Вичерпний посібник із основних принципів масляних-силових трансформаторів

У системах живлення,масляні-силові трансформатори є незамінним основним обладнанням, яке виконує критичні функції перетворення напруги та передачі електроенергії. Широко використовуються в електромережах, промисловому застосуванні та електростанціях, які використовують відновлювані джерела енергії, вони служать «енергетичним мостом», що з’єднує електростанції з кінцевими споживачами.

Масляні{0}}енергетичні трансформатори відіграють незамінну роль, починаючи від забезпечення стабільної роботи міських електромереж і закінчуючи безперервним електропостачанням промислового виробництва та сприяючи інтеграції проектів у сфері відновлюваної енергетики.

 

Ця стаття містить вичерпний аналіз основних знань про масляні{0}}силові трансформатори. Від основного складу до ключових компонентів, він аналізує їхні принципи роботи та структурні характеристики одну за одною, пропонуючи читачам глибоке-розуміння основних таємниць цього «силового героя».

 

Запитати пропозицію

 

Вибір високо-якісного, високонадійного масляного-силового трансформатора може допомогти вам уникнути втрат,-пов’язаних з несправністю, зменшити витрати на експлуатацію та технічне обслуговування, а також заощадити ваш час і зусилля! Хочете знати, як вибрати трансформатор, який відповідає вашим конкретним потребам, пропонуючи продуктивність і цінність?

 

Завдяки багаторічному досвіду в галузі GNEE Electric спеціалізується на дослідженні та розробці та виробництві масляних{0}}силових трансформаторів. Використовуючи наш технічний досвід і суворий контроль якості, ми пропонуємо індивідуальні рішення. Спочатку зрозумійте основні моменти, а потім виберіть правильне обладнання-продовжуйте читати, щоб отримати практичні поради!

 

 

 

Великі масляні силові трансформатори мають складну й точну структуру. Їх базовий склад складається з семи основних компонентів, які працюють узгоджено, щоб забезпечити стабільну та ефективну роботу. Перші два компоненти є основними основними частинами, що відповідають за основну функцію перетворення енергії.

 

Основна збірка: Складається з колон і ярм, виготовлених із листів ламінованої кремнієвої сталі, разом із їхніми затискними механізмами, це формує сердечник магнітного кола трансформатора та служить середовищем для передачі енергії.
Збірка намотування: Сюди входять обмотки для кожної фази та їхні з’єднувальні проводи. Як сердечник електричного кола трансформатора, він становить електричне коло для введення та виведення електричної енергії.
Система ізоляції: це охоплює масляну та паперову ізоляцію між компонентами, а також усередині самого трансформатора. Його основна функція - ізоляція струмоведучих частин, запобігання коротким замиканням, забезпечення безпеки експлуатації та продовження терміну служби обладнання.
Танкова система: Окрім корпусу резервуара, сюди входять масляний резервуар і опори. Він служить основним контейнером для розміщення сердечника та трансформаторного масла, а також захищає внутрішні компоненти та сприяє розсіюванню тепла.
Система охолодження: Складається з охолоджувачів або радіаторів, масляних насосів, вентиляторів і з’єднувальних трубок, його основною функцією є розсіювання тепла, що утворюється під час роботи трансформатора, запобігаючи пошкодженню обладнання через перегрів.
Вимірювальні прилади: Включаючи сигнальні термометри, трансформатори струму та покажчики рівня масла, вони використовуються для моніторингу робочого стану трансформатора в режимі реального часу та оперативного надання зворотного зв’язку щодо критичних даних, таких як температура, струм і рівень масла.
Захисні пристрої: До них належать пристрої для скидання тиску, газові реле та поглиначі вологи. Вони служать «лінією захисту» трансформатора, негайно запускаючи захисні механізми, коли виникають аномалії, щоб запобігти ескалації несправностей.

 

 

Серед них сердечник і обмотки називаються відповідно магнітним ланцюгом і електричним ланцюгом. Вони є основною основою для перетворення енергії трансформатора, а їх злагоджена робота є необхідною умовою нормального функціонування трансформатора.

