Główne elementy i struktura transformatora zanurzeniowego o mocy 750 kVA.-Transformator zanurzony w oleju

Rdzeń i uzwojenia: serce elektromagnetyczne

Sprawność transformatora zanurzonego w oleju o mocy 750 kVA-określana jest przez jego elektromagnetyczny rdzeń i uzwojenia, które współpracują ze sobą, przekształcając napięcie przy minimalnych stratach energii. Rdzeń jest zbudowany z laminatów stali krzemowej-walcowanej- o zorientowanych na zimno ziarnach, zwykle łączonych metodą-schodkową, która zmniejsza-straty bez obciążenia i poziom hałasu w porównaniu z prostymi połączeniami doczołowymi. Laminacje są pokryte warstwą izolacyjną ograniczającą prądy wirowe, a cały rdzeń jest zaciśnięty i uziemiony w jednym punkcie. Uzwojenia są rozmieszczone koncentrycznie wokół ramion rdzenia, przy czym uzwojenie niskiego napięcia- znajduje się najbliżej rdzenia, a uzwojenie wysokiego napięcia-na zewnątrz. Uzwojenia miedziane są standardem w przypadku tej wartości znamionowej ze względu na ich niską rezystancję i wytrzymałość mechaniczną, natomiast aluminium jest opcją w przypadku projektów wrażliwych{{12}budżetowo. System izolacji uzwojeń jest zaprojektowany dla danej klasy napięciowej i przetestowany pod kątem wytrzymałości dielektrycznej zgodnie z normą IEC 60076-3.

Zbiornik, olej izolacyjny i układ chłodzenia

Zbiornik jest powłoką konstrukcyjną, która chroni część czynną i zawiera olej izolacyjny. Olej spełnia dwie funkcje: izoluje uzwojenia od zbiornika i przewodzi ciepło z rdzenia i uzwojeń do ścianki zbiornika. Ciepło jest odprowadzane do otaczającego powietrza poprzez żeberka chłodzące lub grzejniki przyspawane do zbiornika, w trybie ONAN z naturalnym obiegiem oleju i powietrza. Tam, gdzie wymagana jest wyższa moc, można dodać wentylatory, aby stworzyć konfigurację ONAF, która wymusza przepływ powietrza przez grzejniki. Zbiornik jest uszczelniony uszczelkową pokrywą, a znajdujący się w dnie zawór spustowy umożliwia pobieranie i spuszczanie oleju. Poziom oleju utrzymywany jest przez konserwator – mały zbiornik pomocniczy podłączony do zbiornika głównego, który kompensuje rozszerzalność cieplną oleju w miarę zmian temperatury.

Akcesoria i urządzenia monitorujące

Standardowy transformator zanurzony w oleju o mocy 750 kVA-jest wyposażony w określony zestaw akcesoriów, które chronią i monitorują urządzenie:

Konserwator z odpowietrznikiem odwadniającym z żelu krzemionkowego, który pochłania wilgoć z powietrza wchodzącego do zbiornika w miarę kurczenia się oleju.

Przekaźnik Buchholza montowany w rurze pomiędzy konserwatorem a zbiornikiem głównym, który wykrywa nagromadzenie gazu i szybki przepływ oleju spowodowany usterkami wewnętrznymi.

Urządzenie nadmiarowe ciśnienia, które odprowadza nadmierne ciśnienie wewnętrzne, zanim zbiornik ulegnie odkształceniu lub pęknięciu.

Magnetyczny wskaźnik poziomu oleju wyraźnie wskazujący poziom oleju z zewnątrz zbiornika.

Wskaźnik temperatury oleju ze stykami alarmowymi oraz wskaźnik temperatury uzwojenia, jeśli jest to wymagane, dzięki czemu operatorzy mogą monitorować warunki termiczne.

Przełącznik zaczepów-wyłączonego obwodu, zwykle plus/minus 2 na 2,5 procent, który reguluje stosunek napięcia, gdy urządzenie jest-odłączone od zasilania.

Przepusty-wysokiego i niskiego napięcia-przeprowadzające połączenia przez ścianę zbiornika, a także zaciski uziemiające i uchwyty do podnoszenia.

Każde akcesorium jest dobierane i dobierane pod kątem klasy 750 kVA i środowiska operacyjnego projektu.

