Dipòsit d'oli del transformador: estructura, requisits i consideracions clau de disseny
Quan la gent parla d'un transformador-immers en oli, normalment se centren en el nucli, els bobinatges, l'aïllament o el sistema de refrigeració. Eldipòsit d'oli del transformadorno sempre rep la mateixa atenció. Però a la pràctica, és una part força important de tot el transformador.
El dipòsit conté l'oli aïllant, protegeix la part activa, suporta equips de refrigeració i accessoris i ha de suportar càrregues mecàniques durant el funcionament i el transport. Per als transformadors més grans, el seu disseny pot arribar a ser sorprenentment complicat.
Depenent de l'aplicació, els dipòsits d'oli del transformador es poden utilitzar per als transformadors classificats desTransformadors convertidors de 6kV, 10kV, 35kV i 66kV a 110kV, 220kV, 330kV, 500kV i ±500kV. Principis de disseny similars també s'apliquen als reactors paral·lels de 330 kV i 500 kV.
Aleshores, què fa un bon dipòsit d'oli de transformador? Fem una ullada més de prop.
Requisits bàsics per als dipòsits d'oli de transformador
La feina més evident d'un dipòsit d'oli de transformador éscontenir l'oli del transformador i protegir el nucli i els bobinatges. Això només és una part de la història, però.
El dipòsit també ha de proporcionar una resistència mecànica suficient, mantenir un segellat fiable, treballar amb el sistema de refrigeració seleccionat i mantenir-se estable durant l'aixecament i el transport.
Naturalment, els requisits es tornen més exigents a mesura que augmenten la tensió i la capacitat del transformador.
| Tensió del transformador | Consideracions típiques del disseny del dipòsit d'oli |
|---|---|
| 6kV-10kV | Estructura compacta, segellat fiable, fabricació econòmica i dissipació efectiva de la calor |
| 35 kV-66 kV | Majors espais d'aïllament, millora de la resistència mecànica i disposicions de refrigeració adequades |
| 110 kV | Requisits més elevats per a segellat, resistència al transport, disposició de la boquilla i espais lliures interns |
| 220 kV | Gran volum d'oli, estructura de dipòsit més forta, blindatge electromagnètic i disseny de refrigeració sofisticat |
| 330 kV-500 kV | Construcció resistent-, alta resistència mecànica, deformació de soldadura controlada i blindatge avançat |
| Transformadors convertidors de ±500kV | Construcció de dipòsits a gran-escala, coordinació estricta de l'aïllament, gestió del flux d'oli-de refrigeració i consideracions de transport |
| Reactors paral·lels de 330kV/500kV | Alta resistència mecànica, disseny de baixa-pèrdua, segellat fiable i control eficaç de les fuites magnètiques |
Una cosa que val la pena assenyalar ésresistència al buit. Durant la fabricació del transformador, el dipòsit es pot sotmetre a un tractament al buit per a l'assecat i l'ompliment d'oli. Un dipòsit que sigui prou fort a pressió atmosfèrica normal pot no funcionar bé al buit si la seva estructura no s'ha dissenyat correctament.
És per això que la rigidesa del dipòsit, els reforços, la construcció de la brida i la qualitat de la soldadura són importants.
Classificació i estructura dels tancs d'oli de transformador
Hi ha diverses maneres de classificar els dipòsits d'oli dels transformadors. Dos dels més pràctics són demètode de refredamenti performa de tanc.
Classificació dels dipòsits d'oli del transformador per mètode de refrigeració
El sistema de refrigeració té una influència directa en el disseny del dipòsit.
En un transformador refrigerat de manera natural, la calor del nucli i els bobinatges es transfereix a l'oli aïllant i després s'allibera a través de la superfície del dipòsit, radiadors o parets corrugades.
Els transformadors més grans sovint utilitzen circulació forçada d'oli. Aquí s'afegeixen bombes i refrigeradors externs, i el dipòsit necessita connexions d'entrada i sortida d'oli dissenyades correctament. Dins del dipòsit, l'oli també ha de moure's per les zones adequades en lloc de circular simplement a l'atzar.
