Сколько меди в масляном трансформаторе: Сколько меди в трансформаторе ТС-6.3? — Электропривод

Содержание

Выбор материала обмоток трансформатора

Сухие трансформаторы,Технологии

В трансформаторах обмотки служат для преобразования электрической энергии. Изменяя напряжение и силу тока, они сохраняют передаваемую мощность. Вместе с обмотками в преобразовании энергии участвует набор из металлических пластин, который играет роль магнитопровода.

Трансформаторные обмотки изготавливаются из проводников, покрытых слоем изоляции, который также удерживает провода в определенном положении и создает канал охлаждения. Различные конструкции обмоток предусматривают нейтральные и линейные ответвления, а также отводы для регулировки. Во время работ, связанных с конструированием обмоток, рассчитываются такие параметры:

  • допустимое значение превышения температуры при номинальной мощности и рабочей нагрузке;
  • электрическая прочность при повышенном напряжении;
  • механическая прочность во время короткого замыкания.

Для изготовления обмоток преобразователей чаще всего используется медный провод. Это делается из-за того, что медь имеет малое электрическое сопротивление и высокую электропроводность. Благодаря своей гибкости и механической прочности, она хорошо обрабатывается и плохо поддается коррозии.

Однако медь – это достаточно ценный и дефицитный металл. Высокая стоимость меди связана с небольшими мировыми запасами ее руды. Из-за этого стоимость металла постоянно увеличивается, так что производители трансформаторов вынуждены искать ему замену. На сегодняшний день лучшей альтернативой меди является алюминий. Его запасы значительно превосходят медные, и в природе он встречается намного чаще.

Однако алюминий имеет меньшую электропроводность. Также он менее гибок и уступает меди в пределе прочности. Его редко применяют в обмотках мощных трансформаторов. Кроме того, достаточно сложно в техническом плане делать внутренние соединения обмоток при помощи сварки. Выполнение этой операции требует от работников, соединяющих обмотки, соответствующих знаний и умений, большого опыта и определенных навыков.

В случае когда соединяются медные проводники, все обстоит гораздо проще.

Сравнительные характеристики металлов

УТВЕРЖДЕНИЕ ПРАВДА МИФ
Оконечные заделки намотанных алюминием трансформаторов несовместимы с медной линией и силовыми кабелями.   Х
Оконцевание выводов должным образом – более сложная задача для намотанных алюминием трансформаторов. Х  
Соединения с линией и нагрузкой трансформаторов с медными обмотками более надежны, чем у трансформаторов с алюминиевыми обмотками.   Х
Трансформаторы с алюминиевыми обмотками весят легче, чем аналогичные с медными обмотками. Х  
Намотанные медью обмотки низкого напряжения трансформаторов лучше подходят для «ударных» нагрузок, потому что у меди более высокая прочность на растяжение чем у алюминия.   Х
Трансформаторы с алюминиевыми обмотками имеют более высокие потери, чем аналогичные с медными обмотками.   Х

Споры о том, какой металл лучше использовать для трансформаторных обмоток, не прекращаются на протяжении многих лет. Оппоненты, приводящие различные технические аргументы в пользу разных металлов, постоянно меняют свои взгляды. Большая часть из всех аргументов не столь существенна, а некоторые из, так называемых фактов, являются откровенной дезинформацией.

Чтобы правильно выбрать материал для обмотки преобразователя, следует произвести сравнительный анализ рабочих параметров алюминия и меди, и определить степень их различия. Внимание обращают на те параметры, которые вызывают наибольшее беспокойство, поскольку являются наиболее важными в работе преобразующего устройства.

Характерные различия между медью и алюминием

Параметр Алюминий Медь
Температурный коэффициент линейного расширения, х10-6/°С 21-23 16,4-16,6
Теплопроводность, Вт/м∙°С 218 406
Удельное сопротивление, Ом∙мм2 0,026-0,028 0,017-0,018
Предел прочности на разрыв, Н/мм2 (мягкие марки) 79-108 197-276

Коэффициент расширения

Когда нагревается алюминий, он имеет расширение на 30% больше, чем медь. Если алюминиевые наконечники соединяются при помощи болта и гайки, под прижимную гайку нужно обязательно подкладывать пружинистую шайбу. В этом случае контактное соединение не будет ослабляться в то время, когда напряжение отключено, и наконечники остывают, уменьшая при этом свои размеры.

Вывод: Чтобы качество соединения алюминиевых кабелей не уступало качеству медных контактов, необходимо использовать должную арматуру.

Теплопроводность

Медь намного лучше проводит тепло, чем алюминий. Поэтому если разные металлы обмоток в трансформаторах имеют одинаковое сечение, то изделие из меди охлаждается гораздо лучше, чем из алюминия. Чтобы добиться одинаковой электропроводности, а значит одной и той же отдачи тепла, алюминиевый провод в преобразователе должен иметь сечение на 60% больше медного.

Проектировщики, разрабатывая пакет документов для производства трансформаторов, учитывают особенности материала, конструкцию, а также суммарную площадь охлаждающейся поверхности обмотки.

Вывод: Все трансформаторы, невзирая на то, из какого металла выполнены их обмотки, имеют очень сходные тепловые характеристики.

Электропроводность

Вследствие того, что алюминий имеет электрическую проводимость на 60% меньше чем медь, в обмотках из алюминия более высокие потери. Разработчики преобразователей с алюминиевыми обмотками в проектной документации закладывают сечения проводников, которые превышают значения для аналогичных изделий из меди. Это уравнивает потерю энергии в изделиях, имеющих в обмотках различные материалы.

Вместе с тем производители имеют определенные рамки, ограничивающие выбор сечения провода. Поэтому иногда получается, что медная обмотка в трансформаторе имеет более значительные потери, чем аналогичное изделие из алюминия. Это происходит из-за того, что производители по тем или иным причинам в качестве обмотки использовали медный провод, сечение которого не соответствует расчетной норме.

Что же касается сухих трансформаторов, то вне зависимости от металла обмотки у них потери в сердечнике, набранном из металлических пластин, остаются неизменны. Добиться более высокой эффективности работы преобразователя можно только путем изменения сечения обмоточного провода. Это и является основным критерием, который указывает на более высокую степень результативности того или иного устройства.

Вывод: Благодаря тому, что алюминиевый провод стоит намного дешевле, за те же деньги им можно намотать обмотку, имеющую большее сечение. Это приведет к значительному снижению энергетических потерь во время работы преобразователя. В некоторых случаях такие обмотки намного эффективней медных.

Предел прочности металлов

Алюминий для своего разрыва требует на 40% меньше усилий, чем медь. У производителей электротехнических изделий этот факт вызывает определенное беспокойство, поскольку большинство выпускаемых ими товаров часто подвергается циклическим нагрузкам. Это связано с большими пусковыми токами, которые возникают при запуске некоторых электрических силовых аппаратов. Мощные электромагнитные силы, возникающие при таких токах, вызывают усиленное движение молекул в проводниках, что приводит к смещению обмоток в изделиях.

Сравнительный анализ технических показателей различных проводников делается исходя из площади их поперечного сечения. На основании данных анализа одинаковая электропроводность в трансформаторах с разными обмотками обеспечивается следующим образом. В изделиях с алюминиевой обмоткой площадь сечения провода должна быть больше на 60%, чем в аналогичном устройстве, имеющем обмотку из меди. В этом случае технические показатели изделий, сделанных из различных материалов, будут примерно одинаковы.

Вывод: Трансформатор не может получить механическое повреждение из-за резкого изменения нагрузки, поскольку сечение обмотки подобрано таким образом, чтобы имелся необходимый запас прочности. Повреждения могут случиться только вследствие ненадежного крепления в местах соединения проводов.

Внешние подключения трансформаторов

В настоящее время использование меди в трансформаторных обмотках вызвано стремлением производить более качественные и надежные преобразующие устройства. Известно, что как алюминий, так и медь легко поддаются разрушающему воздействию окружающей среды. Из-за этого в металлах происходит коррозия, окисление и другие химические изменения.

Поверхность алюминиевого провода, покрытая окисью, становится изолятором и не пропускает электрический ток. Из-за этого своевременная очистка алюминиевых контактов имеет большое значение и должна производиться регулярно, в строгом соответствии с графиком проведения профилактических работ.

Окисленная же медь утрачивает свою электропроводность значительно меньше, поскольку появляющиеся на ней сульфиды и оксиды, конечно, не в той мере в какой бы хотелось, но все же имеют некоторую электропроводность. Все это хорошо знает персонал, который обслуживает трансформаторные подстанции. Поэтому специально обученная бригада электриков регулярно производит плановую проверку болтовых соединений рабочего оборудования.

Кроме того, существует проблема подключения алюминиевых обмоток преобразователя к медным проводам внешней электрической сети.

Напрямую соединять алюминиевые и медные наконечники болтами нельзя. Дело в том, что металлы имеют различную электропроводность, из-за чего места соединений постоянно перегреваются, и соединенные поверхности разрушаются. Разработанные специально для этого сварочные технологии оказались малоэффективными, поэтому для сваривания кабелей из разного металла их не применяют.

Для соединения медных и алюминиевых кабелей сейчас используют луженые наконечники, покрытые тонким слоем олова либо серебра. При соединении алюминиевых обмоток трансформаторов с медными сетевыми кабелями наконечники покрывают оловом. Серебро используется в электронике, где требуется более высокое качество соединения деталей. Практика таких соединений общепринята. Надежность соединений подтверждается большими сроками бесперебойной работы оборудования.

Различные провода также часто соединяют при помощи специальных металлических клемм. Такая клемма сделана в виде прямоугольной рамки, в которую вставляются два соединяемых проводника. На одной плоскости клеммы имеются отверстия с резьбой. После того как проводники вставлены в рамку, они фиксируются винтами, которые закручиваются в резьбу.

Внутреннее соединение трансформаторных обмоток

Соединение медных обмоток преобразователей осуществляется методом спаивания. Тугоплавкий припой, используемый при этом, несколько снижает электропроводность спаянного участка. На этом участке все время выделяется окись меди, из-за которой отслаивается наружный слой, что ведет к повреждению всего проводника. Это является существенным недостатком такого метода соединения.

В алюминиевых же соединениях используется метод сваривания проводов при помощи инертного газа. В них окись алюминия образует стойкое защитное покрытие, которое предохраняет контакт от негативного воздействия окружающей среды. Кроме того, в этом методе соединения проводников большим преимуществом является то, что во время работы устройства на сваренных участках отсутствует потеря электропроводности.

Время эксплуатации трансформаторов в определенной мере связано с теми условиями, в которых они работают. Сюда относятся негативные воздействия окружающей среды, экстремальные нагрузки и другие неблагоприятные условия. Однако люди, пользующиеся электроэнергией не должны беспокоиться по этому поводу. Как показала практика преобразователи, имеющие различные обмотки, способны работать многие годы без особых проблем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трансформатор с той или иной обмоткой в основном выбирается исходя из личных предпочтений. Более высокая стоимость изделия, имеющего медную обмотку, требует технического обоснования тех дополнительных материальных затрат, которые возникнут во время его приобретения. Сегодня все отзывы, основанные на опыте практического использования оборудования, не указывают на какие-либо явные преимущества в работе тех или иных устройств.

Единственным превосходством медной обмотки можно считать то, что катушка, намотанная медным проводом, имеет значительно меньшие габариты. Это позволяет делать трансформаторы с такой обмоткой более компактными, что позволяет несколько сэкономить то пространство, в котором они находятся.

Однако подавляющее большинство закрытых преобразователей выпускается в стандартных корпусах, имеющих одни размеры, которые подходят и для медных и для алюминиевых катушек. Так что здесь преимущество меди не имеет никакого значения. Поэтому спрос на трансформаторы с алюминиевой обмоткой сейчас намного выше.