 

 

Сердечник є основним компонентом трансформатора, що складається з магнітопроводів і затискних пристроїв. Він служить як функціональним, так і структурним цілям і виступає в якості основного середовища для перетворення енергії в трансформаторі.

 

З функціональної точки зору, магнітні провідники сердечника утворюють серцевину магнітного кола трансформатора, відповідального за перетворення електричної енергії з первинного контуру в магнітну енергію, а потім перетворення цієї магнітної енергії назад в електричну енергію для вторинного контуру, таким чином завершуючи передачу та перетворення електричної енергії.

 

Конструктивно сердечник підтримує всі внутрішні компоненти трансформатора, такі як корпус і виводи, виступаючи «скелетом» всього пристрою.

Сердечник трансформатора має замкнуту структуру у формі -коробки, у якій частина, обмотана обмотками, називається стовпчиками сердечника, тоді як частина, яка не обмотана обмотками та служить лише для замикання магнітного кола, називається ярмом осердя. Його компоненти з маркуванням в основному включають: верхню затискну частину, основні колони, сполучні пластини, нижню затискну частину, верхнє ярмо сердечника та нижнє ярмо сердечника.

 

Типи ядер

 

За взаємним розташуванням обмоток і сердечника сердечники можна загалом класифікувати на два типи: сердечник-тип і корпус-тип. Серед них сердечник-типу сердечника найбільш широко використовується в масляних-силових трансформаторах; цей розділ зосереджується на структурних формах ядер типу -core.

 

• дляоднофазні-трансформатори, ядро ​​в основному має кілька структурних форм, як-от дві колони та два ярма, одна колона та чотири ярма та дві колони та чотири ярма, щоб задовольнити різні вимоги до однофазного джерела живлення-.

 

• длятри{0}}фазні трансформатори, основні конфігурації включають дво-колонку-дво-ярма (три-фази, три-колонки) та три-колонки-чотири-ярма (три-фази, п’ять-колонки), які в основному використовуються для перетворення електроенергії в три-фазних системах живлення.

 

 

Вибір конфігурації сердечника вимагає комплексного розгляду різних факторів, зокрема раціональності розташування обмоток, ефективності використання матеріалів і обмежень щодо висоти транспортування, щоб переконатися, що трансформатор відповідає експлуатаційним вимогам, одночасно досягаючи балансу між-рентабельністю та практичністю. Пов’язані компоненти включають: ярмо, ярмо збоку колони та нижнє ядро ​​сердечника.

 

 

Обмотки складають електричне коло, через яке трансформатор вводить і виводить електроенергію; вони також є одним із основних компонентів трансформатора. Виготовлені з плоских мідних (або алюмінієвих) провідників і оснащені різними ізоляційними компонентами, якість їх конструкції безпосередньо визначає стабільність роботи і термін служби трансформатора. З точки зору конструкції, обмотки мають відповідати трьом основним вимогам: -електрична міцність, термічна міцність і механічна міцність-, усі вони є обов’язковими.

 

1. Вимоги до електричної міцності

Обмотки повинні мати достатню електричну міцність, щоб витримувати різні стрибки напруги, в першу чергу включаючи витримку напруги грозового імпульсу, витримувану напругу перемикання та витримувану напругу промислової частоти. Це запобігає пошкодженню ізоляції, спричиненому стрибками напруги, які можуть призвести до короткого-замикання.

 

2. Вимоги до термічної міцності

Термін служби ізоляції спіралі під дією довготривалих-робочих струмів має становити не менше 20 років. Крім того, під час роботи трансформатора, якщо раптово виникає коротке замикання на будь-якій клемі, котушка повинна витримувати термічний вплив струму короткого замикання без пошкодження, забезпечуючи безпеку обладнання в екстремальних умовах.