Els mètodes comuns de refrigeració del transformador inclouen:
ONAN- Oli Natural Aire Natural
ONAF- Oli Natural Air Forced
OFAF- Oil Forced Air Forced
OFWF- Oli forçat Aigua forçada
El dipòsit i el sistema de refrigeració s'han de dissenyar com un sol sistema. Intentar tractar-los com a components completament separats pot provocar una mala distribució de l'oli, pèrdues de pressió innecessàries o punts calents locals.
Classificació per forma del tanc
La forma del dipòsit és una altra forma habitual de classificar els dipòsits d'oli del transformador.
Tancs de-paret planas'utilitzen habitualment per a transformadors-petits i mitjans. Són relativament senzills i es poden combinar amb radiadors externs.
Tancs de-paret onduladaUtilitzeu panells d'acer ondulat per augmentar la superfície de refrigeració. Les parets corrugades també poden acomodar els canvis de volum d'oli causats per les variacions de temperatura.
Per a transformadors de gran potència,tancs de tapa-campana o desmuntable-són àmpliament utilitzats. La secció superior del dipòsit es pot aixecar lluny de la secció inferior, donant accés als enginyers al nucli i als bobinatges durant el muntatge, la inspecció i el manteniment.
No hi ha una forma de tanc que sigui la millor per a cada transformador. L'elecció correcta depèn de la capacitat, la tensió, el mètode de refrigeració, els límits de transport i els requisits de manteniment.
Estructures comuns del dipòsit d'oli de transformador
Dipòsits d'oli de transformador de mida petita i mitjana-
L'estructura d'una-mida petita o mitjanadipòsit d'oli del transformadorsol ser bastant senzill.
Pot consistir en plaques d'acer soldades, una coberta de dipòsit, puntes d'elevació, punts de connexió a terra, connexions de radiadors, components de drenatge i farciment d'oli, interfícies de termòmetre i obertures de bujes.
Per als transformadors de distribució compactes, el mateix dipòsit també pot contribuir significativament a la dissipació de calor. Les parets corrugades, per exemple, proporcionen una zona de refrigeració addicional sense requerir un gran nombre de panells de radiadors externs.
Tot i així, senzill no vol dir sense importància.
La soldadura deficient, la deformació de la brida o les superfícies irregulars poden causar problemes de segellat. Una petita fuita d'oli pot no semblar greu al principi, però finalment pot permetre que la humitat entri al transformador o reduir el nivell d'oli.
Grans dipòsits d'oli de transformador
Els transformadors de gran potència són una història diferent.
Un dipòsit gran pot incloure el cos del dipòsit principal, la coberta del dipòsit, la secció superior del tipus campana-, radiadors, bombes d'oli, refrigeradors, connexions de conservador, dispositius d'alleujament de pressió-, torretes de bujes, caixa de cables, estructures d'elevació i accessoris de transport.
I totes aquestes parts han de treballar juntes.
El dipòsit ha de suportar una massa molt gran mantenint la precisió dimensional. També ha de suportar vibracions durant el transport, forces d'elevació durant la instal·lació i condicions de pressió o buit durant la fabricació i l'operació.
Per als transformadors de 220 kV, 330 kV i 500 kV, el dipòsit no és només una caixa d'acer fabricada. És una estructura mecànica curosament dissenyada.
Consideracions clau de disseny per a l'estructura del dipòsit d'oli del transformador
Una sèrie de detalls poden afectar la fiabilitat d'un tanc de transformador. Alguns són fàcils de passar per alt durant l'etapa inicial de disseny.
Estructura de la vora del tanc
Les vores del dipòsit, especialment al voltant de la brida, són importants tant per a la resistència com per al segellat.
Una brida necessita prou rigidesa per evitar una deformació excessiva quan s'ajusten els cargols. Si la brida es doblega, la compressió de la junta pot ser desigual i es poden produir fuites.
Els tancs grans poden necessitar vores reforçades o reforços addicionals. Els procediments de soldadura també s'han de controlar amb cura perquè la calor de la soldadura pot provocar deformacions.
Estructura de suspensió
Els grans transformadors necessiten estructures d'elevació i suspensió fortes i fiables.
