Conception de transformateurs pour l'industrie minière du charbon

L'exploitation du charbon est une source cruciale d'approvisionnement en énergie en Chine, et les exigences pour les transformateurs utilisés dans les mines sont particulièrement élevées. Ces transformateurs doivent non seulement fournir l'énergie essentielle pour les opérations minières, mais aussi garantir que leur fonctionnement ne compromet pas la sécurité de la mine. En tenant compte des besoins actuels de production des mines de charbon en Chine, les transformateurs à résine époxyde coulée de type sec sont généralement utilisés comme composant central, avec des modifications appropriées dans la conception structurelle extérieure.

Conception interne du transformateur

Le boîtier des transformateurs utilisés dans les mines doit être étanche aux explosions. La conception structurale de ces transformateurs est basée sur des calculs électromagnétiques, en se concentrant sur la réduction des pertes, l'amélioration de la résistance diélectrique et le contrôle de la montée en température. En raison des contraintes des environnements souterrains, les transformateurs doivent être compacts et faciles à transporter et à installer. Cela peut être réalisé en optimisant la conception du noyau et des enroulements haute et basse tension.

Sélection du noyau

Le noyau doit être fabriqué en feuilles d'acier silicium laminé à froid de haute perméabilité magnétique. La surface du noyau est recouverte de résine époxy et durcie pour améliorer la résistance à l'humidité et à la corrosion. L'ensemble du noyau est serré avec des plaques et des sangles en acier de faible magnétisme pour réduire le bruit. Outre la réduction du bruit, la conception doit également prendre en compte la montée en température et la consommation d'énergie. Le noyau doit être conçu avec une densité de flux magnétique faible pour éviter la zone d'expansion d'hystérésis, réduisant ainsi les pertes d'énergie à vide.

Conception des enroulements haute et basse tension

L'enroulement haute tension adopte une structure cylindrique, renforcée par de la fibre de verre entre les couches, et encapsulée dans de la résine époxy pour former un assemblage solide et robuste. L'enroulement doit être coulé par sections pour réduire l'intensité du champ électrique interne. Des canaux de ventilation longitudinaux sont fournis de chaque côté de l'enroulement pour améliorer la dissipation de la chaleur. L'enroulement basse tension est fabriqué en feuille de cuivre et est également encapsulé avec de la résine époxy.

Conception du boîtier du transformateur

Le boîtier du transformateur doit résister aux pressions internes d'explosion et empêcher la libération de gaz explosifs qui pourraient déclencher des explosions ou des incendies dans toute la mine. Le matériau du boîtier doit avoir une résistance mécanique exceptionnelle et de bonnes propriétés de dissipation thermique.

Considérations clés de conception

• Le matériau de résine époxy doit être strictement contrôlé, en utilisant généralement l'isolation de classe H. Des additifs tels que des promoteurs et des agents de durcissement doivent être inclus pour adapter le coefficient de dilatation thermique de la résine à celui du fil de cuivre, améliorant ainsi la conductivité thermique, la résistance mécanique et les performances électriques.

• Les enroulements doivent être coulés dans un environnement à haute température et sous vide pour s'assurer qu'aucune humidité ne reste pendant le processus de coulage.

• Des dispositifs de refroidissement, généralement des canaux de ventilation, doivent être intégrés près du noyau et des enroulements lors de la conception. Dans des conditions extrêmes, des méthodes de refroidissement par huile ou par eau peuvent être employées pour améliorer la dissipation de la chaleur interne.

• Le boîtier étanche aux explosions doit également être conçu en tenant compte de la dissipation de la chaleur. Une conception ondulée peut être utilisée pour augmenter la surface, permettant une dissipation plus rapide de la chaleur interne.