Kuru Tip Transformatörün Özellikleri ve Uygulamaları

Şu anda Çin'deki kuru güç transformatörlerinin çoğu, SCB9 serisi üç fazlı sargılı transformatör, SCB10 serisi üç fazlı folyo transformatör gibi üç fazlı katı formlu SC serisi transformatörlerdir. Gerilim seviyeleri genellikle 6-35 kV aralığındadır ve maksimum kapasiteleri 25 MVA'ya kadar çıkmaktadır. Kuru transformatörler esas olarak emprenye edilmiş kuru transformatör ve reçineli kuru transformatör olmak üzere iki kategoriye ayrılır.

1. Emprenye edilmiş kuru tip transformatör

Çin'de kullanılan emprenye edilmiş kuru tip transformatörlerin telleri cam tel ile kaplanmıştır ve altlıkları ilgili yalıtım malzemesi ile sıcak presleme yöntemiyle kaplanmıştır. Genellikle hidroelektrik santrallerinde ve yüksek binalarda kullanılır ve yangına karşı iyi bir dirence sahiptir.

Emprenye boyasının farklılığından dolayı, transformatör izolasyonu B, F, H, C, ana ve dikey izolasyon (sargılar arası ve sargı ile çekirdek arası ana izolasyon) olmak üzere üç kategoriye ayrılır.

Dikey izolasyon, transformatör sargısının farklı potansiyellere sahip farklı noktaları ve bölümleri arasındaki izolasyonu ifade eder; esas olarak sargının sarımları, katmanları ve bölümleri arasındaki izolasyon performansını içerir. İzolasyon ortamı olarak hava kullanılır.

Bu tip transformatörler, reçine tipi kuru transformatörlere göre çevresel etkilerden daha fazla etkilenir, görünüm ve ağırlıkları da daha büyüktür ve yurt içi ve yurt dışındaki üretimleri genellikle düşüktür.

Sargının her iki ucunda da uç contaları bulunur, akıntıdan etkilenmez, güçlü yangın direncine sahiptir, 750 ℃'de açık ateşte yangını önler, nispeten yeni bir kuru tip transformatördür. 1.2 Reçineli kuru tip transformatörler, günümüzün yerli reçine döküm transformatörlerinin önde gelen ürünlerini temsil eder ve aşağıdaki üç kategoriye ayrılabilir.

Birinci tip, tel sarımlı döküm transformatör olarak adlandırılır; yüksek voltajlı olanı tel sarımlı kırılma silindiri dökümüdür, düşük voltajlı olanı ise tel sarımlı silindir (veya bölümlü silindir) dökümüdür; Li Qian, Shaanxi Eyaleti Elektrik Enerjisi (Grup) Şirketi. Dolgu malzemesi içermeyen döküm için not.

İkinci tip, folyo sargılı döküm transformatör olarak adlandırılır; yüksek voltajlı olanı segmentli folyo sargılı döküm tipindedir, düşük voltajlı olanı ise bakır folyo (veya alüminyum folyo) sargılı tiptedir; döküm, dolgu malzemesi kullanılarak yapılır.

Üçüncü tip, yüksek basınçlı tel sarımlı kırılma silindiri döküm tipi, düşük basınçlı bakır folyo (veya alüminyum folyo) sarım tipi; Döküm, dolgu maddesi kullanılmadan yapılır.

Yukarıda bahsedilen üç ürün türünün üretim ve performans açısından kendine özgü özellikleri bulunmaktadır ve şu anda piyasada belirli bir pazar payına sahiptirler. Bu yazıda, tel sargılı dökme transformatörlerin incelenmesine odaklanacağız.

2. Tel sargılı dökme transformatör

2.1. Yapısal özellikler

Shaanxi eyaletinin Baoji şehrindeki ikinci enerji santralinde kullanılan kuru transformatörlerin tamamı, 6 kV gerilim sınıfına, 100 kVA ile 1600 kVA arasında kapasiteye sahip ve iç mekan kurulumuna uygun, tel sarımlı dökme transformatörlerdir.

Ürünün yüksek ve düşük voltaj sargıları, bakır telden yapılmış, tamamen sarılmış, cam elyaf takviyeli, ince izolasyonlu, dolgu maddesi içermeyen reçine ile vakum altında emprenye edilerek dökülmüş ve belirli sıcaklık kürleme eğrisine göre kürlenmiştir.

Yüksek gerilim sargısı özel bölümlü silindir yapısını, düşük gerilim sargısı ise gerilim seviyesine göre çok katmanlı silindir tipi, bölümlü silindir tipi veya özel bölümlü silindir tipini kullanır.

