Проектиране на трансформатори за използване във видове за дълбочинно бучене при дейности по добыча на каменно въглище

Изкопаването на въглища е ключов източник на енергийно снабдяване в Китай, а изискванията към трансформаторите, използвани в мините, са особено високи. Тези трансформатори трябва не само да предоставят необходимата енергия за дейността в мината, но и да гарантират, че техният оперативен режим няма да компрометира безопасността на мината. С оглед на текущите потребности на производството на въглище в Китай, обикновено се използват епоксидно-резинови трансформатори със сух тип като основен компонент, с подходящи модификации във външния конструктивен дизайн.

Вътрешен дизайн на трансформатора

Корпусът на трансформаторите, използвани в мините, трябва да бъде взривобезопасен. Конструктивният дизайн на такива трансформатори е основан на електромагнитни изчисления, фокусирани върху намаляване на загубите, засилване на изолационната сила и контрол върху температурното повишаване. В резултат на ограниченията на подземната среда, трансформаторите трябва да бъдат компактни и лесни за превоз и инсталиране. Това може да бъде постигнато чрез оптимизиране на дизайна на ядрото и високо- и нисковолтовите обмотки.

Избор на ядро

Ядрото трябва да бъде направено от хладноковано силицидно желязо с висока магнитна проводимост. Повърхността на ядрото е покрита с епоксидна смола и изкуствено зачервена, за да се подобри устойчивостта към влага и корозия. Цялото сборно ядро е стегнато с нискомагнитни стални плочи и ремарки, за да се намали шумът. Освен намалението на шума, дизайнът трябва също да отговори на температурното повишаване и енергийното потребление. Ядрото трябва да бъде проектирано с ниска магнитна плътност, за да се избегне зона на хистерезисна експанзия, което води до намаляване на безнагласните енергийни загуби.

Дизайн на високо- и нисковолтовите обмотки

Високоволтовата обмотка придобива цилиндричен дизайн, заздравена с фиберглас между слоевете, и облицована с епоксидна смола, за да се формира твърда, силна съвкупност. Обмотката трябва да бъде отливана на секции, за да се намали вътрешната електрическа полева интензитет. Дълги вентилационни каналчета са осигурени от двете страни на обмотката, за да се подобри разпръскването на топлината. Нисковолтовата обмотка е направена от медна фойка и също така облицована с епоксидна смола.

Дизайн на корпуса на трансформатора

Корпусът на трансформатора трябва да издържа вътрешните взривни налягания и да предотврати изпускането на взривни газове, които могат да спровокират масови взривове или пожари в мината. Материалът на корпуса трябва да има изключителна механична сила и добри свойства за разпръскване на топлината.

Основни разпоредби при дизайна

• Материалът епоксидна смола трябва да бъде строго контролиран, обикновено се използва H-клас изолация. Добавки като активатори и хардували се добавят, за да се съответства термичният коефициент на разширяване на смолата с този на медния проводник, подобряйки термичната проводимост, механичната сила и електрическите характеристики.

• Обмотките трябва да бъдат отливани в условия на висока температура и вакуум, за да се гарантира, че няма остатъчна влага по време на процеса на отливане.

• Охлаждащи устройства, обикновено вентилационни канали, трябва да бъдат интегрирани близо до ядрото и обмотките по време на дизайна. При екстремни условия, методи за охлаждане с масло или вода могат да бъдат използвани, за да се подобри вътрешното разпръскване на топлината.

• Взривобезопасният корпус трябва също да бъде проектиран с оглед на разпръскването на топлината. Може да се използва гофриран дизайн, за да се увеличи повърхността, позволявайки по-бързо разпръскване на вътрешната топлина.