Les puntes d'elevació i els punts d'elevació s'han de col·locar segons el centre de gravetat del transformador i les càrregues d'elevació previstes. El disseny no només ha de tenir en compte el pes estàtic. També cal tenir en compte les càrregues dinàmiques durant la manipulació i el transport.
Per als transformadors molt grans, el transport pot ser una part important del treball d'enginyeria. El dipòsit pot experimentar vibracions i acceleracions durant el transport per carretera o ferrocarril, de manera que l'estructura s'ha de dissenyar en conseqüència.
Estructura de connexió de brida
Les brides s'utilitzen per a cobertes de tancs, radiadors, vàlvules, conservadors, casquilles i altres components.
Una connexió de brida ben dissenyada-ha de proporcionar una resistència adequada i, el que és més important, mantenir una compressió uniforme de la junta al llarg del temps.
El disseny de la brida sol tenir en compte:
Resistència mecànica
Capacitat del parabolt
Compressió de la junta
Precisió de soldadura
Toleràncies de mecanitzat
Rendiment-de segellat a llarg termini
La junta mateixa també ha de ser compatible amb l'oli del transformador i la temperatura de funcionament esperada.
Segellat del transformador
Les fuites d'oli és una de les coses que els fabricants de transformadors volen evitar.
Els possibles punts de fuita inclouen-brides de coberta del dipòsit, connexions del radiador, vàlvules, interfícies de casquilles, cobertes d'inspecció i juntes de canonades.
Per aquest motiu, el segellat s'ha de considerar des del començament del procés de disseny del tanc. No s'ha de tractar com un detall del muntatge final.
La qualitat de la soldadura també és important aquí. Les soldadures deficients poden convertir-se en punts de fuites, especialment quan el dipòsit està sotmès a pressió d'oli, canvis de temperatura o condicions de buit.
Un bon segellat també ajuda a mantenir la humitat fora del transformador. Això és especialment important per als transformadors d'alta-tensió perquè la humitat pot tenir un efecte significatiu en el rendiment de l'aïllament i l'envelliment.
Estructura de posicionament del cos del tanc
La part activa ha de romandre en la posició correcta dins del dipòsit.
Això esdevé especialment important durant el transport. Els transformadors grans poden experimentar càrregues de vibració, acceleració i impacte, i el nucli i el conjunt de bobinats no s'han de moure innecessàriament.
Les estructures de posicionament proporcionen una retenció mecànica alhora que eviten una tensió excessiva a la part activa.
L'estructura també ha de ser pràctica. Ha de permetre el muntatge i el manteniment sense dificultar innecessàriament el treball del transformador.
Estructura de guia d'oli per a la refrigeració forçada d'oli
Per als transformadors que utilitzen circulació forçada d'oli, l'oli ha d'arribar als llocs adequats.
No n'hi ha prou amb instal·lar una bomba i suposar que el problema de refrigeració està resolt.
Una mala distribució interna de l'oli pot deixar certes zones de bobinatge insuficientment refredades, creant punts calents locals fins i tot quan el cabal d'oli general sembla acceptable.
Les plaques de guia, les particions i els canals de flux es poden utilitzar per dirigir l'oli a través de les regions necessàries. El seu disseny s'ha de coordinar amb els càlculs tèrmics del transformador.
L'ideal és que el sistema proporcioni una bona distribució de l'oli mantenint les pèrdues de pressió sota control.
Blindatge magnètic del tanc
El flux magnètic de fuites dels bobinatges pot entrar al dipòsit d'acer. Això pot crear corrents de Foucault a les parets del tanc, provocant pèrdues addicionals i calefacció localitzada.
El problema es fa més evident en els transformadors de gran-capacitat.
El blindatge magnètic es pot instal·lar en zones on el flux de fuites és especialment fort. Un blindatge adequat ajuda a reduir les pèrdues periòdiques i a prevenir l'augment excessiu de la temperatura del dipòsit.
Tanmateix, el blindatge no és simplement una qüestió d'afegir plaques metàl·liques allà on hi hagi flux de fuites. La geometria, el material, la posició i la disposició de la presa de terra s'han de considerar amb cura.
Blindatge electromagnètic del tanc
El blindatge electromagnètic està estretament relacionat amb el blindatge magnètic, però els dos no són exactament el mateix.