2.2 Teknik Özellikler

2.2.1 Darbeye dayanıklı tel sarımlı transformatör yüksek gerilim sargısı, özel kesitli silindirik bir yapı benimser. Bu yapı, yaygın kesitli bobin sargısına dayanır; sıradan alt kesitli silindirik tip, bobin sargısının darbeye dayanıklılık avantajlarını miras alır ve yüksek gerilim bobin sargı katmanları arasındaki çelişkiyi çözer. İdeal bir sargı yapısıdır ve genellikle rezonanssız sargı yapısı olarak adlandırılır.

Sıradan segmentli silindire kıyasla, özel segmentli silindir, katmanlar arasındaki voltajı daha da azaltabilir, voltaj dağılımını iyileştirebilir ve atmosferik aşırı gerilime ve çalışma aşırı gerilimine karşı darbe dayanımını önemli ölçüde artırabilir.

Darbe dayanımı sadece sargının yapısıyla ilgili değil, aynı zamanda sargının döküm kalitesine ve yalıtım malzemesinin elektriksel özelliklerine de bağlıdır.

Ürünün sarım işlemi tamamlandıktan sonra, reçinenin akış performansının azalmaması için vakum ortamında saf reçine ile dökülür ve dolgu maddesi eklenmez.

Sargı tel ile sarıldığı için, reçine sargının eksenel veya radyal yönünden bağımsız olarak sargıyı tamamen doyurabilir ve içinde kabarcık oluşmaz.

Özet: Bu makale, kuru transformatörlerin sınıflandırılması ve özelliklerini tanıtmakta olup, tel sargılı döküm transformatörün yapısal özelliklerine, teknik özelliklerine, soğutma sistemine, sıcaklık kontrol sistemine vb. odaklanarak kuru transformatörün gelişim перспектиflerini özetlemektedir. Anahtar kelimeler: kuru transformatör; tel sargılı döküm transformatör sınıflandırması.

Reçine ve cam elyafından oluşan katı yalıtım malzemesi, sadece iyi darbe dayanımına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yerel deşarjı da çok azdır.

2.2.2. İyi mekanik dayanım ve güçlü kısa devre direnci. Bölümlü silindirik tip tel sargısında, vakum dökümünden sonra reçine, sargının katmanları, dönüşleri ve bölümleri arasına tek seferde emdirilebilir.

Kürleme işleminden sonra, reçine, tel ve cam elyafı sıkıca birleşerek güçlü ve rijit bir gövde yapısı oluşturur. Yapının yüksek mukavemetli mekanik özellikleri, tel sarımlı döküm ürünlerinin iyi kısa devre direncine sahip olmasını belirler.

Kürleme reçinesi ve cam elyafından oluşan kompozit yalıtım malzemesinin termal genleşme katsayısı (18 ~ 20)×10⁻⁶/K, sargıda kullanılan bakırın genleşme katsayısı ise 17×10⁻⁶/K olup, bu iki değer birbirine oldukça yakındır. Bu sayede transformatörün çalışması sırasında termal genleşme ve soğuk büzülme nedeniyle sargı iletkeni ile yalıtım malzemesi arasında oluşan mekanik gerilim ortadan kaldırılır ve çatlama olgusu kökten çözülür.

Ürün, yüksek ve düşük basınçta reçine ile döküldüğü ve demir çekirdeği reçine ile kaplandığı için, güçlü nem ve korozyon direncine sahiptir. Havadaki bağıl nem %100 olduğunda bile uzun süre çalışmaya devam edebilir.

Saf reçine ve cam elyafından oluşan kompozit izolasyonun son derece yüksek elektriksel dayanımı sayesinde, ürünün yüzey izolasyon kalınlığı sadece 1,5 ~ 2 mm'dir; bu da sargı yüzeyinin ısı dağıtım verimliliğini büyük ölçüde artırır.

2.3. Soğutma sistemi ve koruma

Kuru transformatörler doğal hava soğutması ve cebri hava sirkülasyonlu soğutma ile soğutulur. Doğal hava soğutması, transformatörün nominal yük altında normal çalışmasını sağlamak için kullanılır. Baoji 2 numaralı enerji santralinde kullanılan kuru transformatörlerin tamamı radyal fan ile cebri hava soğutması ile soğutulmaktadır.

Zorlamalı hava sirkülasyonuyla soğutma işleminden sonra, 800 kVA ve altındaki kuru tip transformatörlerin kapasitesi %40, 800 kVA ve üzerindeki kuru tip transformatörlerin kapasitesi ise %50 oranında artırılabilir ve sürekli çalışabilir.

Kuru tip transformatör genellikle IP00 koruma sınıfına sahiptir, yani koruyucu kılıf gerektirmez, iç mekanlarda kullanılır. Baoji ikinci enerji santrali de bu koruma modunu kullanmaktadır. Ayrıca, kullanıcı gereksinimlerine göre koruyucu kılıf da eklenebilir.

IP20 koruma sınıfı, 12 mm'den büyük katı yabancı maddelerin girişini engeller ve canlı parçalara karşı bir bariyer görevi görür. IP23 koruma sınıfı kullanıldığında ise, IP20 koruma fonksiyonuna ek olarak su sıçramalarına karşı da koruma sağlar.