 

3. Вимоги до механічної міцності

Котушка повинна мати достатню механічну міцність, щоб протистояти електромагнітним силам, вібрації та іншим навантаженням, що виникають під час роботи, запобігаючи деформації або пошкодженню котушки, зберігаючи цілісність ланцюга та забезпечуючи нормальний вхід і вихід електричної енергії.

 

 

Маркування структури котушки та примітки щодо конфігурації обмотки

Конструктивне маркування котушки в першу чергу включає: канали охолоджувального масла, напрямні перегородки, прокладки та конфігурацію обмотки.

 

Серед них фазовий зсув є критичним процесом у конструкції котушки, як пояснюється нижче: коли струм трансформатора великий, витки котушки складаються з кількох паралельних провідників. Щоб забезпечити рівномірний розподіл струму між паралельними провідниками-, тобто забезпечити однакову довжину провідників і однакові з’єднання магнітного потоку з магнітним полем витоку-, потрібно поміняти місцями розташування паралельних провідників. Ця операція, яка називається «зсув фази», є вирішальним процесом для забезпечення нормальної роботи котушки та запобігання локальному перегріву.

 

 

Сердечник трансформатора формується шляхом складання залізного сердечника і котушок різного рівня напруги, закріплення їх за допомогою затискних пристроїв і зварювання на виводах. Простіше кажучи, сердечник трансформатора служить інтегрованим носієм для компонентів сердечника, таких як залізний сердечник і котушки. Зазвичай він складається з двох частин: вузла затискання металевого сердечника та вузла затиску котушки, і функціонує як вузол сердечника, відповідальний за перетворення енергії всередині трансформатора.

 

Його позначені компоненти в основному включають: клемні пластини, обмотки, проводи, сердечник, затискні пластини,-перемикачі відводів під навантаженням, затискачі для провідників і опорні пластини. Ці компоненти працюють узгоджено, щоб забезпечити структурну стабільність ядра та ефективне перетворення електричної енергії.

 

 

Трансформаторний бак — це контейнер сердечника, в якому розміщено вузол сердечника та трансформаторне масло. Він одночасно виконує кілька функцій, включаючи розсіювання тепла, захист ізоляції, сушку ізоляції, створення основи та полегшення транспортування. Це незамінний і життєво важливий компонент трансформатора, і його продуктивність безпосередньо впливає на стабільність і термін служби трансформатора.

 

Основні функції танка

• Зберігання масла: зберігає трансформаторне масло, забезпечуючи середовище для ізоляції та розсіювання тепла;
• Розсіювання тепла: працює в поєднанні з системою охолодження для розсіювання тепла, що утворюється під час роботи трансформатора;
• Захист ізоляції: ізолює компоненти ізоляції від атмосфери, запобігаючи поглинанню вологи та газів і перешкоджаючи старінню трансформаторного масла;
• Сушка ізоляції: діє як «вакуумний резервуар» під час вакуумної екстракції за температури навколишнього середовища на -майданчику;
• Основа: забезпечує стабільну опору для всього трансформатора;
• Транспортування: Полегшує загальне транспортування та встановлення трансформатора.

 

Типи нафтових резервуарів

Є два основних типи резервуарів для трансформаторного масла: баки-типу бочки та баки-дзвонового типу. Ці два типи мають протилежні переваги та недоліки та підходять для різних сценаріїв застосування.

 

• Цистерни-ствольного типу: Складається з кришки резервуара та корпусу ствола. Їх перевагою є простий зовнішній вигляд, а при підйомі бака потрібно зливати лише невелику кількість трансформаторного масла; Недоліком є ​​те, що для велико{1}}трансформаторів-для обслуговування на місці-потрібен кран із достатньою вантажопідйомністю; отже, він підходить для трансформаторів малої- та середньої-потужності.

 

• Танк-у формі дзвона:Складається з верхньої та нижньої секцій, його переваги та недоліки протилежні перевагам і недолікам бочкового-цистерни. Перевагою є те, що трансформатори великої-потужності можна обслуговувати без великого крана; недолік полягає в тому, що при підйомі корпусу бака необхідно злити велику кількість трансформаторного масла, а його зовнішній вигляд є відносно складним. Він підходить для трансформаторів-великої потужності.

