Transformator zewnętrzny zanurzony w oleju 10kv 20kv 35kv

Transformator zewnętrzny zanurzony w oleju transformatorowy 10 kv 20 kv 35 kv opiera się na oleju zarówno do izolacji, jak i chłodzenia, z różnymi metodami chłodzenia, takimi jak samochłodzenie, chłodzenie powietrzem, chłodzenie wodą i wymuszony obieg oleju. Główne elementy obejmują żelazny rdzeń, uzwojenie, zbiornik oleju, konserwator oleju, respirator, rurkę przeciwwybuchową, chłodnicę, tuleję izolacyjną, przełącznik zaczepów, przekaźnik gazu, termometr, oczyszczacz oleju i wiele innych.

Blachy ze stali krzemowej w transformatorach zanurzonych w oleju mają unikalną warstwę pośrednią, która umożliwia penetrację oleju transformatorowego i odgrywanie roli buforującej, co skutkuje niższym poziomem hałasu. Jednak przełącznik regulujący ciśnienie, umieszczony wewnątrz zbiornika paliwa, może powodować problemy, jeśli styk nie jest dobry, co prowadzi do przerwy w obwodzie lub nawet przepalenia przełącznika pod dużym obciążeniem.

Temperatura robocza zewnętrznego transformatora zanurzonego w oleju 10 kv 20 kv 35 kv

Transformatory olejowe są zaprojektowane do pracy w określonych warunkach chłodzenia, jak wskazano na tabliczce znamionowej. Ważne jest, aby upewnić się, że górna temperatura oleju nie przekracza 90 ℃, aby utrzymać optymalną wydajność i zapobiec degradacji izolacji. W przypadku regularnej pracy zaleca się utrzymywanie górnej temperatury oleju poniżej 85 ℃, z alarmem ustawionym na 80 ℃ w celu ostrzeżenia o wszelkich potencjalnych problemach.

Przeciążać

Transformatory są zaprojektowane tak, aby radzić sobie zarówno w sytuacjach normalnego, jak i przypadkowego przeciążenia, dlatego zaleca się posiadanie sygnałów przeciążenia. W przypadkach, gdy nie można zainstalować sygnałów przeciążeniowych, należy zastosować kompleksowe urządzenie pomiarowe. W przypadku transformatorów zanurzonych w oleju wartość sygnału przeciążenia powinna być ustawiona w przedziale od 1,1 do 1,2 prądu znamionowego transformatora. Natomiast dla transformatorów suchych wartość sygnału przeciążenia powinna wynosić od 1,2 do 1,3 prądu znamionowego, biorąc pod uwagę prąd wentylatora podczas pracy. Ważne jest monitorowanie zmian obciążenia i temperatury transformatora po uruchomieniu sygnału przeciążenia. Jeśli pozwalają na to okoliczności, należy przeprowadzać regularne kontrole w celu zidentyfikowania przyczyny przeciążenia. Jeżeli przeciążenie jest znaczne (przekracza 1,3 prądu znamionowego) lub temperatura przekracza górną granicę, należy zmniejszyć obciążenie. Comiesięczne pobieranie danych i analiza obciążenia są niezbędne podczas instalowania kompleksowego transformatora. W przypadku transformatorów wykazujących wzorce przeciążeń należy zwiększyć częstotliwość zbierania danych, a podczas obliczeń przeciążenia należy przeprowadzić pomiary obciążenia i temperatury. Jeśli to możliwe, należy przeprowadzić niezwłoczne inspekcje i badania w celu ustalenia przyczyny przeciążenia. Jeżeli obciążenie transformatora przekracza próg krytyczny (1,3 lub więcej prądu znamionowego) lub jeśli temperatura przekracza górną granicę, należy zmniejszyć obciążenie.

Metoda chłodzenia

W transformatorach zanurzonych w oleju stosuje się trzy podstawowe metody chłodzenia:

1. Samochłodzenie w oleju, które opiera się na naturalnej konwekcji oleju w celu rozproszenia ciepła.

2. Chłodzony powietrzem w kąpieli olejowej, wykorzystujący metodę samochłodzenia i zawierający wentylator wdmuchujący powietrze na zbiornik oleju i rury, poprawiając w ten sposób odprowadzanie ciepła.

3. Wymuszony obieg oleju polega na użyciu pompy olejowej w celu wydobycia gorącego oleju z transformatora, ochłodzenia go na zewnątrz, a następnie zawrócenia go z powrotem do transformatora.