Стоимость металлов постоянно увеличивается, а поскольку цена меди в несколько раз превышает цену алюминия, то и стоимость изделия с медной обмоткой намного дороже. Из-за этого многие покупатели предпочитают не переплачивать за медь, а покупать изделия с алюминиевыми обмотками. В дальнейшем они стараются следить за надежностью электрических соединений, и уделять должное внимание профилактическому обслуживанию оборудования.

Силовые трансформаторы — устройство и принцип действия

Силовым трансформатором называется электромагнитное устройство, преобразующее переменный ток одного напряжения в переменный ток другого более высокого или более низкого напряжения при неизменной частоте. Трансформаторы выпускаются стандартных мощностей: 10, 16, 25, 40 и 63 кВ А с увеличением каждого из этих значений в 10, 100, 1000 и 10000 раз.

Трансформаторы разделяются по способу охлаждения на масляные, сухие, с дутьевым и водомасляным охлаждением; по исполнению — для внутренней и наружной установок, герметичные и уплотненные; по числу фаз — одно- и трехфазные; по числу обмоток — двух- и трехобмоточные; по способу регулирования напряжения — под нагрузкой и при отключенном напряжении.

Сухие (без масла) трансформаторы выпускаются мощностью до 1600 кВ А и напряжением до 15, 75 кВ с естественным охлаждением. Достоинством сухих трансформаторов является их пожаробезопасность.

Для масляных трансформаторов с естественным масляным охлаждением, используемых в закрытых помещениях, обеспечивается непрерывная вентиляция для отвода нагретого и доступа холодного воздуха.

Основными параметрами трансформаторов являются: номинальные напряжения обмоток, номинальная мощность, номинальный ток и номинальная нагрузка обмоток.

Обмотки первичного и вторичного напряжения трехфазных двухобмоточных трансформаторов соединяют по схемам звезда-звезда или звезда-треугольник. В зависимости от направления намотки обмотки, последовательности соединений фазных обмоток и чередования фаз при соединении в звезду или треугольник можно получить ту или иную группу соединений. Наиболее распространенные схемы соединений обмоток трансформаторов приведены на рис. 115.

Рис. 115. Схемы соединений обмоток двухобмоточных трансформаторов:
а — звезда-звезда с выведенной нейтралью; б — звезда-треугольник; в — звезда с выведенной нейтралью-треугольник.

Силовые трансформаторы имеют обозначения, состоящие из букв и цифр. Первая буква указывает число фаз: О — однофазный и Т — трехфазный. Вторая буква указывает вид охлаждения: М — масляное естественное; Д — масляное с дутьевым охлаждением и естественной циркуляцией масла; ДЦ — масляное с дутьевым охлаждением и принудительной циркуляцией масла; MB — масляно-водяное охлаждение масла с естественной циркуляцией; Ц — масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла; С, СЗ, СТ — естественное воздушное охлаждение соответственно при открытом, закрытом и герметизированном исполнениях; у трансформаторов с заполнением негорючих диэлектриков вид охлаждения обозначается буквами Н — естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком и НД — охлаждение негорючим жидким диэлектриком с принудительным дутьем.

Третья буква указывает число обмоток (Т — трехобмоточный), четвертая — выполнение одной из обмоток с устройством регулирования напряжения под нагрузкой — РПН и обозначается буквой Н.

Мощность и высшее напряжение трансформатора указываются в обозначениях дробью. Числитель дроби указывает номинальную мощность в кВ А, а знаменатель — высшее напряжение обмоток (ВН) в кВ.

Например, трансформатор типа ТДТН-15000/35 — трехфазный, с дутьевым охлаждением, трехобмоточный, с регулировкой напряжения под нагрузкой, мощностью 15000 кВ А и напряжением ВН — 35 кВ.


Рис. 116. Трехфазный силовой трансформатор мощностью 1000 кВ А с масляным охлаждением:
1 — бак; 2, 5 — нижняя и верхняя ярмовые балки; 3 — обмотка ВН; 4 — регулировочные отводы; 6 — магнитопровод; 7 -деревянные планки; 8 — отвод от обмотки ВН; 9 — переключатель; 10 — подъемная шпилька; 11 — крышка; 12 — подъемное кольцо; 13 — ввод ВН; 14 — ввод НН; 15 — выхлопная труба; 16 — расширитель; 17 — маслоуказатель; 18 — газовое реле; 19 — циркуляционные трубы; 20 — маслоспускной кран; 21 — катки.

Основой конструкции силового двухобмоточного трансформатора (рис. 116) является его активная часть, состоящая из магнитопровода 6 с расположенными на нем обмотками низшего (НН) и высшего 3 (ВН) напряжений, отводов 8 и переключателя напряжения 9. Магнитопровод 6 трансформатора набирается из листов специальной электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Отдельные части магнитопровода собирают в жесткую конструкцию из трех вертикальных стержней с верхним 5 и нижним 2 ярмами с помощью стяжных шпилек и прессующих ярмовых балок, образуя замкнутый контур. Между собой листы стали изолированы лаком или теплостойким покрытием на основе жидкого стекла. Ярмовыми балками из швеллеров листы стали магнитопровода плотно опрессовывают при помощи шпилек. Ярмовые балки и шпильки изолируют от активной стали магнитопровода. Активная часть трансформатора помещается в металлический бак, который предохраняет обмотки от повреждений и является резервуаром для трансформаторного масла.

Обмотки трансформаторов изготовляют из электротехнической меди или алюминия прямоугольного или круглого сечения. Чаще всего применяют цилиндрические и винтовые обмотки. Их отделяют от сердечника, друг от друга и от стенок бака цилиндрами из изолирующего материала (бакелита).

Цилиндрические обмотки выполняют из круглых или прямоугольных проводов с изоляцией из хлопчатобумажной пряжи и наматывают в один слой (однослойная), в два слоя (двухслойная) или несколько слоев (многослойная) одним или несколькими проводами по винтовой линии (рис. 117).



Рис. 117. Однослойная (а), двухслойная (б) и многослойная (в) конструкции цилиндрических обмоток силовых трансформаторов:
1 — выравнивающие кольца; 2 — коробочка из электрокартона; 3 — конец первого слоя обмотки; 4 — планка из бука; 5 — отводы для регулирования напряжения.

Начала и концы обмоток располагают на их противоположных торцах. Однослойные и двухслойные обмотки применяются в качестве обмоток низкого напряжения, а многослойные — в качестве обмоток ВН в трансформаторах мощностью до 630 кВ А.

Цилиндрические многослойные обмотки изготовляют из круглого провода, намотанного на бумажно-бакелитовый цилиндр, плотно укладывая витки слоями и прокладывая между ними листы кабельной бумаги (рис. 117, в). При большом числе слоев между ними укладывают планки из древесины твердых пород или из нескольких слоев полосок склеенного электрокартона, образуя вертикальные каналы. Такая конструкция обеспечивает хороший отвод теплоты для охлаждения обмотки. Для увеличения механической прочности обмотку обматывают хлопчатобумажной лентой, пропитывают глифталевым лаком и запекают при температуре около 100 С.

В более мощных трансформаторах применяют непрерывные обмотки из плоских проводов без разрывов и паек при переходе из одной катушки в другую. Эти обмотки наматываются на рейки, уложенные на бумажно-бакелитовом цилиндре и образующие в своих промежутках вертикальные каналы охлаждения, а горизонтальные каналы создаются с помощью пакетов из электротехнического картона, собранных на проваренных в масле деревянных планках. Они применяются в силовых трансформаторах в качестве обмоток низшего и высшего напряжения.

Баки силовых трансформаторов изготовляют из листовой стали. Они могут быть овальной или прямоугольной форм. Баки изготовляют гладкими, а для лучшего охлаждения масла — ребристыми, трубчатыми и с радиаторами. Баки устанавливают на катки для перемещения трансформаторов в пределах помещения подстанции. Сверху бак закрывается съемной крышкой, на которой размещают вводные изоляторы, термометр, пробивной предохранитель, переключатель отводов обмотки для регулирования напряжения, расширитель, газовое реле и предохранительную трубу.

Для присоединения обмоток к токопроводящим шинам применяют фарфоровые изоляторы, через которые проходят медные стержни.

Изоляционное масло в трансформаторе используется в качестве изолирующей и охлаждающей среды. В процессе эксплуатации трансформатора масло стареет и теряет свои первоначальные изоляционные свойства за счет воздействия на него кислорода, влаги, грязи и высокой температуры.

Для измерения температуры верхних слоев масла в трансформаторах мощностью до 1000 кВ А применяют стеклянный термометр с шкалой от -20 до +100 ºС, а в трансформаторах свыше 1000 кВ А — термометрический сигнализатор ТС-100, который служит для контроля температуры масла и для сигнализации или отключения трансформатора при превышении температуры свыше допустимого предела.

В тех случаях, когда вторичные сети имеют изолированную от земли нейтраль, для безопасной работы применяется пробивной предохранитель, имеющий воздушные промежутки. В аварийном режиме воздушные промежутки пробиваются и обмотка низкого напряжения заземляется.


Рис. 118. Переключатели ТПСУ-9-120/11 (а), ТПСУ-9-120/10 (б) отводов обмоток для регулирования напряжения силовых трансформаторов и их схема (в):
1 — сегментный контакт; 2 — коленчатый вал; 3, 4 — бумажно-бакелитовая трубка; 5 — резиновое уплотнение; 6 — крышка трансформатора; 7 — фланец; 8 — стопорный болт; 9 — колпак; 10 — указатель положения; 11 — неподвижный контакт.

Для поддержания необходимого уровня напряжения потребителей у трансформаторов с регулировкой напряжения (рис. 119, а и б) проводят изменение коэффициента трансформации с помощью переключателей ответвлений обмоток (рис. 118). Регулирование напряжения проводится в пределах ±5 %. Трансформаторы с РПН (регулирование под нагрузкой) имеют большое число ступеней и более широкой диапазон регулирования (до 20%).



Рис. 119. Схемы трансформаторов с РПН без реверсирования (а) и с реверсированием (б):
1 — основная обмотка; 2 — регулировочная обмотка; 3 — устройство переключения; 4 — переключатель (реверсор).

Часть обмотки ВН с ответвлениями называется регулировочной обмоткой. Расширение регулировочного диапазона без увеличения числа отводов достигается применением схем с реверсированием (рис. 119, б). Переключатель-реверсор 4 позволяет присоединить регулировочную обмотку 2 к основной 1 согласно или встречно, благодаря чему диапазон регулирования удваивается. Устройство 3 PПН обычно включается со стороны нейтрали X. что позволяет выполнять их с пониженной изоляцией.

Устройство РПН состоит из контактора, разрывающего и замыкающего цепь рабочею тока; избирателя (переключателя), контакты которого размыкают и замыкают электрическую цепь без тока; реактора или резистора; приводного механизма (рис. 120).



Рис. 120. Последовательность работы переключающих устройств с РПН:
Р — реактор; К1, К2 — контакторы; РО — регулировочная обмотка; П — переключатель.

Очередность в работе контакторов и избирателей обеспечивается приводным механизмом с реверсивным пускателем. В нормальном режиме работы через реактор Р проходит ток нагрузки, а в процессе переключения ответвлений — реактор ограничивает значение тока I цирк. Контактор, в котором при переключении возникает дуга на контактах, помещают в отдельном масляном баке. Управление устройством РПН осуществляется автоматически от реле напряжения или дистанционно диспетчером.

На маслоуказателе расширителя нанесены три контрольные черты, соответствующие уровню масла при температуре -45, +15, +40.


Рис. 121. Расположение на крышке трансформатора расширителя, газового реле и предохранительной трубы:
1 — расширитель; 2 — газовое реле; 3 — предохранительная труба.

Газовое реле (рис. 121) служит для сигнализации или отключения трансформатора в случаях внутренних повреждений. Разлагающиеся под действием высоких температур масло, дерево или изоляция выделяют газы, которые воздействуют на поплавки с контактами газового реле. В случае отказа работы газового реле в трансформаторе создается повышенное давление, которое разрушает мембрану предохранительной трубы и выбрасывает газы и масло наружу, предотвращая опасность взрыва бака. Мембрана трубы изготовляется из стекла или фольги.


