Rezervor de ulei pentru transformator: structură, cerințe și considerații de proiectare - Cunoștințe

Când oamenii vorbesc despre un transformator-imersat în ulei, se concentrează de obicei asupra miezului, înfășurărilor, izolației sau sistemului de răcire. Therezervor de ulei de transformatornu primește întotdeauna aceeași atenție. Dar, în practică, este o parte destul de importantă a întregului transformator.

Rezervorul reține uleiul izolator, protejează partea activă, susține echipamentele și accesoriile de răcire și trebuie să suporte sarcini mecanice în timpul funcționării și transportului. Pentru transformatoarele mai mari, designul său poate deveni surprinzător de complicat.

În funcție de aplicație, rezervoarele de ulei de transformator pot fi utilizate pentru transformatoarele clasificate de laTransformatoare convertoare de 6kV, 10kV, 35kV și 66kV până la 110kV, 220kV, 330kV, 500kV și ±500kV. Principii similare de proiectare se aplică și reactoarelor paralele de 330 kV și 500 kV.

Deci, ce face un rezervor bun de ulei de transformator? Să aruncăm o privire mai atentă.

Cea mai evidentă sarcină a unui rezervor de ulei de transformator este săconțin uleiul de transformator și protejează miezul și înfășurările. Asta e doar o parte din poveste, totuși.

De asemenea, rezervorul trebuie să ofere suficientă rezistență mecanică, să mențină etanșarea fiabilă, să funcționeze cu sistemul de răcire selectat și să rămână stabil în timpul ridicării și transportului.

Cerințele devin în mod natural mai exigente pe măsură ce tensiunea și capacitatea transformatorului cresc.

Tensiunea transformatorului	Considerații tipice privind proiectarea rezervorului de ulei
6kV–10kV	Structură compactă, etanșare fiabilă, fabricație economică și disipare eficientă a căldurii
35kV–66kV	Spații de izolare mai mari, rezistență mecanică îmbunătățită și aranjamente adecvate de răcire
110kV	Cerințe mai înalte pentru etanșare, rezistență la transport, aranjare bucșe și degajări interne
220kV	Volum mare de ulei, structură mai puternică a rezervorului, ecranare electromagnetică și design sofisticat de răcire
330kV–500kV	Construcție grea-, rezistență mecanică ridicată, deformare controlată la sudare și ecranare avansată
transformatoare convertoare ±500kV	Construcția-de rezervoare la scară mare, coordonarea strictă a izolației, managementul-debitului de ulei de răcire și considerații legate de transport
Reactoare paralele 330kV/500kV	Rezistență mecanică ridicată, design cu pierderi reduse-, etanșare fiabilă și control eficient al scurgerilor magnetice

Un lucru demn de subliniat esterezistenta la vid. În timpul fabricării transformatorului, rezervorul poate fi supus unui tratament cu vid pentru uscare și umplere cu ulei. Un rezervor care este suficient de puternic la presiunea atmosferică normală poate să nu funcționeze bine sub vid dacă structura sa nu a fost proiectată corespunzător.

De aceea, rigiditatea rezervorului, rigidizările, construcția flanșei și calitatea sudurii contează.

Există mai multe moduri de clasificare a rezervoarelor de ulei de transformator. Două dintre cele mai practice sunt demetoda de racireiar prinforma rezervorului.

Sistemul de răcire are o influență directă asupra designului rezervorului.

Într-un transformator răcit natural, căldura din miez și înfășurări este transferată în uleiul izolator și apoi eliberată prin suprafața rezervorului, calorifere sau pereții ondulați.

Transformatoarele mai mari folosesc adesea circulația forțată a uleiului. Aici se adaugă pompe și răcitoare externe, iar rezervorul are nevoie de conexiuni de admisie și de evacuare a uleiului proiectate corespunzător. În interiorul rezervorului, uleiul trebuie, de asemenea, să se deplaseze prin zonele potrivite, mai degrabă decât să circule pur și simplu aleatoriu.

