Bobinatge de transformadors immers en oli: informació tècnica i característiques de disseny

Transformador immers en oli Els bobinatges són components crítics en els sistemes de distribució d'energia, dissenyats per transferir energia elèctrica de manera eficient, garantint alhora la fiabilitat i la durabilitat. A continuació es presenta una anàlisi detallada de la seva estructura, materials i principis de funcionament, sintetitzats a partir d'estàndards de la indústria i especificacions tècniques.

La temperatura superior del transformador immers en oli no pot superar els 95 °C, generalment no pot superar els 85 °C, la selecció general de bobinatges de transformadors de material de capa d'aïllament de classe A, la temperatura màxima admissible del material d'aïllament és de 95~105 °C, a la Xina, les especificacions de calefacció de transformadors es basen en la temperatura de treball de 40 °C com a estàndard, la bobinatge de la temperatura mitjana del gas inclosa en 65 °C, l'augment de temperatura de l'oli superior al gas es posiciona amb precisió a 55 °C, de manera que la bobinatge que conté el nucli del transformador s'inclou en l'augment de temperatura de l'oli a 10 °C.

Si la temperatura màxima del transformador és de 85 °C, la temperatura del bobinatge és de 95 °C; si la temperatura màxima és de 95 °C, la temperatura del bobinatge ha arribat als 105 °C, que és la temperatura màxima permesa del material de la capa d'aïllament del bobinatge. Una temperatura massa alta accelerarà l'envelliment dels materials de la capa aïllant, accelerarà el deteriorament de l'oli del transformador i perjudicarà la vida útil del transformador. Transformador de distribuciós, i fins i tot provocar accidents de seguretat.

Transformador refrigerat per aire amb sistema de circulació d'oli fort, temperatura màxima de 75 ℃, escalfament de 35 ℃; Sistema de circulació natural d'oli, protecció contra sobretemperatura, transformador refrigerat per aire, la temperatura màxima generalment no és adequada per superar sovint els 85 °C, l'alta no pot superar els 95 °C, l'escalfament no pot superar els 55 °C, si es detecta que un valor límit en funcionament supera els requisits, s'ha d'informar immediatament de la programació de la producció i de l'ús de contramesures de límit de càrrega.

1. Definició i funció principal

Els debanaments de transformadors immersos en oli consisteixen en bobines de coure o alumini enrotllades al voltant d'un nucli laminat d'acer al silici. Aquests debanaments estan completament submergits en oli aïllant, que té una doble funció: aïllament elèctric i gestió tèrmica. Els debanaments transformen l'entrada d'alt voltatge en una sortida de baix voltatge (o viceversa) mitjançant inducció electromagnètica, permetent una transmissió segura d'energia a través de les xarxes.

2. Composició del material

Material conductor:

Coure: S'utilitza predominantment per a bobinatges d'alta tensió a causa de la seva conductivitat i resistència mecànica superiors. Els bobinatges de baixa tensió (≤500 kVA) sovint adopten una estructura cilíndrica de doble capa, mentre que les capacitats més grans (≥630 kVA) utilitzen configuracions de doble hèlix o quàdruple hèlix per optimitzar la distribució del corrent.

Alumini: Ocasionalment s'utilitza per a aplicacions sensibles al cost, tot i que és menys eficient que el coure.
Aïllament:

Els materials d'alta resistència (per exemple, resines epoxi, paper a base de cel·lulosa) aïllen els debanaments del nucli i entre si.

L'aïllament multicapa evita curtcircuits sota tensió tèrmica o deformació mecànica.

3. Disseny estructural

Disposició de bobinatge:

Debanament concèntric (cilíndric): Comú en transformadors trifàsics, on els debanaments de baixa tensió es col·loquen dins dels debanaments d'alta tensió per minimitzar el flux de fuita.

Debanament helicoïdal (per capes): s'utilitza per a aplicacions d'alt corrent, amb capes intercalades per reduir les pèrdues per corrents de Foucault.

Integració de refrigeració:

Els bobinatges incorporen conductes d'oli per canalitzar la dissipació de calor per convecció natural o forçada.

Els dipòsits d'oli corrugats substitueixen els conservadors tradicionals, permetent l'expansió tèrmica de l'oli alhora que mantenen un entorn segellat.

4. Optimització del rendiment

Disseny de baixes pèrdues:

Nuclis d'aliatge amorf: redueixen la histèresi i les pèrdues per corrents de Foucault (per exemple, els transformadors de la sèrie S11-M aconsegueixen pèrdues un 30% inferiors als models anteriors)

Grup de connexió Dyn11: Minimitza la distorsió harmònica i millora la qualitat de l'energia compensant els corrents de tercer harmònic

Resistència a curtcircuit:

Les pinces de bobinatge reforçades i les tècniques de bobinatge en espiral milloren l'estabilitat mecànica durant les condicions de fallada.

Els respiradors de gel de sílice i els relés Buchholz controlen les anomalies de la humitat i del flux d'oli

5. Aplicació i manteniment

Escenaris de desplegament:

Subestacions industrials, xarxes elèctriques urbanes i sistemes d'energia renovable (per exemple, parcs eòlics).

Les capacitats nominals van des de 50 kVA fins a 25.000 kVA, amb tensions de fins a 35 kV

Pràctiques de manteniment:

Mostreig regular d'oli i anàlisi de gasos dissolts (DGA) per detectar la degradació de l'aïllament.

Imatges tèrmiques per identificar punts calents localitzats en els bobinatges.

6. Innovacions en tecnologia de bobinatge

Impregnació al buit: elimina les bosses d'aire durant la fabricació, millorant la integritat de l'aïllament

Monitorització intel·ligent: els sensors habilitats per a IoT rastregen la temperatura del bobinatge i la dinàmica de la càrrega en temps real.