Eļļas -transformatori, kas ir galvenais aprīkojums elektroenerģijas sadales sistēmās rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumiem un civilajām ēkām, veic svarīgu uzdevumu samazināt 10 (6) kV vai 35 kV augstsprieguma{4}}tīklu spriegumu līdz 230/400 V kopnes spriegumam, lai apmierinātu lietotāju vajadzības pēc enerģijas. Šis transformatoru veids ir piemērots 50 (60) Hz maiņstrāvas barošanas avotiem ar maksimālo trīsfāžu nominālo jaudu 2500 kVA un maksimālo vienas fāzes nominālo jaudu — 833 kVA (bet vienfāzes transformatori parasti nav ieteicami). To var izmantot iekštelpās vai uzstādīt ārā. Transformatoriem ar jaudu 315kVA un mazāk to var uzstādīt pat tieši uz staba. Turklāt tam ir noteiktas prasības attiecībā uz vides apstākļiem, tostarp apkārtējās vides temperatūras diapazonu, maksimālo diennakts vidējo temperatūru, maksimālo gada vidējo temperatūru, relatīvo mitrumu un augstumu. Ja faktiskie lietošanas apstākļi neatbilst šiem noteikumiem, atbilstoši standartam GB6450-86 ir jāveic attiecīgi kvotu pielāgojumi.
1. Fāzu atšķirības eļļas{1}}iegremdētos transformatorus var iedalīt trīs-fāzes transformatoros un vienfāzes{3}}transformatoros. Trīs-fāzu barošanas sistēmās parastā izvēle ir trīs-fāžu transformatori. Tomēr, ja jauda ir pārāk liela vai transportēšanas apstākļi ir ierobežoti, trīs vienfāzes transformatorus var izmantot, lai izveidotu transformatoru banku, lai apmierinātu pieprasījumu.
2. Tinumu klasifikācija
Transformatorus var iedalīt divos-tinumu transformatoros un trīs-tinumu transformatoros, pamatojoties uz tinumu skaitu. Divi -tinumu transformatori ir plaši izplatīti ar diviem tinumiem uz serdes: viens kā primārais tinums un otrs kā sekundārais tinums. Trīs-tinumu transformatori parasti ir piemēroti lielākai ietilpībai (virs 5600 kVA), un šos transformatorus var savienot ar trim dažādām sprieguma pārvades līnijām. Turklāt dažos īpašos lietojumos tiek izmantoti pat Satons transformatori ar vairāk tinumu.
3. Strukturālā klasifikācija
Transformatorus var iedalīt serdeņa-tipa transformatoros un apvalka-tipa transformatoros, pamatojoties uz to strukturālajām īpašībām. Serdenes-tipa transformatoros tinumi parasti ir aptīti ap serdes ārpusi, savukārt apvalka-tipa transformatoros serde atrodas ap tinumiem. Šiem divu veidu transformatoriem ir nelielas struktūras atšķirības, taču to darbības principi būtiski neatšķiras. Praksē lielākā daļa transformatoru, ko parasti izmanto energosistēmās, ir kodola -tipa.
Turklāt transformatoros ir arī citas galvenās sastāvdaļas, piemēram, serde, tinumi, eļļas tvertne, eļļas kondensators, izolācijas bukses, krānu pārslēgi un gāzes releji, kas kopā veido visu transformatora struktūru.
4. Kodols Kā transformatora magnētiskās ķēdes serdenim ir izšķiroša nozīme. Transformatora darbības laikā serde rada siltumu histerēzes un virpuļstrāvas zudumu dēļ. Lai efektīvi samazinātu šos siltuma zudumus un samazinātu transformatora izmēru un svaru, serdeņa izgatavošanai parasti izmanto auksti velmētas graudu-orientētas silīcija tērauda loksnes ar augstu caurlaidību un mazāku par 0,35 mm. Turklāt, pamatojoties uz tinumu izvietojumu serdeņos, transformatorus var iedalīt divos veidos: serdeņa-tipa un apvalka-tipa.
Lieljaudas -transformatoros, lai nodrošinātu, ka siltumizolācijas eļļa cirkulācijas laikā efektīvi aizvada siltumu, ko rada serdeņa zudumi, tādējādi panākot labu dzesēšanu, serde parasti ir konstruēta ar īpašiem dzesēšanas eļļas kanāliem.