Els cables d'alta-intensitat, els casquilles, els extrems de bobinatge i altres components poden produir camps electromagnètics concentrats. Aquests camps s'han de tenir en compte a l'hora de dissenyar el dipòsit i el seu sistema de blindatge.
Per als transformadors de gran potència, la simulació electromagnètica pot ser útil per identificar àrees amb alta densitat de flux i problemes potencials de pèrdua-permanent.
L'anàlisi d'elements-finits, per exemple, pot ajudar els enginyers a fer ajustos abans de fabricar el dipòsit. Això sol ser molt més fàcil que intentar solucionar un problema de calefacció després que el transformador ja s'hagi construït.
Estructura d'aïllament acústic i reducció del soroll del dipòsit
El soroll del transformador prové de diverses fonts, com ara la magnetostricció del nucli, les forces electromagnètiques i la vibració mecànica.
El dipòsit pot transmetre aquesta vibració i irradiar-la com a soroll audible.
Això pot convertir-se en una preocupació real quan els transformadors s'instal·len a prop d'edificis residencials, hospitals, instal·lacions comercials, centres de dades o altres zones-sensibles al soroll.
Per tant, durant l'etapa de disseny s'han de tenir en compte la rigidesa del dipòsit, la disposició del rigiditzador i les vies de transmissió de vibracions.
La reducció del soroll no significa necessàriament fer que el dipòsit sigui extremadament gruixut. En molts casos, un disseny estructural més intel·ligent pot controlar la vibració sense afegir pes innecessari.
Disseny d'unió de tubs i tubs
Els buixos i les juntes de canonades són interfícies importants entre el tanc del transformador i l'equip extern.
Un aixecador de casquilles ha de proporcionar un suport mecànic adequat mantenint les distàncies d'aïllament elèctric requerides. També ha de tenir en compte les toleràncies d'instal·lació i l'expansió tèrmica.
Les juntes de canonades de radiadors, conservadors, refrigeradors i vàlvules s'han de disposar de manera que la instal·lació i el manteniment siguin pràctics.
En transformadors grans, aquest disseny també afecta les dimensions del transport. Una connexió que funcioni perfectament dins de la fàbrica pot generar problemes quan el transformador ha de passar per una ruta de transport estreta.
Així, de nou, els requisits mecànics, elèctrics i de transport s'han de considerar conjuntament.
Factors clau de disseny per als tancs d'oli de transformadors
El disseny d'adipòsit d'oli del transformadorimplica molt més que seleccionar el gruix adequat de la placa d'acer.
La resistència mecànica, el rendiment tèrmic, el flux d'oli, el segellat, els efectes electromagnètics, les vibracions i els processos de fabricació estan connectats.
| Factor de disseny | Objectiu principal |
| Resistència mecànica | Resistent a càrregues d'operació, elevació i transport |
| Rigidesa del dipòsit | Redueix la deformació sota la pressió de l'oli i el buit |
| Segellat | Eviteu les fuites d'oli del transformador i l'entrada d'humitat |
| Disseny tèrmic | Proporcioneu una dissipació de calor i un refredament adequats |
| Flux d'oli | Assegureu-vos un refredament efectiu dels bobinatges i del nucli |
| Blindatge magnètic | Redueix les pèrdues periòdiques i la calefacció local del dipòsit |
| Disseny electromagnètic | Controlar el flux de fuites i els efectes electromagnètics |
| Control de soroll | Redueix la vibració i el soroll radiat del transformador |
| Disseny de brida | Mantingueu un segellat fiable a llarg termini- |
| Estructura elevadora | Proporcioneu una manipulació i instal·lació segura |
| Estructura de posicionament | Assegureu la part activa durant el transport |
| Distribució de canonades i aixetes | Complir els requisits mecànics, elèctrics i de manteniment |
| Fabricació | Controlar la deformació de la soldadura i les toleràncies dimensionals |
Per als transformadors d'alta -tensió, aquests factors es connecten encara més estretament. Un canvi en l'estructura del dipòsit pot afectar el flux d'oli. Un canvi en la disposició de la boquilla pot afectar els espais lliures d'aïllament i les dimensions de transport. Un canvi en la disposició del blindatge pot afectar les pèrdues perdudes.
