Dizajn transformatora za rudarske primene u ugljenim rudnicima

Rudarstvo ugljena je ključni izvor snabdijevanja energijom u Kini, a zahtevi za transformatorima koji se koriste u rudnicima su izuzetno visoki. Ovi transformatori ne samo da moraju osigurati potrebnu energiju za rudarske operacije, već i garantovati da njihova radnja ne kompromituje bezbednost ruda. Uzimajući u obzir trenutne potrebe proizvodnje ugljena u Kini, uglavnom se koriste transformatori sa suhom zglobnjom od epoksidne smole kao ključni sastojak, sa odgovarajućim prilagođenjima u eksternom strukturnom dizajnu.

Dizajn unutrašnjosti transformatora

Korpus transformatora koji se koristi u rudama mora biti eksplozivno otporan. Strukturni dizajn takvih transformatora temelji se na elektromagnetskim izračunavanjima, fokusirajući se na smanjenje gubitaka, jačanje izolacione čvrstoće i kontrolu porasta temperature. Zbog ograničenja podzemnih sredina, transformatori moraju biti kompaktni i lako transportabilni i montirani. To se može postići optimizacijom dizajna jezgra i visokonaponskih i niskonaponskih oмотача.

Izbor jezgra

Jezgru treba izraditi od hladno valjanih silikatnih čelika sa visokom magnetnoću. Površina jezgra je prelivena epoksidnom smolom i pečena kako bi se poboljšala otpornost na vlagu i koroziју. Cela sklopka jezgra je pričvršćena niskomagnetnim čelikom i trakama kako bi se smanjio buka. Pored smanjenja buke, dizajn takođe mora rešiti pitanje porasta temperature i potrošnje energije. Jezgru treba dizajnirati sa niskom gustoćom magnetnog toka kako bi se izbegla zona histereze, time smanjujući gubitke energije pri praznom radu.

Dizajn visokonaponskih i niskonaponskih oмотача

Visokonaponski oмотач ima cilindričnu strukturu, pojačanu fibroglasom između slojeva, i prelivenu epoksidnom smolom kako bi se formirao čvrsti, robusni sklop. Oмотач treba preliti po delovima kako bi se smanjila unutrašnja intenzitet električnog polja. Na obe strane oмотача su pružene longitudinalne ventilacione kanale kako bi se poboljšalo odvajanje toplote. Niskonaponski oмотач je izrađen od bakrene folije i slično preliven epoksidnom smolom.

Dizajn korpusa transformatora

Korpus transformatora mora izdržati unutrašnje eksplozivne pritiske i sprečiti emitovanje eksplozivnih gasova koji bi mogli dovesti do širenja eksplozija ili požara širom ruda. Materijal korpusa mora imati izuzetnu mehaničku čvrstoću i dobre osobine odvajanja toplote.

Ključne razmatranje u dizajnu

• Materijal epoksidne smole mora biti strogo kontrolišan, obično se koristi H-klasa izolacije. Treba dodati aditivne materijale, kao što su promotori i pečenje, kako bi se koeficijent termalne ekspanzije smole uskladio sa bakrenim žicama, poboljšavajući termalnu provodljivost, mehaničku čvrstoću i električne performanse.

• Oмотачi treba preliti u visokotemperaturnom vakuumskom okruženju kako bi se osiguralo da tokom prelivanja ne ostane vlaga.

• Hlađenje uređaja, obično ventilacioni kanali, treba integrisati blizu jezgra i oмотача tijekom dizajna. Pod ekstremnim uslovima, može se koristiti naftno ili vodeno hlađenje kako bi se poboljšalo unutrašnje odvajanje toplote.

• Eksplozivno-otporna oprema takođe treba biti dizajnirana uz imanje na umu odvajanja toplote. Može se koristiti valjakasti dizajn kako bi se povećala površina, omogućujući brže odvajanje unutrašnje toplote.