Рис. 122. Схема автотрансформатора:
а — однофазного; б — трехфазного.

Автотрансформаторы представляют собой трансформаторы, у которых обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения (рис. 122). Автотрансформаторы широко используются для связи электрических сетей напряжением 150/121, 230/121. 350/121, 500/121 и 750/330 кВ. Они выполняются трехфазными или и виде групп, состоящих из трех однофазных. Автотрансформаторы низкого напряжения широко применяются для регулирования напряжения в цепях управления, автоматики, а также при испытаниях оборудования и сетей.

В мощных автотрансформаторах напряжение регулируют переключателем, как и в обычных трансформаторах.

На напряжение 110 кВ изготовляют трансформаторы мощностью от 2500 до 400 000 кВ-А. В их устройство входят все рассмотренные ранее части. Конструктивные отличия отдельных частей вызваны значительными по сравнению с трансформаторами I-III габаритов токами, электрическими полями, потенциалами, потерями в магнитной системе и обмотках.

Рис. 1. Главная изоляция и основные изоляционные промежутки трехфазного трансформатора класса 110 кВ с выводом нейтрали внизу обмотки



Рис. 2. Трехфазный трехобмоточный трансформатор ТДТ-16000/110 в собранном виде :
1 — кран, 2 — вентилятор, 3 — бак, 4 — радиатор, 5 — крюк, 6 — переходный фланец с установкой трансформаторов тока, 7 — ввод 110 кВ, 8 — ввод 35 кВ, 9 — бумажно-бакелитовый цилиндр ввода 110 кВ, 10 — привод переключающего устройства ПБВ, 11 — ввод НН (10 кВ), 12 — выхлопная труба, 13 — газовое реле, 14 — расширитель, 15- маслоуказатель, 16 — воздухоосушитель, 17 — переключатель обмотки ВН, 18 — обмотка ВН (110 кВ), 19 — термосифонный фильтр, 20 — каретка, 21 — распределительная коробка, 22 — площадка для установки домкрата, 23 — магистральная коробка

На рис. 1 показана конструкция главной изоляции трехфазного трансформатора класса 110 кВ при выводе линейного отвода с верхней части обмотки, а нейтрали — с нижней. Обмотки НН изолированы от обмоток ВН и стержня двумя электрокартонньь
ми цилиндрами 1 толщиной по 6 мм, от ярма и прессующего кольца 2- угловыми шайбами 3 толщиной по 6 мм, собранными из полос электрокартона толщиной 0,5 мм; для изоляции фаз обмоток ВН установлены электрокартонные барьеры 4 толщиной по 8 мм каждый с электрокартонными рейками между ними; изоляцией обмоток ВН от нижнего ярма служит барьер 6 толщиной 6 мм. Кроме того, концевая изоляция заполняет промежутки между торцами обмоток и ярмами. Для защиты обмоток ВН от перенапряжений предусмотрены емкостные кольца 5.
Стержни магнитной системы стянуты стеклобандажами, ярма — полубандажами. На рис. 2 показан общий вид трехфазного трехобмоточного трансформатора ТДТ-16000/110 с номинальными напряжениями обмоток ВН-110 кВ; СН- 35 и НН — 10 кВ. Для переключения ответвлений обмоток ВН и СН установлены однофазные переключающие устройства ПБВ барабанного типа.
Для перемещения трансформатора бак 3 снабжен четырьмя каретками 20 с поворотными катками. Бумажно-масляные герметичные вводы ВН установлены на специальных переходных фланцах 6\ во фланцы встроены трансформаторы тока. Нижняя часть вводов ВН закрытая бумажно-бакелитовыми цилиндрами, металлическая часть — экранами, выравнивающими электрическое поле. Система охлаждения Д состоит из прямотрубных радиаторов 4, обдуваемых вентиляторами 2. Напряжение на электродвигатели вентиляторов подается через распределительные коробки 21 (с предохранителями), подключаемые к магистральной проводке, проложенной по стенкам бака. Проводка к внешней электросети подключена через магистральную коробку 23. Все остальные части, установленные на трансформаторе, были рассмотрены ранее и отличаются в основном размерами и массой.

При транспортировке электроэнергии на большие расстояния для снижения потерь используется принцип трансформации. Для этого электричество, вырабатываемое генераторами, поступает на трансформаторную подстанцию. На ней повышается амплитуда напряжения, поступающего в линию электропередачи.

Второй конец ЛЭП подключен на ввод удаленной подстанции. На ней для распределения электричества между потребителями осуществляется понижение напряжения.

На обеих подстанциях трансформацией электроэнергии больших мощностей занимаются специальные силовые устройства:

1. трансформаторы;

2. автотрансформаторы.

Они имеют много общих признаков и характеристик, но отличаются определенными принципами работы. Эта статья описывает только первые конструкции, у которых передача электроэнергии между разделенными обмотками происходит за счет электромагнитной индукции. При этом изменяющиеся по амплитуде гармоники тока и напряжения сохраняют частоту колебаний.

Особенности устройства

Силовые трансформаторы в энергетике устанавливаются на заранее подготовленные стационарные площадки с прочными фундаментами. Для размещения на грунте могут монтироваться рельсы и катки.

Общий вид одного из многочисленных типов силовых трансформаторов, работающего с системами напряжений 110/10 кВ и обладающего величиной полной мощности 10 МВА, показан на фотографии ниже.

Отдельные ярко выраженные элементы его конструкции снабжены подписями. Более подробно устройство основных частей и их взаимное расположение демонстрирует чертеж.

Электрическое оборудование трансформатора размещается внутри металлического корпуса, изготовленного в форме герметичного бака с крышкой. Он заполнен специальным сортом трансформаторного масла, которое обладает высокими диэлектрическими свойствами и, одновременно, используется для отвода тепла от деталей, подвергаемых большим токовым нагрузкам.

Гидравлическая схема трансформатора

Упрощенно состав и взаимодействие ее основных элементов показано на картинке.

Для залива/слива масла используются специальные задвижки и вкручивающаяся пробка, а запорный вентиль, расположенный внизу бака, предназначен для отбора проб масла и последующего проведения его химического анализа.

Принципы охлаждения

В силовом трансформаторе образовано два контура циркуляции масла:

1. внешний;

2. внутренний.

Первый контур представлен радиатором, состоящим из верхнего и нижнего коллекторов, соединенных системой металлических трубок. Через них проходит нагретое масло, которое, находясь в магистралях охладителя, остывает и возвращается в бак.

Внутри бака циркуляция масла может производиться:

    естественным путем;

    принудительно за счет создания давления в системе насосами.

Часто поверхность бака увеличивается за счет создания гофр — специальных металлических пластин, улучшающих теплообмен между маслом и окружающей атмосферой.

Забор тепла от радиатора в атмосферу может выполняться обдувом системой вентиляторов или без них за счет свободной конвекции воздуха. Принудительный обдув эффективно повышает теплосъем с оборудования, но увеличивает затраты энергии на эксплуатацию системы. Они могут снизить до 25%.

Тепловая энергия, выделяемая современными трансформаторами повышенной мощности, достигает огромных величин. Об ее размере может служить тот факт, что сейчас за ее счет стали реализовывать проекты отопления промышленных зданий, расположенных рядом с постоянно работающими трансформаторами. В них поддерживаются оптимальные условия работы оборудования даже в зимнее время.

Контроль уровня масла в трансформаторе

Масло постоянно циркулирует внутри бака. Его температура зависит от целого комплекса воздействующих факторов. Поэтому объем его все время изменяется, но поддерживается в определенных границах. Для компенсации объемных отклонений масла служит расширительный бачок. В нем удобно наблюдать текущий уровень.

Для этого используется маслоуказатель. Наиболее простые устройства изготавливают по схеме сообщающихся сосудов с прозрачной стенкой, заранее проградуированной в единицах объема.

Подключения такого маслоуказателя параллельно расширительному баку вполне достаточно для контроля эксплуатационных характеристик. На практике встречаются и другие, отличные от этого принципа работы маслоуказатели.

Защита от проникновения влаги

Поскольку верхняя часть расширительного бака контактирует с атмосферой, то в ней устанавливают осушитель воздуха, препятствующий проникновению влаги внутрь масла и снижению его диэлектрических свойств.

Защита от внутренних повреждений

Важным элементом масляной системы является . Его монтируют внутри трубопровода, соединяющего основной бак трансформатора с расширительным. За счет этого все газы, выделяемые при нагреве из масла и органической изоляции, проходят через емкость с чувствительным элементом газового реле.

Этот датчик отстроен от работы на очень маленькое, допустимое газообразование, но срабатывает при его увеличении в два этапа:

1. на выдачу светового/звукового предупредительного сигнала обслуживающему персоналу о возникновении неисправности при достижении уставки первой величины;

2. на отключение силовых автоматических выключателей со всех сторон трансформатора для снятия напряжения при бурном газообразовании, свидетельствующем о начале мощных процессов разложения масла и органической изоляции, начинающихся при коротких замыканиях внутри бака.

Дополнительная функция газового реле — контроль уровня масла в баке трансформатора. При снижении его до критической величины газовая защита может отработать в зависимости от настройки:

    только на сигнал;

    на отключение с выдачей сигнала.

Защита от аварийного повышения давления внутри бака

На крышке трансформатора так монтируется выхлопная труба, чтобы ее нижний конец сообщался с емкостью бака, а масло поступало внутрь до уровня в расширителе. Верхняя часть трубы возвышается над расширителем и отводится в сторону, немного загибается вниз. Ее конец герметично закрыт стеклянной предохранительной мембраной, которая разрушается при аварийном повышении давления из-за возникновения нерасчетного нагрева.

Другая конструкция подобной защиты основана на монтаже клапанных элементов, которые открываются при повышении давления и закрываются при его сбросе.

Еще один вид — сильфонная защита. Она основана на быстром сжатии сильфона при резком повышении газа. В результате сбивается защелка, удерживающая боек, который в нормальном положении находится под воздействием сжатой пружины. Освобожденный боек разбивает стеклянную мембрану и тем самым осуществляет сброс давления.

Электрическая схема силового трансформатора

Внутри корпуса бака размещаются:

    остов с верхней и нижней балкой;

    магнитопровод;

    обмотки высокого и низкого напряжения;

    регулировочные ответвления обмоток;

    низковольтный и высоковольтный отводы

    нижняя часть вводов высокого и низкого напряжения.

Остов вместе с балками служит для механического закрепления всех составных деталей.

Конструкция внутренних элементов Магнитопровод служит для снижения потерь магнитному потоку, проходящему через обмотки. Его изготавливают из сортов электротехнической стали шихтованным способом.

По обмоткам фаз трансформатора протекает ток нагрузки. Материалами для их изготовления выбирают металлы: медь или алюминий с круглым либо прямоугольным сечением. Для изоляции витков используют специальные сорта кабельной бумаги или хлопчатобумажную пряжу.

Концентрические намотанные обмотки выполняют в виде цилиндров, расположенных один в другом. Для стороны высокого напряжения (ВН) создается непрерывная или многослойная обмотка, а для низкого (НН) — винтовая и цилиндрическая.

Обмотку НН располагают ближе к стержню: так легче выполнить слой для ее изоляции. Затем на нее устанавливают специальный цилиндр, обеспечивающий изоляцию между сторонами высокого и низкого напряжения, а на него монтируют обмотку ВН.

Описанный способ монтажа показан на левой части нижерасположенной картинки с концентрическим размещением обмоток на стержне трансформатора.

С правой стороны картинки показан способ размещения чередующихся обмоток, разделяемых изоляционным слоем.

Для повышения электрической и механической прочности изоляции обмоток их поверхность пропитывают специальным сортом глифталевого лака.

