Намотка на маслен трансформатор: Технически характеристики и конструктивни характеристики

Маслено-потопен трансформатор Намотките са критични компоненти в електроразпределителните системи, проектирани да пренасят ефективно електрическа енергия, като същевременно осигуряват надеждност и дълготрайност. По-долу е даден подробен анализ на тяхната структура, материали и принципи на работа, синтезирани от индустриални стандарти и технически спецификации.

Забранено е температурата на горната част на масления трансформатор да надвишава 95°C, като по принцип е забранено да надвишава 85°C. При избора на изолационен материал клас А за намотките на трансформатора, максимално допустимата температура на изолационния материал е 95~105°C. В Китай спецификациите за нагряване на трансформаторите се основават на стандартна работна температура от 40°C, като средната температура на газа в намотката е 65°C. Повишаването на температурата на горната част на масления слой спрямо газа е точно позиционирано на 55°C, така че намотката, съдържаща сърцевината на трансформатора, е включена в повишаването на температурата на маслото при 10°C.

Ако максималната температура на трансформатора е 85°C, температурата на намотката е 95°C; ако максималната температура е 95°C, температурата на намотката е достигнала 105°C, което е максимално допустимата температура на изолационния слой на намотката. Твърде високата температура ще ускори стареенето на изолационния слой, ще ускори износването на трансформаторното масло и ще навреди на експлоатационния живот. Разпределителен трансформатори дори да доведат до инциденти, свързани с безопасността.

Силна система за циркулация на маслото при трансформатори с въздушно охлаждане, максимална температура 75℃ - 35℃; естествена система за циркулация на маслото, защита от прегряване, трансформатори с въздушно охлаждане, максималната температура обикновено не е подходяща за често надвишаване на 85°C, максималната температура не може да надвишава 95°C, а температурата не може да надвишава 55°C. Ако по време на работа се установи, че граничната стойност надвишава изискванията, незабавно се докладва за планиране на производството и се използват мерки за противодействие при ограничение на натоварването.

1. Определение и основна функция

Намотките на маслени трансформатори се състоят от медни или алуминиеви намотки, навити около ламинирана сърцевина от силициева стомана. Тези намотки са изцяло потопени в изолационно масло, което служи за двойна цел: електрическа изолация и термично управление. Намотките трансформират високоволтовия вход в нисковолтов изход (или обратно) чрез електромагнитна индукция, което позволява безопасно предаване на енергия през мрежите.

2. Състав на материала

Проводим материал:

Мед: Използва се предимно за намотки за високо напрежение поради превъзходната си проводимост и механична якост. Намотките за ниско напрежение (≤500 kVA) често приемат двуслойна цилиндрична структура, докато по-големите капацитети (≥630 kVA) използват конфигурации с двойна или четворна спирала, за да оптимизират разпределението на тока.

Алуминий: Понякога се използва за приложения, чувствителни към разходи, макар и по-малко ефективен от медта.
Изолация:

Високоустойчивите материали (напр. епоксидни смоли, хартия на целулозна основа) изолират намотките от сърцевината и една от друга.

Многослойната изолация предотвратява късо съединение при термично натоварване или механична деформация.

3. ​Структурен дизайн​

​Устройство за навиване:

Концентрична (цилиндрична) намотка: Често срещана в трифазни трансформатори, където намотките за ниско напрежение са поставени вътре във високоволтови намотки, за да се сведе до минимум потокът на утечка.

Спирална (слоеста) намотка: Използва се за приложения с висок ток, включваща преплетени слоеве за намаляване на загубите от вихрови токове.

Интеграция на охлаждането:

Намотките включват маслени канали за отвеждане на топлината чрез естествена или принудителна конвекция.

Гофрираните резервоари за масло заместват традиционните консерватори, позволявайки термично разширение на маслото, като същевременно поддържат херметична среда.

4. Оптимизация на производителността

Дизайн с ниски загуби:

Аморфни сплавни сърцевини: Намаляват хистерезиса и загубите от вихрови токове (напр. трансформаторите от серия S11-M постигат 30% по-ниски загуби от по-старите модели)

Dyn11 Connection Group: Минимизира хармоничните изкривявания и подобрява качеството на захранването чрез компенсиране на токовете на третата хармоника

Устойчивост на късо съединение:

Подсилените скоби за навиване и техниките за спирално навиване повишават механичната стабилност по време на повреди.

Силикагелните дихателни апарати и релетата на Буххолц следят аномалиите в потока на влага и масло

5. ​Приложение и поддръжка​

Сценарии за внедряване:

Промишлени подстанции, градски електропреносни мрежи и системи за възобновяема енергия (напр. вятърни паркове).

Номиналните мощности варират от 50 kVA до 25 000 kVA, с напрежения до 35 kV

Практики за поддръжка:

Редовно вземане на проби от масло и анализ на разтворени газове (DGA) за откриване на влошаване на изолацията.

Термографско изображение за идентифициране на локализирани горещи точки в намотките.

6. Иновации в технологията на навиване

Вакуумно импрегниране: Елиминира въздушните джобове по време на производството, подобрявайки целостта на изолацията

Интелигентно наблюдение: Сензори с активиран IoT проследяват температурата на намотките и динамиката на натоварването в реално време.