5. Tinumi Tinumi ir galvenā transformatora sastāvdaļa, kas ir atbildīga par elektriskās enerģijas pārvēršanu magnētiskajā enerģijā un pēc tam atpakaļ elektroenerģijā. Transformatoros tinumus parasti veido no izolētas vara vai alumīnija stieples, lai samazinātu vadītspējas zudumus. Vienlaikus tinumu aptīšanai un izolēšanai tiek izmantoti izolācijas materiāli, lai nodrošinātu izolācijas veiktspēju un siltuma izkliedi. Pamatojoties uz tinumu izvietojumu serdeņos, transformatorus var iedalīt divos veidos: serdeņa-tipa un apvalka-tipa.
Tinumi un serde kopā veido transformatora galvenās sastāvdaļas. Transformatora darbības laikā tinumi rada siltumu savas pretestības vai kontaktu pretestības dēļ savienojumos; šo parādību var izskaidrot ar Džoula likumu.
Tinumi ir svarīgas transformatora sastāvdaļas, un to pareiza darbība ir būtiska transformatora veiktspējai. Tomēr darbības laikā tinumiem var rasties dažādas problēmas. Pirmkārt, siltums rodas pašu tinumu pretestības vai kontaktu pretestības dēļ locītavās, fizikālā parādība, ko atklāj Džoula likums. Tāpēc tinumiem ilgstoši jāizvairās no strāvas, kas pārsniedz nominālo strāvu, lai novērstu pārkaršanu. Turklāt, kad īsslēguma strāva iziet cauri, tā rada ievērojamu elektromagnētisko spēku uz tinumiem, potenciāli radot nopietnus transformatora bojājumus.
Ir dažādi transformatoru tinumu veidi, no kuriem visvienkāršākie ir koncentriskie un savstarpēji savienotie tinumi. Galvenās kļūdas, ar kurām var saskarties šie tinumi, ir īssavienojumi starp-pagriezieniem un īssavienojumi korpusā. Pagriezienu īssavienojumus var izraisīt izolācijas novecošanās, pārslodzes darbība vai mehāniski bojājumi caur-īsslēguma īsslēguma laikā. Pagriezienu īssavienojumi var rasties arī tad, ja eļļas līmenis transformatorā pazeminās, izraisot tinumu daļu atsegšanu virs eļļas virsmas. Vienlaikus pārstrāva caurejošās-īsslēguma laikā var deformēt tinumus, vēl vairāk sabojājot izolāciju un tādējādi izraisot pagriezienu īssavienojumu.
Kad notiek savstarpēja -pagrieziena īssavienojums, strāva īssavienotajā tinumā var pārsniegt nominālo vērtību, taču visa tinuma strāva joprojām var būt robežās. Šajā gadījumā var aktivizēties gāzes aizsardzības ierīce, un smagos gadījumos var iejaukties arī diferenciāļa aizsardzības ierīce. Korpusa īssavienojumus var izraisīt arī izolācijas novecošanās, eļļas mitrums, eļļas līmeņa pazemināšanās vai zibens un darbības pārspriegumi. Turklāt pārstrāva caurstrāvas-īsslēguma laikā var izraisīt tinuma deformāciju, izraisot īssavienojumu korpusā. Šāda veida īssavienojums parasti izraisa gāzes aizsardzības ierīces un zemējuma aizsardzības ierīces darbību.
6. Eļļas tvertne Eļļas -iegremdētā transformatora-galvenās sastāvdaļas, tinumi un serde-ir ievietotas eļļas tvertnē, kas piepildīta ar transformatora eļļu. Šāda veida eļļas tvertnes parasti ir metinātas no tērauda plāksnēm un ir paredzētas, lai nodrošinātu spēcīgu mehānisko aizsardzību un lielisku dzesēšanu. Vidējiem un maziem transformatoriem tvertne parasti sastāv no divām daļām: tvertnes korpusa un tvertnes vāka. Transformatora korpuss atrodas korpusa iekšpusē, savukārt tvertnes vāka atvēršana atvieglo korpusa pārbaudi un apkopi.
Turklāt transformatorus var iedalīt divās galvenajās kategorijās, pamatojoties uz to izolācijas un dzesēšanas metodēm: eļļas -iegremdētais un sausais{1}}veids. Eļļas-transformatoros serde un tinumi tiek iegremdēti transformatora eļļā, tādējādi uzlabojot izolācijas veiktspēju un optimizējot dzesēšanas apstākļus. Tomēr sausos{5}}tipa transformatorus izmanto arī noteiktos specifiskos lietojumos, piemēram, ielu apgaismojumā un raktuvju apgaismojumā.