Funkcja strukturalna

Transformator pierwotny w podstacji pierwotnej systemu zasilania kolei miejskiej jest zazwyczaj trójfazowym transformatorem zanurzonym w oleju. Ten typ transformatora składa się z kilku kluczowych elementów, w tym żelaznego rdzenia, uzwojenia, zbiornika oleju, urządzenia regulującego napięcie, chłodnicy, konserwatora oleju, przekaźnika gazu, tulei izolacyjnej, rury przeciwwybuchowej i innych części.

1. Żelazny rdzeń

Żelazny rdzeń składa się z arkuszy stali krzemowej o doskonałej przewodności magnetycznej, ułożonych razem, tworząc zamknięty obwód strumienia magnetycznego. Uzwojenia pierwotne i drugie transformatora są nawinięte na żelaznym rdzeniu. Rdzenie transformatorów dzielą się na dwa rodzaje konstrukcji: typ rdzenia i rodzaj osłony. Obecnie powszechnie stosowanymi transformatorami są wszystkie szkielety rdzeniowe. Żelazny rdzeń typu serca składa się z południowej kolumny z żelaznym rdzeniem i żelaznego jarzma. W żelaznym rdzeniu transformatora zanurzonego w oleju przepływa olej do chłodzenia żelaznego rdzenia, co wspomaga przepływ oleju w transformatorze, a także poprawia efekt rozpraszania ciepła przez narzędzia.

2. Uzwojenie

Uzwojenie, zwane również cewką, jest przewodzącym obwodem transformatora, który jest nawinięty miedzianym lub aluminiowym przewodem, tworząc wielowarstwowy okrągły kształt. Uzwojenie pierwotne i wtórne są osłonięte koncentrycznie na kolumnie z żelaznym rdzeniem. W przypadku funkcji izolacyjnych uzwojenie niskiego napięcia jest zwykle umieszczone wewnątrz, a uzwojenie wysokiego napięcia jest umieszczone na zewnątrz. Materiał izolacyjny jest owinięty wokół zewnętrznej krawędzi przewodu, aby zapewnić odpowiednią izolację pomiędzy kablami oraz pomiędzy kablami a ziemią.

3. Zbiornik oleju

Zbiornik oleju to zewnętrzne pokrycie transformatora zanurzonego w oleju, które służy nie tylko do przechowywania oleju, ale także do ustawiania różnych innych elementów.

4. Urządzenie do regulacji napięcia

Urządzenie do regulacji napięcia jest przygotowane w celu zapewnienia stabilności drugiego napięcia transformatora. W przypadku modyfikacji napięcia zasilania należy skorzystać z urządzenia regulującego napięcie, aby ponownie wyregulować przełącznik kranu transformatora, aby uzyskać pewne stabilne napięcie wyjściowe po stronie dodatkowej. Urządzenie do regulacji napięcia dzieli się na dwa rodzaje: narzędzie do regulacji napięcia obciążonego i narzędzie do regulacji napięcia nieobciążonego.

5. Grzejnik

Chłodnica jest zamontowana na ścianie zbiornika oleju, a górna i dolna część są połączone rurami ze zbiornikiem oleju. Kiedy występuje różnica temperatur pomiędzy górną i dolną temperaturą oleju w transformatorze, przez chłodnicę powstaje konwekcja oleju. Po schłodzeniu przy chłodnicy spływa z powrotem do zbiornika oleju, przyczyniając się do obniżenia temperatury oleju transformatorowego. Aby zwiększyć efekt chłodzenia, można zastosować procedury takie jak samoklimatyzacja, wymagane chłodzenie powietrzem i wymagane chłodzenie wodą.

6. Konserwator oleju

Konserwator oleju, zwany także konserwatorem oleju. Olej transformatorowy będzie podlegał wzrostowi termicznemu i zacieśnieniu w wyniku regulacji temperatury, a stopień oleju z pewnością dodatkowo wzrośnie lub spadnie wraz ze zmianami temperatury. Cechą konserwatora oleju jest zapewnienie pomieszczenia barierowego dla rozwoju termicznego i skurczu oleju oraz utrzymywanie stałego napełnienia zbiornika oleju olejem. Jednocześnie, w wyniku obecności konserwatora oleju, kontakt z miejscem pomiędzy olejem a powietrzem jest zmniejszony, co może zmniejszyć utlenianie oleju.

