Transformatör yağ tankları için manyetik ve elektromanyetik koruma

Transformatörün çalışması sırasında, çekirdekten geçen ana manyetik akı demir kaybına neden olur ve sargedeki akım bakır kaybına neden olur. Bu iki ana kayıp türüne ek olarak, sarma akımı tarafından üretilen sızıntı akısı ve çekirdek aşırı heyecanlandığında çekirdekten kaçan sızıntı akısı da transformatörün yapısal kısımlarında ek kayıplara neden olacaktır. Bu yapısal parçalar sargılar, çekirdek kelepçeler, çekirdek tabakalar ve yağ tanklarını içerir.
Bunlar arasında, büyük - kapasite transformatörlerinde, yağ tankı duvarı, geniş alanı ve sızıntı manyetik alan alanına yakın konumu nedeniyle ek kayıpların konsantre alanlarından biri haline gelir. Kaybın bu kısmı sadece enerji kaybını arttırmakla kalmaz, aynı zamanda yağ tankı duvarının yerel aşırı ısınmasına neden olabilir ve transformatör çalışmasının güvenliğini ve güvenilirliğini etkileyebilir.

Yağ tankı duvarının ek kaybını etkili bir şekilde azaltmak ve lokal sıcaklık artışını önlemek için manyetik koruma (silikon çelik tabakalardan oluşur) veya elektromanyetik koruyucu (bakır plakalar veya alüminyum plakalar kullanılarak) teknoloji genellikle büyük -} kapasite transformatörlerinin yağ deposunda kullanılır. Bu ekranlama malzemeleri sızıntı akışını yönlendirebilir veya emebilir, böylece yağ tankı ve diğer yapısal parçalar üzerindeki etkisini azaltabilir ve transformatörün çalışma verimliliğini ve ömrünü iyileştirmek için önemli önlemlerdir.

Şekil 1: Transformatör sızıntısı manyetik alan

Manyetik ekranlama yapısı

Şekil 2: Transformatör Yağ Deposu Manyetik Koruma

 

 

 

A) Şerit - şekilli manyetik kalkan (manyetik kalkan yüksekliği H, silikon çelik tabakasının genişliğine eşittir)
b) Sac - şekilli manyetik kalkan (manyetik kalkan yüksekliği H, silikon çelik sac laminasyonunun kalınlığına eşittir)

Şekil 2'de gösterildiği gibi, yağ tankları için iki manyetik ekranlama yapısı vardır. Biri, Şekil 2A'da gösterildiği gibi, bir halkaya 1 günlük bir genişliği olan silikon çelik sac şeridi. Bu tip manyetik kalkan kullanıldığında, sızıntı akısı manyetik kalkanına silikon çelik sacın kalınlık yönünden girer ve manyetik kalkandaki girdap akımı kaybı küçüktür; Diğer manyetik kalkan tipi, B × L tabakalarına kesilmiş, Şekil 2B'de gösterildiği gibi belirli bir kalınlığa h yığılmış ve daha sonra yağ tankı duvarına monte edilen bir silikon çelik sac, - şekilli manyetik kalkan bir tabaktur. Bu tip manyetik kalkan, manyetik kalkanda büyük bir girdap akımı kaybına sahiptir, çünkü sızıntı akısı manyetik kalkanlara dikey olarak girer. Bununla birlikte, ikinci manyetik kalkan tipi, üretimi öncekinden daha basittir.
Fabrikalar genellikle standart genişlik spesifikasyonlarına göre manyetik ekranlama kullanır, manyetik kalkanın ortasındaki sızıntı akışını yaklaşık 1.7T olarak kontrol eder ve manyetik kalkanın kalınlığını belirler, böylece manyetik kalkan kaybı nispeten küçüktür ve sıcaklık artışı izin verilen aralık içinde tutulur.