1. Ne-ieslēgti eļļas-iegremdētie transformatori, piemēram, S8, S9 un S10 sērijas, parasti tiek izmantoti rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumos, lauksaimniecībā un civilajā celtniecībā.
2. Slēgtie eļļas -iegremdētie transformatori, tostarp tādi modeļi kā S9, S9-M un S10-M, ir īpaši piemēroti sarežģītām vidēm ar augstu eļļas un ķīmisko vielu līmeni, piemēram, naftas un ķīmiskajā rūpniecībā.
3. Slēgtie eļļas -iegremdētie transformatori, piemēram, BS9, S9-, S10-, S11-MR, SH un SH12-M sērijas, tiek plaši izmantoti elektroenerģijas sadalei dažādās vietās, tostarp rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumos, lauksaimniecībā un civilajās ēkās.
Turklāt ir arī transformatori, kas paredzēti īpašiem mērķiem, piemēram, augstsprieguma{0}}transformatori testēšanai, transformatori elektriskajām krāsnīm, transformatori metināšanai un transformatori, ko izmanto tiristoru ķēdēs. Neiztrūkstoši ir arī sprieguma transformatori un strāvas transformatori mērinstrumentiem.
a. Eļļas-iegremdētā transformatora zemsprieguma tinumam, ja vien maza ietilpības modelī netiek izmantots vara vadītājs, parasti tiek izmantots cilindrisks dizains ar vara folijas tinumu. Augstsprieguma{5}}tinumam tiek izmantota daudzslāņu cilindriska struktūra. Šis dizains palīdz uzturēt līdzsvarotu ampēru-pagriezienu sadalījumu, samazina noplūdes plūsmu un uzlabo mehānisko izturību un īssavienojuma-izturību.
b. Lai nodrošinātu stabilitāti, gan serde, gan tinumi ir nostiprināti ar pašbloķējošiem-uzgriežņiem, lai transportēšanas laikā izturētu triecienus. Turklāt bezkodolu struktūra ļauj transformatoram izturēt lielākus transporta triecienus.
c. Ražošanas laikā gan spoles, gan serdeņi tiek žāvēti vakuumā, un tiek izmantoti vakuuma eļļas filtrēšanas un iesmidzināšanas procesi, lai nodrošinātu iekšējā mitruma līmeņa samazināšanos.
d. Eļļas tvertnei ir ģeniāls dizains ar gofrētām loksnēm, kurām ir elpošanas funkcija, lai kompensētu eļļas tilpuma izmaiņas, ko izraisa temperatūras svārstības, tādējādi novēršot nepieciešamību pēc eļļas konservatora un samazinot transformatora augstumu.
e. Pateicoties gofrēto lokšņu izmantošanai, transformatora eļļa ir izolēta no ārējā gaisa, efektīvi novēršot skābekļa un mitruma iekļūšanu, tādējādi saglabājot izcilu izolācijas veiktspēju.
f. Rezumējot, šīs konstrukcijas iezīmes kopā nodrošina, ka eļļas -iegremdētajiem transformatoriem parastos slodzes apstākļos nav nepieciešama eļļas maiņa, ievērojami samazinot uzturēšanas izmaksas un ievērojami pagarinot to kalpošanas laiku.
Situācijās ar lielu primāro vai sekundāro slodžu skaitu ieteicams konfigurēt divus vai vairākus transformatorus. Tādā veidā, pat ja viens transformators atvienojas, atlikušo transformatoru jauda var apmierināt primārās un sekundārās slodzes jaudas prasības. Vienlaikus primārās un sekundārās slodzes ir jākoncentrē pēc iespējas vairāk, lai izvairītos no pārmērīgas izkliedes.
Ja sezonas kravnesība ir liela, ieteicams izmantot īpašus transformatorus. Piemēri ir gaisa kondicionēšanas dzesēšanas slodzes un apkures elektriskās apkures slodzes lielās civilās ēkās. Lietojumos ar lielu koncentrētu slodzi ieteicams izmantot īpašus transformatorus. Tas ietver lielas apkures iekārtas, lielas rentgena iekārtas un elektriskās loka krāsnis.
Ja apgaismojuma slodze ir liela vai ja transformatora koplietošana jaudai un apgaismojumam būtiski ietekmē apgaismojuma kvalitāti un spuldžu kalpošanas laiku, var uzstādīt īpašu apgaismojuma transformatoru. Parasti jaudai un apgaismojumam ir viens transformators.
