Design av gruvebrukte transformatorer for kullbrytning

Kullmining er en viktig energikilde i Kina, og kravene til transformatorer som brukes i gruver er spesielt høye. Disse transformatorne må ikke bare gi nødvendig strøm for gruveoperasjoner, men også sikre at deres drift ikke utgjør noen trussel mot gruvesikkerheten. Med tanke på de nåværende produksjonsbehovene i kullgruver i Kina, brukes typisk epoksidhårdet torrtype transformatorer som kjernekomponent, med passende modifikasjoner i den eksterne strukturelle designet.

Innholdet av transformator-design

Omhylningen av transformatorer som brukes i gruver må være eksplosjonssikker. Strukturelt designet av slike transformatorer baserer seg på elektromagnetiske beregninger, med fokus på å redusere tap, forbedre isolasjonstyrken og kontrollere temperaturstigning. På grunn av begrensningene i underjordiske miljøer, må transformatorer være kompakte og lett transporterbare og installerbare. Dette kan oppnås ved å optimere designet av kjernen og høy- og lavspenningsvindingene.

Valg av kjerne

Kjernen bør være laget av koldeformet silisijernplate med høy magnetisk permeabilitet. Overflaten av kjernen er belagt med epoksidhårde og kurert for å forbedre fuktighet- og korrosjonsbestandigheten. Hele kjernesamlingen er klemt med lågemagnetiske stålplater og remser for å redusere støy. I tillegg til støyreduksjon, må designet også håndtere temperaturstigning og energiforbruk. Kjernen skal designes med lavt magnetisk fluksdempning for å unngå hystereseutvidelsesområdet, og dermed redusere tomgangsenergitap.

Design av høy- og lavspenningsvinding

Høyspenningsvindingen bruker en sylinderstruktur, forsterket med fiberglas mellom lag, og inkapslet i epoksidhårde for å danne en solid, robust enhet. Vindingen bør gies i seksjoner for å redusere intern elektrisk feltstyrke. Langitudinelle ventilasjonskanaler er plassert på begge sider av vindingen for å forbedre varmeavledning. Lavspenningsvindingen er laget av kobberfolie og er på samme måte inkapslet med epoksidhårde.

Design av transformatoromhylning

Transformatoromhylningen må tåle interne eksplosjonspresser og forhindre frigjøring av eksplosive gasser som kan utløse gruveomfattende eksplosjoner eller branner. Omhylningsmaterialet må ha fremragende mekanisk styrke og gode varmeavledningsegenskaper.

Nøkkeldesignoverveielser

• Epoksidhårdemateriale må strengt kontrolleres, typisk ved bruk av H-klasse isolasjon. Tilsatser som promotorer og hardnerer bør inkluderes for å matche termisk utvidelseskoeffisienten til hardelet med kobbertråd, forbedre varmeledning, mekanisk styrke og elektrisk ytelse.

• Vindinger bør gies i et høyt temperatur, vakuummiljø for å sikre at det ikke er noen fuktighet igjen under gjetingsprosessen.

• Kjølingseinretninger, typisk ventilasjonskanaler, bør integreres nær kjernen og vindingene under designet. Under ekstreme forhold kan olje- eller vannkjøling metoder benyttes for å forbedre intern varmeavledning.

• Eksplosjonssikker omhylning bør også designes med varmeavledning i tankene. En rynket design kan brukes for å øke overflatearealet, noe som gjør at intern varme kan avledes raskere.