ساخت ترانسفورماتور

ترانسفورماتور ساخت و اجزای کلیدی

ترانسفورماتور عمدتاً شامل مدار مغناطیسی، مدار الکتریکی، مدار دی الکتریکی، ظرف و اجزای کمکی است. عناصر اصلی آن پیچه‌های اولیه/ثانویه و هسته فولادی است، با هسته‌ای که از فولاد سیلیسیوم ساخته شده تا مسیر مغناطیسی مداومی را تشکیل دهد. هسته‌های ترانسفورماتور معمولاً لامینه شده‌اند تا تلفات جریان دوگانه را به حداقل برسانند.

مدار مغناطیسی

مدار مغناطیسی شامل هسته و قاب است که مسیری برای جریان مغناطیسی فراهم می‌کند. دارای هسته فولادی لامینه شده با دو پیچه عایق (اولیه و ثانویه) است که از یکدیگر و هسته جدا شده‌اند.

• مواد هسته: فولاد لامینه یا نوارهای فولاد سیلیسیوم، به دلیل تلفات هیستریسیس پایین در چگالی جریان مغناطیسی استاندارد انتخاب شده‌اند.

• اصطلاحات ساختاری:

• عضوهای عمودی: بخش‌های عمودی که پیچه‌ها در آن پیچیده می‌شوند.

• قاب: بخش‌های افقی که عضوهای عمودی را به هم متصل می‌کنند تا مسیر مغناطیسی کامل شود.

مدار الکتریکی

مدار الکتریکی شامل پیچه‌های اولیه و ثانویه است که معمولاً از مس ساخته شده‌اند:

• نوع رساناهای:

• رساناهای با سطح مقطع مستطیلی: برای پیچه‌های ولتاژ پایین و پیچه‌های ولتاژ بالا در ترانسفورماتورهای بزرگ استفاده می‌شود.

• رساناهای با سطح مقطع دایره‌ای: در پیچه‌های ولتاژ بالا ترانسفورماتورهای کوچک استفاده می‌شود.

ترانسفورماتورها بر اساس ساختار هسته و مکان پیچه‌ها به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شوند:

ساختار ترانسفورماتور نوع هسته‌ای

در طراحی ترانسفورماتور نوع هسته‌ای، هسته از لامینه کردن ساختارهای قاب مستطیلی شکل گرفته است. لامیناسیون‌ها معمولاً به صورت نوارهای L-شکل برش خورده‌اند، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است. برای به حداقل رساندن مقاومت مغناطیسی در محل اتصالات لامیناسیون، لایه‌های متناوب به صورت متقاطع تنظیم می‌شوند تا خطوط اتصال مداوم حذف شوند و مسیر مغناطیسی صاف باشد.

پیچه‌های اولیه و ثانویه به صورت متناوب پیچیده می‌شوند تا جریان مغناطیسی نشتی به حداقل برسد، با نصف هر پیچه در هر عضو هسته به صورت کنار هم یا همنواخت پیچیده می‌شود. در هنگام قرار دادن، عایق بکلایت بین هسته و پیچه ولتاژ پایین (LV)، بین LV و پیچه ولتاژ بالا (HV)، بین پیچه‌ها و قاب، و بین عضو HV و قاب قرار داده می‌شود، همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است. پیچه LV نزدیک‌تر به هسته قرار داده می‌شود تا نیاز به عایق‌بندی کاهش یابد، بهینه‌سازی موثری از مواد و ایمنی الکتریکی انجام می‌شود.

ساختار ترانسفورماتور نوع پوسته‌ای

در ترانسفورماتور نوع پوسته‌ای، لامیناسیون‌های فردی به صورت نوارهای E و I-شکل بلند برش خورده‌اند (همان‌طور که در شکل زیر نشان داده شده است) که دو مدار مغناطیسی با هسته سه‌عضوی را تشکیل می‌دهند. عضو مرکزی، دو برابر عرض عضوهای خارجی، جریان مغناطیسی کل را منتقل می‌کند، در حالی که هر عضو خارجی نیمی از جریان را منتقل می‌کند، که باعث بهینه‌سازی کارایی مغناطیسی و کاهش نشتی می‌شود.

