Características e aplicación do transformador de tipo seco

Na actualidade, os transformadores de potencia secos da China son principalmente trifásicos de formación sólida da serie SC, como por exemplo: transformador de enrolamento trifásico da serie SCB9, transformador de lámina trifásico da serie SCB10, transformador de lámina trifásico da serie SCB9. O seu nivel de tensión está xeralmente no rango de 6-35 kV, a capacidade máxima de ata 25 MVA. O transformador seco divídese principalmente en transformador seco impregnado e transformador seco de resina en dúas categorías.

1. Transformador de tipo seco impregnado

O arame do transformador de tipo seco impregnado na China está cuberto con arame de vidro e a almofada está prensada en quente co material illante correspondente. Úsase principalmente en centrais hidroeléctricas e edificios altos con boa resistencia ao lume.

Debido á diferenza na pintura de impregnación, o illamento do transformador divídese en illamento B, F, H, C, principal e vertical (illamento principal entre o enrolamento e o enrolamento e entre o enrolamento e o illamento do núcleo).

O illamento vertical refírese ao illamento entre diferentes puntos e diferentes partes do enrolamento do transformador con diferentes potenciais, incluíndo principalmente o rendemento do illamento entre espiras, capas e seccións do enrolamento. O aire utilízase como medio illante.

Este tipo de transformador vese máis afectado polo medio ambiente que o transformador seco de tipo resina, a súa aparencia e o seu peso tamén son maiores, polo que a saída no país e no estranxeiro tende a reducirse.

Hai selos nos extremos de ambos os enrolamentos, non teñen medo á marea, forte resistencia ao lume, prevención de incendios en fogo aberto a 750 ℃, é un tipo relativamente novo de transformador seco. 1.2 Transformador de resina tipo seco en nome dos principais produtos de transformadores de fundición de resina domésticos actuais pódense dividir nas seguintes tres categorías.

O primeiro tipo, denominado transformador de fundición por bobinado de arame, a súa alta tensión é a fundición de cilindro de rotura por bobinado de arame, a baixa tensión é a fundición de cilindro por bobinado de arame (ou cilindro segmentado); Li Qian, Shaanxi provincial Electric Power (group) Co., LTD. Nota: fundición sen recheo.

O segundo tipo, denominado transformador de fundición con enrolamento de lámina, a súa alta tensión é do tipo de fundición con enrolamento de lámina segmentada, a baixa tensión é do tipo de enrolamento de lámina de cobre (ou lámina de aluminio); a fundición está fundida con recheo.

O terceiro tipo, de alta presión para o tipo de vertido de cilindro de rotura de arame enrolado, de baixa presión para o tipo de enrolamento de lámina de cobre (ou lámina de aluminio); a fundición fíxase sen recheo.

Os tres tipos de produtos anteriores teñen as súas propias características na fabricación e no rendemento dos produtos e actualmente ocupan unha certa cota de mercado. Neste artigo, centrámonos na discusión dos transformadores de vertido por bobinado de arame.

2. Transformador de fundición con arame enrolado

2.1. Características estruturais

Na segunda central eléctrica de Baoji, na provincia de Shaanxi, os transformadores secos que se empregan na fábrica son todos transformadores de vertido con arame envolto, cun grao de tensión de 6 kV, unha capacidade de 100 kVA a 1600 kVA e instalación en interiores.

Os enrolamentos de alta e baixa tensión do produto están feitos de arame de cobre, totalmente enrolado, reforzado con fibra de vidro, illamento fino, resina sen recheo, impregnado vertido ao baleiro e curado segundo a curva de curado de temperatura específica.

O enrolamento de alta tensión adopta unha estrutura de cilindro segmentado especial e o enrolamento de baixa tensión adopta un tipo de cilindro multicapa, un tipo de cilindro segmentado ou un tipo de cilindro segmentado especial segundo o nivel de tensión.