Metodele comune de răcire a transformatorului includ:

ONAN- Ulei Natural Aer Natural

ONAF- Oil Natural Air Forced

OFAF- Oil Forced Air Forced

OFWF- Apă forțată cu ulei

Rezervorul și sistemul de răcire trebuie proiectate ca un singur sistem. Încercarea de a le trata ca componente complet separate poate duce la o distribuție slabă a uleiului, pierderi inutile de presiune sau puncte fierbinți locale.

Forma rezervorului este o altă modalitate comună de clasificare a rezervoarelor de ulei de transformator.

Rezervoare-platesunt utilizate în mod obișnuit pentru transformatoare{0}}de dimensiuni mici și mijlocii. Sunt relativ simple și pot fi combinate cu calorifere externe.

Rezervoare de-perete ondulatutilizați panouri de oțel ondulat pentru a crește suprafața de răcire. Pereții ondulați pot găzdui, de asemenea, modificări ale volumului de ulei cauzate de variațiile de temperatură.

Pentru transformatoare mari de putere,rezervoare cu capac-clopot sau detașabilsunt utilizate pe scară largă. Secțiunea superioară a rezervorului poate fi ridicată departe de secțiunea inferioară, oferind inginerilor acces la miez și înfășurări în timpul asamblarii, inspecției și întreținerii.

Nu există o formă de rezervor care să fie cea mai bună pentru fiecare transformator. Alegerea corectă depinde de capacitate, tensiune, metoda de răcire, limitele de transport și cerințele de întreținere.

Structura unei-dimensiuni mici sau mijlociirezervor de ulei de transformatoreste de obicei destul de simplu.

Poate consta din plăci de oțel sudate, un capac al rezervorului, urechi de ridicare, puncte de împământare, conexiuni la radiator, componente de scurgere și umplere a uleiului, interfețe pentru termometru și deschideri pentru bucșe.

Pentru transformatoarele de distribuție compacte, rezervorul în sine poate contribui în mod semnificativ la disiparea căldurii. Pereții ondulați, de exemplu, oferă o zonă suplimentară de răcire fără a necesita un număr mare de panouri externe de radiatoare.

Totuși, simplu nu înseamnă lipsit de importanță.

Sudarea defectuoasă, deformarea flanșei sau suprafețele neuniforme pot cauza probleme de etanșare. O mică scurgere de ulei ar putea să nu pară gravă la început, dar poate permite în cele din urmă umezelii să pătrundă în transformator sau să reducă nivelul uleiului.

Transformatoarele mari de putere sunt o altă poveste.

Un rezervor mare poate include corpul rezervorului principal, capacul rezervorului, secțiunea superioară de tip clopot-, radiatoare, pompe de ulei, răcitoare, conexiuni pentru conservator, dispozitive de reducere a presiunii-, turnulețe cu bucșe, cutii de cabluri, structuri de ridicare și dispozitive de transport.

Și toate aceste părți trebuie să funcționeze împreună.

Rezervorul trebuie să suporte o masă foarte mare, menținând în același timp precizia dimensională. De asemenea, trebuie să reziste la vibrații în timpul transportului, forțelor de ridicare în timpul instalării și condițiilor de presiune sau vid în timpul producției și exploatării.

Pentru transformatoarele de 220kV, 330kV și 500kV, rezervorul nu este, prin urmare, doar o cutie de oțel fabricată. Este o structură mecanică atent proiectată.

O serie de detalii pot afecta fiabilitatea unui rezervor de transformator. Unele sunt ușor de trecut cu vederea în faza incipientă de proiectare.

Marginile rezervorului, în special în jurul flanșei, sunt importante atât pentru rezistență, cât și pentru etanșare.

O flanșă are nevoie de suficientă rigiditate pentru a preveni deformarea excesivă atunci când șuruburile sunt strânse. Dacă flanșa se îndoaie, compresia garniturii poate deveni neuniformă și pot apărea scurgeri.

Rezervoarele mari pot avea nevoie de margini întărite sau rigidizări suplimentare. Procedurile de sudare trebuie, de asemenea, controlate cu atenție, deoarece căldura de sudare poate provoca deformare.

Transformatoarele mari au nevoie de structuri de ridicare și suspendare puternice și fiabile.

Orelele de ridicare și punctele de ridicare trebuie poziționate în funcție de centrul de greutate al transformatorului și de sarcinile de ridicare așteptate. Designul nu ar trebui să ia în considerare doar greutatea statică. De asemenea, trebuie luate în considerare sarcinile dinamice în timpul manipulării și transportului.

