Innovativ və ümumi qulluq strukturları 10kV yüksək voltlu yüksək tezlikli transformatorlar üçün

1.Yeni sərnişin strukturları 10 kV sinifli yüksək voltajlı yüksək dəqiqliklənmiş transformatorlar üçün

1.1 Zonlaşdırılmış və qismən potlanmış ventilasiya strukturu

• İki U şəklindəki ferrit çekirdekləri bir cəmiyə birləşdirilərək magnit çəkisi modulu yaradılır və ya seriyaya/seriya-paralel çəki modullarına monte edilir. Birinci və ikinci bobinlər məxsus olaraq çekirdeyin sol və sağ düz parçalarına quraşdırılır, çəkili birləşmə səthi limit səthinə çevrilir. Eyni növ sərnişinlər eyni tərəfdə qruplaşdırılır. Yüksek dəqiqlik iticilərinin azalması üçün Litz tel öyrənmə materialı seçimi üstünlük gətirir.

• Yalnızca yüksək voltajlı sərnişin (və ya birinci) poliester rezi ilə tamamilə potlanır. Birinci və çekirdek/ikinci arasına PTFE lület yerleştirilir ki, etibarlı izolyasiya təmin edilsin. İkinci səth izolyasiya kağızı və ya lenta ilə bürüülür.

• Sərnişinlər və sol və sağ parçalardakı ikinci sərnişinlər arasında ventilasiya kanallarını (boşluqları) və magnit çekirdekleri arasında boşluqları saxlayarak bu dizayn isidilməni çox məhsuldar şəkildə artırır, həmçinin ağırlığı və maliyyə xərclərini azaldır, həm də dielektrik məkənənəqliyi saxlayır - bu, ≥10 kV izolyasiya tətbiqləri üçün uyğundur.

1.2 Modulardizayn və zərərli Litz tel elektrik sahəsi qoruyucusu

• Yüksek və aşağı voltajlı sərnişin modulları ayrı-ayrı potlanır və sonra çekirdeyə monte edilir. Modullar arasında hava boşluğu saxlanılır ki, montaj və soğutma asan olsun, və arızalarda zədələnmiş modullar ayrı-ayrı əvəz edilə bilər, baxım mərhələsini artırır.

• Yüksek voltajlı sərnişinın iki tərəfində zərərli Litz tel bazlı elektrik sahəsi qoruyucu qatlar tətbiq olunur. Bu, yüksək dəqiqlik iticilərini başlıca poliester rezi potlanmış bölgəyə məhdudlaşdırır, bu da kısmi deşeq riskini çox məhsuldar şəkildə azaldır, ancaq elektrik sahəsinin azalması üçün geniş sərnişin araqları tələb etmir.

• Litz tel qoruyucu qatı, bir-nöqtəli zərərli ilə açıq dairəvi saxlaya bilər, bu da elektrik sahəsinin formalaşmasını təmin edir və onda çoxlu eddy akımı iticiləri yoxdur. Sərnişinlər və çekirdek arasındakı ventilasiya kanalları saxlanılır, bu da yarı ventilasiya soğutmanı və miniaturizasiyanı eyni anda təmin edir.

1.3 Segmentləşdirilmiş sərnişin və elektrik sahəsinin formalaşdırılması

• Aksial segmentlər və segmentləşmə diyaframları izolyasiya bobina əlavə edilir, bu da birinci və ikinci sərnişinlərin "segment qrupları" kimi bir-birinə qoşulmasına imkan verir. Bu, interlayer voltaj gradientini və ekvivalent parazit kapasitansi çox məhsuldar şəkildə azaldır, yayılan EMI-i azaldır və voltaj paylanması ümumiyyətlə iyileştirir.

• Segmentlərin sayı n və qat sayını analitik və ya empirik düsturlar vasitəsilə (məsələn, n = −15.38·lg k₁ − 18.77, burada k₁ birinci/ikinci öz kapasitans və mutaləqqə kapasitans nisbətinin minimum dəyəridir) təyin edilir, bu da həcm, sıçrama indüktansi və parazit kapasitans arasında optimal balansı təmin edir - bu, yüksək gücü, yüksək voltajı və yüksək dəqiqliklənmiş işləmə üçün idealdır.

