Analiza izolacji cewki w transformatorach mocy

May 21, 2025

Zostaw wiadomość

1. Rodzaje i klasyfikacja struktur izolacji

Transformatory mocy zwykle przyjmują strukturę izolacji papieru olejowego, w której połączenie oleju i papieru znacznie zwiększa wytrzymałość izolacji, zmniejsza wielkość struktury izolacji i obniża koszty. Struktury izolacyjne są głównie podzielone na trzy typy: pokrycie, warstwę izolacyjną i barierę izolacyjną. Pod względem klasyfikacji izolacji obejmuje główną izolację (taką jak izolacja między uzwojeniami wysokiego napięcia, izolacja uzwojenia na ziemię) i izolację podłużną (izolacja między różnymi punktami w tym samym uzwojeniu i między przewodami ołowiu).

 

2. Wymagania i zasady projektowania izolacji

2.1 Wymagania podstawowe

Struktura izolacji cewek transformatorów musi spełniać podstawowe wymagania, takie jak wytrzymałość elektryczna (niskie częściowe rozładowanie), wytrzymałość cieplna (nieskrypcyjny przepływ oleju, brak lokalnego przegrzania) oraz wytrzymałość mechaniczną (silny odporność na zwarcia), aby zapewnić długoterminowe bezpieczne i niezawodne działanie transformatora.

2.2 Zasady projektowania

Aby osiągnąć rozsądną strukturę izolacyjną o opłacalności i niezawodnym bezpieczeństwie, konieczne jest użycie oprogramowania do analizy „pola” (np. Pole elektryczne, pole wycieku strumienia magnetycznego, pole temperatury i analiza elektrodynamiczna) w celu zoptymalizowania struktury izolacji i ustalenia minimalnej bezpiecznej odległości izolacji i najbardziej ekonomicznego układu izolacji. Konwencjonalne produkty mogą być dopracowane w oparciu o dojrzałe struktury referencyjne, podczas gdy produkty specjalne bez gotowego doświadczenia muszą być analizowane i weryfikowane za pomocą takiego oprogramowania, szczególnie narzędzi do analizy elektrycznej.
Konstrukcja oparta jest na teorii „cienkiej papierowej rurki, małej szczeliny olejowej”, mającą na celu zmniejszenie wytrzymałości pola elektrycznego na powierzchni przewodu i sąsiednich szczelin olejowych, zapewniając wytrzymałość wytrzymałości pola jest niższa niż wytrzymałość pola rozkładu, i przyjmując środki w celu zminimalizowania częściowego rozładowania i zapobiegania pełzaniu powierzchni.

2.3 Główny układ izolacji

Główny układ dróg oddechowych: Główne drogi oddechowe składają się z szczelin olejowych podzielonych przez przegrody i 撑条 (przekładki). Po teorii „cienkiej rurki papierowej, małej szczeliny olejowej”, teoria barierowa ma zwykle grubość 2 mm, a szczelina oleju między barierami wynosi 6–10 mm. Odległość głównych dróg oddechowych i liczba warstw barierowych są związane z poziomem izolacji napięcia uzwojeń i różnicą napięcia między sąsiednimi uzwojeniami.

Koniec układu izolacji: Powierzchnie cewki i pierścienia elektrostatycznego mają najwyższą wytrzymałość pola elektrycznego i muszą być zaprojektowane z małymi szczelinami oleju. Krawędź pierścienia elektrostatycznego jest na ogół famtowana promieniem okręgu 1\/4. W przypadku cewek o wysokim napięciu duże szczeliny oleju wokół pierścienia elektrostatycznego nie są dozwolone. Podczas układania pierścieni kątowych kąt R powinien być jak najwięcej prostopadł do linii pola elektrycznego, a pierścienie kątowe dodatnie i ujemne powinny być zatoczone, aby zwiększyć odległość pełzania.

Leczenie ołowiu: W przypadku przewodów o wysokim napięciu pomiary takie jak dodawanie miedzianych rur, owijanie izolacji i instalowanie pierścieni kątowych lub gniazda ochronne są wykorzystywane do zmniejszenia wytrzymałości pola elektrycznego powierzchniowego.

3. Składniki izolacji

Izolacja cewki transformatorów składa się głównie z papieru izolacyjnego, izolacji tablicy prasowej i innych utworzonych komponentów izolacyjnych. Materiały są na ogół wykonane z papieru z włókna siarczanowego, a izolacyjna tablica prasowa jest zazwyczaj płytą twardą T4 z obróbką zagęszczania w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej. Komponenty izolacyjne muszą mieć gładkie krawędzie z zaokrąglonymi narożnikami, bez burr lub pęknięć oraz być wolne od wilgoci i obcych materii. Obejmują one papierowe rurki i bariery, przekładki, bloki poduszki, pierścienie papierowe, pierścienie końcowe, pierścienie elektrostatyczne, pierścienie kąta itp.

4. Rodzaje układów cewek

4.1 Koncentryczne uzwojenia

36020250311161220225

Uzwojenia o wysokim napięciu i niskim napięciu są zagnieżdżone na tym samym żelaznym rdzeniu, przy czym uzwojenie niskiego napięcia zwykle wewnątrz i uzwojenie wysokiego napięcia na zewnątrz w celu łatwiejszej izolacji. W przypadku transformatorów o dużej pojemności o wysokim prądu wyjściowym uzwojenie niskiego napięcia można umieścić na zewnątrz. Koncentryczne uzwojenia są szeroko stosowane ze względu na ich prostą strukturę i łatwe uzwojenie i można je podzielić na cylindryczne, spiralne, ciągłe i przeplatane.

4.2 Nakładające się uzwojenia

Uzwojenia wysokiego napięcia i niskiego napięcia są naprzemiennie ułożone na żelaznym rdzeniu. Ta struktura ma złożoną izolację i ciężkie owijanie, ale oferuje dobrą wydajność mechaniczną, wygodny układ ołowiu i niską reaktancję upływu. Jest zwykle stosowany w transformatorach pieca o napięciach 35 kV i poniżej. Większość transformatorów umieszcza uzwojenie niskiego napięcia wewnątrz uzwojenia wysokiego napięcia w celu lepszej izolacji i łatwiejszej regulacji kranowania uzwojenia wysokiego napięcia.

5. Projektowanie kanału olejowego cewki

Kanały oleju cewkowego obejmują typy promieniowe i osiowe. Cewki warstwowe mają tylko osiowe kanały olejowe, podczas gdy cewki TISP mają oba. Wzory przepływu oleju chłodzącego obejmują pionowe kanały olejowe, pionowe i poziome kanały olejowe oraz kanały przewodnie z wymuszonym krążeniem oleju. Podczas projektowania zapewnij niezakłócony przepływ oleju, kontroluj szybkość przepływu dolnego przewodnika oleju w obrębie 0. 5 m\/s i uszczelnij otwory w barierę wokół przewodów, aby zapobiec przeciekowi oleju i akumulacji ładunku w przepływie oleju.


Sekcja CTA (poprawa współczynnika konwersji):
📞 Uzyskaj teraz ekskluzywne rozwiązania dla rynków południowoamerykańskich i afrykańskich

E -mail: JSM687254@gmail.com

Konsultuj inżynierów za pośrednictwem WhatsApp: +86 15706806907 (załączony z instrukcją produktu PDF)