2.4. Sıcaklık kontrol sistemi

Güç transformatörünün güvenli ve güvenilir çalışması ve hizmet ömrü büyük ölçüde transformatör sargısının güvenli ve güvenilir izolasyonuna bağlıdır. Sargı sıcaklığının izolasyon sıcaklığını aşması, izolasyonun bozulmasının ve transformatörün normal şekilde çalışamamasının başlıca nedenlerinden biridir.

SC serisi tel sargılı döküm transformatör, XMTB otomatik sıcaklık kontrol koruma sistemini kullanır. Alçak gerilim sargı telinin ilk sargısına, sargının sıcaklık artışını otomatik olarak algılayan, üç fazlı alçak gerilim sargısının sıcaklığını gösteren ve bunlar için termal koruma sağlayan bir platin termal dirençli sıcaklık ölçüm elemanı yerleştirilmiştir.

Ortam sıcaklığı ve yükteki değişikliklerle birlikte, sargı limit sıcaklığına ulaştığında, sıcaklık kontrolörü otomatik olarak fanın çalıştırılması (110 ℃), fanın durdurulması (90 ℃), alarm verilmesi (120 ℃) ​​ve devre dışı bırakılması (145 ℃) için sinyal gönderir; böylece ürün, çalışma sırasında güvenilir aşırı yük korumasına sahip olur.

SC3 serisi tel sargılı döküm transformatörler, transformatör sargılarının sıcaklık tespiti ve kontrolü için M&C patentli teknolojisini kullanır ve sargıların sıcaklığını doğrudan algılayabilen ve transformatörün zorlamalı hava soğutma (AF) kontrolünü, aşırı sıcaklık alarmını ve aşırı sıcaklık devre dışı bırakmasını gerçekleştirebilen bir sıcaklık kontrol cihazı üretir.

Sıcaklık kontrol cihazının normal hata ayıklama işlemleri tamamlandıktan sonra, transformatör önce şebeke çalışmasına alınır ve ardından sıcaklık kontrol cihazı çalıştırılmak üzere enerjilendirilir. Sıcaklık kontrol cihazı otomatik kontrol durumundadır ve transformatörün sıcaklık algılama ve koruma işlemleri gerçekleştirilir. Sargı sıcaklığı 110 ℃'nin üzerine çıktığında, sıcaklık kontrol cihazı zorlamalı soğutma için fanı çalıştırır; zorlamalı hava soğutması altında sargı sıcaklığı 90 ℃'nin altına düştüğünde fan durur.

Sargının sıcaklığı daha da artarsa, sıcaklık kontrol cihazı aşırı sıcaklık alarmı (155 ℃) ve aşırı sıcaklık tetikleme sinyali (170 ℃) verecektir. Sıcaklık kontrol cihazı arızalandığında ve geçici olarak çıkarılamadığında, sıcaklık kontrol cihazı çıkarılmalıdır; transformatör çalışmaya devam edebilir, sadece transformatörün normal çalışma durumunda olduğundan emin olmak için izlenmesi gerekir.

3. Kuru transformatör ile yağlı transformatör arasındaki karşılaştırma

Yağlı tip transformatörlerin önemli avantajları ve düşük maliyeti, diğer transformatörlerle değiştirilmesini zorlaştırmaktadır. Açık alanlarda ve yangın güvenliği gereksinimlerinin olduğu genel yerlerde, hem günümüzde hem de gelecekte uzun bir süre boyunca, ağırlıklı olarak yağlı tip transformatörler kullanılmaya devam edecektir.

Ancak yangın güvenliği gereksinimlerinin yüksek olduğu yerlerde, kuru tip veya yanıcı olmayan sıvı transformatörler kullanılır. Kuru transformatör, yağlı transformatöre göre daha yüksek aşırı yük kapasitesine sahiptir; bunun başlıca nedenleri kuru transformatörün akım yoğunluğunun daha düşük olması, ısı kapasitesinin büyük olması ve sargı zaman sabitinin büyük olmasıdır.

Yağlı transformatörlere kıyasla, kuru transformatörlerin izolasyon çalışma koşulları daha iyidir. Yağlı transformatörler daha fazla yerde kullanılır ve dış mekanlara kurulumu daha yaygındır.

Kuru transformatörlerin güç kaynağı aralığı küçüktür ve daha çok iç mekanlarda kullanılır. Yağlı transformatörlerle karşılaştırıldığında, daha düşük yıldırım gerilimi genliği, daha yavaş dalga başı ve daha düşük yıldırım düşme olasılığı gibi dezavantajları vardır.

Kuru transformatörler genellikle metal oksit parafudrlar ile korunur; bu parafudrlar yalnızca atmosferik aşırı gerilimi değil, aynı zamanda iç aşırı gerilimi de sınırlar.