הצורות המתקדמות והנפוצות של מבני חישוק עבור טרנספורמיטורים בתדר גבוה בלחץ גבוה של 10kV

1. טכנולוגיות עטיפה חדשניות עבור טרנספורמציות בתדר גבוה מדרגה 10 ק"ו

1.1 מבנה מאוורר חלקי ומחולק

• שני ליבות פריטים בצורת U מתחברים כדי ליצור יחידה מגנטית, או מונחים בסדר/סדר מקבילי כדי ליצור מודולים של ליבות. העטיפות הראשיות והמשניות מותקנות על הרגליים הישרות השמאליות והימניות של הליבה, בהתאמה, כאשר המישור של התאמה של הליבה משמש כשכבת גבול. עטיפות מאותו סוג מתרכזות בצד אחד. 선재는 감전 손실을 줄이기 위해 선호되는 감전 재료입니다.

• רק העטיפה בעלת מתח גבוה (או ראשית) מצופה לחלוטין עם רזין אפוקסי. פלדה TFE מוחדרת בין הראשית לליבה/משנית כדי להבטיח בידוד מהימן. פני המשנית מוסווים בנייר או סרט בידוד.

• על ידי שמירת ערוצי אוורור (הפרשים בין עטיפות ובין עטיפות משניות על הרגליים השמאלי והימני) והפרשים בין הליבות המגנטיות, תכנון זה משפר משמעותית את הפיזור החום תוך הקטנת המשקל והעלות, תוך שמירה על חוזק דיאלקטרי - מה שהופך אותו מתאים ליישומים של בידוד ≥10 ק"ו.

1.2 עיצוב מודולרי ומסנני שדה חשמלי מבוססי Litz Wire מחובר לקרקע

• מודולי העטיפות בעלות מתח גבוה ומתח נמוך מצופים בנפרד ואז מונחים על יחידת הליבה. נשמרים הפרשים אוויריים בין המודולים כדי לסייע בהרכבה ובהקרנה, ומגזרים פגומים ניתן להחליף באופן אינדיבידואלי במהלך תקלות, מה שמשפר את התחזוקה.

• מסנני שדה חשמלי מבוססים על Litz wire המחוברים לקרקע מוכנסים משני הצדדים של העטיפה בעלת מתח גבוה. זה ממקם בעיקר את השדה החשמלי בתדר גבוה באזור המצויה ברזין אפוקסי בעלת חוזק דיאלקטרי גבוה, מה שמפחית באופן משמעותי את הסיכון לפיצוץ חלקי (PD) מבלי לדרוש מרחקים מוגזמים של עטיפות רק לדיכוי השדה החשמלי.

• שכבת המסנן של Litz wire יכולה להיות פתוחה מעגל עם חיבור לקרקע בנקודה אחת, מה שמגיעה לצורה של שדה חשמלי תוך שמירה על אובדן סחרורתי לא משמעותי. נשמרים ערוצי אוורור בין העטיפות והליבה, מאפשרים קירור חצי מאוורר וקטנת ממדים בו זמנית.

1.3 עטיפות מדורגות ועיצוב שדה חשמלי

• מתווספים צינורות קואקסיאליים ושיניים מדורגות לבובין הבידוד, המאפשרים לסבך את העטיפות הראשיות והמשניות בקבוצות "מדורגות". זה מפחית באופן משמעותי את שיפועי המתח בין שכבות וקיבולת פארזיטית שקולת, מדכא EMI מועבר ומשפר את אחידות הפיזור של המתח.

• מספר המדורגים n ומספר השכבות נקבעים באמצעות נוסחאות אנליטיות או אמפיריות (לדוגמה, n = −15.38·lg k₁ − 18.77, כאשר k₁ הוא הערך המינימלי מבין יחס הקיבולות העצמית וה wzajemnej między ראשית/משנית), מתקבל שיווי משקל אופטימלי בין הנפח, האינדוקטנציה השוטפת וקיבולת פארזיטית - מושלם עבור פעולה בעומס גבוה, מתח גבוה ובתדר גבוה.