Для подключения обмоток одной стороны напряжения между собой используют схемы:

При этом концы каждой обмотки маркируют буквами латинского алфавита, как показано в таблице.

Тип трансформатора Сторона обмотки
Низкого напряжения Среднего напряжения Высокого напряжения
начало конец нейтраль начало конец нейтраль начало конец нейтраль
Однофазный а X Ат Хт А X
Две обмотки три фазы a Х 0 А X 0
b Y



B Y
с г



C Z
Три обмотки три фазы a X
Ат Хт
А X
b Y 0
Y т 0 B Y 0
c Z

Хт
C Z

Выводы от обмоток подключают к соответствующим токоотводам, которые монтируются на шпильки проходных изоляторов, расположенных на крышке бака трансформатора.

Для осуществления возможности регулировки величины выходного напряжения на обмотках делают ответвления. Один из вариантов выполнения регулировочных ответвлений показан на схеме.

Систему регулирования напряжения создают с возможностью изменения номинальной величины в пределах ±5%. Для этого выполняют пять ступеней по 2,5% в каждой.

У мощных силовых трансформаторов регулирование обычно создают на обмотке высокого напряжения. Это упрощает конструкцию переключателя ответвлений и позволяет повышать точность выходных характеристик за счет большего числа витков на этой стороне.

Для многослойных цилиндрических обмоток регулировочные ответвления выполняют на внешнем стороне слоя у окончания обмотки и компонуют их симметрично на одинаковой высоте относительно ярма.

У отдельных конструкций трансформаторов ответвления делают в средней части. При использовании оборотной схемы одна половина обмотки выполняется с правой намоткой, а вторая — с левой.

Для коммутации ответвлений используют трехфазный переключатель.

У него есть система неподвижных контактов, которые подключены к ответвлениям обмоток, и подвижных, осуществляющих коммутацию схемы за счет создания различных электрических цепей с неподвижными контактами.

Если ответвления сделаны около нулевой точки, то одним переключателем управляют работой сразу всех трех фаз. Это можно делать потому, что между отдельными частями переключателя напряжение не превышает 10% линейной величины.

Когда ответвления выполнены в средней части обмотки, то для каждой фазы используется свой, индивидуальный переключатель.

Способы регулирования выходного напряжения

Существуют два типа переключателей, позволяющие изменять количество витков на каждой обмотке:

1. с отключением нагрузки;

2. под нагрузкой.

Первый способ требует больше времени на выполнение и не пользуется популярностью.

Переключения под нагрузкой обеспечивают более легкое управление электрическими сетями за счет беспрерывного электроснабжения подключенных потребителей. Но, для его выполнения необходимо иметь усложненную конструкцию переключателя, который наделяется дополнительными функциями:

    осуществление переходов между ответвлениями без разрыва токов нагрузки за счет подключения двух соседних контактов на момент переключения;

    ограничение тока короткого замыкания внутри обмотки между подключаемыми ответвлениями во время их одновременного включения.

Техническое решение этих вопросов заключается в создании переключающих устройств, работающих от дистанционного управления с применением токоограничивающих реакторов и резисторов.

На фотографии, показанной в начале статьи, у силового трансформатора используется автоматическое регулирование выходного напряжения под нагрузкой за счет создания конструкции АРН, сочетающей релейную схему управления электродвигателя с приводным механизмом и контакторами.

Принцип и режимы работы

В основу работы силового трансформатора заложены те же законы, что и у обычного:

    Проходящий по входной обмотке электрический ток с изменяющейся по времени гармоникой колебаний наводит внутри магнитопровода меняющееся магнитное поле.

    Изменяющийся магнитный поток, пронизывая витки второй обмотки, наводит в них ЭДС.

Режимы работы

При эксплуатации и проверках силовой трансформатор может оказаться в рабочем или аварийном режиме.

Рабочий режим создается подключением источника напряжения к первичной обмотке, а нагрузки — ко вторичной. При этом величина тока в обмотках не должна превышать расчетных допустимых значений. В этом режиме силовой трансформатор должен длительно и надежно питать все подключенные к нему потребители.

Разновидностями рабочего режима являются опыт холостого хода и короткого замыкания, создаваемые для проверок электрических характеристик.

Холостой ход создается размыканием вторичной цепи для исключения протекания в ней тока. Он используется для определения:

    КПД;

    коэффициента трансформации;

    потерь в стали на намагничивание сердечника.

Опыт короткого замыкания , создается шунтированием накоротко выводов вторичной обмотки, но с заниженным напряжением на входе в трансформатор до величины, способной создать вторичный номинальный ток без его превышения. Этот способ используют для определения потерь в меди.

К аварийным режимам трансформатора относятся любые нарушения его работы, приводящие к отклонению рабочих параметров за границы допустимых для них значений. Особенно опасным считается короткое замыкание внутри обмоток.

Аварийные режимы приводят к пожарам электрооборудования и развитию необратимых последствий. Они способны причинить огромный ущерб энергосистеме.

Поэтому для предотвращения подобных ситуаций все силовые трансформаторы снабжаются устройствами автоматики, защит и сигнализации, которые предназначены для поддержания нормальной работы первичной схемы и быстрого отключения ее со всех сторон при возникновении неисправностей.

Устройство силового масляного трансформатора 110 кВ

Силовой трансформатор переменного тока — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово «силовой» отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП(35-750 кВ), городских электросетей (как правило 6,10 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт).

Трехфазный трехобмоточный трансформатор ТДТ-16000/110 в собранном виде

1 — кран, 2 — вентилятор, 3 — бак, 4 — радиатор, 5 — крюк, 6 — переходный фланец с установкой трансформаторов тока, 7 — ввод 110 кВ, 8 — ввод 35 кВ, 9 — бумажно-бакелитовый цилиндр ввода 110 кВ, 10 — привод переключающего устройства ПБВ, 11 — ввод НН (10 кВ), 12 — выхлопная труба, 13 — газовое реле, 14 — расширитель, 15- маслоуказатель, 16 — воздухоосушитель, 17 — переключатель обмотки ВН, 18 — обмотка ВН (110 кВ), 19 — термосифонный фильтр, 20 — каретка, 21 — распределительная коробка, 22 — площадка для установки домкрата, 23 — магистральная коробка Трехфазные трансформаторы обычно выполняют на магнитопроводе стержневого типа с тремя стержнями.

По способу соединения стержней с ярмами различают магнитопроводы стыковые и шихтованные. В стыковых магнитопроводах стержни и ярма собирают раздельно, а затем соединяют посредством крепежных частей. Такая конструкция магнитопровода облегчает посадку обмоток на стержни, так как для этого достаточно снять только верхнее ярмо. Но при шихтовой сборке магнитопровода, когда листы собирают «внахлестку», воздушный зазор в месте стыка стержней и ярем может быть сделан минимальным, что значительно снизит магнитное сопротивление и соответственно уменьшит потери холостого хода. Кроме того, механическая прочность шихтованного магнитопровода намного выше, чем стыкового. Все это привело к тому, что шихтованные магнитопроводы получили в России основное применение. Листы магнитопровода стягивают посредством ярмовых балок, бандажей из стеклоленты и шпилек, изолированных от листов изоляционными шайбами и трубками.

Форма поперечного сечения стержней обычно многоступенчатая, причем число ступеней зависит от мощности трансформатора. Ступенчатое сечение стержней обеспечивает лучшее использование площади внутри обмотки, так как периметр ступенчатого стержня приближается к окружности. В трансформаторах большой мощности для улучшения теплоотдачи между пакетами стали магнитопровода устраивают вентиляционные каналы.

Обмотки трансформаторов выполняют из проводов круглого и прямоугольного сечения, которые, как указывалось выше, изолируются кабельной бумагой.

Наиболее распространены концентрические катушечные (непрерывные, винтовые) обмотки.

При этом обычно ближе к стержню располагают обмотку низкого напряжения (НН), так как она требует меньшей электрической изоляции от заземленного стержня, а затем обмотку высокого напряжения (ВН). Между обмотками делается вертикальный канал, в котором располагается изоляционный цилиндр из электрокартона, а также происходит циркуляция масла.

В комплект обмотки входят также отводы для присоединения к вводам, размещаемым на крышке трансформатора, ответвления для регулирования напряжения, емкостные кольца и электростатические экраны емкостной зашиты от перенапряжений.

Непрерывная обмотка состоит из катушек, соединенных между собой последовательно. Катушки наматываются прямоугольным проводом, располагаемым «плашмя».

Характерной особенностью непрерывной обмотки является выполнение так называемых перекладных катушек.

Между катушками размещаются прокладки из электрокартона, создающие горизонтальные каналы для охлаждения обмотки. Эти прокладки укрепляются на вертикальных рейках посредством специального выреза в виде «ласточкина хвоста».

Трехфазный силовой двухобмоточный трансформатор схематично можно представить следующим образом.

Магнитопровод трехфазного трансформатора образует как бы два «окна», которые так и принято называть. Для упрощения обычно ограничиваются представлением расположения в окне только одной фазы, предполагая, что другая фаза в этом окне располагается симметрично, а в соседнем — аналогично.

Силовой трансформатор может иметь несколько обмоток. Обычно речь идет о трехобмоточных трансформаторах, когда кроме обмоток НН и ВН появляется еще обмотка СН среднего напряжения. Эти обмотки считаются основными, и именно по их количеству определяется вид трансформатора: двухобмоточный или трехобмоточный. Кроме основных в трансформаторе могут быть регулировочные обмотки, с помощью которых обеспечивается регулирование напряжения под нагрузкой (схема РПН). В основных обмотках СН или ВН могут быть участки, посредством которых обеспечивается регулирование напряжения с отключением трансформатора. Это так называемая схема ПБВ — переключение без возбуждения.

Кроме обмоток и магнитопровода, которые в совокупности образуют активную часть трансформатора, в его состав входят другие узлы и блоки: бак, система охлаждения, вводы и др.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

Электромагнитная схема однофазного двухобмоточного трансформатора состоит из двух обмоток, разме­щенных на замкнутом магнитопроводе, который выполнен из ферромагнитного материала, применение ферромагнитного магнитопровода позволяет усилить электромагнитную связь между обмотками, т. е. уменьшить магнитное сопротивление контура, по которому проходит магнитный поток машины. Первичную обмотку подключают к источнику переменного тока электрической сети с напряжением U1. Ко вторичной обмотке присоединяют сопротивление нагрузки U Н .

Обмотку более высокого напряжения называют обмоткой высшего напряжения (ВН), а низкого напряжения — обмоткой низшего напряжения (НН). Начала и концы обмотки ВН обозначают буквами А и X ; обмотки НН — буквами а и х.

При подключении к сети в первичной обмотке возникает переменный ток I и который создает переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС — е х и е 2 , пропорциональные, согласно закону Максвелла, числам витков и соответствующей обмотки и скорости изменения потока.

В системах передачи и распределения энергии в ряде случаев применяют трехобмоточные трансформаторы, а в устрой­ствах радиоэлектроники и автоматики — многообмоточные трансформаторы. В таких трансформаторах на магнитопроводе размещают три или большее число изолированных друг от друга обмоток, что дает возможность при питании одной из обмоток получать два или большее число различных напряжений (u 2 , u 3 , u 4 и т. д.) для электроснабжения двух или большего числа групп потребителей. в трехобмоточных силовых трансформаторах различают обмотки высшего, низшего и среднего (СН) напряжений.

В трансформаторе преобразуются только напряжения и токи. Мощность же остается приблизительно постоянной (она несколько уменьшается из — за внутренних потерь энергии в трансформаторе).При увеличении вторичного напряжения трансформатора в к раз по сравнению с первичным, ток г 2 во вторичной обмотке соответственно уменьшается в к раз.