 

Аксесуари для танків

Аксесуари для резервуара є важливими компонентами, які забезпечують належну роботу резервуара.

 

Основні компоненти включають: стояк, опорну плиту, підсилювальну пластину, базову раму, кронштейн домкрата, масляний резервуар, кронштейн масляного резервуару, підйомне вушко та фітинги труб системи охолодження. Кожен аксесуар виконує певну функцію для забезпечення резервуарапродуктивність герметизації, стабільність і функціональність.

 

 

Перемикач РПН: «Основний компонент» регулювання напруги

Виходячи з робочого стану трансформатора під час регулювання напруги, регулювання напруги можна розділити на два типи: регулювання напруги, яке здійснюється, коли вторинна обмотка не навантажена, а первинна обмотка від’єднана від мережі (регулювання напруги без живлення) називається регулюванням напруги без напруги (без-навантаження); Регулювання напруги, яке виконується під час роботи трансформатора під навантаженням шляхом зміни положення відводу обмотки, називається-регулюванням напруги під навантаженням. Тому перемикачі РПН трансформаторів також поділяються на дві категорії: перемикачі РПН без{4}}навантаження та перемикачі РПН з-навантаженням (ілюстраційні мітки: перемикач РПН під-навантаження, перемикач РПН-без навантаження).

 

Компоненти трансформатора-увімкнено-перемикач навантажень

 

Перемикач РП- під навантаженням є одним із ключових основних компонентів трансформатора. Його основною функцією є перемикання позицій відводів, коли трансформатор знаходиться під навантаженням і без припинення живлення, тим самим змінюючи співвідношення напруги трансформатора для точного регулювання вихідної напруги. Це вирішує проблеми нестабільності напруги в енергосистемах, спричинені коливаннями навантаження та відхиленнями напруги в мережі, забезпечуючи нормальну роботу електрообладнання. Він широко використовується в сценаріях, що вимагають безперервного та стабільного живлення.

 

 

Порівняно з-знеструмленими перемикачами РПН найбільшою перевагою-перемикачів РПН під навантаженням є «регулювання напруги без переривання живлення». Вони дозволяють завершити регулювання напруги без припинення живлення, що дозволяє уникнути простою виробництва та незручностей для користувачів, спричинених відключенням електроенергії під час регулювання напруги. Вони особливо підходять для сценаріїв із надзвичайно високими вимогами до безперервності електропостачання, наприклад, головна мережа енергосистем, великі-промислові виробничі лінії та мережі розподілу електроенергії у висотних-будинках.

 

Його основна робота покладається на скоординовану дію «перехідної схеми» та «механізму перемикання». Під час перемикання відводів це забезпечує безперервний потік струму навантаження, запобігаючи виникненню дуги та пропаданням напруги, тим самим захищаючи обмотки трансформатора та мережеве обладнання від пошкодження.

 

До-перемикачів РПН під навантаженням пред’являються суворіші експлуатаційні вимоги та вони повинні мати чудову ізоляцію,-пропускну здатність-струму та-гасити дугу. Також необхідні регулярне технічне обслуговування та перевірки, включаючи перевірку якості ізоляційної олії, гнучкості механізму перемикання та цілісності перехідних резисторів, щоб запобігти пошкодженню трансформатора або відключенню електроенергії, викликаному несправністю перемикача. Крім того, діапазон регулювання напруги перемикачів РП-під навантаженням зазвичай ширший, ніж діапазон перемикачів РПН-без навантаження, загалом допускаючи регулювання напруги в діапазоні ±10% або більше, що забезпечує кращу адаптацію до коливань напруги мережі.

Компоненти трансформатора--знеструмлений перемикач РПН

Основною функцією знеструмленого перемикача РПН є зміна положення РПН трансформатора без подачі напруги на трансформатор, таким чином змінюючи співвідношення напруг. Він підходить для сценаріїв, коли регулювання напруги не вимагає навантаження трансформатора.