1.4 עטיפות מרובות וקירור מים משולב

• הליבה מופרדת לשני אזורים של עטיפות. מתבצעת גישה של עטיפות מרובות: העטיפה המרובת הראשונה (לדוגמה, ראשית) מסובכת מהפנים לחיצוניות עם שמירת קצוות; אז, באזור השני, העטיפה המרובת השנייה (לדוגמה, משנית) מסובכת בכיוון ההפוך באמצעות הקצוות המשמרות. זה מרחיב את ההפרשים בין השכבות ומפחית את המטען השארית, משפר את האמינות והחיים של מתח גבוה.

• נקצבים חריצים בחומה החיצונית של הליבה כדי לשילוב ערוצי קירור מים ללא מגע, משפרים את הביצועים הטרמיים מבלי לסכן את הנזקים המכניים במהלך ההרכבה. הבידוד המרובד משתמש בשכבות PI/PTFE ממוינים בצורה מדרגתית כדי להבטיח מרחק זחילה מספיק ומילוי מצוין של הצפיה.

1.5 טכניקות עטיפה חדשות ונתיבי בקרה על אובדן

טכנולוגיית עטיפה PDQB (גשר רביעי דיפרנציאלי של כוח) מוצגת: דרך טופולוגיה ואורכוב אופטימלי של העטיפה, מתקצרים השפעות עור וקרבה - ולכן אובדן בתדר גבוה מופחת משמעותית. זה מצליח ביעילות קישור >99.5% במקרים שנ thuật, יחד עם יכולת בידוד 10 ק"ו, אינדוקטנציה שוטפת ניתנת לשליטה וקיבולת פיזור נמוכה - מה שהופך אותה מתאימה ליישומים מותאמים אישית של 30–400 kW, 4–50 kHz במתח גבוה ובתדר גבוה.

2. מבנים נפוצים של עטיפות עבור טרנספורמציות בתדר גבוה מדרגה 10 ק"ו

2.1 תצורות עטיפות בסיסיות ותרחישים של יישום

• גלילי רב-שכבות: תהליך ייצור בשל; קל להכניס בידוד בין שכבות וערוצי קירור; מתאים לעטיפות רציפות במתח בינוני עד גבוה.

• רב-מגזרי: מספר מגזרים אקסיליים מופרדים על ידי טבעות נייר בידוד; מפחיתים באופן יעיל את שיפוע המתח בין שכבות וריכוז השדה; נפוצים בעטיפות HV כדי להפחית פיצוץ חלקי.

• רציף (טיפוס דיסק): מורכב ממספר קטעי דיסק ערוכים אקסילית; מציע חוזק מכני וביצועים תרמיים טובים; מתאים ליישומים בעלי קיבולת גבוהה/מתח גבוה יותר.

• דו-דיסק: שני דיסקים לכל קבוצה, מחוברים בטור/מקביל; אידיאלי לעטיפות HV בעומס גבוה או מיועדים למטרה מיוחדת.

• helical: single/double/quadruple helix; simple structure; suitable for high-current LV windings or on-load tap-changing windings; limited in turn count.

• **注意：** 在翻译过程中，有一部分文本似乎被错误地保留了原文（韩语），这可能是一个失误。请确认源文本的准确性或提供正确的源文本以便进行准确翻译。

  כיפת אלומיניום צילינדרית: סיבוב אחד לשכבת אלומיניום; שימוש מרחב גבוה ואוטומציה ידידותית; מתאימה לסלילים HV קטנים עד בינוניים.

אלה הם מבני סליל HV תקניים בטרנספורמציות כוח ועשויים להתאים או להשתפר עבור טרנספורמציות תדר גבוה מדרגה 10 kV כדי לשפר את המבודנות והביצועים התרמיים.

2.2 מבני סליל טיפוסיים ותהליכים עבור יישומים של מתח גבוה בתדר גבוה

• הצבה צילינדרית קונצנטרית (משכבת): סליל HV בפנים, LV בחוץ (או להפך); עיצוב רב-שכבתי עם מבודן בין-שכבות לפיזור הפרשים פוטנציאליים גבוהים; ניתן להשתמש בהצבה מקטעית לאופטימיזציה של הפיזור של שדה חשמלי וביצועי PD.

