειτουργία δικτύου και στη συνέχεια ενεργοποιείται για λειτουργία. Ο ελεγκτής θερμοκρασίας βρίσκεται σε κατάσταση αυτόματου ελέγχου και πραγματοποιείται η ανίχνευση και η προστασία θερμοκρασίας του μετασχηματιστή. Όταν η θερμοκρασία της περιέλιξης είναι υψηλότερη από 110 ℃, ο ελεγκτής θερμοκρασίας ξεκινά τον ανεμιστήρα για εξαναγκασμένη ψύξη. Εάν η θερμοκρασία της περιέλιξης πέσει κάτω από 90 ℃ υπό εξαναγκασμένη ψύξη με αέρα, ο ανεμιστήρας σταματά.

Εάν η θερμοκρασία της περιέλιξης αυξηθεί περαιτέρω, ο ελεγκτής θερμοκρασίας θα εκπέμψει έναν συναγερμό υπερθέρμανσης (155 ℃) και ένα σήμα διακοπής υπερθέρμανσης (170 ℃). Όταν ο ελεγκτής θερμοκρασίας αποτύχει και δεν μπορεί να αφαιρεθεί προσωρινά, αφαιρέστε τον ελεγκτή θερμοκρασίας, ο μετασχηματιστής μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί, χρειάζεται μόνο να παρακολουθείτε και να διασφαλίζετε ότι ο μετασχηματιστής βρίσκεται σε κανονική κατάσταση λειτουργίας.

3. Σύγκριση μεταξύ μετασχηματιστή ξηρής θέρμανσης και μετασχηματιστή εμβαπτισμένου σε λάδι

Τα σημαντικά πλεονεκτήματα και το χαμηλό κόστος των μετασχηματιστών που βυθίζονται σε λάδι είναι δύσκολο να αντικατασταθούν από άλλους μετασχηματιστές. Στις εξωτερικές και πυροπροστασίες των γενικών χώρων, προς το παρόν και στο μέλλον για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, θα εξακολουθούν να είναι κυρίως μετασχηματιστές που βυθίζονται σε λάδι.

Αλλά για χώρους με υψηλές απαιτήσεις πυροπροστασίας, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές ξηρού τύπου ή μη εύφλεκτου υγρού και μη εύφλεκτου υγρού. Ο ξηρός μετασχηματιστής έχει μεγαλύτερη ικανότητα υπερφόρτωσης από τον μετασχηματιστή εμβαπτισμένο σε λάδι, κυρίως επειδή η πυκνότητα ρεύματος του ξηρού μετασχηματιστή είναι χαμηλότερη, η θερμοχωρητικότητα είναι μεγάλη και η σταθερά χρόνου περιέλιξης είναι μεγάλη.

Σε σύγκριση με τον μετασχηματιστή λαδιού, η λειτουργική κατάσταση μόνωσης του μετασχηματιστή ξηρού τύπου βελτιώνεται. Ο μετασχηματιστής λαδιού χρησιμοποιεί περισσότερες θέσεις και η εξωτερική εγκατάσταση είναι μεγαλύτερη.

Η εμβέλεια τροφοδοσίας ξηρού μετασχηματιστή είναι μικρή, η λειτουργία σε εσωτερικούς χώρους είναι μεγαλύτερη. Σε σύγκριση με τους μετασχηματιστές εμβαπτισμένους σε λάδι, υποφέρει από χαμηλότερο πλάτος τάσης κεραυνού, πιο αργή κεφαλή κύματος και μικρότερη πιθανότητα κεραυνού.

Οι ξηροί μετασχηματιστές συχνά προστατεύονται από απαγωγείς οξειδίων μετάλλων, οι οποίοι όχι μόνο περιορίζουν την ατμοσφαιρική υπέρταση, αλλά και την εσωτερική υπέρταση.