1.4 Kompozit sərnişinlər və inteqrasiya su soğutma

• Çekirdek iki sərnişin zonasına bölünür. Kompozit sərnişin müvafiqı istifadə olunur: ilk kompozit sərnişin (məsələn, birinci) iç qatlardan dış qatlara qədər qurğu saxlanılarak örtülür; sonra, ikinci zonada, ikinci kompozit sərnişin (məsələn, ikinci) saxlanılmış qurğuları tərs istifadə edərək örtülür. Bu, interlayer boşluqları genişləndirir və qalıcı yükü azaldır, bu da yüksək voltajlı inamilliyəti və ömrünü artırır.

• Dış çekirdek divarı üzərində rahatlatma slotları işlənir ki, kontakt yox olan su soğutma kanalları inteqrasiya edilsin, bu da montaj zamanı mexaniki zədə riski olmadan termal performansı artırır. Kompozit izolyasiya adımlı konfiqurasiyada yerləşdirilmiş PI/PTFE laminatlarından ibarətdir ki, bu, yeterli sürüşmə məsafəsini və yüksək keyfiyyətli potlaq doldurma təmin edir.

1.5 Yeni sərnişin texnologiyaları və iticilik idarəedici yolları

PDQB (Güç Fərq Dördbucaqlı Köprü) sərnişin texnologiyası tətbiq olunur: optimallaşdırılmış sərnişin topolojisi və yerləşməsi vasitəsiylə, deri və yaxınlıq effektleri - və dolayısıyla yüksək dəqiqlik iticiləri - çox məhsuldar şəkildə azaldılır. Bu, raport edilən hallarda >99.5% kuponluk effektivliyə, 10 kV izolyasiya qabiliyyətinə, idarəedilə bilən sıçrama indüktansına və aşağı dağılmış kapasitansa gətirir - bu, 30–400 kW, 4–50 kHz yüksək voltajlı yüksək dəqiqliklənmiş tətbiqlər üçün uyğunlaşdırılmışdır.

2. 10 kV sinifli yüksək voltajlı yüksək dəqiqliklənmiş transformatorlar üçün ümumi sərnişin strukturları

2.1 Əsas sərnişin konfiqurasiyaları və tətbiq sahələri

• Çox qatlı silindrik: Məhvusiyyətli istehsal prosesi; interlayer izolyasiya və soğutma kanallarını yerləşdirmək asan; orta və yüksək voltajlı davamlı sərnişinlər üçün uyğundur.

• Çox segmentli qatlı: Aksial segmentlər insulyasiya kağız halkaları ilə ayrılır; interlayer voltaj gradientini və sahə konsentrasiyasını etibarlı şəkildə azaldır; HV sərnişinlərdə kısmi deşeq riskini azaltmaq üçün çox istifadə olunur.

• Davamlı (disk tipi): Bir neçə disk hissəsi aksial olaraq yığılır; yaxşı mexaniki qüvvə və termal performans təmin edir; yüksək kapasiteli/daha yüksək voltajlı tətbiqlər üçün uyğundur.

• İki disk: Hər qrupda iki disk, seriya/paralel şəkildə birləşdirilir; yüksək amperiya və ya xüsusi məqsədlər üçün HV sərnişinlər üçün idealdir.

• Spiral: Tək/iki/dörd spiral; sadə struktur; yüksək amperiya LV sərnişinlər və ya yüklə tapma sərnişinlər üçün uyğundur; tur sayı limitlidir.

• Alüminium foliya silindrik: Hər qatda alüminium foliyası ilə bir dövr; yüksək sahə istifadəsi və avtomatlaşdırma-yağışlı; kiçik və ortaölçülü HV sarımlar üçün uyğundur.

Bu, elektrik transformatorldə standart HV sarım strukturlarıdır və 10 kV sinifli yüksək voltajlı və yüksək tezlikli transformatorlar üçün izolyasiya və termal performansı artırmaq məqsədilə əksər hallarda adaptasiya edilir və ya iyiləştirilir.

2.2 Yüksək voltajlı və yüksək tezlikli tətbiqlər üçün tipik sarım üslubları və prosesləri

• Mərkəzi silindrik (qatlı) üslub: Daxilində HV sarımı, xaricində LV (və ya əksinə); qatlar arasında izolyasiya olan çoxqatlı dizayn; həddən-həddən potensial fərqinin paylanması; elektrik sahasının paylanması və PD performansını optimallaşdırmaq üçün segmentləşdirilmiş üslubdan istifadə oluna bilər.