7. Przekaźnik gazowy

Przekaźnik gazowy, zwany także przekaźnikiem gazowym, jest głównym urządzeniem zabezpieczającym przed błędami wewnętrznymi transformatorów. Montuje się go na środku rury łączącej zbiornik oleju z konserwatorem. Kiedy wewnątrz transformatora ma miejsce poważny błąd, przekaźnik gazowy łączy się z wyłącznikiem i wyłącza się w tym samym obwodzie. Kiedy wewnątrz transformatora wystąpi drobna usterka, przekaźnik gazowy łączy się z obwodem sygnału błędu.

8. Rękawy termoizolacyjne wysokie i niskie

Niskie i wysokie tuleje izolacyjne znajdują się na górnej pokrywie zbiornika oleju transformatorowego, a ceramiczne tuleje izolacyjne są zwykle stosowane w transformatorach zanurzonych w oleju. Cechą tulei izolacyjnej jest utrzymanie dobrej izolacji pomiędzy przewodami uzwojenia niskiego i wysokiego napięcia a zbiornikiem oleju oraz naprawa przewodów.

9. Rurka przeciwwybuchowa

Rurka przeciwwybuchowa, zwana także drogą oddechową zabezpieczającą, jest zainstalowana na zbiorniku oleju transformatora, a jej wyjście elektryczne jest uszczelnione szklaną folią przeciwwybuchową. Kiedy wewnątrz transformatora wystąpi poważna awaria i przekaźnik gazowy ulegnie awarii, gaz znajdujący się w zbiorniku oleju pojawia się na szklanej folii przeciwwybuchowej i wydostaje się z bezpiecznego kanału powietrznego, aby zapobiec wystartowaniu transformatora. Struktura izolacji

Efekt izolacji transformatora

(1) Osłoń korpus przewodzący przed różnymi innymi częściami.

(2) Potrafi oddzielić różne naładowane komponenty.

(3) Praktyczny układ izolacji może poprawić równomierność cyrkulacji obszaru elektrycznego.

(4) Umożliwia częściom elektrycznym osiągnięcie określonej pojemności.

(5) Odgrywa rolę we wspomaganiu mechanicznym, mocowaniu i przepływie oleju w celu odprowadzania ciepła.

Klasyfikacja izolacji i wymagania dla transformatora zewnętrznego zanurzonego w oleju 10 kv 20 kv 35 kv

1.Klasyfikacja izolacji transformatorów

System izolacji transformatora można podzielić na dwie części: izolację wewnętrzną i zewnętrzną. Izolacja wewnętrzna obejmuje różne elementy znajdujące się wewnątrz zbiornika oleju, natomiast izolacja zewnętrzna odnosi się do izolacji pomiędzy tuleją a ziemią, a także pomiędzy sobą. Izolację wewnętrzną można dalej podzielić na dwie podkategorie: izolację główną i izolację wzdłużną. Izolacja główna odpowiada za izolowanie części uzwojenia i uziemienia, a także przestrzeni między uzwojeniami. W transformatorach zanurzonych w oleju najczęściej stosowaną izolacją główną jest struktura izolacyjna z barierą papierową.

Izolację główną można dalej podzielić na izolację stopniowaną i pełną. Izolacja stopniowana odnosi się do głównego poziomu izolacji w pobliżu punktu neutralnego, który jest niższy niż poziom izolacji na końcach uzwojenia. I odwrotnie, pełna izolacja ma miejsce, gdy poziom izolacji na pierwszym i ostatnim końcu transformatora jest taki sam. Dodatkowo izolacja pionowa odnosi się do izolacji pomiędzy różnymi częściami tego samego uzwojenia, na przykład izolacji pomiędzy zwojami drutu, zwojami i zwojami.

2.Wymagania izolacyjne dla transformatorów

Konieczność izolacji transformatora nie powinna wpływać na normalne działanie transformatora w wyniku uszkodzenia izolacji przez cały czas jego eksploatacji. Jego główne potrzeby są takie, jakie są spełnione.

(1) Skuteczny w wytrzymywaniu przepięć i regularnego napięcia roboczego przez cały czas pracy.

(2) Wytrzymują istniejące zwarcia, przetężenia i typowy prąd roboczy podczas pracy.

(3) Poziom wilgoci i starzenie nie mają wpływu na typową procedurę transformatora.