En altres paraules, el disseny del tanc forma part del disseny del transformador-no una idea posterior.
Disseny de tancs d'oli de transformador per a transformadors d'alta-tensió
A mesura que augmenten la capacitat i la tensió del transformador, el dipòsit d'oli es converteix en un component d'enginyeria més exigent.
Un transformador de 500 kV, per exemple, pot contenir una gran quantitat d'oli aïllant i tenir unes dimensions molt importants. És possible que el dipòsit hagi d'allotjar diversos radiadors o refrigeradors, bombes d'oli, casquilles, equips d'alleujament de pressió-, connexions de conservador i accessoris de transport.
Al mateix temps, els nivells de corrent elevats poden augmentar el flux de fuites i les pèrdues perdudes. Per tant, és possible que les zones properes als extrems dels bobinatges i als cables d'alta-intensitat requereixin una anàlisi electromagnètica i un blindatge addicionals.
PerTransformadors convertidors de ±500kV, els requisits són encara més exigents. Aquests transformadors solen ser molt grans i el disseny del seu dipòsit ha de tenir en compte la coordinació de l'aïllament, el rendiment de refrigeració, la càrrega tèrmica, la resistència mecànica i les condicions de transport.
El mateix s'aplica aReactors paral·lels de 330 kV i 500 kV. Els seus dipòsits d'oli han de suportar efectes electromagnètics, vibracions, refrigeració, segellat i càrregues de transport mantenint la resistència mecànica requerida.
Qualitat de fabricació del dipòsit d'oli del transformador
Fins i tot un tanc-ben dissenyat pot causar problemes si la qualitat de fabricació no és prou bona.
La qualitat de la placa d'acer, la precisió de tall, els procediments de soldadura, el mecanitzat de brides, les toleràncies dimensionals, les proves de fuites i el tractament de superfícies tenen un impacte directe en l'acabat.tanc del transformador.
La soldadura mereix una atenció especial. Massa calor pot provocar deformacions, mentre que una penetració inadequada o una mala qualitat de la soldadura poden provocar fuites.
Després de la fabricació, els tancs del transformador poden sotmetre's a proves de fuites, inspeccions dimensionals i altres controls de qualitat. Aquestes inspeccions ajuden a verificar que el dipòsit és adequat per a la part activa, radiadors, casquilles i altres components.
Per als grans transformadors d'exportació, les dimensions del transport també s'han de comprovar acuradament. Els punts d'elevació, els punts d'aixecament i els accessoris de transport s'han de dissenyar per a la ruta i el mètode de manipulació reals-no només afegir-los al final de la producció.
Yawei Transformer Oil Tank Solutions
Transformador Yaweidissenya i fabrica transformadors-immersos en petroli i estructures de suport de tancs per a diferents nivells de tensió i aplicacions.
Eldipòsit d'oli del transformadores pot dissenyar segons la capacitat del transformador, la classe de tensió, el mètode de refrigeració, l'entorn d'instal·lació, les condicions de transport i els requisits del client.
Per als transformadors de distribució més petits, l'atenció se centra normalment en la construcció compacta, la refrigeració eficaç i el segellat fiable. Per als transformadors de gran potència, el disseny es fa més complet, que cobreix la resistència mecànica, el flux d'oli, el blindatge electromagnètic, el control del soroll, l'elevació i el transport.
Des de tancs de transformador estàndard fins a estructures personalitzades per a transformadors d'alta-tensió i gran-capacitat, el dipòsit ha de funcionar com a part del sistema de transformador complet.
Per la teva properadipòsit d'oli del transformador, transformador submergit en oli-o projecte de transformador de potència d'alta-tensió, Yawei Transformer pot proporcionar suport d'enginyeria i fabricació en funció dels requisits tècnics específics de l'aplicació.
P: Quan aviat podeu lliurar el transformador?
R: Depèn de la quantitat i capacitat del transformador, normalment en el termini d'un mes des de la data de dibuix confirmada pel comprador.
P: Quant de temps podeu oferir la garantia de qualitat?
R: 24 mesos des que el transformador de data va funcionar.
P: Quin mètode de pagament accepteu?
R: Es prefereix T/T (transferència bancària), s'accepten tots dos L/C.