طراحی ترانسفورماتور نوع پوسته‌ای و اجزای ترانسفورماتور

ساختار پیچه و هسته ترانسفورماتور نوع پوسته‌ای

جریان مغناطیسی نشتی در ترانسفورماتورهای نوع پوسته‌ای با تقسیم پیچه‌ها به بخش‌های کوچک‌تر و کاهش واکنش به حداقل می‌رسد. پیچه‌های اولیه و ثانویه روی عضو مرکزی قرار می‌گیرند: پیچه LV در کنار هسته و پیچه HV دور آن پیچیده می‌شود. برای کاهش هزینه‌های لامیناسیون، پیچه‌ها قبل از اینکه لامیناسیون‌های هسته وارد شوند، به صورت سیلندری شکل داده می‌شوند.

مدار دی الکتریکی

مدار دی الکتریکی شامل مواد عایق‌بندی است که بخش‌های رسانا را از هم جدا می‌کند. لامیناسیون‌های هسته (۰.۳۵ تا ۰.۵ میلی‌متر ضخامت برای سیستم‌های ۵۰ هرتز) با ورنیس یا لایه اکسید پوشش داده می‌شوند تا تلفات جریان دوگانه کاهش یابد و عایق‌بندی الکتریکی بین لایه‌ها ایجاد شود.

ظرف‌ها و لوازم جانبی

مخزن ذخیره‌ساز

یک ظرف استوانه‌ای که روی سقف ظرف اصلی ترانسفورماتور نصب شده است، مخزن ذخیره‌ساز به عنوان مخزن روغن عایق عمل می‌کند. این مخزن در زمان عملیات با بار کامل گسترش روغن را تحمل می‌کند و از افزایش فشار به دلیل تغییرات دما جلوگیری می‌کند.

تنفسگر

به عنوان "قلب" ترانسفورماتور، تنفسگر ورود هوا را در زمان گسترش/انقباض روغن تنظیم می‌کند. جلیل سیلیکا داخل تنفسگر رطوبت هوا ورودی را جذب می‌کند و کیفیت روغن را حفظ می‌کند: جلیل آبی تازه وقتی اشباع می‌شود به رنگ صورتی تبدیل می‌شود، و جلیل خشک قادر است نقطه شبنم هوا را زیر -۴۰ درجه سانتیگراد کاهش دهد.

روزنه انفجار

یک لوله آلومینیوم نازک که در هر دو سر ترانسفورماتور نصب شده است، روزنه انفجار از فشار داخلی بیش از حد ناشی از افزایش ناگهانی دما جلوگیری می‌کند و ترانسفورماتور را از آسیب دیدن محافظت می‌کند.

رادیاتور

واحد‌های رادیاتور قابل جدا کننده روغن ترانسفورماتور را از طریق همرفت طبیعی خنک می‌کنند: روغن گرم شده به رادیاتور بالا می‌رود، خنک می‌شود و از طریق شیرها به ظرف بازمی‌گردد، چرخه خنک‌سازی مداوم را حفظ می‌کند.

بوشینگ‌ها

دستگاه‌های عایق‌بندی که اجازه می‌دهند رساناهای الکتریکی از طریق ظرف عبور کنند، بوشینگ‌ها میدان‌های ولتاژ بالا را تحمل می‌کنند. ترانسفورماتورهای کوچک از بوشینگ‌های پورسلین جامد استفاده می‌کنند، در حالی که ترانسفورماتورهای بزرگ از بوشینگ‌های نوع م kondenzatorius su alieju naftos tipas naudojami. Drėgmės įsiskverbimas yra pagrindinė gedimų priežastis, kuri gali būti aptiktas per galios koeficiento testus (pvz., Doble Power Factor Test), kurie stebi izoliacijos degradavimą.