Dizajn preobrazovalnikov za uporabo v premogovništvu

Rudarstvo je ključni vir oskrbe s energijo v Kitajski, in zahtevi za transformatorji, uporabljene v rudnikih, so zelo visoki. Ti transformatorji morajo ne le zagotavljati bistveno električno energijo za rudarske operacije, ampak tudi zagotoviti, da njihova delovanja ne ogroža varnosti v rudniku. Ob upoštevanju trenutnih potreb rudarske proizvodnje v Kitajski se običajno uporabljajo transformatorji s suho preslikanim epoksidnim prsnim materialom kot ključna komponenta, s primerenimi spremembami v zunanjem strukturnem dizajnu.

Notranji dizajn transformatorja

Ohišje transformatorjev, uporabljenih v rudnikih, mora biti eksplozivno varno. Strukturni dizajn takšnih transformatorjev temelji na elektromagnetnih izračunih, ki se osredotočajo na zmanjšanje izgub, povečanje izolacijske trdote in nadzor nad temperaturnim naraščanjem. Zaradi omejitev podzemnih okolij morajo biti transformatorji kompaktni in lahko preneseni ter nameščeni. To je mogoče doseči z optimizacijo dizajna jedra in visoko- in nizkonapetostnih navijal.

Izbira jedra

Jedro bi moralo biti izdelano iz hladnopretočenih silikatnih jeklenih listov z visokim magnetnim prepustnostjo. Površina jedra je premazana s prsnim epoksidnim materialom in zakrpeljena, da se izboljša odpornost na vlago in korozijo. Celotna jedrska sklopka je pričvrščena z nizkomagnetnimi jeklenimi ploščami in pasovi, da se zmanjša hrup. Poleg zmanjšanja hrupa mora tudi dizajn obravnavati temperaturno naraščanje in porabo energije. Jedro bi moralo biti zasnovano z nizko magnetno gostoto, da se izogibne histeretskemu raztezanju, s čimer se zmanjšajo izgube brez opterečenosti.

Dizajn visoko- in nizkonapetostnih navijal

Visokonapetostno navijalo uporablja valjkasto strukturo, okrepjeno s škrlatinastim vlakenom med plastmi, in je zapresljano s prsnim epoksidnim materialom, da se oblikuje trd in močan sklop. Navijalo bi moralo biti preslano v odseke, da se zmanjša notranje električno polje. Na obeh straneh navijala so predvideni longitudinalni ventilačni kanali, da se izboljša odvajanje toplote. Nizkonapetostno navijalo je izdelano iz bakrene folije in podobno zapresljano s prsnim epoksidnim materialom.

Dizajn ohišja transformatorja

Ohišje transformatorja mora zdržati notranje eksplozivne tlake in preprečiti uvoz eksplozivnih plinov, ki bi lahko sprožili eksplozije ali požare v celotnem rudniku. Material ohišja mora imeti izjemen mehanični trdnost in dobre lastnosti odvajanja toplote.

Ključne smernice pri dizajnu

• Material prsnega epoksidnega materiala mora biti strogo nadziran, običajno se uporablja H-razred izolacije. Dodatki, kot so promotorji in zakrpeljiva, bi morali biti vključeni, da se ujemi koeficient termičnega raztezanja prsnega materiala z bakrenim drutom, kar izboljša toplotno prevodnost, mehansko trdost in električne lastnosti.

• Navijala bi morala biti preslana v visoko temperaturi in v vakuumu, da se zagotovi, da ni vlage med procesom preslanja.

• Hladilna naprava, običajno ventilačni kanali, bi morala biti integrirana blizu jedra in navijal med dizajnom. V ekstremnih pogojih se lahko uporabljajo metode hlađenja z oljem ali vodo, da se izboljša notranje odvajanje toplote.

• Eksplozivno varno ohišje bi moralo biti tudi zasnovano z ozirom na odvajanje toplote. Za to se lahko uporabi valjasta struktura, ki poveča površino, omogoča hitrejše odvajanje notranje toplote.