7. Darbības vide:
Normālos vides apstākļos piemēroti ir gan eļļas{0}}iegremdētie, gan sausie-transformatori. Šie transformatori ir piemēroti rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumiem, neatkarīgām vai pievienotām apakšstacijām lauksaimniecībā un neatkarīgām apakšstacijām dzīvojamos rajonos. Pieejamie transformatoru modeļi ir S8, S9, S10, SC(B)9 un SC(B)10. Turklāt jāņem vērā temperatūras ietekme uz transformatora izvēli.
① Šie transformatori var uzturēt{0}}ilgtermiņa stabilu darbību 220 grādu leņķī.
② Tie var viegli izturēt īslaicīgus-augstas-temperatūras triecienus līdz 350 grādiem.
③ Šie transformatori nodrošina izcilu veiktspēju neatkarīgi no lielām temperatūras svārstībām vai mitruma svārstībām.
④ 250 grādu temperatūrā tie nekusīs, neplūst un neatbalstīs degšanu.
⑤ Vēl ievērojamāk ir tas, ka šie transformatori neizdalīs toksiskas vai kodīgas gāzes pat ekstremālās temperatūrās līdz 750 grādiem.
Turklāt šiem transformatoriem ir lieliska kravnesība, kas spēj apmierināt jaudas pieprasījumu dažādos sarežģītos ekspluatācijas apstākļos.
Nosakot sadales transformatoru jaudu, vispusīgi jāapsver dažādu elektroiekārtu jauda, jāaprēķina slodze (parasti neskaitot ugunsdrošības slodzi). Kompensētā šķietamā jauda ir primārais pamats transformatora jaudas un skaita izvēlei. Parasti transformatora slodzes koeficients tiek uzturēts aptuveni 85%. Šī metode ir salīdzinoši vienkārša un piemērota jaudas novērtēšanai.
Saskaņā ar GB/T17468-1998. gada ieteikumiem "Strāvas transformatoru atlases vadlīnijas", sadales transformatoru jaudas atlase ir jāapvieno ar GB/T15164-94 "Eļļas iegremdētu spēka transformatoru slodzes vadlīnijas" vai GB/T17211-1998, pamatojoties uz DLoadry Transformers un 1998. gada vadlīnijām. aprēķinātā slodze. Divas iepriekš minētās vadlīnijas nodrošina datorprogrammas un parastā cikla slodzes diagrammas, lai precīzāk noteiktu sadales transformatoru jaudu.
Transformatoru eļļa ir iecienīta tās lieliskās izolācijas un siltumvadītspējas dēļ, un tās cena ir salīdzinoši pieņemama.
Transformatoru eļļa efektīvi atrisina siltuma izkliedes un augstsprieguma{0}}izolācijas problēmas lielas-jaudas transformatoros.
Tomēr tam ir arī daži trūkumi:
Transformatora eļļa ir uzliesmojoša; saskare ar liesmu var izraisīt aizdegšanos vai pat eksploziju, kas prasa rūpīgu apiešanos.
Šī eļļa rada potenciālus veselības apdraudējumus, tādēļ ekspluatācijas laikā ir nepieciešami atbilstoši aizsardzības pasākumi.
Transformatora eļļai nepieciešama regulāra profesionāla pārbaude, lai nodrošinātu tās stabilu un drošu darbību.
Eļļas -transformatoriem ir raksturīga slikta blīvējuma veiktspēja un jutīgums pret novecošanu, kas var izraisīt nopietnu eļļas noplūdi darbības vietā. Tas ne tikai ietekmē normālu iekārtas darbību, bet arī var negatīvi ietekmēt apkārtējo vidi.
Eļļas -iegremdētajiem transformatoriem ir salīdzinoši zemas izolācijas klases, un tie parasti tiek projektēti un ražoti saskaņā ar A klases izolācijas standartiem. Tāpēc atlases un lietošanas laikā īpaša uzmanība jāpievērš to kalpošanas laika novērtējumam.
Transformatoru izolācijas materiālu polimerizācijas pakāpe (DP) ir galvenais rādītājs izolācijas novecošanās pakāpes mērīšanai, un tās precizitāte un uzticamība ir plaši atzīta. Lai noteiktu transformatoru novecošanas līmeni, mēs parasti izmantojam izolācijas kartona vidējo polimerizācijas pakāpi (DP) kā standartu. Mūsu kritēriji ir šādi: vidējais DP, kas mazāks par 450, norāda uz dzīves ilguma pakāpi; vidējais DP, kas mazāks par 250, norāda uz bīstamības pakāpi.