Pentru transformatoarele foarte mari, transportul poate fi o parte majoră a lucrărilor de inginerie. Rezervorul poate experimenta vibrații și accelerații în timpul transportului rutier sau feroviar, astfel încât structura trebuie proiectată în consecință.

Flanșele sunt utilizate pentru capacele rezervoarelor, radiatoarelor, supapelor, conservatoarelor, bucșelor și altor componente.

O conexiune cu flanșă bine proiectată-ar trebui să ofere o rezistență adecvată și, mai important, să mențină compresia uniformă a garniturii în timp.

Designul flanșei ia în considerare de obicei:

Rezistență mecanică

Capacitate șurub

Compresia garniturii

Precizia sudării

Toleranțe de prelucrare

Performanță-de etanșare pe termen lung

Garnitura în sine ar trebui să fie, de asemenea, compatibilă cu uleiul de transformator și temperatura de funcționare așteptată.

Scurgerile de ulei sunt unul dintre lucrurile pe care producătorii de transformatoare vor cu siguranță să le evite.

Punctele potențiale de scurgere includflanșe de acoperire-de rezervor, conexiuni la radiator, supape, interfețe bucșe, capace de inspecție și îmbinări ale conductelor.

Din acest motiv, etanșarea trebuie luată în considerare încă de la începutul procesului de proiectare a rezervorului. Nu ar trebui tratat ca un detaliu final de asamblare.

Calitatea sudurii contează și aici. Sudurile slabe pot deveni puncte de scurgere, mai ales atunci când rezervorul este supus presiunii uleiului, schimbărilor de temperatură sau condițiilor de vid.

O etanșare bună ajută și la menținerea umezelii din transformator. Acest lucru este important în special pentru transformatoarele de-înaltă tensiune, deoarece umiditatea poate avea un efect semnificativ asupra performanței izolației și a îmbătrânirii.

Partea activă trebuie să rămână în poziția corectă în interiorul rezervorului.

Acest lucru devine deosebit de important în timpul transportului. Transformatoarele mari pot suferi vibrații, accelerații și sarcini de impact, iar miezul și ansamblul înfășurării nu ar trebui să se miște inutil.

Structurile de poziționare asigură reținere mecanică, evitând în același timp stresul excesiv asupra părții active.

De asemenea, structura trebuie să fie practică. Ar trebui să permită asamblarea și întreținerea fără a face transformatorul inutil de dificil de lucrat.

Pentru transformatoarele care folosesc circulația forțată a uleiului, uleiul trebuie să ajungă în locurile potrivite.

Nu este suficient să instalați o pompă și să presupunem că problema de răcire este rezolvată.

Distribuția internă slabă a uleiului poate lăsa anumite zone de înfășurare insuficient răcite, creând puncte fierbinți locale chiar și atunci când debitul general de ulei pare acceptabil.

Plăcile de ghidare, pereții despărțitori și canalele de curgere pot fi utilizate pentru a direcționa uleiul prin regiunile necesare. Proiectarea lor ar trebui să fie coordonată cu calculele termice ale transformatorului.

În mod ideal, sistemul ar trebui să asigure o bună distribuție a uleiului, ținând în același timp sub control pierderile de presiune.

Fluxul magnetic de scurgere de la înfășurări poate pătrunde în rezervorul de oțel. Acest lucru poate crea curenți turbionari în pereții rezervorului, ducând la pierderi suplimentare și la încălzire localizată.

Problema devine mai vizibilă la transformatoarele de{0}}capacitate mare.

Ecranul magnetic poate fi instalat în zonele în care fluxul de scurgere este deosebit de puternic. Ecranarea adecvată ajută la reducerea pierderilor de pierderi și la prevenirea creșterii excesive a temperaturii rezervorului.

Cu toate acestea, ecranarea nu este doar o chestiune de adăugare de plăci metalice oriunde există flux de scurgere. Geometria, materialul, poziția și aranjamentul de împământare trebuie luate în considerare cu atenție.

Ecranarea electromagnetică este strâns legată de ecranarea magnetică, dar cele două nu sunt exact același lucru.

