Намотување на трансформатор потопен во масло: Технички сознанија и карактеристики на дизајнот

Трансформатор потопен во масло Намотките се критични компоненти во системите за дистрибуција на електрична енергија, дизајнирани за ефикасен пренос на електрична енергија, а воедно обезбедуваат сигурност и издржливост. Подолу е дадена детална анализа на нивната структура, материјали и принципи на работа, синтетизирани од индустриските стандарди и техничките спецификации.

Трансформатор потопен во масло, горната температура е забранета да надминува 95 °C, генерално е забрането да надминува 85 °C, генерално изборот на намотки на трансформаторот е од класа А, материјалот за изолационен слој е од 95 до 105 °C, во Кина, спецификациите за греење на трансформатори се базираат на работна температура од 40 °C како стандард, просечната температура на гасот е вклучена во намотките од 65 °C, температурата на горниот дел од маслото е прецизно поставена на 55 °C, па затоа намотките што го содржат јадрото на трансформаторот се вклучени во зголемувањето на температурата на маслото на 10 °C.

Ако горната температура на трансформаторот е 85 °C, температурата на намотката е 95 °C; ако горната температура е 95 °C, температурата на намотката достигнала 105 °C, што ја достигнало максималната дозволена температура на материјалот на изолациониот слој на намотката. Превисоката температура ќе го забрза стареењето на материјалите на изолациониот слој, ќе го забрза влошувањето на маслото на трансформаторот и ќе го наруши животниот век на Дистрибутивен трансформаторs, па дури и да доведат до безбедносни несреќи.

Силен систем за циркулација на масло со воздушно ладење трансформатор, горна температура 75℃ затоплување 35℃; систем за природна циркулација на масло, заштита од прегревање, трансформатор со воздушно ладење, горната температура генерално не е погодна за често надминува 85°C, високата не смее да надмине 95°C, греењето не смее да надмине 55°C, ако се открие дека при работа граничната вредност ги надминува барањата, треба веднаш да се пријави распоредот на производството, употребата на контрамерки за ограничување на оптоварувањето.

1. ​Дефиниција и основна функција​

Намотките на трансформаторот потопени во масло се состојат од бакарни или алуминиумски намотки намотани околу ламинирано силициумско челично јадро. Овие намотки се целосно потопени во изолационо масло, кое служи за двојна намена: електрична изолација и термичко управување. Намотките го трансформираат влезниот висок напон во излезен понизок напон (или обратно) преку електромагнетна индукција, овозможувајќи безбеден пренос на енергија низ мрежите.

2. ​Состав на материјалот​

Проводен материјал:

Бакар: Претежно се користи за високонапонски намотки поради неговата супериорна спроводливост и механичка цврстина. Нисконапонските намотки (≤500 kVA) често имаат двослојна цилиндрична структура, додека поголемите капацитети (≥630 kVA) користат конфигурации со двојна спирала или четворократна спирала за оптимизирање на распределбата на струјата.

Алуминиум: Повремено се користи за апликации чувствителни на трошоци, иако помалку ефикасен од бакарот.
Изолација:

Материјалите со висока отпорност (на пр., епоксидни смоли, хартија на база на целулоза) ги изолираат намотките од јадрото и едни од други.

Повеќеслојната изолација спречува кратки споеви под термички стрес или механичка деформација.

3. ​Структурен дизајн​

Распоред на намотување:

Концентрични (цилиндрични) намотки: Вообичаени кај трифазни трансформатори, каде што нисконапонските намотки се поставени во високонапонските намотки за да се минимизира флуксот на истекување.

​Слоево намотување (спирално): Се користи за апликации со високи струи, со испреплетени слоеви за да се намалат загубите од вртложни струи.

Интеграција на ладење:

Намотките вклучуваат ​води за масло​ за да ја насочат топлината преку природна или принудна конвекција.

Брановидните резервоари за масло ги заменуваат традиционалните конзерванси, овозможувајќи термичка експанзија на маслото, а воедно одржувајќи запечатена средина.

4. Оптимизација на перформансите

Дизајн со низок губиток:

Аморфни легирани јадра: Намалување на хистерезисните и вртложните струи загуби (на пр., трансформаторите од серијата S11-M постигнуваат 30% помали загуби од постарите модели)

Dyn11 група за поврзување: Ги минимизира хармоничните дисторзии и го подобрува квалитетот на енергијата со компензација на струите на третите хармоници

Отпорност на краток спој:

Зајакнатите стеги за намотување и техниките за спирално намотување ја зголемуваат механичката стабилност за време на услови на дефект.

Дишечите на силика гел и релеите Бухолц ги следат влагата и аномалиите на протокот на масло

5. ​Примена и одржување​

Сценарија за распоредување:

Индустриски трафостаници, урбани електрични мрежи и системи за обновлива енергија (на пр., ветерни фарми).

Номиналните капацитети се движат од 50 kVA до 25.000 kVA, со напони до 35 kV

Практики за одржување:

Редовно земање примероци од масло и анализа на растворен гас (DGA) за откривање на деградација на изолацијата.

Термичко снимање за идентификување на локализирани жаришта во намотките.

6. ​Иновации во технологијата на намотување​

Вакуумска импрегнација: Ги елиминира воздушните џебови за време на производството, подобрувајќи го интегритетот на изолацијата

​Паметно следење: Сензорите овозможени со IoT ја следат температурата на намотките и динамиката на оптоварувањето во реално време.