1) Stiepes izturības standarti kalpošanas laikam un bīstamības pakāpēm
Pēc kalpošanas laika izolācijas papīrs saglabā 60% no sākotnējās maksimālās stiepes izturības ārējās īssavienojuma apstākļos. Kad ir sasniegta bīstamības pakāpe, šī atlikušā izturība samazinās līdz 15%.
2) DP atteices varbūtības standarti Japānas izolācijas papīra šķiedrām
Ja DP vērtība ir lielāka vai vienāda ar 450, izolācijas papīra šķiedras bojājuma varbūtība ir 0; ja DP vērtība ir no 450 līdz 250, atteices varbūtība ir apgriezti proporcionāla DP vērtībai, konkrēti (450 - DP) / 200; un, ja DP vērtība ir mazāka par 250, atteices varbūtība ir 1.
3) Formula transformatora atlikušā mūža novērtēšanai, izmantojot vidējo DP
Transformatora atlikušo kalpošanas laiku varam novērtēt, izmantojot tā sākotnējo vidējo DP vērtību (n0), vidējo DP pēc L gadiem (nL) un gadu skaitu L. Konkrētā formula ir: Atlikušais mūžs (nL/n0)=(1 - r)L, kur r ir vidējās DP samazināšanās ātrums.
Eļļas -iegremdētā spēka transformatora darbības laikā tinumu un serdeņa radītais siltums vispirms tiek pārnests uz transformatora eļļu un pēc tam caur eļļu uz dzesēšanas vidi. Atkarībā no transformatora jaudas ir vairākas dzesēšanas metodes:
1. Dabiskā eļļas cirkulācijas dzesēšana, ti, eļļas -pašdzesēšana-.
2. Dabiskā eļļas cirkulācijas gaisa dzesēšana, ti, eļļas -iegremdēta gaisa dzesēšana.
3. Piespiedu eļļas cirkulācijas ūdens dzesēšana.
4. Piespiedu eļļas cirkulācijas gaisa dzesēšana.
Šīs ir izplatītas dzesēšanas metodes eļļas{0}}iegremdējamiem strāvas transformatoriem. Izšķiroši svarīgi ir izvēlēties piemērotu dzesēšanas metodi, pamatojoties uz faktisko lietojumu.
1. Piemērojamais darbības joma: piemērots augstumam, kas nepārsniedz 1000 metrus, lietošanai iekštelpās vai ārā.
2. Vides apstākļi: stabila darbība maksimālās apkārtējās vides temperatūras +40 grādu un maksimālās dienas vidējās temperatūras +30 grādu apstākļos.
3. Temperatūras diapazons: Gada vidējā temperatūra +20 grādi, minimālā temperatūra -25 grādi.
4. Pielāgošana: Transformatoru risinājumus īpašiem ekspluatācijas apstākļiem var nodrošināt atbilstoši lietotāju vajadzībām.
Tālāk mēs iedziļināsimies šo dzesēšanas metožu kļūdu analīzē praktiskajā pielietojumā.
Transformatori darbības laikā var saskarties ar dažādām kļūmēm, tostarp defektiem tinumos, buksēs, krānu pārslēgos un papildierīcēs, piemēram, serdē un tvertnē. Tinumu kļūmes galvenokārt izpaužas kā savstarpējie-pagriezienu īssavienojumi, tinumu zemējums, fāzes-līdz-fāzu īssavienojumi, atvērtas ķēdes un metināšanas defekti. Bukses defektus parasti izraisa katlakmens uzkrāšanās, kas var viegli izraisīt uzplaiksnījumu spēcīgas miglas vai neliela lietus laikā, izraisot vienfāzes zemējumu vai fāzes{6}}līdz{7}}fāzes īssavienojumus transformatora augstsprieguma{8}}pusē. Turklāt nopietna problēma ir arī nopietna noplūde, ko var izraisīt metinājuma plaisas, blīvējuma bojājums, vibrācija darbības laikā, ārējā ietekme uz tvertni un korozijas bojājumi. Ja tiek konstatēta noplūde, transformators nekavējoties jāizslēdz, lai veiktu remontu un eļļošanu. Tajā pašā laikā rūpīgi jāuzrauga arī krānu pārslēga darbības traucējumi.