Design av gruvaanvända transformatorer för kolgruvor

Kolförsörjning är en viktig energikälla i Kina, och kraven på gruvtransformatorer är särskilt höga. Dessa transformatorer måste inte bara tillhandahålla nödvändig ström för gruvarbetet, utan de måste också säkerställa att deras drift inte påverkar gruvans säkerhet. Med hänsyn till nuvarande produktionskrav i kolfyndigheter i Kina används vanligtvis epoxidharshärdade torrtransformatorer som kärnkomponent, med lämpliga ändringar i den yttre strukturen.

Intern transformatorutformning

Höljet för gruvtransformatorer måste vara explosionssäkert. Strukturdesignen av dessa transformatorer baseras på elektromagnetiska beräkningar, med fokus på att minska förluster, öka isoleringsstyrkan och kontrollera temperaturhöjning. På grund av begränsningarna i underjordiska miljöer måste transformatorerna vara kompakta och lätta att transportera och installera. Detta kan uppnås genom att optimera designen av kärnan och hög- och lågspänningsvindningar.

Kärnval

Kärnan bör bestå av kallvalsade silikonstålplåtar med hög magnetisk permeabilitet. Ytan av kärnan är belagd med epoxidhar och härdad för att förbättra motståndskraften mot fukt och rost. Hela kärnasamlingen är klampad med lågmagnetiska stålplåtar och remmar för att minska buller. Förutom bullerreducering måste designen också hantera temperaturhöjning och energiförbrukning. Kärnan bör utformas med låg magnetisk flödestäthet för att undvika hysteresisexpansionszonen, vilket minskar tomförlusterna.

Hög- och lågspänningsvindningsdesign

Högspänningsvindningen har en cylindrisk struktur, förstärkt med fiberglas mellan lager, och kapslades i epoxidhar för att skapa en solid, robust assemblage. Vindningen ska gjutas i delar för att minska den inre elektriska fältstyrkan. Längsriktade ventilationskanaler finns på båda sidor av vindningen för att förbättra värmeavledning. Lågspänningsvindningen är gjord av kopparfolie och likaså kapslades med epoxidhar.

Transformatorhöljeutformning

Transformatorhöljet måste tåla inre explosionstryck och förhindra frigörelse av explosiva gaser som kan utlösa gruvalsträckande explosioner eller bränder. Material för höljet måste ha exceptionell mekanisk styrka och goda värmeavledande egenskaper.

Nyckelutformningsöverväganden

• Epoxidhar material måste strikt kontrolleras, vanligtvis genom att använda H-klass isolering. Tillsatser som promotorer och härdmedel bör inkluderas för att matcha termisk expansionskoefficient hos har med koppartråd, förbättrad värmeledning, mekanisk styrka och elektrisk prestanda.

• Vindningar bör gjas i en högtemperatur, vakuummiljö för att säkerställa att ingen fukt återstår under gjutprocessen.

• Kylenheter, vanligtvis ventilationssystem, bör integreras nära kärnan och vindningarna vid design. Under extrema förhållanden kan olja eller vattenkylning användas för att förbättra den interna värmeavledningen.

• Explosionssäkert hölje bör också utformas med värmeavledning i åtanke. En vågräts design kan användas för att öka ytan, vilket möjliggör snabbare avledning av inre värme.