2.2 Características técnicas

2.2.1 O enrolamento por vertido de fío resistente ao impacto do enrolamento de alta tensión do transformador adopta unha estrutura cilíndrica seccional especial. Esta estrutura baséase no enrolamento de bobina de sección común. O tipo de cilindro de subsección ordinario herdou as vantaxes da resistencia ao impacto do enrolamento de bobina e resolveu a contradición entre a capa de enrolamento de bobina de alta tensión, o que constitúe unha estrutura de enrolamento ideal. A miúdo chámase estrutura de enrolamento non resonante.

En comparación co cilindro segmentado ordinario, o cilindro segmentado especial pode reducir aínda máis a tensión entre as capas, mellorar a distribución da tensión e mellorar considerablemente a resistencia ao impacto para soportar a sobretensión atmosférica e a sobretensión de funcionamento.

A resistencia ao impacto non só está relacionada coa estrutura do enrolamento, senón que tamén depende da calidade da súa fundición e das propiedades eléctricas do material illante.

Despois de completar o enrolamento do produto, vértese resina pura en estado de baleiro e non se engade recheo, para que o rendemento de fluxo da resina non se reduza.

E debido a que o enrolamento se enrola mediante arame, a resina pode saturar completamente o enrolamento, independentemente da dirección axial ou radial do enrolamento, e non hai burbullas no interior.

Resumo: Este artigo presenta a clasificación e as características dos transformadores secos e céntrase nas características estruturais dos transformadores de fundición por bobinado de arame, as características técnicas, o sistema de refrixeración, o sistema de control de temperatura, etc., resumindo as perspectivas de desenvolvemento dos transformadores secos. Palabras clave: transformador seco; clasificación dos transformadores de fundición por bobinado de arame.

Resina e fibra de vidro compostas de illamento sólido, non só boa resistencia ao impacto e descarga local é moi pequena.

2.2.2. Boa resistencia mecánica e forte resistencia a curtocircuítos. Para o tipo de enrolamento de arame cilíndrico segmentado, despois do vertido ao baleiro, a resina pode ser mergullada entre capas, voltas e seccións do enrolamento ao mesmo tempo.

Despois do curado, a resina, o arame e a fibra de vidro combínanse firmemente para formar unha estrutura de corpo ríxida e forte. As propiedades mecánicas de alta resistencia da estrutura determinan que os produtos de fundición con arame enrolado teñan unha boa resistencia a curtocircuítos.

O coeficiente de expansión térmica do material illante composto formado por resina de curado e fibra de vidro é de (18 ~ 20) × 10⁻⁶/K, e o coeficiente de expansión do cobre empregado no enrolamento é de 17 × 10⁻⁶/K, que está basicamente preto dos dous. Elimina a tensión mecánica entre o condutor do enrolamento e o material illante causada pola expansión térmica e a contracción en frío durante o funcionamento do transformador. Elimina o fenómeno de fisuración desde a raíz.

Como o produto está fundido con resina a alta e baixa presión e o núcleo de ferro está recuberto con resina, ten unha forte resistencia á humidade e á corrosión. Cando a humidade relativa do aire é do 100 %, aínda pode funcionar durante moito tempo.

Debido a que o illamento composto de resina pura e fibra de vidro ten unha resistencia eléctrica extremadamente alta, o grosor do illamento superficial do produto é de só 1,5 ~ 2 mm, o que mellora moito a eficiencia de disipación da calor da superficie do enrolamento.

2.3. Sistema de refrixeración e protección

Os transformadores secos arrefríanse mediante refrixeración por aire natural e refrixeración por circulación de aire forzado. Adóptase refrixeración por aire natural para garantir o funcionamento normal do transformador baixo carga nominal. Os transformadores secos utilizados na central eléctrica Baoji nº 2 arrefríanse todos por aire forzado mediante un ventilador radial.

Despois do arrefriamento por circulación de aire forzado, a capacidade do transformador de tipo seco con 800 kVA ou menos pode aumentarse nun 40 %, e a do transformador de tipo seco con 800 kVA ou máis pode aumentarse nun 50 %, e pode funcionar continuamente.

O transformador de tipo seco xeralmente ten protección IP00, é dicir, sen carcasa, para uso en interiores. A segunda central eléctrica de Baoji usa este modo de protección. Tamén, segundo os requisitos do usuario, engádese unha carcasa protectora.

