Rdzeń transformatora typu suchego

Rdzenie transformatorów suchych to obwody magnetyczne stosowane w transformatorach-suchych, które działają bez oleju ani innych płynnych chłodziw. Ponieważ nie zawierają oleju, transformatory-suche są z natury-bezpieczne ogniowo i są preferowane w instalacjach wewnętrznych, budynkach komercyjnych, obiektach przemysłowych,-elektrowniach odnawialnych źródeł energii i stacjach ładowania pojazdów elektrycznych. Rdzeń musi zapewniać wydajną ścieżkę strumienia magnetycznego przy niskich-stratach bez obciążenia i niskim poziomie hałasu, a jednocześnie wspierać zwartą konstrukcję-nie wymagającą konserwacji, wymaganą-w konstrukcjach typu suchego.

Co to jest rdzeń transformatora-typu suchego?

Podobnie jak każdy rdzeń transformatora, rdzeń-typu suchego to zamknięty obwód magnetyczny zbudowany z izolowanych warstw stali elektrotechnicznej, zwykle-walcowanej na zimno-stali krzemowej o zorientowanym ziarnie, ułożonej w stos i zaciśniętej w trójfazowym zespole rdzenia. Laminacje przenoszą zmienny strumień transformatora, a powłoka izolacyjna pomiędzy arkuszami utrzymuje niskie-straty wirowe. Ponieważ rdzeń nie jest zanurzony w oleju, system izolacji transformatora typu suchego- opiera się na powietrzu lub żywicy, dlatego w konstrukcji rdzenia kładzie się nacisk na niskie straty (w celu ograniczenia nagrzewania), niski poziom hałasu i precyzyjną geometrię (w celu dopasowania do uzwojeń-odlewanych żywicą lub-impregnowanych próżniowo).

Dlaczego w transformatorach-typu suchego stosuje się specjalnie zaprojektowane rdzenie

Rdzeń transformatora suchego-zaprojektowano pod kątem innego zestawu ograniczeń niż transformator zanurzony- w oleju:

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe: bez oleju transformator eliminuje ryzyko pożaru i zagrożenia dla środowiska wynikające z wycieków cieczy, co ma decydujące znaczenie w przypadku miejsc zamkniętych i wrażliwych.

Odprowadzanie ciepła przez powietrze: straty muszą być utrzymywane na niskim poziomie, ponieważ chłodzenie powietrzem jest mniej skuteczne niż chłodzenie oleju; niskie-stopnie strat bezpośrednio zmniejszają wzrost temperatury uzwojeń.

Niski poziom hałasu: transformatory-suche są często instalowane w pobliżu zajmowanych miejsc, więc wibracje rdzenia i hałas magnetostrykcyjny są kontrolowane poprzez konstrukcję złączy i zaciskanie.

Kompaktowa objętość: zespół rdzenia i cewki został zaprojektowany tak, aby zminimalizować zajmowaną powierzchnię, wspierając instalacje w podstacjach miejskich i pomieszczeniach produkcyjnych.

Gatunki materiałów i właściwości magnetyczne

W tabeli wymieniono typowe gatunki-o zorientowanym ziarnie na rdzenie transformatorów typu suchego. Straty w rdzeniu są gwarantowane przy P17/50 (1,7 T, 50 Hz) i P17/60 (1,7 T, 60 Hz); gęstość wynosi 7,65 kg/dm3; indukcja jest wartością minimalną przy natężeniu pola 800 A/m; a współczynnik laminowania jest minimalny.

Typ	Stopień	Grubość (mm)	Maksymalna strata w rdzeniu P17/50 (W/kg)	Maksymalna strata w rdzeniu P17/60 (W/kg)	Minimalna indukcja (T)	Minimalny współczynnik laminowania
Standardowy	C23Q110	0.23	1.10	1.45	1.82	0.945
Standardowy	C23Q120	0.23	1.20	1.57	1.82	0.945
Standardowy	C27Q120	0.27	1.20	1.58	1.82	0.950
Standardowy	C27Q130	0.27	1.30	1.68	1.82	0.950
Standardowy	C30Q120	0.30	1.20	1.58	1.82	0.955
Standardowy	C30Q130	0.30	1.30	1.71	1.82	0.955
Wysoka indukcja	C23QG085	0.23	0.85	1.12	1.88	0.945
Wysoka indukcja	C23QG090	0.23	0.90	1.19	1.88	0.945
Wysoka indukcja	C23QG095	0.23	0.95	1.25	1.88	0.945
Wysoka indukcja	C23QG100	0.23	1.00	1.32	1.88	0.945
Wysoka indukcja	C27QG090	0.27	0.90	1.19	1.88	0.950
Wysoka indukcja	C27QG095	0.27	0.95	1.25	1.88	0.950
Wysoka indukcja	C27QG100	0.27	1.00	1.32	1.88	0.950
Wysoka indukcja	C27QG110	0.27	1.10	1.45	1.88	0.950
Wysoka indukcja	C30QG105	0.30	1.05	1.38	1.88	0.955
Wysoka indukcja	C30QG110	0.30	1.10	1.46	1.88	0.955
Wysoka indukcja	C30QG120	0.30	1.20	1.58	1.88	0.955
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C23QH080	0.23	0.80	1.06	1.88	0.945
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C23QH085	0.23	0.85	1.12	1.88	0.945
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C23QH090	0.23	0.90	1.19	1.88	0.945
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C23QH100	0.23	1.00	1.32	1.88	0.945
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C27QH085	0.27	0.85	1.12	1.88	0.950
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C27QH090	0.27	0.90	1.19	1.88	0.950
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C27QH095	0.27	0.95	1.25	1.88	0.950
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C27QH100	0.27	1.00	1.32	1.88	0.950
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C30QH095	0.30	0.95	1.25	1.88	0.955
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C30QH100	0.30	1.00	1.32	1.88	0.955
Domena udoskonalona, ​​​​wysoka indukcja	C30QH110	0.30	1.10	1.46	1.88	0.955