• Segmentləşmə və araçlama: HV sarımı bir neçə bobinə bölünür və sıralanır; qatlar arasındakı voltaj gradientini və parazit kapasitivni azaltmaq, yayılan EMI-ni sönümətmək və voltaj bərabərləşməsini yaxşılaşdırmak üçün istifadə olunur.

• Faraday və elektrostatik şildləndirmə: Bir nöqtədə zərərsiz olan bakir foliya və ya idarəedici qatlar, ilkincil/ikincil və ya sarımların etrafına qoyulur; ümumi rejim kapasitivini və kopupulyasiya gürültüsünü azaltmaq üçün istifadə olunur; şildləndirmə sarım eninə uyğun olmalıdır və izolyasiyanı dəldəyəcək ancaq ucuna malik olmamalıdır.

• İdarəçilik və cərəyan yoğunluğu optimallaşdırılması: Litz tel, çoxlu idarəçilik və ya bakir foliya, HV/və ya yüksək cərəyanlı ikincil sarımlar üçün deri və ya yaxınlıq effektini azaltmaq, AC mukavemetini (Rac) və bakir zərərini azaltmaq üçün istifadə olunur; cərəyan yoğunluğu (J) və temperatur artışı pəncərə və təhlükəsizlik qaydalarına uyğun olaraq nəzarət edilir.

• İzolyasiya və sürüşmə dizaynı: Barjerlərin, son marjinların, terminal kılıflarının və birgə qatlar arası/sarımlar arası izolyasiyanın istifadəsi; sürüşmə məsafəsi və boşluq suçu daralmasına və voltaj sinifinə uyğun olaraq dizayn edilir; vakuum impregnasiya/potting dielektrik güc və termal iletkenliyi artırmaq üçün tətbiq oluna bilər.

Bu üslub və proses nöqtələri, izolyasiya səviyyəsi, parazit parametrləri və gücü balans etməklə əlaqəlidir—bu, inkişaf təcrübəsində 10 kV izolyasiyasını təmin etməkdə əsas rol oynayır.

2.3 Yüksək voltajlı ikincil çıxışın tətbiq metodları (Büyük ölçüdə sarım strukturu ilə bağlıdır)

• Voltaj çoxaldıcı rektifikasiya: Rektifikator tərəfindən çoxlu voltaj çoxalama, hər bir sarım qatında voltaj stresini və parazit kapasitivi azaltmaq, izolyasiya dizaynını asandır. Amma, bu, yük transienntlərinə/qısa keçidlərinə hassasdır və dalgalanma cərəyanlarına meyllidir. Praktikada, adətən iki qatdan çox istifadə olunmur, bu da cərəyan limitləmə və himaya strategiyalarını tələb edir.

• Seri/paralel kombinasiya: İkincil sarım bir neçə bobin paketine bölünür, bunlar içərisində və ya rektifikatordan sonra seri/paralel şəkildə bağlanır ki, istənilən voltaj/güc elde edilsin. Bütün paketlər eyni maqnitik çevrəni paylaşır, bu da modulardizayn və voltaj bərabərləşməsinə imkan verir—yüksək güc çıxışı üçün idealdir.

Hər iki metod, voltaj stresi, effektivlik, EMI və termal performansı balans etmək üçün sarım segmentləşməsi, şildləndirmə və izolyasiya pəncərələri ilə birgə dizayn edilməsini tələb edir.

2.4 Struktural seçmə nöqtələri (Tez mühəndislik referansı)

• Elektrik sahasının bərabərliyini və PD nəzarətini öncələstirmək: Segmentləşdirilmiş və ya davamlı (disk növü) HV sarımlar, Faraday şildləndirməsi, son marjin və barjerlərlə birgə təklif olunur; lazımdırsa vakuum impregnasiya/potting tövsiyə olunur.

• Yüksək cərəyan və aşağı bakir zərərini öncələstirmək: İkincil sarım üçün Litz tel və ya bakir foliyadan istifadə; daxili arasız və ya sandviç sarımı ilə doldurma indüktivliyini və Rac-i minimala endirmək; xarici şildləndirmə və izolyasiyanı möhkəmləndirmək.

• Montaj və təmir edilməsinin asanlığını öncələstirmək: Modulardizayn ikincil bobin paketləri, seri/paralel bağlantılarla asan voltaj bərabərləşməsi, testləmə və səhv izolasiyası; voltaj çoxaldıcı rektifikasiya (≤2 qat) və ya seri/paralel kombinasiya rektifikator tərəfindən, güc və transiennt tələblərinə görə seçilməlidir.