Трансформатор может работать только в цепях перемен­ного тока. Если первичную обмотку трансформатора под­ключить к источнику постоянного тока, то в его магнитопроводе образуется магнитный поток, постоянный во времени по величине и направлению. Поэтому в первичной и вторич­ной обмотках в установившемся режиме не индуцируются ЭДС, а следовательно, не передается электрическая энергия из первичной цепи во вторичную. Такой режим опасен для трансформатора, так как из-за отсутствия ЭДС Е г в первичной обмотке ток 1 1 = U 1/R 1 весьма большой.

Важным свойством трансформатора, используемым в устройствах автоматики и радиоэлектроники, является способ­ность его преобразовывать нагрузочное сопротивление.Если к источнику переменного тока подключить сопротивление R через трансформатор с коэффициентом трансформации K , то для цепи источника

R= K 2 R

Таким образом, трансформатор изменяет значение сопротивления R в к 2 раз. Это свойство широко используют при разработке различных электрических схем для согласования сопротивлений нагрузки с внутренним сопротивлением источ­ников электрической энергии.

Высоковольтные вводы

Высоковольтный ввод трансформатора

Как генерировать электрическую энергию и передать ее конечным потребителям? Для решения такой задачи требуется использовать сложное электротехническое оборудование. Например, это касается трансформаторов. Одним из популярных видов такого оборудования является масляной трансформатор. К его изготовлению предъявляют повышенные требования касательно прочности, надежности. Также в масляном трансформаторе важно вывести из бака наружу концы обмоток для дальнейшего подключения к электрической сети.

Для того, чтобы реализовать такую задачу, применяют проходные фарфоровые изоляторы. Их размещают непосредственно на крышке или на стенке бака. Конструкция, состоящая из изолятора с токопроводящим стержнем, именуется как высоковольтный ввод.

Принцип работы высоковольтных вводов

Технические особенности, конструкция электротехнического изделия

Для работы силовых трансформаторов используют съемные вводы, которые необходимы для монтажа обмотки с проводниками внешних электросетей. При этом, сети могут быть расположены на открытом воздухе или в закрытой системе. Для того, чтобы использовать такое электротехническое оборудование, необходимо соблюсти условие – окружающая среда должна быть безопасной и не содержать токопроводящей пыли. Чтобы в воздухе отсутствовали опасные пары и газы, которые могут навредить глазури и фарфору.

Конструкция трансформаторного высоковольтного ввода представляет токоведущим стержнем с 2-мя контактами. Первый предназначен для монтажа к внешней электросети, второй – для соединения с отводами обмотки.

Основные правила монтажа высоковольтного ввода трансформатора

Такие электротехнические изделия могут быть выполнены в разборном и неразборном виде. Для правильного монтажа вводов трансформатора нужно соблюсти следующие условия:

  • Монтаж электротехнических изделий осуществляется только на стенке трансформаторного бака или на крышке.
  • Во время установки разрешено создать наклон по вертикали на 90 градусов.

Изготовление съемных высоковольтных вводов осуществляется ил проката, литья латуни, меди, алюминия и других материалов. Электротехническая продукция отличается по варианту исполнения в зависимости от климатических условий, по виду конструкции, по категории.

Основными техническими параметрами вводов являются номинальное напряжение, номинальный ток.

Как утилизировать трансформаторы — наркоман из металлолома

Если вы не читали мою публикацию по оптимизации, обязательно ознакомьтесь с ней. Это поможет вам определить, сколько денег вы зарабатываете и сколько времени тратите впустую. Определенно полезно, когда вы пытаетесь найти лучший способ заработать деньги. Лом трансформаторы. До недавнего времени эти штуки бросали вместе с клочьями стали. Теперь, из-за роста цен на медь, трансформаторы вместе с другими типами медных поломок (двигатели, генераторы переменного тока, магнетроны и т. Д.) Постепенно становятся все более и более ценными.Трансформаторы представляют собой медные провода вокруг стального или ферритового сердечника. Стоимость трансформатора зависит от стоимости меди.

Многие верфи купят их по специальной цене «Медный лом», но это не всегда даст вам максимальную отдачу от вложенных средств: пусть будет известно, что трансформаторы из микроволновых печей имеют ценность для ремонтников и владельцев микроволновых печей своими руками. Некоторые скраперы сохранят и продадут этот металлолом онлайн на аукционе по цене, превышающей цену лома в 6 раз. Обычно я нахожу, что это немного больше хлопот, чем я готов сносить.


Где найти лом трансформаторов

  • В блоках питания : Блок питания — это красота. Они изменяют напряжение, силу тока и часто инвертируют электрическую мощность, подаваемую на устройство. Источники питания обычно находятся на концах шнуров питания, они же настенные зарядные устройства для защиты от бородавок, изображенные ниже справа. Блок питания компьютера изображен слева. Он намного больше, но в нем есть нечто большее, чем просто трансформатор.Если в вашем дворе более спокойно, когда дело доходит до поломки меди, они возьмутся за это. Если нет, то и не пойдет.

  • Ремонт и производство линий электропередач: Это может показаться совершенно спорным вопросом, но помните, что на линиях электропередач ВЕЗДЕ есть трансформаторы. Эти линии передачи многократно повышают и понижают электрическую мощность, прежде чем вывести их из дома. Ключевым моментом здесь является поиск неиспользованного ресурса в сфере производства линий электропередач.(Я признаю, что это будет непросто.) Только один очень ценен, поэтому, если возможно, следите за ним. Я получил трансформатор от человека, который работал в энергетической компании, и после того, как я его разбил, в нем было металл на 200 долларов. Внизу трансформатор.

  • Маленькие трансформаторы можно найти на низкокачественных печатных платах (PCB), таких как платы VHS-плееров, компьютерных мониторов с ЭЛТ или лома телевизоров. У них есть большое количество небольших трансформаторов.Честно говоря, их обычно не стоит вытаскивать, поэтому не старайтесь их выбросить.

Как разбирать лом трансформаторов

После того, как вы определили погоду или нет, трансформаторы стоят времени на их разборку (оптимизация), вам нужно найти наиболее эффективный способ сделать это!

МЕТОД ПЕРВЫЙ: При разборке трансформатора люди часто совершают ошибку, пытаясь атаковать СТАЛЬ. Они будут колотить, бить и разбивать сталь; Сани и хлопай, но в конечном итоге только гнут сталь, а потом, возможно, ломается.

Это проблема. Ключ к разрушению трансформатора — это атаковать МЕДЬ. Медь очень пластична и легко режется. Вы можете разрезать или пропилить медь на одном конце катушек трансформатора, а затем вытащить или поддеть оставшуюся часть меди с другой стороны катушек. Этот метод лучше всего подходит для больших трансформаторов, подобных микроволновым трансформаторам.

МЕТОД ВТОРОЙ: Метод 1 не всегда работает по какой-либо причине, особенно если трансформаторы очень маленькие.Вот тогда и следует применить следующий метод.

Следующий метод утилизации трансформаторов — собрать медь, атакуя их ТЕПЛО!

  1. Развести хороший горячий огонь
  2. Наполнить металлическое ведро трансформаторами
  3. Поставить ведро наверх или в огонь
  4. Нагрейте трансформаторы, пока они не станут красивыми и горячими, примерно 20-30 минут, а может и меньше.
  5. Наполните ведро ледяной водой.
  6. Осторожно вытащить из огня металлическое ведро с трансформаторами
  7. Очень быстро налейте ледяную воду в металлическое ведро, очень быстро охладив трансформаторы.
  8. Вытащите трансформаторы, они должны быть очень слабыми. Многие из них просто развалятся у вас в руках.
Этот метод требует немного больше времени и усилий, поэтому убедитесь, что оно того стоит!

МЕТОД ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ / БАЛЛАСТОВ, НАПОЛНЕННЫХ гудроном:

  1. Смола в этих трансформаторах добавляет довольно много веса
  2. Каждый трансформатор отличается, поэтому вы не узнаете, сколько меди внутри трансформатора
  3. Вы можете нагреть их на горелке или на огне, пока смола не расплавится
  4. Слейте смолу, чтобы добраться до внутренностей.
  5. Возможно, стоит потратить время, чтобы просто сдать его «как есть» как смешанный металл, так как вам также будут платить за гудрон!
  6. Не делайте этого. Возиться с tar — не лучшая идея. Просто продайте его «как есть» для смешанного металла
Пожалуйста, комментируйте любые вопросы или присоединяйтесь или форум

Влияние материалов конструкции трансформатора на старение трансформаторного масла

Быстрое ухудшение качества трансформаторного масла может происходить не только из-за недостаточной химической стабильности, но также из-за влияния конструкционных и изоляционных материалов, используемых в трансформаторе.

Самым активным катализатором окисления трансформаторного масла является медь. Мнения исследователей относительно влияния железа, алюминия, никеля и цинка разделились. Это можно объяснить, с одной стороны, различием условий окисления нефти, а с другой — разной чувствительностью нефти разного углеводородного состава к разным металлам. Медно-фосфорный припой, как известно, очень сильно влияет на окисление масла. Другие металлы мало влияют на окисление.Каталитические свойства медных сплавов (бронзы или латуни) возрастают пропорционально содержанию меди.

Хроматная сталь и титановые сплавы инертны как катализаторы окисления.

Следует отметить, что коэффициент рассеяния является наиболее чувствительным параметром для оценки влияния металлов на окисление масла; кислотные числа масла после окисления в присутствии металлов с низкими каталитическими свойствами практически одинаковы, а коэффициенты диссипации заметно различаются.

Медный провод, плотно обернутый в несколько слоев кабельной бумаги, вызывает меньшее изменение параметров масла, чем такой же провод без бумажной изоляции. Это вызвано уменьшением диффузии масла к поверхности меди через бумагу, а также поглощением бумагой продуктов окисления.

Каталитические свойства меди зависят от состояния ее поверхности. Таким образом, при оценке влияния металлов на окисление трансформаторного масла необходимо учитывать особые условия в оборудовании.

Долгое время считалось, что медь и железо, взятые в определенной пропорции на поверхности, а также оксиды этих металлов значительно ускоряют окисление масла. Однако исследования показывают, что это верно только для масел, не прошедших очистку.

На вопрос о различных каталитических свойствах металлов в процессе окисления пока нет однозначного ответа.

Более высокие каталитические свойства меди по сравнению с железом обусловлены более высокой термолабильностью первого, что увеличивает вероятность превращения меди в растворимое состояние, ускоряет взаимодействие между медью и пероксидами, способствует дальнейшему развитию процесса окисления.

Кроме того, металлические частицы могут образовывать мыло при контакте с продуктами старения масла. Производные металлов, то есть оксиды и слои органических кислот — мыла обычно более склонны к окислению масла, чем сами металлы. Скопившиеся мелкие металлические частицы (5-10 микрон) образуют узлы в частях трансформатора с наибольшей нагрузкой, что может привести к преждевременному старению бумажной изоляции, перегреву и частичному разряду на частицах.

Масляные трансформаторы содержат различные твердые изоляционные материалы.Количество целлюлозных материалов в масляных трансформаторах довольно велико.

Лакированная ткань или бумага используются для повышения механической прочности изоляции высоковольтных вводов и других высоковольтных частей трансформатора. Некоторые детали изготовлены из бумажно-ламината SRB, пластика, дерева или хлопковой ленты.

Когда масло стареет при контакте с маслостойкой резиной, диэлектрическая прочность масла снижается. В масле можно увидеть обильный белый осадок; осадок содержит оксид цинка, один из компонентов резины.

Целлюлозные материалы внутри трансформатора также влияют на старение масла. Чем выше плотность целлюлозного материала, тем выше его абсорбционная способность. Именно по этой причине качество масла меняется больше от плотной бумаги, чем от более легкой.

Когда окисление оценивается по количеству израсходованного кислорода, можно четко определить ускоряющее воздействие целлюлозных материалов на окисление масла. Кроме того, когда масло контактирует с целлюлозой, волокна этой целлюлозы могут быть обнаружены в масле.Эти волокна являются результатом разложения целлюлозы. Они содержат абсорбированную воду, увеличивая содержание влаги в масле и снижая его диэлектрическую прочность.