Cablurile de-curenți mari, bucșele, capetele de înfășurare și alte componente pot produce câmpuri electromagnetice concentrate. Aceste domenii trebuie luate în considerare la proiectarea rezervorului și a sistemului său de ecranare.

Pentru transformatoarele de putere mari, simularea electromagnetică poate fi utilă pentru identificarea zonelor cu densitate mare a fluxului și probleme potențiale de pierdere-parazită.

Analiza cu elemente finite-, de exemplu, poate ajuta inginerii să facă ajustări înainte de fabricarea rezervorului. Acest lucru este de obicei mult mai ușor decât încercarea de a remedia o problemă de încălzire după ce transformatorul a fost deja construit.

Zgomotul transformatorului provine din mai multe surse, inclusiv magnetostricția miezului, forțele electromagnetice și vibrațiile mecanice.

Rezervorul poate transmite această vibrație și o poate radia ca zgomot audibil.

Acest lucru poate deveni o preocupare reală atunci când transformatoarele sunt instalate în apropiere de clădiri rezidențiale, spitale, unități comerciale, centre de date sau alte zone-sensibile la zgomot.

Prin urmare, în timpul etapei de proiectare ar trebui luate în considerare rigiditatea rezervorului, aranjarea rigidizării și traseele de transmisie a vibrațiilor.

Reducerea zgomotului nu înseamnă neapărat ca rezervorul să fie extrem de gros. În multe cazuri, un design structural mai inteligent poate controla vibrațiile fără a adăuga greutate inutilă.

Bucșele și îmbinările țevilor sunt interfețe importante între rezervorul transformatorului și echipamentul extern.

Un suport de bucșă trebuie să ofere un suport mecanic adecvat, menținând în același timp distanțele necesare de izolare electrică. De asemenea, trebuie să țină cont de toleranțele de instalare și de dilatarea termică.

Îmbinările țevilor pentru radiatoare, conservatoare, răcitoare și supape trebuie aranjate astfel încât instalarea și întreținerea să rămână practice.

La transformatoarele mari, acest aspect afectează și dimensiunile de transport. O conexiune care funcționează perfect în interiorul fabricii poate crea probleme atunci când transformatorul trebuie să treacă printr-o rută de transport îngustă.

Deci, din nou, cerințele mecanice, electrice și de transport ar trebui luate în considerare împreună.

Designul unuirezervor de ulei de transformatorimplică mult mai mult decât selectarea grosimii potrivite a plăcii de oțel.

Rezistența mecanică, performanța termică, fluxul de ulei, etanșarea, efectele electromagnetice, vibrațiile și procesele de fabricație sunt toate conectate.

Factorul de proiectare	Obiectivul principal
Rezistență mecanică	Rezistă la sarcini de operare, ridicare și transport
Rigiditatea rezervorului	Reduceți deformarea sub presiunea uleiului și vid
Etanșare	Preveniți scurgerea uleiului din transformator și pătrunderea umezelii
Design termic	Asigurați o disipare adecvată a căldurii și răcire
Fluxul de ulei	Asigurați răcirea eficientă a înfășurărilor și a miezului
Ecran magnetic	Reduceți pierderile de pierderi și încălzirea locală a rezervorului
Design electromagnetic	Controlați fluxul de scurgere și efectele electromagnetice
Controlul zgomotului	Reduceți vibrațiile și zgomotul radiat al transformatorului
Design flanșă	Mențineți etanșarea fiabilă-pe termen lung
Structura de ridicare	Asigurați manipularea și instalarea în siguranță
Structura de pozitionare	Asigurați partea activă în timpul transportului
Dispunerea țevilor și a ramurilor	Îndeplinește cerințele mecanice, electrice și de întreținere
Fabricarea	Controlați deformarea sudurii și toleranțele dimensionale

Pentru transformatoarele de-înaltă tensiune, acești factori devin și mai strâns legați. O modificare a structurii rezervorului poate afecta fluxul de ulei. O modificare a aranjamentului bucșei poate afecta distanța de izolare și dimensiunile de transport. O modificare a aranjamentului de ecranare poate afecta pierderile pierdute.

