Transformateur extérieur immergé dans l'huile, 10kv, 20kv, 35kv

Le transformateur immergé dans l'huile du transformateur extérieur 10kv 20kv 35kv repose sur l'huile pour l'isolation et le refroidissement, avec diverses méthodes de refroidissement telles que l'auto-refroidissement, le refroidissement par air, le refroidissement par eau et la circulation forcée de l'huile. Les principaux composants comprennent un noyau de fer, un enroulement, un réservoir d'huile, un conservateur d'huile, un respirateur, un tube antidéflagrant, un radiateur, un manchon isolant, un changeur de prises, un relais de gaz, un thermomètre, un purificateur d'huile, etc.

Les tôles d'acier au silicium des transformateurs immergés dans l'huile ont une couche intermédiaire unique qui permet à l'huile du transformateur de pénétrer et de jouer un rôle tampon, ce qui entraîne des niveaux de bruit plus faibles. Cependant, le commutateur de régulation de pression, situé à l'intérieur du réservoir de carburant, peut poser problème si le contact n'est pas bon, conduisant à un circuit ouvert ou même à un grillage du commutateur sous des charges élevées.

Température de fonctionnement du transformateur immergé dans l'huile du transformateur extérieur 10kv 20kv 35kv

Les transformateurs à huile sont conçus pour fonctionner dans des conditions de refroidissement spécifiques, comme indiqué sur la plaque signalétique. Il est important de s'assurer que la température supérieure de l'huile ne dépasse pas 90 ℃ pour maintenir des performances optimales et éviter la dégradation de l'isolation. Pour un fonctionnement régulier, il est recommandé de maintenir la température supérieure de l'huile en dessous de 85 ℃, avec une alarme réglée à 80 ℃ pour alerter de tout problème potentiel.

Surcharge

Les transformateurs sont conçus pour gérer à la fois les situations de surcharge normale et accidentelle, et il est recommandé de mettre en place des signaux de surcharge. Dans les cas où les signaux de surcharge ne peuvent pas être installés, un appareil de mesure complet doit être utilisé à la place. Pour les transformateurs immergés dans l'huile, la valeur du signal de surcharge doit être réglée entre 1,1 et 1,2 fois le courant nominal du transformateur. En revanche, pour les transformateurs de type sec, la valeur du signal de surcharge doit être comprise entre 1,2 et 1,3 fois le courant nominal, en tenant compte du courant du ventilateur pendant le fonctionnement. Il est important de surveiller les changements de charge et de température du transformateur une fois le signal de surcharge déclenché. Des inspections régulières doivent être effectuées pour identifier la cause de la surcharge si les circonstances le permettent. Si la surcharge est importante (dépassant 1,3 fois le courant nominal) ou si la température dépasse la limite supérieure, la charge doit être réduite. Les téléchargements de données mensuels et l'analyse de la charge sont essentiels lors de l'installation d'un transformateur complet. Pour les transformateurs présentant des modèles de surcharge, la fréquence de collecte des données doit être augmentée et des mesures de charge et de température doivent être prises pendant les calculs de surcharge. Dans la mesure du possible, des inspections et des enquêtes rapides doivent être effectuées pour déterminer la cause de la surcharge. Si la charge du transformateur dépasse un seuil critique (1,3 fois ou plus du courant nominal) ou si la température dépasse la limite supérieure, la charge doit être diminuée.

Méthode de refroidissement

Il existe trois méthodes de refroidissement principales utilisées dans les transformateurs immergés dans l'huile :

1. Auto-refroidissement immergé dans l'huile, qui repose sur la convection naturelle de l'huile pour dissiper la chaleur.

2. Refroidi par air immergé dans l'huile, qui s'appuie sur la méthode d'auto-refroidissement et intègre un ventilateur pour souffler de l'air sur le réservoir d'huile et les tuyaux, améliorant ainsi la dissipation thermique.

3. La circulation forcée de l'huile consiste à utiliser une pompe à huile pour extraire l'huile chaude du transformateur, la refroidir extérieurement, puis la renvoyer au transformateur.

Fonction structurelle

Le transformateur primaire de la sous-station primaire d'un système d'alimentation électrique de transport ferroviaire urbain est généralement un transformateur triphasé immergé dans l'huile. Ce type de transformateur comprend plusieurs composants clés, notamment un noyau de fer, un enroulement, un réservoir d'huile, un dispositif de régulation de tension, un radiateur, un conservateur d'huile, un relais de gaz, un manchon isolant, un tube antidéflagrant et d'autres pièces.

1. Noyau de fer

Le noyau de fer est composé de tôles d'acier au silicium présentant une excellente conductivité magnétique empilées ensemble, formant un circuit de fermeture de flux magnétique. Les enroulements primaire et secondaire du transformateur sont enroulés sur un noyau de fer. Les noyaux de transformateur sont séparés en deux types de structures : le type de noyau et le type de revêtement. Actuellement, les transformateurs largement utilisés sont tous des frameworks de base. Le noyau de fer en forme de cœur est composé d'une colonne de noyau de fer sud et d'un joug de fer. Le noyau de fer d'un transformateur immergé dans l'huile dispose d'un flux d'huile pour refroidir le noyau de fer, ce qui facilite le flux d'huile dans le transformateur et améliore également le résultat de dissipation de la chaleur des outils.