Существует четыре типа загрязнения трансформаторного масла водой;

  1. Дисперсная вода имеет форму капель и хуже всего влияет на диэлектрические свойства масла и бумаги. Из-за неравномерного распределения воды внутри резервуара происходит наиболее интенсивное старение масла и бумаги, особенно при контакте с металлами.
  2. Вода, поглощенная твердыми частицами, снижает диэлектрическую прочность масла и другие параметры качества масла. В случае неравномерного распределения существует опасность заноса в зоны с максимальными нагрузками.
  3. Растворенная вода, в отличие от диспергированной и абсорбированной воды, равномерно распределена по объему и оказывает минимальное влияние на электроизоляционные свойства масла, но оказывает заметное влияние на старение как бумажной, так и масляной изоляции.
  4. Вода в основном и ароматическом кольцах, образующаяся за счет гидрогенизаторов, практически не влияет на качество масла.

Дисперсная вода в электрическом поле притягивается к участкам наибольших нагрузок. Капли вытянуты вдоль силовых линий поля. При определенной напряженности поля, в зависимости от реальной концентрации воды, капли начинают коагулировать, образуя тонкие водные каналы. Это приводит к сильной деформации электрического поля, поскольку диэлектрическая прочность полярной жидкости намного ниже, чем у масла. Наиболее сильное снижение критической прочности происходит, когда масло также содержит волокна.Волокна интенсивно впитывают воду и втягиваются в силовые линии, поэтому образование «мостиков» проводимости происходит быстрее.

Прорыв в жидких диэлектриках с примесями при длительном воздействии электрического тока по сути является прорывом газа. Примеси в масле, образующие коллоидный раствор или эмульсию, втягиваются в область между электродами и дрейфуют в направлении поля. Значительное количество тепла из-за высокой теплопроводности диэлектрика расходуется на нагрев частиц примесей.Если примеси являются причиной высокой средней проводимости масла, они испаряются при низкой температуре кипения примесей, образуя газовый канал, в котором происходит прорыв.

Помимо десорбции воды с поверхности целлюлозных волокон, также происходит десорбция газа с последующим образованием газовых каналов, если содержание газа в масле превышает 6% по объему, в зависимости от температуры и природы образующихся газов.

При высоких концентрациях газа в масле образуются пузырьки, где выброс, особенно на начальных этапах, происходит легче, чем в масле.

Влияние растворенных газов определяет зависимость диэлектрической прочности от давления. Растворимость газа увеличивается с увеличением давления, количество пузырьков уменьшается, что соответствующим образом влияет на напряжение прорыва.

На количество частиц влияет карбонизация молекул масла, которая происходит при частичных электрических разрядах. Количество образующихся частиц коррелирует с массовым числом базового масла, и в этом отношении нафтеновые масла имеют преимущество перед парафиновыми маслами.

Энергии | Бесплатный полнотекстовый | Влияние волокон и частиц меди на проводимость и характеристики разрушения природных эфиров и минеральных масел при постоянном напряжении

3.1. Характеристики движения и накопления частиц в минеральном масле и натуральном эфире
Поведение частиц волокна и меди в минеральном масле и натуральном сложном эфире под действием постоянного напряжения показано на рисунке 3. Левая часть рисунка — это отрицательный электрод, а правая. сторона — положительный электрод.Здесь концентрация частиц волокна составляет 0,009%, концентрация частиц меди составляет 1 г / л. На рис. 3а показано, что частицы волокна, которые имеют тенденцию к образованию волоконных мостиков в минеральном масле, однако в натуральном сложном эфире нет волоконных мостиков. В минеральном масле частицы волокна начинали образовывать перемычки сразу после подачи постоянного напряжения. На начальном этапе (50-е годы) некоторые мосты были шелковистыми и казались непрочными. Со временем количество и толщина перемычек из волоконных частиц продолжали увеличиваться.Затем последовала стабильная стадия примерно через 600 с, после чего оптоволоконные перемычки не претерпели значительных изменений, как показано на рисунках, через 900 и 1500 с. С другой стороны, ситуация с частицами волокна в натуральном сложном эфире сильно различалась. При приложении напряжения время увеличивалось, и на краю обоих электродов появлялось явление «бороды». Это явление адсорбции было гораздо более очевидным на катоде, чем на аноде от начала до конца. Этот процесс также завершится стабильной стадией.На рис. 3б представлены характеристики движения частиц меди в минеральном масле и натуральном сложном эфире соответственно. Когда было приложено электрическое поле постоянного тока, был один незавершенный и слабый шелкоподобный мостик, который начинался с анода в минеральном масле. Положение этого моста изменялось в течение периода подачи напряжения, указывая на то, что мост, образованный частицами меди, был нестабильным. В натуральном эфире след частиц меди практически не обнаруживается даже при приложении постоянного электрического поля в течение 25 мин.Большая часть частиц опустилась на дно, тогда как меньшая часть адсорбировалась на электроде. Чтобы лучше проиллюстрировать характеристики движения частиц в масле, наблюдаемые траектории частиц были нарисованы на рисунке 4. Движение этих частиц зависело от полученного результата. сила диэлектрофореза (F DEP ), кулоновская сила (F e ), сила вязкого сопротивления (F d ), сила взаимодействия частицы с частицами (F pi ), сила тяжести (G) и сила плавучести (F b ) согласно модели [34].Нейтральное тело, помещенное в электрическое поле, становится поляризованным и эквивалентно электрическому диполю с избытком положительного заряда на одном конце и отрицательного заряда на другом. Силы, действующие на два конца, не уравновешиваются из-за неоднородного электрического поля, приводящего к движению частиц. Это явление называется диэлектрофорезом, впервые введенным Полем [35]. Согласно закону движения Ньютона, уравнение (1) может быть установлено следующим образом:

mpdvdt = FDEP + Fd + Fe + Fb + G + Fpi

(1)

где m p — масса частицы, а v — скорость движения частицы.В следующем качественном анализе мы проигнорировали G и F b на оси y, поскольку ось y перпендикулярна линиям электрического потока. Что касается волоконных частиц, они начинают поляризоваться, как только прикладывается постоянное электрическое поле. Затем волокна выравниваются параллельно силовым линиям и подвергаются силе диэлектрофореза (сила DEP). При условии, что волокна считаются вытянутыми сфероидами, малая ось которых равна диаметру сечения волокна D, а большая ось равна длине волокна L.Сила DEP на волокне показана следующим образом [36]:

FDEP = πεoilε012D2Lαα − 1 − fβ − 1∇E2

(2)

где E — напряженность электрического поля, ε0, εp, εoil — диэлектрическая проницаемость вакуума, частиц и масла соответственно, α = εp / εoil и β — коэффициент сжатия (L / D). Функция fβ имеет вид

fβ = ξ1 − ξ2coth − 1ξ + ξ

(3)

Можно видеть, что сила диэлектрофореза зависит от электрического поля, объема частиц, комплексной диэлектрической проницаемости частиц и изоляционного масла.Эта сила, действующая на волокно, будет притягивать частицу ближе к электроду. Частицы также подвергаются силе сопротивления от вязкости масла во время движения. Сила сопротивления вытянутому сфероиду определяется выражением

g (β) = 83−2ββ2−1 + 2β2−1β2−13 / 2 × lnβ + (β2−1) 1 / 2β− (β2−1) 1 / 2−1

(6)

где η — вязкость масла, v — скорость движения частиц. На начальном этапе волокна движутся к электродам, и скорость движения частицы v рассчитывается путем уравновешивания силы DEP с силой сопротивления F d .Можно принять β⇒∞, следовательно, fβ⇒1, а скорость определяется выражением

v = limβ⇒∞εмаслоε024ηD2α − 1ln2β − 0,5∇E2

(7)

Уравнение (7) подходит для β> 5. Как только волокна касаются поверхности электрода, они приобретают заряды от электрода. Согласно теории, описанной в [37], если проводящая частица подвешена в изолирующей жидкости и находится в прямом контакте с поверхностью электрода, частица станет заряженной до той же полярности, что и электрод. Сила притяжения частицы к электроду противоположной полярности и сила отталкивания от электрода той же полярности заставят частицу переместиться к удаленному электроду.Величина заряда q будет получена небольшим металлическим шариком радиуса r, касающимся электродов, указанным в [38], Эта теория также может быть применена к частицам диэлектрического волокна. Однако величина накопленного заряда во время процесса контакта будет уменьшена несколькими факторами, такими как материал электрода и форма частиц. Таким образом, величина заряда будет разной для каждой частицы волокна, и это может определять характеристики движения частиц волокна. Обычно вводится коэффициент уменьшения, который можно определить путем измерения скорости частицы.Когда частица заряжена, кулоновская сила, определяемая уравнением (9), играет роль в движении частицы. Когда величина заряда достигает определенного уровня и его кулоновская сила отталкивания больше, чем сила DEP и сила сопротивления, частица отрывается от поверхности электрода и движется к удаленному электроду. Когда частица достигает противоположного электрода, разряд и заряд происходят по очереди, после чего снова следует аналогичный цикл. Это могло бы объяснить то, что некоторые волокна перемещаются между электродами в минеральном масле, как показано на рисунке 4a.С другой стороны, некоторые другие частицы будут непосредственно прилипать к электродам и не будут отскакивать, если их накопленные количества заряда недостаточно велики, чтобы сделать кулоновскую силу больше, чем сумма силы DEP и силы сопротивления. Прилипшие частицы становятся кончиками на поверхности электрода и притягивают больше частиц с противоположным зарядом для адсорбции. Кроме того, силы взаимодействия между частицами, такие как сила Ван-дер-Ваальса, участвуют в формировании цепочек между двумя электродами, когда частицы находятся на небольших расстояниях.Эти цепи также выстраиваются параллельно линиям электрического поля, как показано на рисунке 3. Первоначально напряженность электрического поля максимальна на поверхности электрода. Тем не менее, когда все больше и больше частиц адсорбируются на электроде, максимальное поле находится на концах этих цепочек частиц. В этом случае сила DEP направляет частицы прямо к концам цепи, чтобы увеличить ее длину. В конце концов, цепочки волокон от обоих электродов соединяются посередине. В случае натурального сложного эфира дело обстоит несколько иначе, поскольку сила сопротивления изолирующего масла на частице намного больше из-за более высокой вязкости η натурального эфира.В результате скорость движения частицы становится намного меньше. Кроме того, кулоновская сила необходима для увеличения отскока частиц, в результате чего почти все частицы адсорбируются на электродах. Следовательно, волокнистые мостики трудно образовывать в натуральном сложном эфире. Что касается медных частиц, траектории движения показаны на рисунке 4b. Частицы меди, взвешенные в области между электродами, будут быстро перемещаться к электроду и отскакивать между двумя электродами после столкновения с электродом.Это также можно объяснить силовым анализом. Сила DEP, действующая на металлический шар радиуса r, определяется выражением [38]

FDEP = 2πεoilr3σp − σoilσp + σoil∇E2

(10)

где σp, σoil — проводимости металлической частицы и изоляционного масла соответственно. Сила сопротивления определяется выражением где cd — поправочный коэффициент, связанный с числом Рейнольдса. Здесь предполагается, что число Рейнольдса достаточно мало, чтобы обеспечить движение частицы в стоксовом режиме. В этом случае значение cd равно 1.Когда прикладывается постоянное напряжение, частицы меди движутся к электродам со скоростью v, полученной приравниванием уравнений (10) и (11) под действием силы DEP.

v = r2ε масло (σp − σ масло) 3η (σp + 2σ масло) ∇E2

(12)