3. Materiały izolacyjne do transformatorów

Główne materiały izolacyjne wewnątrz transformatorów składają się z oleju transformatorowego, tektury izolacyjnej, papieru drucianego, papieru telefonicznego oraz starego i pomarszczonego papieru.

( 1 )Olej transformatorowy.

( 2 ) Karton ekranowany. Tekturę izolacyjną wytwarza się głównie poprzez wpychanie niebielonych włókien siarczanowych, które mają wiele porów pomiędzy włóknami, dzięki czemu charakteryzują się dużą oddychalnością, absorpcją oleju, absorpcją wody itp. Załóżmy, że używany jest papier z włókien poliaminowych odporny na wysoką temperaturę. W takim przypadku jego żywotność z pewnością ulegnie znacznemu wydłużeniu, np. w przypadku izolacyjnej rurki papierowej, pręta nośnego, bloku amortyzującego, podziału, pierścienia narożnego itp.

(3) Papier do kabli. Ten papier izolacyjny wykonany jest z masy siarczanowej i jest stosowany w transformatorach z papierem telewizji kablowej w wersjach DL2-08 i DL2-12 o gęstościach 0,08 mm i 0,12 mm. Stosowany jest głównie do izolacji zewnętrznej powierzchni przewodów, izolacji międzywarstwowej cewek i izolacji owijania ołowiu. Jest to tylko jeden z głównych produktów izolacyjnych do transformatorów zanurzonych w oleju.

( 4 ) Papier telefoniczny. Wykonane z pulpy siarczanowej. W transformatorze należy używać papieru telefonicznego o wzorze DH-50. Jego gęstość wynosi (0,5 ± 5%) mm i jest zwijany w rolkę papieru o szerokości (500 ± 10) mm. Zwykle stosowany do izolacji kabli cewek i izolacji końcowej cewek.

( 5 ) Zmarszcz papier. Jest to także papier izolacyjny, wytwarzany z papieru kordowego z masy siarczanowej i przetworzonego. Ma doskonałą sprawność elektryczną w oleju, charakteryzuje się wysokim napięciem awaryjnym i małą wartością styczną kąta strat dielektrycznych. Papier marszczony używany jest głównie do owijania linii wyjściowych transformatorów i innych obszarów.

Współczynnik dielektryczny papieru i tektury izolacyjnej, oznaczony jako ε, mieści się w przedziale 4-5 i ponad dwukrotnie przewyższa współczynnik dielektryczny oleju transformatorowego, oznaczony jako ε=2,2. W izolacji kompozytowej natężenie pola jest odwrotnie proporcjonalne do współczynnika dielektrycznego materiału poddawanego działaniu pola elektrycznego.

Siła pola w szczelinie olejowej jest znacznie większa niż w przypadku tektury, co czyni ją wrażliwym punktem izolacji papieru olejowego. W rezultacie naukowcy badają nowe rodzaje tektury o niższych współczynnikach dielektrycznych, aby zmniejszyć rozmiar struktury izolacyjnej w transformatorach.

Wprowadzenie do konstrukcji izolacji

Główna konstrukcja izolacyjna do transformatora zewnętrznego zanurzonego w oleju 10 kv 20 kv 35 kv

1. Pomiędzy uzwojeniem a żelaznym rdzeniem

Żelazny rdzeń składa się z filaru rdzenia i żelaznego jarzma, które są uziemione podczas pracy. Izolację między uzwojeniem a filarem rdzenia zapewnia przede wszystkim uzwojenie w pobliżu filaru rdzenia. Jak pokazano na rysunku 2-15, do tego celu wykorzystuje się izolowany cylinder papierowy i cylindryczny żelazny rdzeń. Aby utworzyć izolację szczeliny olejowej o określonej grubości, pomiędzy zewnętrzną średnicą papierowej rurki a wewnętrzną średnicą uzwojenia umieszcza się pasek nośny, jak pokazano na rysunku 2-18. W scenariuszach wysokiego napięcia pasek nośny rurki papierowej można poddać recyklingowi w celu wytworzenia dodatkowej warstwy izolacji, jak pokazano na rysunkach 14 i 16 na rysunku 2.