A carcasa IP20 impide a entrada de materia estraña sólida superior a 12 mm e proporciona unha barreira para as pezas activas. Cando se adopta a protección IP23, ademais da función de protección IP20, tamén ten a función de evitar as salpicaduras de auga.

2.4. Sistema de control de temperatura

O funcionamento seguro e fiable e a vida útil dun transformador de potencia dependen en gran medida do illamento seguro e fiable do enrolamento do transformador. Unha temperatura do enrolamento que supere a temperatura de illamento é unha das principais razóns polas que o illamento se destrúe e o transformador non pode funcionar normalmente.

O transformador de fundición por bobinado de arame da serie SC adopta o sistema de protección automática por control de temperatura XMTB. Un elemento de medición de temperatura de resistencia térmica de platino está integrado na primeira volta do fío de enrolamento de baixa tensión para detectar automaticamente o aumento de temperatura do enrolamento, mostrar a temperatura do enrolamento trifásico de baixa tensión e proporcionarlles protección térmica.

Co cambio da temperatura ambiente e da carga, cando o enrolamento alcanza a temperatura límite, o controlador de temperatura enviará automaticamente un sinal para controlar o arranque do ventilador (110 ℃), a parada do ventilador (90 ℃), a alarma (120 ℃) ​​e o disparo (145 ℃), de xeito que o produto teña unha protección fiable contra sobrecargas durante o funcionamento.

Os transformadores de fundición con arame bobinado da serie SC3 adoptan a tecnoloxía patentada de M&C para a detección e o control da temperatura dos enrolamentos dos transformadores e producen un controlador de temperatura que pode detectar directamente a temperatura dos enrolamentos e realizar o control de refrixeración por aire forzado (AF), a alarma de sobretemperatura e o disparo por sobretemperatura do transformador.

Despois da depuración normal do controlador de temperatura, o transformador ponse primeiro en funcionamento de rede e, a continuación, actívase o controlador de temperatura para o seu funcionamento. O controlador de temperatura está no estado de control automático e realízase a detección e protección da temperatura do transformador. Cando a temperatura do enrolamento é superior a 110 ℃, o controlador de temperatura pon en marcha o ventilador para a refrixeración forzada; se a temperatura do enrolamento cae por debaixo de 90 ℃ baixo a refrixeración por aire forzado, o ventilador detense.

Se a temperatura do enrolamento aumenta aínda máis, o controlador de temperatura emitirá unha alarma de sobretemperatura (155 ℃) e un sinal de desconexión por sobretemperatura (170 ℃). Cando o controlador de temperatura falle e non se poida retirar temporalmente, retíreo; o transformador pode seguir funcionando; só é necesario vixiar e garantir que o transformador estea no estado de funcionamento normal.

3. Comparación entre transformadores secos e transformadores mergullados en aceite

As vantaxes significativas e o baixo custo dos transformadores mergullados en aceite son difíciles de substituír por outros transformadores. Nos requisitos xerais de protección contra incendios e exteriores, na actualidade e no futuro durante un período de tempo máis longo, seguirán sendo principalmente transformadores mergullados en aceite.

Pero para lugares con altos requisitos de protección contra incendios, utilízanse transformadores de tipo seco ou líquidos non inflamables e líquidos non inflamables. O transformador seco ten unha maior capacidade de sobrecarga que o transformador mergullado en aceite, principalmente porque a densidade de corrente do transformador seco é menor, a capacidade calorífica é grande e a constante de tempo de enrolamento é grande.

En comparación cos transformadores mergullados en aceite, as condicións de illamento do transformador seco melloran. Os transformadores mergullados en aceite úsanse en máis lugares e as instalacións ao aire libre adoitan ser máis frecuentes.

O rango de alimentación do transformador seco é pequeno, o funcionamento en interiores é maior. En comparación cos transformadores mergullados en aceite, sofre unha menor amplitude de tensión do raio, unha cabeza de onda máis lenta e unha menor probabilidade de caída do raio.

Os transformadores secos adoitan estar protexidos por pararraios de óxido metálico, que non só limitan a sobretensión atmosférica, senón tamén a sobretensión interna.