Şekil 3: Yağ tankı duvarına giren sızıntı akı yoğunluğu ve manyetik akı dağılımı

 

 

a) Transformatörün sızıntı manyetik alanı
b) Manyetik koruma olmadan yağ tankı duvarına giren sızıntı akı yoğunluğu
c) Manyetik korumada sızıntı akısı

Manyetik kalkandaki manyetik akı yoğunluğunun hesaplanması, transformatördeki sızıntı akısının dağılımına dayanmaktadır. Şekil 1, transformatördeki sızıntı manyetik alanı göstermektedir ve yağ tankı duvarına giren sızıntı akısının dağılımı Şekil 3'te gösterilmektedir.
Şekil 3'te BM, yağ deposuna ve manyetik kalkanlara giren sızıntı manyetik yoğunluğunun genliğidir ve aynı zamanda yağ tankı ve manyetik kalkanın ortasındaki manyetik akının maksimum değeridir. Manyetik kalkandaki manyetik akı, manyetik akı yoğunluğunun yükseklik boyunca integralidir, bu da Şekil 3C'de gösterilen şekilde sonuçlanır. Manyetik kalkan alanının manyetik akı ile bölünmesi, manyetik kalkandaki manyetik akı yoğunluğunu verir.

Manyetik ekranlama kullanımı, sızıntı manyetik akısının radyal bileşenini artırabilir, böylece sargının radyal manyetik akısının girdap akımı kaybını ve bazı bobinlerin yerel sıcaklık artışını arttırabilir. Sargının girdap akımı kaybını hesaplarken ve sıcak nokta sıcaklığı artışını göz önünde bulundururken, manyetik korumanın sızıntı manyetik alanın dağılımı üzerindeki etkisi dikkate alınmalıdır.
Manyetik ekranlama kullanımı, yağ tankı kaybını büyük ölçüde azaltabilir. Manyetik koruyucu kullanıldıktan sonra, yağ tankının kaybı, yağ tankı duvarındaki kaybın ve manyetik kalkandaki kaybın toplamıdır.
Manyetik ekranlama kullanırken, manyetik korumanın sabitlenmesine dikkat edin ve manyetik ekranlamanın iyi topraklamasını sağlayın. Manyetik ekranlama iyi sabit değilse, transformatörün gürültüsü titreşim nedeniyle artabilir ve zayıf topraklama potansiyel süspansiyon nedeniyle lokal deşarja neden olabilir.

Manyetik ekranlama prensibi

Manyetik koruyucu, yakıt deposunun iç duvarına yüksek manyetik geçirgenlik malzemeleri (silikon çelik tabakalar gibi) döşeyerek yakıt deposunun çelik plakasından çok daha düşük bir manyetik direnç yolu oluşturur ve sızıntı manyetik akışını tank gövdesinden aktif olarak sapmaya ve koruma tabakasından konsantre etmeye zorlar. Bu işlem esasen "manyetik direnci en aza indirme" yasasını takiben manyetik akı -} doğal seçimidir, sızıntı manyetik alan silikon çelik sac tarafından verimli bir şekilde yakalanır, böylece yakıt tankı duvarındaki girdap akımı kaybını büyük ölçüde azaltır ve lokal abartma riskinden kaçınır. Aynı zamanda, güçlü bir kısıtlı manyetik şant olarak, manyetik kalkan, kapalı bir döngü oluşturmak için kendi içindeki dağınık sızıntılı manyetik akıyı kilitler, yakıt deposunun dışındaki sokak manyetik alan mukavemetini (özellikle açıklık ve kaynak alanı) önemli ölçüde zayıflatır ve çevredeki ekipmana elektromanyetik etkileşimi ortadan kaldırır. Maliyet, ekranlama tabakasının, manyetik akı taşıması nedeniyle (düşük - kayıp silikon çeliği ve ısı dağılma tasarımı ile optimize edilebilen) histerezis ve girdap akım kayıpları üretmesidir, ancak genel kayıp, kontrol edilebilir dağılımdan (yakıt deposu) yönetilebilir konsantrasyona (kalıplama) stratejik bir göç elde etmiştir.