 

Перемикачі відводів-регулювання напруги можна класифікувати на одно-фазні та три-фазні типи на основі кількості фаз; залежно від місця регулювання напруги їх можна розділити на три типи: регулювання напруги в нейтральній-точці, регулювання напруги в середній-точці та регулювання напруги-в кінці лінії (підпис до ілюстрації: барабанний-перемикач).

 

Їх конструкція відносно проста, складається в основному з позицій крана, комутаційних компонентів і робочого механізму. Вони не потребують складних компонентів, таких як шунтові резистори, що призводить до зниження витрат на виробництво та полегшення обслуговування. Оскільки живлення має бути відключено під час регулювання напруги, ці вимикачі в основному використовуються в тих сферах, де безперервне живлення не є критичним, наприклад у сільських розподільних мережах, малих промислових трансформаторах і розподільних трансформаторах у житлових будинках.

 

Зазвичай вони використовуються в середовищах з мінімальними коливаннями напруги в мережі та поступовими змінами навантаження, де напруга точно калібрується шляхом перемикання положень кранів під час запланованих відключень електроенергії.

 

Масляний резервуар: «Центр регулювання та захисту» для трансформаторного масла

 

Масляний резервуар служить системою захисту масла для масляних-трансформаторів і-перемикачів РПН під навантаженням, і його основна функція тісно пов’язана зі змінами об’єму трансформаторного масла. Коливання температури навколишнього середовища та коливання навантаження на трансформатор можуть спричинити зміни температури масла в баку трансформатора; водночас зміни температури навколишнього середовища та операції перемикання пристрою РПН під-навантаження також можуть спричинити коливання температури трансформаторного масла в-відсіку для масла перемикача значень РПН під навантаженням.

 

Ці зміни температури неминуче призводять до звуження та розширення об’єму трансформаторного масла.

 

Основне завдання масляного резервуара полягає в регулюванні зміни об’єму трансформаторного масла як у баку трансформатора, так і в масляному відсіку-перемикача РПН під навантаженням, одночасно запобігаючи проникненню вологи та окислювальному впливу повітря на трансформаторне масло, таким чином забезпечуючи ефективність ізоляції та термін служби трансформаторного масла.

 

Класифікація нафтових пластів

 

Нафтові резервуари в основному поділяються на відкриті-типи та закриті-типи. Масляні резервуари герметичного-типу використовуються ширше, і їх можна далі класифікувати на капсульний-тип, діафрагмовий-тип і металевий сильфонний-тип, задовольняючи конкретні вимоги різних застосувань.

 

Структура нафтових резервуарів-типу капсули

Масляний консерватор капсульного-типу є поширеним типом герметичного масляного консерватора. В основному він складається з шафи, капсули, газозбірної камери (обладнаної такими компонентами, як труби основного резервуару, лінії наповнення та зливу масла, вентиляційні лінії, лінії випуску забрудненої нафти та невеликі-трубкові масломіри), осушувача та відповідних трубопроводів, вентиляційної пробки, зливної пробки та покажчика рівня масла (як показано на схематичній діаграмі: вентиляційний отвір). вилка). Ці компоненти працюють разом, щоб забезпечити ефективний захист трансформаторного масла та регулювати його обсяг.

 

Система охолодження: «Захист від розсіювання тепла» для обладнання

 

Під час роботи трансформатори за рахунок втрат виділяють значну кількість тепла. Якщо це тепло не можна розсіяти вчасно, це може призвести до перегріву обладнання, пошкодження ізоляційних компонентів, скорочення терміну служби та навіть призвести до збоїв у безпеці. Таким чином, система охолодження служить «запобіжником розсіювання тепла» для трансформаторів; його основною функцією є розсіювання тепла, що утворюється внаслідок втрат під час роботи, забезпечуючи стабільну роботу трансформатора в безпечному температурному діапазоні.