Когда частицы металла достигают электрода, электрод передает однородный заряд металлическим частицам во время столкновения. Сумма заряда определяется уравнением (8). В экспериментах было замечено, что частицы меди вряд ли адсорбируются на электроде, а перемещаются между электродами вперед и назад по сравнению с частицами волокна.Это можно объяснить двумя причинами. Во-первых, сила сопротивления металлической частице мала, так как радиус металлической частицы намного меньше, чем у стержневых волокон, и gβ составляет около 1,85, когда β предполагается равным 5. Второй заключается в том, что заряд, полученный во время контакта с электродами для диэлектрической частицы будет меньше, чем у проводящих частиц под тем же радиусом в отношении коэффициента уменьшения. В то же время гравитация по оси Y всегда играет свою роль в опускании частицы.Таким образом, на Рисунке 4 можно увидеть, что траектория движения металлических частиц включает отскок и опускание. На Рисунке 3 также можно увидеть, что только очень небольшое количество металлических частиц адсорбируется на электродах, что позволяет предположить, что вероятность образования полных металлических мостиков очень мала. В случае природного сложного эфира скорость по оси x почти невидима из-за большой силы сопротивления, возникающей из-за гораздо большей вязкости, а скорость по оси y из-за силы тяжести является преобладающей. Таким образом, почти все частицы опускаются на дно резервуара.
3.4. Влияние частиц на напряжение пробоя при постоянном токе минерального масла и природного сложного эфира. Распределение Вейбулла
обычно используется для анализа характеристик пробоя. Кумулятивная функция распределения Вейбулла с двумя параметрами для фракции населения ниже t определяется формулой (13):

F (t; α, β) = 1 − exp [- (tα) β]

(13)

где α — масштабный параметр, β — параметр формы, t — напряжение пробоя, а F (t) — вероятность отказа при напряжении t.Параметр масштаба α представляет собой напряжение, для которого соответствующая вероятность пробоя составляет 63,2%. Параметр формы β является мерой разброса аварийных напряжений. Чем больше β, тем меньше диапазон пробивных напряжений. Что касается оценки параметров распределения, эмпирическая функция распределения F n (t i ), предложенная Бломом, как показано в формуле (14), была применена ко всем тестовым данным, где F n (t i ) — вероятность отказа, i — порядок тестовых образцов, а n — общее количество тестовых образцов.Формулу (6) можно преобразовать в формулу (15) путем логарифмирования, затем значения α и β можно оценить с помощью метода наименьших квадратов.

Fn (ti) = i − 0,375n + 0,25 × 100%

(14)

ln [−ln (1 − F (t)] = βlnt − βlnα

(15)

На рисунках 9 и 10 показан график распределения вероятностей Вейбулла для различных проб нефти, содержащих разную концентрацию частиц, под постоянным напряжением. С увеличением концентрации частиц кривая Вейбулла сдвигается влево.Вероятность разрушения образцов снижалась по мере увеличения концентрации частиц. Это явление можно объяснить с помощью рисунка 3. Чем больше частиц, тем больше мостиков и больше частиц накапливается между электродами, что приводит к большему количеству проводящих путей. Проводящие пути вредны для прочности масляной изоляции на пробой. Параметры шкалы α, параметры формы β всех образцов были извлечены и показаны в Таблице 3 и Таблице 4. Параметры шкалы α можно использовать для оценки характеристик пробоя и его называют «характеристическим напряжением пробоя постоянного тока».Кроме того, напряжения пробоя, соответствующие отказу всех образцов с вероятностью 50% и 5%, были считаны с графиков Вейбулла и также представлены в Таблице 3 и Таблице 4. Цифры для отказа с вероятностью 50% аналогичны среднему значению нормального Распределение и данные для отказа с вероятностью 5% считаются одними из самых низких значений вероятности отказа. Эти количества могут помочь представить более подробную информацию о распределении Вейбулла и обеспечить лучшее сравнение. Результаты показали, что характерные пробивные напряжения постоянного тока природного сложного эфира всегда были выше, чем у минерального масла при тех же условиях.Это соответствовало изменению плотности тока минерального масла и натурального эфира при загрязнении частицами. С этой точки зрения изоляционные свойства натурального сложного эфира лучше с учетом загрязнения частицами. Кроме того, следует обратить внимание на заметную разницу между пробами масла, содержащими разные частицы. И для минерального масла, и для природного сложного эфира характеристические напряжения пробоя при постоянном токе масла, содержащего частицы меди, всегда были ниже, чем напряжение, содержащее частицы волокна.Те же тенденции можно было наблюдать и в цифрах для вероятности отказа 50% и 5%. Во-первых, напряжения пробоя для масла, загрязненного частицами целлюлозы, всегда были выше, чем значения для масла, загрязненного металлическими частицами. Во-вторых, напряжения пробоя для натурального эфира были выше, чем для минерального масла, при таком же типе загрязняющих частиц и таком же уровне загрязнения. В частности, характеристическое напряжение пробоя по постоянному току загрязненного минерального масла уменьшилось с 4.От 6% до 22,5%, когда концентрация частиц волокна увеличилась с 0,001% до 0,012% по сравнению с чистым минеральным маслом. Характеристическое напряжение пробоя постоянного тока загрязненного минерального масла частицами меди снижается с 22,7% до 44,6%, когда концентрация частиц меди увеличивается с 0,1 г / л до 1,5 г / л. Однако диапазон падения характеристических напряжений пробоя постоянного тока для природного сложного эфира, загрязненного частицами целлюлозы и частицами меди, показал меньшие падения. Было 6–20,2% и 11,8–41.1% соответственно. Из приведенного выше сравнения можно сделать вывод о том, что частицы металла более вредны для изоляционного масла, чем частицы целлюлозы, и что природный сложный эфир в некоторой степени превосходит минеральное масло по устойчивости к загрязнению частицами примесей. Можно сделать вывод, что более высокая вязкость натурального сложного эфира благоприятна для устойчивости к загрязнению примесями. Чтобы исследовать влияние различных типов частиц на сопротивление пробою изоляционного масла постоянным током, необходимо определить соотношение между значениями напряжения пробоя постоянного тока для 50 % вероятности и концентрация частиц.Цифры, соответствующие 50% вероятности из функции распределения Вейбулла, можно рассматривать как аналог среднего значения нормального распределения, поскольку они оба являются медианами. Вот почему для анализа мы используем напряжения пробоя с вероятностью 50%. Цифры взяты из таблиц 3 и 4, а уравнение подгонки показано следующим образом. где x — концентрация частиц (процентили для частиц волокна и 10 2 г / л для частиц меди), y — напряжение пробоя постоянного тока с вероятностью 50%, A представляет скорость уменьшения напряжения пробоя с увеличением концентрации частиц, а B — константа подгонки.Кривые изображены на рисунке 11, а R 2 — качество подгонки.

Результаты показали, что частицы отрицательно влияют на прочность изоляционного масла на пробой. Для обоих изоляционных масел напряжения пробоя постоянного тока, соответствующие 50% -ной вероятности, линейно уменьшались с увеличением концентрации частиц. Напряжения пробоя постоянного тока для 50% вероятности масла, содержащего частицы меди, были ниже, чем значения для масла, содержащего частицы волокна. Было указано, что опасность металлических частиц для изоляционного масла была более серьезной.Кроме того, напряжения пробоя постоянного тока для натурального эфира с вероятностью 50% всегда были выше, чем у минерального масла при таком же загрязнении частицами, поэтому было подчеркнуто преимущество природного сложного эфира в устойчивости к загрязнению.

Что разъедает вашу погруженную электронику?

Минеральные и белые масла часто рассматриваются в качестве теплоносителей для иммерсионного охлаждения горнодобывающих машин и электроники из-за их низкой стоимости и диэлектрических свойств. К сожалению, большинство потенциальных и нынешних пользователей минерального масла не знают о коррозионных эффектах многих природных соединений серы, которые присутствуют в минеральных и белых маслах.

В этом посте я хочу осветить проблему коррозионной серы и ее влияние на ваши серверы и электрическое оборудование. Начнем с пояснения, что это не новая проблема; За свою 30-летнюю карьеру в качестве разработчика диэлектрических жидкостей для использования в энергетической и трансформаторной промышленности я десятилетиями боролся с этим в системах охлаждения трансформаторов (см. Примечания 1, 2, 3 ниже). Однако я заметил, что частота серной коррозии и уровни содержания серы во многих минеральных маслах увеличились за последнее десятилетие из-за изменений в источниках сырой нефти в нефтяной промышленности и их стремлении снизить затраты на переработку.

Сера — это естественный элемент, который содержится почти во всех сырой нефти, добываемой из земли. В прошлом нефтеперерабатывающие предприятия избегали использования сырой нефти с высоким содержанием серы, поскольку это приводило к коррозионным повреждениям на нефтеперерабатывающих заводах и требовало дополнительной обработки для соответствия спецификациям продукта. Однако из-за изменений в рыночной доступности «малосернистой нефти» мы наблюдаем, как гораздо большее количество различных соединений серы проходит через процесс очистки без изменений, в результате чего увеличивается содержание серы в большинстве минеральных и белых масел (в будущем I ‘ Я буду называть их оба «минеральным маслом»).

Не вся сера по своей природе агрессивна, но некоторые типы серы могут позже превратиться в одну из коррозионных форм соединения, наиболее агрессивной из которых являются дибензодисульфиды (DBDS). Да, вы правильно прочитали — со временем некоррозионные типы серы могут измениться в процессе использования на коррозионные типы . Эти агрессивные частицы серы затем атакуют электронику одним из двух способов:

Механизм атаки первый: прямая атака на медь и другие металлы

Коррозионная сера, как следует из названия, напрямую атакует медь и цинк в электронике.Коррозионная сера разъедает эти металлы с печатных плат и электронных компонентов, обычно поражая области, где протекает ток, и притягиваются заряженные частицы серы. Это часто наблюдается, когда теплоносители и смазки на основе минеральных масел используются с медными или серебряными подшипниками или с обнаженными медью и цинком на печатных платах. См. Рис. 1, на котором показана относительно ранняя, но широко распространенная коррозия печатной платы, вызванная серой, которая была погружена в минеральное масло.

Рис. 1, Прямое коррозионное воздействие

На рис. 2 показана коррозия обоймы подшипника, где серебряное покрытие было повреждено и

удалено, что привело к выходу подшипников из строя.

Коррозия дорожки качения подшипника серой

Механизм атаки 2: Сочетание серы с ионами меди и осаждение Соли меди

Поскольку сера разрушает медь, цинк и другие металлы на печатных платах, ионы серы соединяются в растворе с ионами меди, образуя соли меди, такие как Cu2S (сульфид меди), CuSO3 (сульфит меди) и CuSO4 (сульфат меди). ) в масле.Эти металлические соли не растворяются в минеральном масле и сразу начинают выпадать в осадок, или, говоря неспециалистами, — образовывать кристаллы — на «подложках», как их называют, что в данном случае означает на печатных платах, изоляции или прокладках — любых структура, в которой соли могут начать кристаллизоваться и создавать свою решетчатую структуру. Кристаллы медно-серной соли обладают высокой проводимостью и быстро образуются, поэтому они легко перекрывают соединения больших обмоток в силовых трансформаторах, что приводит к взрыву.Это явление наблюдается только при использовании диэлектрических теплоносителей на основе минеральных масел. Короткое замыкание из-за накопления солей меди ежегодно наносит ущерб на десятки миллионов долларов в индустрии силовых трансформаторов — это происходит еще проще на печатных платах из-за их очень плотных следов.

В своем всестороннем исследовании «Практический пример коррозии печатных плат и меры противодействия» корпорация NTT очень подробно описывает эти сбои и их основные причины.(6)

На рис. 3 показаны соли меди и серы, которые выпали в осадок и привели к выходу из строя печатной платы, погруженной в охлаждающую жидкость. (6).