Elektromanyetik ekranlama

Elektromanyetik ekranlama, büyük - kapasite transformatörlerinin, özellikle büyük akım uçlarının yakınında yağ tankı korumasının yağ tankı koruması için de kullanılır.
Elektromanyetik ekranlama, sızıntı akısını yeniden dağıtmak için iletken plakalarda girdap akımları kullanır. Fonksiyonu, elektromanyetik ekranlama parçasının manyetik direncini arttırmaktır, böylece elektromanyetik ekranlama kısmının sızıntı akısı bileşeni azalır, böylece yağ tankındaki girdap akımı ve girdap akımı kaybı yoğunluğunu azaltır, yağ deposundaki kaybı azaltır ve yağ deposunun ve yapısal parçaların lokal aşırı heatingini ortadan kaldırır.
Elektromanyetik korumada girdap akımları olduğundan, elektromanyetik ekranlamada kayıplar vardır, bu nedenle yağ tankı kaybı yağ tankı duvarındaki kaybın ve elektromanyetik ekranlamadaki kaybın toplamıdır.
Genel olarak, alüminyum plakaları elektromanyetik ekranlama olarak kullanırken, alüminyum plakaların kalınlığı yaklaşık 8 mm'dir; Bakır plakaları elektromanyetik ekranlama olarak kullanırken, bakır plakaların kalınlığı yaklaşık 4 mm'dir.
Elektromanyetik korumanın girdap akımı reaksiyonuna sahip olduğundan, elektromanyetik ekranlama, sadece yağ tankı kaybını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda sargının radyal sızıntısı akışının girdap akım kaybını azaltır. Ek kayıpları azaltmak için manyetik ekranlama ve elektromanyetik ekranlama kullanmanın etkisi tabloda gösterilmiştir ve manyetik ekranlama kullanıldığında toplam ek kayıp karşılaştırma için% 100'dür.

Elektromanyetik ekranlama prensibi

Eddy Actant Anti - Magnetizma: İyi elektrik iletkenliğine sahip metal malzemeler (bakır, alüminyum vb.) Yağ tankı bağlantı noktasında kalkan olarak kullanılır. Transformatör çalışırken, alternatif manyetik alan bu iletken malzemelerde girdap akımları üretecektir. Lenz yasasına göre, girdap akımları orijinal manyetik alanın ters yönünde manyetik bir alan üretecektir. Bu ters manyetik alan, orijinal manyetik alanın bir kısmını dengeleyebilir, böylece manyetik alanı zayıflatabilir ve manyetik alanın yağ tankı bağlantı noktasından sızıntısını azaltabilir.

Elektrik alanı sonlandırma ve yük nötralizasyonu: Elektrik kalkanı topraklandıktan sonra, iletkenin yüzeyindeki elektrik alanını sonlandırabilir. Yüksek - potansiyel devre tarafından üretilen elektrik alanı, kalkandaki yükleri indükleyeceğinden, bu uyarılmış yükler topraklama noktasından yere girer, böylece iletkenin yüzeyindeki yükleri nötralize eder, elektrik alanının birleştirme parazitini baskılayarak ve elektrik alanının dışarıdan yağ tankı portundan etkilemesini önler.

Manyetik ekranlama ve elektromanyetik ekranlama arasındaki temel fark, manyetik sızıntı alanı üzerindeki etkisinden elde edilebilir. Manyetik koruma kullanırken, bkz. Şekil 3, sızıntı manyetik akısının ana yolu, sarmanın yüksekliği ve radyal yolun hava yolu uzunluğudur. Ferromanyetik malzemelerin, yüksek manyetik geçirgenlikleri nedeniyle manyetik akı dağılımı üzerinde çok az etkisi vardır. Manyetik devre ve manyetik alan hesaplaması açısından, manyetik akı dağılımının sabit bir manyetik akı manyetik devre olduğu düşünülebilir. Yağ tankının içine manyetik ekranlama eklemek temel olarak manyetik akı dağılımını etkilemez.
Gerçekte de durum böyle. Deneyler, manyetik ekranlama kullanımının transformatörün kısa - devre empedansı üzerinde hiçbir etkisi olmadığını, yani manyetik akı miktarı değişmediğini doğrulamıştır; Bununla birlikte, büyük akım kurşununun yakınındaki elektromanyetik korumanın sızıntı manyetik alanı farklıdır. Yağ tankı duvarına elektromanyetik koruma eklendikten sonra, elektromanyetik ekranlamanın girdap akımı, büyük akım kurşun tarafından üretilen sızıntı manyetik akıyı dengeleyerek kurşun sızıntısı manyetik akısını azaltacaktır. Bu, sabit bir amper - dönüş manyetik alanıdır ve girdap akımı sızıntı manyetik akısını azaltır.