Cu alte cuvinte, proiectarea rezervorului face parte din proiectarea transformatorului-nu o idee ulterioară.

Pe măsură ce capacitatea transformatorului și tensiunea cresc, rezervorul de ulei devine o componentă de inginerie mai solicitantă.

Un transformator de 500 kV, de exemplu, poate conține o cantitate mare de ulei izolator și are dimensiuni foarte substanțiale. Rezervorul poate avea nevoie să găzduiască mai multe radiatoare sau răcitoare, pompe de ulei, bucșe, echipamente de-depresiune, conexiuni pentru conservator și dispozitive de transport.

În același timp, nivelurile ridicate ale curentului pot crește fluxul de scurgeri și pierderile parazite. Zonele din apropierea capetelor înfășurării și a cablurilor de-curenți înalți pot necesita, prin urmare, analize electromagnetice și ecranare suplimentare.

Pentrutransformatoare convertoare ±500kV, cerințele sunt și mai exigente. Aceste transformatoare sunt de obicei foarte mari, iar proiectarea rezervorului trebuie să ia în considerare coordonarea izolației, performanța de răcire, încărcarea termică, rezistența mecanică și condițiile de transport.

Același lucru este valabil și pentruReactoare paralele de 330 kV și 500 kV. Rezervoarele lor de ulei trebuie să suporte efectele electromagnetice, vibrațiile, răcirea, etanșarea și sarcinile de transport, menținând în același timp rezistența mecanică necesară.

Chiar și un rezervor bine proiectat-poate cauza probleme dacă calitatea de fabricație nu este suficient de bună.

Calitatea plăcilor de oțel, precizia de tăiere, procedurile de sudare, prelucrarea flanșelor, toleranțele dimensionale, testarea scurgerilor și tratarea suprafeței, toate au un impact direct asupra finisajului.rezervor transformator.

Sudarea merită o atenție deosebită. Prea multă căldură poate provoca deformare, în timp ce penetrarea inadecvată sau calitatea slabă a sudurii poate duce la scurgeri.

După fabricare, rezervoarele transformatoarelor pot fi supuse unor teste de scurgere, inspecții dimensionale și alte verificări de calitate. Aceste inspecții ajută la verificarea faptului că rezervorul este potrivit pentru partea activă, radiatoare, bucșe și alte componente.

Pentru transformatoarele mari de export, dimensiunile de transport trebuie, de asemenea, verificate cu atenție. Punctele de ridicare, punctele de ridicare și dispozitivele de transport trebuie proiectate pentru traseul și metoda de manipulare reală-nu doar adăugate la sfârșitul producției.

Transformator Yaweiproiectează și fabrică transformatoare-immerse în ulei și structuri suport pentru rezervoare pentru diferite niveluri de tensiune și aplicații.

Therezervor de ulei de transformatorpoate fi proiectat în funcție de capacitatea transformatorului, clasa de tensiune, metoda de răcire, mediul de instalare, condițiile de transport și cerințele clientului.

Pentru transformatoarele de distribuție mai mici, accentul se pune de obicei pe construcția compactă, răcirea eficientă și etanșarea fiabilă. Pentru transformatoarele de putere mari, designul devine mai cuprinzător, acoperind rezistența mecanică, fluxul de ulei, ecranarea electromagnetică, controlul zgomotului, ridicarea și transportul.

De la rezervoare standard de transformare la structuri personalizate pentru transformatoare de-tensiune mare și de-capacitate mare, rezervorul trebuie să funcționeze ca parte a sistemului complet de transformare.

Pentru următorul tăurezervor de ulei de transformator, un proiect de transformator-immers în ulei sau de-transformator de putere de înaltă tensiune, Yawei Transformer poate oferi asistență de inginerie și producție pe baza cerințelor tehnice specifice ale aplicației.

Contactați acum

Î: Cât de curând puteți livra transformatorul?

R: Depinde de cantitatea și capacitatea transformatorului, în mod normal în termen de o lună de la data desenului confirmată de cumpărător.

Î: Cât timp puteți oferi garanția de calitate?

R: 24 de luni de la data în funcțiune a transformatorului.

Î: Ce metodă de plată acceptați?

A: Se preferă T/T (transfer bancar), L/C ambele acceptate.