• חלוקה והתחלקות: סליל HV מחולק למספר קויולים ומונח בצורה מצולבת/מקטעית כדי להפחית את השיפוע הוולטאי הבין-שכבות ואת הקפצייטנץ הפארזיטי, לדכא EMI מעובדת ולהגביר אחידות מתח.

• מגן פראדי ושיכוך אלקטרוסטטי: פלחי נחושת או שכבות מוליכות מונחים בין ראשוני/שניוני או סביב הסלילים, מחוברים לנקודה אחת על מנת להפחית קפצייטנץ משותף ורעש חיבור; המגן חייב להתאים לחיווי הסליל ולהימנע מקצוות חדים שיכולים לנקוב במבודן.

• אופטימיזציה של מוליך וצפיפות זרם: לסלילים HV/זרם גבוה שניוני מעדיפים לżyć druty Litz, przewody wieloprzewodowe lub folię miedzianą, aby stłumić efekty skórne/bliskie, zmniejszyć opór AC (Rac) i straty miedziowe; gęstość prądu (J) i wzrost temperatury są kontrolowane w granicach okna i norm bezpieczeństwa.

• עיצוב מבודנים ומשטחים: שימוש בחסמים, שוליים קצה, טרמינלים מוסווים ו.combine insulation inter-layer/inter-winding; creepage distance and clearance are designed according to pollution degree and voltage class; vacuum impregnation/potting may be applied to enhance dielectric strength and thermal conductivity.

הרהורים אלה בעיצוב ותהליך קשורים באופן הדוק לאיזון רמת מבודנות, פרמטרים פארזיטיים ודירוג כוח - מפתח להשגת מבודנות מהימנה של 10 kV בפרקטיקה הנדסית.

2.3 שיטות יישום עבור יציאה שניונית של מתח גבוה (תלוי מאוד בסטרוקטורית הסליל)

• תיקון מכפיל מתח: מכפיל מתח רב-שלבי על הצד המתקן מפחית secara signifikan tegangan dan kapasitansi parasit per tahap gulungan, memudahkan desain isolasi. Namun, ia sensitif terhadap transien beban/korsleting dan rentan terhadap arus lonjakan. Dalam praktik, biasanya tidak lebih dari dua tahap digunakan, yang memerlukan strategi pembatasan arus dan perlindungan.

• Kombinasi seri/paralel: Sekunder dibagi menjadi beberapa paket koil, yang dihubungkan secara seri/paralel internal atau pasca-rektifikasi untuk mencapai voltase/daya yang diinginkan. Semua paket berbagi sirkuit magnetik yang sama, memfasilitasi desain moduler dan penyeimbangan voltase - ideal untuk output daya tinggi.

kedua metode ini memerlukan desain terintegrasi dengan segmentasi gulungan, perisai, dan jendela isolasi untuk menyeimbangkan tegangan, efisiensi, EMI, dan kinerja termal.

2.4 Pedoman Pemilihan Struktural (Referensi Teknik Cepat)

• Memprioritaskan keseragaman medan listrik dan kontrol PD: Pilih gulungan HV tersegmentasi atau kontinu (tipe disk), dikombinasikan dengan perisai Faraday, margin ujung, dan penghalang; disarankan vakum impregnasi/potting jika diperlukan.

• Memprioritaskan arus tinggi dan kerugian tembaga rendah: Gunakan kawat Litz atau foli tembaga untuk sekunder; gunakan gulungan berselang-seling atau sandwich internal untuk meminimalkan induktansi bocor dan Rac; perkuat perisai luar dan isolasi.

• Memprioritaskan perakitan dan kemudahan pemeliharaan: Adopsi paket koil sekunder modular dengan koneksi seri/paralel untuk penyeimbangan voltase, pengujian, dan isolasi kesalahan yang mudah; pilih rektifikasi pengganda voltase (≤2 tahap) atau kombinasi seri/paralel pada sisi rektifikasi berdasarkan kebutuhan daya dan transien.