Jak komponenty współpracują ze sobą

Podczas normalnej pracy prąd płynący w uzwojeniu pierwotnym wytwarza strumień magnetyczny w rdzeniu, który indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym. Straty w rdzeniu i uzwojeniach nagrzewają część czynną, a nagrzany olej unosi się w wyniku naturalnej konwekcji, przekazuje ciepło ściance zbiornika i grzejnikom, ochładza się i opada z powrotem na dno. Konserwator utrzymuje poziom oleju w miarę jego rozszerzania się i kurczenia, podczas gdy odpowietrznik utrzymuje suche powietrze napływające. Jeśli wystąpi usterka wewnętrzna, przekaźnik Buchholza i urządzenie nadmiarowe ciśnieniowe reagują, zanim zbiornik stanie się niebezpieczny, a wskaźniki temperatury ostrzegają operatora o nieprawidłowym załadunku. Cały zespół został przetestowany i oceniony zgodnie z serią IEC 60076, z ogólnymi wymaganiami zawartymi w IEC 60076-1 i ograniczeniami wzrostu temperatury określonymi w IEC 60076-2.

Normy i wymagania jakościowe

Transformator zanurzony w oleju o mocy 750 kVA-został zaprojektowany, przetestowany i opatrzony tabliczką znamionową zgodnie z uznanymi normami. Seria norm IEC 60076 definiuje wymagania ogólne, wzrost temperatury, poziomy izolacji i-wytrzymałość zwarciową, podczas gdy IEEE C57.12.00 i IEEE C57.12.10 zapewniają równoważne wymagania powszechnie stosowane w projektach w Ameryce Północnej. Rutynowe testy zgodnie z normą IEC 60076-1 obejmują współczynnik zwojów, rezystancję uzwojenia, straty i prąd w stanie jałowym, straty obciążenia i impedancję, testy dielektryczne i weryfikację wzrostu temperatury, jeśli jest to określone. Kupujący powinni zażądać raportów z testów typu i certyfikatów testów rutynowych dla każdej jednostki, aby potwierdzić zgodność z zadeklarowanymi specyfikacjami.

Często zadawane pytania

P: Jakie są główne elementy transformatora zanurzeniowego w oleju o mocy 750 kVA-?

Odp.: Głównymi komponentami są rdzeń, uzwojenia, zbiornik, olej izolacyjny, układ chłodzenia, konserwator, tuleje, przełącznik zaczepów oraz akcesoria zabezpieczające i monitorujące, takie jak przekaźnik Buchholza, urządzenie nadmiarowe ciśnienia, wskaźnik poziomu oleju i wskaźniki temperatury.

P: Dlaczego rdzeń jest zbudowany ze stali krzemowej-o zorientowanym ziarnie?

Odp.: Stal krzemowa-o zorientowanym ziarnie ma wysoką przenikalność magnetyczną i niską utratę histerezy wzdłuż kierunku walcowania, co pozwala utrzymać-straty bez obciążenia i niski poziom hałasu. Połączenia schodkowe-na zakładkę zmniejszają straty w większym stopniu w porównaniu z prostymi połączeniami doczołowymi.

P: Co robi olej wewnątrz transformatora?

Odp.: Olej izolacyjny zapewnia izolację elektryczną pomiędzy uzwojeniami a zbiornikiem oraz przenosi ciepło z rdzenia i uzwojeń na powierzchnie chłodzące, gdzie usuwa je powietrze.

P: Jaka jest funkcja konserwatora i odpowietrznika?

Odp.: Konserwator kompensuje rozszerzalność cieplną i kurczenie się oleju, a odpowietrznik z żelu krzemionkowego osusza powietrze wpływające do zbiornika w miarę zmiany poziomu oleju, zapobiegając zanieczyszczeniu oleju wilgocią.

P: Jakie normy mają zastosowanie do transformatora zanurzonego w oleju o mocy 750 kVA-?

Odp.: Obowiązuje seria norm IEC 60076, w tym IEC 60076-1 dotycząca wymagań ogólnych, IEC 60076-2 dotycząca wzrostu temperatury, IEC 60076-3 dotycząca poziomów izolacji i IEC 60076-5 dotycząca wytrzymałości na zwarcia. IEEE C57.12.00 jest odpowiednikiem w Ameryce Północnej.

P: Jakie rutynowe testy są przeprowadzane na tym transformatorze?

Odp.: Rutynowe testy zgodnie z normą IEC 60076-1 obejmują współczynnik zwojów, rezystancję uzwojenia, straty i prąd bez obciążenia, straty obciążenia i impedancję oraz testy dielektryczne. Weryfikacja wzrostu temperatury jest badaniem typu przeprowadzanym na projekcie.