Dla danego docelowego poziomu strat bez-obciążenia- projektant wybiera najcieńszy gatunek, który spełnia budżet strat; wyższe-klasy indukcyjne pozwalają na mniejszy przekrój-rdzenia przy tej samej stracie, co zmniejsza wagę i zajmowaną powierzchnię.

Charakterystyka projektu i produkcji

Rdzenie transformatorów typu suchego-są produkowane z taką samą precyzją jak rdzenie transformatorów-zanurzanych w oleju: taśma jest przycinana na odpowiednią długość, układana w stosy za pomocą połączeń schodkowych (schodkowych-zakładek), aby zminimalizować efektywną szczelinę powietrzną, a następnie zaciskane pod kontrolowanym ciśnieniem. Ukończony zespół rdzenia charakteryzuje się niską-stratą bez obciążenia, niskim-prądem jałowym, niskim poziomem szumów, wysoką wytrzymałością mechaniczną, dobrą-wytrzymałością na zwarcia i niskimi wyładowaniami niezupełnymi. Produkty rdzeniowe tego typu dostarczane są dla klas napięć transformatorów od 10 kV do 1100 kV, o wymiarach dostosowanych do konstrukcji uzwojeń i prześwitów izolacyjnych.

Aplikacje

Budynki komercyjne i wieżowce biurowe, w których przepisy bezpieczeństwa przeciwpożarowego ograniczają wyposażenie-napełnione olejem.

Obiekty przemysłowe wymagające-niskiej konserwacji i dystrybucji energii w pomieszczeniach.

Systemy energii odnawialnej, w tym zasilanie pomocnicze elektrowni słonecznych i wiatrowych.

Stacje ładowania pojazdów elektrycznych, w których jednostki-typu suchego zapobiegają ryzyku pożaru w pobliżu ludzi i pojazdów.

Podstacje mieszkaniowe i miejskie z ograniczeniami przestrzennymi.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica pomiędzy rdzeniem suchym a rdzeniem zanurzonym w oleju?

Obydwa są obwodami magnetycznymi ze stali krzemowej o laminowanym ziarnie-. Różnica polega na otaczającym systemie: transformator-suchy chłodzi powietrzem lub żywicą i nie zawiera oleju, podczas gdy transformator-zanurzony w oleju wykorzystuje olej do izolacji i chłodzenia. Sam rdzeń zaprojektowano zgodnie z tymi samymi zasadami magnetycznymi, ale konstrukcje typu suchego-kładą nacisk na mniejsze straty, ponieważ chłodzenie powietrzem jest mniej skuteczne.

Dlaczego transformator suchy-jest używany w pomieszczeniach zamkniętych?

Ponieważ nie zawiera oleju, transformator-suchy nie może wyciekać, rozpryskiwać ani zapalać oleju, dzięki czemu spełnia wymagania przeciwpożarowe i środowiskowe w pomieszczeniach zamkniętych i wrażliwych lokalizacjach, w których ograniczenia dotyczące stosowania urządzeń-napełnionych olejem są ograniczone.

Co oznacza P17/50 w podstawowej tabeli strat?

P17/50 to właściwa strata w rdzeniu mierzona przy szczytowej indukcji 1,7 T przy strumieniu sinusoidalnym przy 50 Hz. P17/60 to ten sam pomiar przy 60 Hz; strata przy 60 Hz jest większa, ponieważ strata-prądów wirowych rośnie wraz z częstotliwością.

Jak wybrać pomiędzy klasami konwencjonalnymi i wysoko-indukcyjnymi?

Jako cel użyj gwarantowanej utraty-transformatora bez obciążenia. Gatunki o wysokiej-indukcji (QG) i gatunki-rafinowane w dziedzinie (QH) zapewniają niższe straty przy tej samej grubości, co pozwala na zastosowanie mniejszego rdzenia przy tym samym budżecie strat; wybór równoważy koszt materiału z rozmiarem i wagą rdzenia.

Co to jest współczynnik laminowania i dlaczego ma to znaczenie?

Współczynnik laminowania to stosunek efektywnego-przekroju magnetycznego do przekroju geometrycznego-. Wyższy współczynnik (0,945–0,955 dla tych gatunków) oznacza mniej zmarnowanej przestrzeni w oknie rdzenia i mniejszy rdzeń przy tej samej-nośności strumienia.

Czy rdzenie transformatorów suchych można stosować w instalacjach zewnętrznych?

Tak, jeśli jest umieszczony w odpowiedniej obudowie odpornej na warunki atmosferyczne. Transformatory suche-są coraz częściej instalowane na zewnątrz w kompaktowych obudowach, gdzie przepisy bezpieczeństwa przeciwpożarowego lub ochrony środowiska ograniczają sprzęt-wypełniony olejem.