 

Для силових трансформаторів 110 кВ існує два основні методи охолодження: природне охолодження та примусове повітряне охолодження. Природне охолодження покладається на природну конвекцію трансформаторного масла для розсіювання тепла; він має просту конструкцію та простий у обслуговуванні, що робить його придатним для застосування з меншими навантаженнями та меншим виділенням тепла. Примусове повітряне охолодження, з іншого боку, використовує вентилятори для сприяння розсіюванню тепла, пропонуючи вищу ефективність охолодження. Він підходить для застосувань з більшим навантаженням і більшим тепловиділенням, краще задовольняючи вимоги обладнання до охолодження.

 

Клапан скидання тиску: «Безпечний пристрій скидання тиску» обладнання

Клапан скидання тиску трансформатора є пружинним-клапаном і служить одним із основних пристроїв безпеки для трансформаторів, призначених насамперед для вирішення ситуацій, коли внутрішній тиск аномально підвищується. Коли внутрішній тиск трансформатора перевищує силу розкриття пружини, диск приводу злегка рухається вгору.

 

У цей момент внутрішній тиск негайно поширюється по бічній-ущільненій поверхні диска приводу, змушуючи його різко відкриватися та швидко скидати внутрішній тиск. Коли тиск падає до безпечного діапазону, пружина повертає диск приводу в герметичність, завершуючи захист від скидання тиску.

Клапан скидання тиску може бути оснащений перемикачем тривоги та вимагає ручного скидання після активації. Він також має механічний індикаторний стрижень, який візуально підтверджує, чи спрацював клапан (див. малюнок: механічний індикаторний стрижень, пружина).

 

 

Компоненти трансформатора-циліндр скидання тиску

Трансформаторний циліндр скидання тиску є раннім типом пристрою скидання тиску для трансформаторів. Його конструкція відносно проста: пластина для скидання тиску (як правило, плоске скло) встановлена ​​в середині циліндра з сітчастим захистом знизу, щоб запобігти потраплянню осколків скла всередину трансформатора, якщо скло розіб’ється.

 

 

В даний час цей тип циліндра скидання тиску поступово припинено, хоча він все ще використовується в деяких старих трансформаторах; однак його захисні характеристики та надійність значно поступаються сучасним запобіжним клапанам.

 

 

Ця стаття всебічно охоплює основні знання про масляні-силові трансформатори, починаючи від основного складу й закінчуючи ключовими компонентами, а також від структурних характеристик до функціональних ролей. Він спрямований на те, щоб допомогти професіоналам галузі та ентузіастам електроенергетики повністю зрозуміти основні знання про масляні-силові трансформатори та зрозуміти їх життєво важливу роль в енергосистемах.

 

З модернізацією енергетичних систем і швидким розвитком нових джерел енергії масляні-заглиблені силові трансформатори розвиваються в напрямку екологічніших і розумніших технологій, продовжуючи забезпечувати основну підтримку стабільності й ефективності передачі електроенергії.
 

Запитати пропозицію

 

 

Коли ви зрозумієте основні принципи роботи масляних силових трансформаторів, ви зрозумієте, наскільки важливим є вибір правильного обладнання!

 

Використовуючи роки досвіду в галузі, GNEE Electric суворо контролює виробництво та складання кожного основного компонента-від сердечника та обмоток до системи охолодження та захисних пристроїв-усе відповідно до найвищих галузевих стандартів.

 

Ми можемо налаштувати масляні{0}}силові трансформатори відповідно до ваших конкретних застосувань (електромережі, промислова енергетика, заводи з відновлюваної енергетики тощо), збалансувавши стабільність, довговічність і економічну-ефективність.

 

Ми надаємо комплексну технічну підтримку та післяпродажне-обслуговування протягом усього процесу, тому вам ніколи не доведеться турбуватися про якість або технічне обслуговування обладнання.

 

Зв’яжіться з GNEE Electric сьогодні, щоб вибрати надійний масляний{0}}силовий трансформатор, який захистить вашу передачу електроенергії!