Рис. 3. Коррозия солями меди, вызывающая отказ печатной платы (фото благодаря NTT Corporation)

Отказы, вызванные коррозийной серой, часто ошибочно приписывают

Отказы устройств, связанные с коррозионной серой в минеральных маслах, были относительно редки до 1980-х годов. Источники сырой нефти и методы очистки изменились в 1980-х и 1990-х годах, в результате чего коррозионная сера стала гораздо более распространенной, и с тех пор эта тенденция усилилась.Одна из самых сложных вещей в решении проблем, связанных с агрессивной серой, заключается в том, что эти типы отказов часто рассматриваются как случайные отказы устройств, потому что механизм агрессивного воздействия серы недостаточно изучен или хорошо изучен. По мере того, как будет оцениваться все больше приложений для однофазного жидкостного иммерсионного охлаждения электроники, частота отказов на основе минерального масла из-за коррозионной серы, несомненно, будет расти и будет признана заметным фактором частоты отказов центров обработки данных и электронного оборудования.

Как сера попала в минеральное масло?

Сера — это вещество, встречающееся в природе в сырой нефти. Фактически, в сырой нефти обычно содержится более 30 соединений серы. Более старые методы очистки, такие как кислотно-глинистая обработка или сильная гидрогенизация, удаляли эти разновидности серы, оставляя чистое, некоррозионное нефтяное базовое масло. Однако сегодняшние методы нефтепереработки имеют своей целью максимизацию выхода топлива из барреля сырой нефти, а встречающиеся в природе соединения серы не удаляются и не изменяются.Эти разновидности серы присутствуют в базовых маслах смазочных материалов и вызывают проблемы с любыми активными металлами, контактирующими с минеральным маслом. (4)

Действительно ли это проблема?

Коррозионная сера — это не только реальная проблема, но и очень дорогостоящая. Стоимость серной коррозии из-за минеральных масел может достигать 10 миллионов долларов в год, и это не включает техническое обслуживание, смягчение последствий, ущерб и простои, вызванные этими событиями. Важно понимать, что эта проблема не ограничивается смазкой промышленного оборудования, на самом деле она несет ответственность за миллионы долларов ущерба электрическому оборудованию ежегодно (5).Отказ устройства в результате атаки серы — не редкость. Как пишет г-н Леванд в своей статье: «Степень коррозионного повреждения , вызванного серой , если его не контролировать, может быть настолько серьезным, что вызовет выход из строя аппарата».

Наблюдаем ли серные повреждения в центре обработки данных?

Центры обработки данных и майнинг криптовалюты с использованием минерального масла в качестве диэлектрика — относительно новое приложение, и поэтому большинство пользователей не проработали достаточно долго, чтобы испытать этот режим отказа.Когда я консультируюсь с пользователями минерального масла, которые испытывают то, что они считают увеличением числа случайных отказов устройств, я всегда начинаю свое расследование в двух областях. Во-первых, я проверяю электролитические колпачки на источниках питания, которые вышли из строя из-за поглощения минерального масла заглушкой. Во-вторых, я всегда требую, чтобы мы брали образец и проводили тест на содержание серы. Мы очень часто обнаруживаем, что их минеральный диэлектрик или диэлектрик из белого масла имеет неожиданно высокий уровень серы и, следовательно, также сильно загрязнен Cu2S, CuS03, CuSO4.Все это верные признаки того, что их система испытывает высокую степень серной коррозии, и весьма вероятно, что они испытывают случайные короткие замыкания. Любое минеральное масло с содержанием серы более 3 частей на миллиард будет испытывать некоторый уровень коррозии, повреждение и скорость распространения проблемы будут зависеть от рабочих температур, скорости потока, состава устройства и количества меди и цинка на поверхности. ваши устройства.

Если у меня уже есть проблема с серой, можно ли ее исправить?

Самая неприятная часть Corrosive Sulphur заключается в том, что, если у вас возникла проблема, уже невозможно исправить повреждение, нанесенное электронике.Потери меди и цинка находятся на микроскопическом уровне и обычно имеют очень большой разброс. Кроме того, из-за сложности электронных схем и их чувствительности к распространению сигнала эти отказы устройства часто неправильно каталогизируются как отказы компонентов, хотя на самом деле это отказ охлаждающей жидкости. Это часто означает, что пользователи продолжают заливать новое оборудование в минеральное масло, которое уже имеет повышенный уровень коррозионной серы, что не только усугубляет проблему, но и увеличивает уровень повреждения как нового, так и старого оборудования.

Единственный способ полностью остановить развитие проблемы — заменить минерал полностью синтетическим диэлектриком. Однако это не устранит ущерб, уже нанесенный электронике. Если вы уже используете неочищенное минеральное масло в качестве диэлектрической охлаждающей жидкости, проверьте уровень серы (опять же, <3 частей на миллиард считается удовлетворительным), и при необходимости Engineered Fluids могут предоставить вам высокоактивированную присадку-ингибитор серы, которую мы разработали для использования в рынок силовых трансформаторов, которые могут снизить скорость коррозии и выиграть время для экономии вашего оборудования.

Что я могу сделать, чтобы избежать проблем с серой?

Самый простой и эффективный способ избежать проблем с коррозионной серой — это использовать диэлектрический хладагент, не содержащий серы. Когда я разработал однофазные диэлектрические охлаждающие жидкости для наших инженерных жидкостей ElectroCool, AmpCool и VoltCool, я специально разработал их так, чтобы содержание серы составляло ноль частей на миллиард. Вся моя цель при разработке наших полностью синтетических, специально разработанных диэлектрических охлаждающих жидкостей состояла в том, чтобы избежать всех этих общих проблем, с которыми мы боролись с минеральными маслами и маслами в течение многих лет в трансформаторной промышленности.

Примечания и ссылки:

1. «Коррозия металлов, вызванная смазкой», L. Kogel https://www.linkedin.com/pulse/lubricant-induced-metal-corrosion-how-impedance-can -kogel /

2. «Повреждение подшипников: коррозия», Белая книга от Waukesha Bearing, Inc. https://www.waukbearing.com/en/technical-resources/bearing-damage-index/bearing -повреждение: -коррозия /

3. «Испытания на коррозионное воздействие серы» , L.Леванд, https://www.netaworld.org/sites/default/files/public/neta-journals/NWsu07-Lewand.pdf

4. https://w5.siemens.com/web/at/ de / energy / trafo-linz / home / Documents / Corrosive-ser-in-transformer-oil-EN.pdf

5. Роль коррозионной серы в трансформаторах и трансформаторных маслах ;

Лэнс Р. Леванд, Doble Engineering Company, США, 2012

6. Бюро стандартов США, « Сера в нефтяных маслах », К. Уотерс, 1921

7.«Пример , посвященный коррозии печатных плат и меры противодействия », https://www.ntt-review.jp/archive/ntttechnical.php?contents=ntr201207fa4.html

#immersioncool #corrosivesulfurinoil

Распределительные трансформаторы


Распределительный трансформатор с масляным наполнением:

AEC предлагает полную линейку масляных погружных трансформаторов в диапазоне от: 10 до 100 000 кВА, макс. 69 000 вольт, одно- или трехфазные, 65 ° C или 55 ° C Температура подъема обмотки, 60 Гц или 50 Гц, используемых для экспорта, и температура изоляции. Система 105 ° C.Компания AEC производит все типы трансформаторов, которые включают, но не ограничиваются: монтируемые на опоре, подстанции, платформы и отсеки, монтируемые на подушках, специально изготовленные блоки модернизации для специальной замены старых ненадежных трансформаторов подстанции. Аварийный ремонт также доступен в короткие сроки. AEC также перепродает и восстанавливает полюсные трансформаторы.

Катушки:

Катушки намотаны мягкой отожженной медной проволокой, которую производитель протянул через сглаживающие матрицы.Изоляция проводов наполовину перекрыта бумагой Nomex или GP-200 (полиэстер / полиамид имид) с соответствующим размером провода и напряжением. Барьерная и многослойная изоляция — это 100% электрическая крафт-бумага с улучшенной термической обработкой и конструкционные материалы, включая вулканизированное волокно, жесткие ламинаты и твердую древесину электрического качества. Обмотки спроектированы так, чтобы избежать несбалансированных электромагнитных сил, что позволяет им выдерживать механические силы полного короткого замыкания с приложенным напряжением полной нагрузки.Весь сердечник и змеевик в сборе сушат в печи от влаги перед заправкой и погружением в масло.

Катушки:

Катушки

, изготовленные вручную с высокой точностью, изготовлены с использованием самого современного оборудования для намотки катушек с использованием только медного магнитного провода в качестве проводника, с многослойной изоляцией и охлаждающими прокладками с улучшенными характеристиками.

Цистерны и отсеки:

При изготовлении резервуаров и отсеков используется толстостенная холоднокатаная отожженная пружинная сталь

, горячекатаная травленая и смазанная маслом и / или нержавеющая сталь.Бак дополнительно укреплен металлическими ребрами, чтобы выдерживать давление 7 фунтов на квадратный дюйм без постоянной деформации. Используется герметичная конструкция резервуара со съемной основной крышкой или приварной основной крышкой с доступом через отверстие для руки в крышке. Предусмотрен обратный клапан сброса давления с давлением открытия 10 фунтов на квадратный дюйм. В обоих отсеках имеются заземляющие площадки NEMA, а также предусмотрены условия для крепления резервуаров и отсеков.

Масса или содержание меди и железа в трансформаторе


Масса заправки УН (сердечник + обмотка), кг Общая масса (масляный сердечник + змеевик + бак + c консерватор), КГ

Трансформатор 33/0.4/11 кВ

Масса заправки УН (сердечник + обмотка), кг Общая масса (масляный сердечник + змеевик + бак + c консерватор), КГ

Примечание: указанное выше данные основаны на эмпирической формуле, поэтому читатель должен проверить заводскую табличку или производитель.

Sr. Тип металла% масс (содержание металла)

1. Общая масса черных металлов (чугуна) 77,5% от массы нетанка

2. Общая масса меди (рулон) 12,5% бестанковой массы

3. Общая масса изоляции 10% нетанковая масса


Трехфазный распределительный трансформатор с масляным охлаждением, 315 кВА, масляный трансформатор, कूल्ड डिस्ट्रीब्यूशन ट्रांसफॉर्मर — M / s Western Electricals Unit-no.2, Indore

3-фазный распределительный трансформатор с масляным охлаждением, 315 кВА, масляный трансформатор, डिस्ट्रीब्यूशन — M / s Western Electricals Unit-№ 2, Индор | ID: 21889728988

Технические характеристики продукта

Материал обмотки
Номинальная мощность 315 ​​кВА
Количество фаз 3 фазы
Коэффициент напряжения 33 кВ / 433 В 3 Медь
Марка Western Electricals
Тип монтажа Напольный
Рабочая температура 265 градусов C
9075 Страна происхождения Ток 21 A
Материал корпуса Низкоуглеродистая сталь
Использование Промышленное

Описание продукта

Мы специализируемся на предоставлении нашим клиентам трехфазного распределительного трансформатора 315 кВА .Представленный нами продукт широко используется на рынке благодаря своим основным характеристикам.


Заинтересовал этот товар? Получите последнюю цену у продавца

Связаться с продавцом

Изображение продукта


О компании

Год основания 1986

Юридический статус фирмы Партнерство Фирма

Характер бизнеса Производитель

Количество сотрудников До 10 человек

Годовой оборот Rs.10-25 крор

Участник IndiaMART с декабря 2019 г.

GST23AAAFW1144R1Z0

Основанная в 1986 году, M / s Western Electricals Unit №2 зарекомендовала себя как производитель и поставщик услуг распределительного трансформатора , электрического трансформатора и др. . Мы достигли опыта в обслуживании требований наших клиентов точно в соответствии с их потребностями.Мы делаем упор на строгие стандарты качества, чтобы гарантировать, что продукты, предоставляемые нашим клиентам, всегда оптимальны для своего уровня.

Вернуться к началу 1

Есть потребность?
Получите лучшую цену

1

Есть потребность?
Получите лучшую цену

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.