Żelazny rdzeń składa się z filaru rdzenia i żelaznego jarzma, które jest uziemione podczas pracy. Uzwojenie w pobliżu filara rdzenia zapewnia przede wszystkim izolację pomiędzy uzwojeniem a filarem rdzenia. Jak pokazano na rysunku 2-15, do tego celu wykorzystuje się izolowany cylinder papierowy i cylindryczny żelazny rdzeń. Aby utworzyć izolację szczeliny olejowej o określonej grubości, pomiędzy zewnętrzną średnicą papierowej rurki a wewnętrzną średnicą uzwojenia umieszcza się pasek nośny, jak pokazano na rysunku 2-18. W scenariuszach wysokiego napięcia pasek nośny rurki papierowej można poddać recyklingowi w celu wytworzenia dodatkowej warstwy izolacji, jak pokazano na rysunkach 14 i 16 na rysunku 2.

2.Między uzwojeniami

Izolacja szczeliny olejowej z rurek papierowych jest powszechnie stosowana jako podstawowa metoda izolacji poziomów uzwojeń w tej samej fazie lub w różnych fazach. Ten typ izolacji jest często spotykany w transformatorach ultrawysokiego napięcia o dużej pojemności, w których powszechnie stosuje się cienkie rurki papierowe z minimalnymi przerwami olejowymi.

3.Między uzwojeniem a obudową

Najbardziej zewnętrzne uzwojenie i zbiornik oleju zapewniają pierwotną izolację pomiędzy uzwojeniem a obudową. Przy napięciu 110 kV lub niższym olej izolacyjny zapewnia wystarczającą grubość izolacji głównej. Natomiast przy wyższych napięciach 220 kV i wyższych wbudowany jest dodatkowy ekran kartonowy w celu wzmocnienia głównej izolacji pomiędzy ziemią a uzwojeniem.

4. Izolacja linii odpływowych

Grubość zmiętego papieru pokrywającego zwiniętą krawędź zmienia się w zależności od poziomu napięcia. Większe napięcie skutkuje grubszą warstwą zmiętego papieru. Owiń zmięty papier odpowiedniej grubości blisko krawędzi cewki, ale nie bezpośrednio na niej, wykorzystując goły kabel lub metalową szynę zbiorczą. Następnie zespawaj wielowarstwowy miękki drut miedziany, który jest bezpośrednio połączony z porcelanową tuleją.

5. Izolacja przełącznika zaczepów

Pręt roboczy przełącznika zaczepów pełni rolę kluczowego izolatora pomiędzy uzwojeniem wysokiego i średniego napięcia a ziemią. Dzieje się tak, ponieważ jeden koniec pręta łączy się z elementami wysokiego i średniego napięcia, a drugi koniec jest mocowany do uziemionej obudowy. Zazwyczaj pręt operacyjny jest wykonany z fenolowych rurek z papieru izolacyjnego lub suszonego drewna pokrytego farbą ochronną. Montowany jest na wsporniku izolacyjnym, którego część przewodząca zapewnia izolację pomiędzy wspornikiem a podłożem. Podstawowa izolacja jest wykonana z drewna południowego lub tektury fenolowej.

6. Zewnętrzna izolacja główna transformatorów

Tuleja izolacyjna transformatora jest przeznaczona do prowadzenia przewodów wysokiego i niskiego napięcia z wnętrza transformatora na zewnątrz zbiornika oleju. Zapewnia zarówno izolację przewodów do ziemi, jak i wsparcie konstrukcyjne w postaci stałego przewodu. Dlatego kluczowe jest spełnienie wymagań wytrzymałości elektrycznej i mechanicznej określonych w normach produkcyjnych. Przewodnik w ceramicznej tulei transformatora jest krytycznym elementem przewodzącym prąd podczas normalnej pracy i zwarć. W rezultacie tuleja ceramiczna musi charakteryzować się dużą stabilnością termiczną. Konstrukcja i materiały użyte w tulejce izolacyjnej są ustalane na podstawie wymagań dotyczących poziomu napięcia.l.

Izolacja pionowa

Izolacja pionowa polega na zapewnieniu izolacji pomiędzy poszczególnymi zwojami, warstwami i ekranami w tej samej cewce uzwojenia; istnieje wiele zwojów uzwojenia, co wymaga izolacji między nimi. Izolacja międzyzwojowa składa się zazwyczaj z papieru kablowego otaczającego drut, przy czym w przypadku wyższych poziomów napięcia wymagana jest grubsza izolacja. Izolacja międzywarstwowa dotyczy izolacji pomiędzy sąsiednimi warstwami drutu, odpowiadającej szerokości przejścia oleju.