2. Le bobinage

L'enroulement, également appelé bobine, est le circuit conducteur d'un transformateur, qui est enroulé avec un cordon de cuivre ou d'aluminium pour former une forme ronde multicouche. Les enroulements primaire et secondaire sont gainés de manière concentrique sur la colonne à noyau de fer. Pour les fonctions d'isolation, l'enroulement basse tension est normalement placé à l'intérieur et l'enroulement haute tension est placé à l'extérieur. Le matériau isolant est enroulé autour du bord externe du cordon pour assurer une certaine isolation entre les câbles et entre les câbles et le sol.

3. Le réservoir d'huile

Le réservoir de stockage de pétrole est le revêtement extérieur d'un transformateur immergé dans l'huile, qui est utilisé non seulement pour stocker du pétrole, mais également pour installer divers autres éléments.

4. Dispositif de régulation de tension

Le dispositif de régulation de tension est prêt à assurer la stabilité de la deuxième tension du transformateur. Lorsque la tension d'alimentation est modifiée, utilisez un dispositif de régulation de tension pour réajuster le changeur de robinet du transformateur afin d'obtenir une certaine tension de résultat stable du côté supplémentaire. Le dispositif de régulation de tension est divisé en deux types : l'outil de loi de tension chargé et l'outil de régulation de tension non chargé.

5. Le radiateur

Le radiateur est installé sur la paroi du réservoir d'huile et les composants supérieur et inférieur sont reliés au réservoir de stockage d'huile par des tuyaux. Lorsqu'il existe une différence de température entre les températures d'huile supérieure et inférieure du transformateur, une convection d'huile se forme via le radiateur. Après refroidissement par le radiateur, il retourne vers le réservoir de stockage d’huile, jouant un rôle dans l’abaissement de la température de l’huile du transformateur. Pour améliorer l'impact du refroidissement, des procédures telles que l'auto-climatisation, le refroidissement par air requis et le refroidissement par eau requis peuvent être adoptées.

6. Conservateur d'huile

Conservateur d'huile, également connu sous le nom de conservateur d'huile. L'huile de transformateur connaîtra une croissance et un resserrement thermiques en raison des changements de température, et le niveau d'huile augmentera ou diminuera également avec les changements de température. La caractéristique du conservateur d'huile est de fournir une pièce barrière pour le développement thermique et la contraction de l'huile et de maintenir le réservoir de stockage d'huile constamment rempli d'huile. Dans le même temps, grâce à la présence d'un conservateur d'huile, le contact avec une zone située entre l'huile et l'air est réduit, ce qui peut diminuer l'oxydation de l'huile.

7. Relais de gaz

Le relais à gaz, également connu sous le nom de relais à gaz, est le principal dispositif de protection contre les erreurs internes des transformateurs. Il est installé au milieu du tuyau d'huile de raccordement entre le réservoir d'huile et le conservateur. Lorsqu'une erreur majeure se produit à l'intérieur du transformateur, le relais de gaz se connecte au disjoncteur et se déclenche dans le même circuit. Lorsqu'un défaut mineur se produit à l'intérieur du transformateur, le relais de gaz se connecte au circuit de signal d'erreur.

8. Les manchons d'isolation haute et basse

Les manchons d'isolation basse et haute se trouvent sur le couvercle supérieur du réservoir d'huile du transformateur, et les manchons d'isolation en céramique sont généralement utilisés pour les transformateurs immergés dans l'huile. La caractéristique du manchon isolant est de maintenir une bonne isolation entre les fils des enroulements basse et haute tension et le réservoir d'huile et de réparer les fils.

9. Tube antidéflagrant

Le tube antidéflagrant, également appelé voies respiratoires de sûreté et de sécurité, est installé sur le réservoir d'huile du transformateur et sa prise électrique est scellée avec un film de verre antidéflagrant. Lorsqu'un dysfonctionnement majeur se produit à l'intérieur du transformateur et que le relais de gaz tombe en panne, le gaz à l'intérieur du réservoir d'huile apparaît dans le film antidéflagrant en verre et jaillit hors du passage d'air de sécurité pour empêcher le transformateur de décoller. Structure d'isolation

Effet d'isolation du transformateur

(1) Protégez le corps conducteur de diverses autres parties.

(2) Peut séparer divers composants chargés.

(3) Une configuration d'isolation pratique peut améliorer l'uniformité de la circulation de la zone électrique.

(4) Permettre aux pièces électriques d'atteindre une certaine capacité.

(5) Joue un rôle dans l'assistance mécanique, la fixation et le flux d'huile pour la dissipation thermique.

Classification et exigences d'isolation pour le transformateur immergé dans l'huile de transformateur extérieur 10kv 20kv 35kv

1.Classification de l'isolation des transformateurs

Le système d'isolation du transformateur peut être classé en deux parties : l'isolation interne et externe. L'isolation interne englobe les différents composants à l'intérieur du réservoir de mazout, tandis que l'isolation externe fait référence à l'isolation entre la traversée et la terre, ainsi qu'entre eux. L’isolation intérieure peut être divisée en deux sous-catégories : l’isolation principale et l’isolation longitudinale. L'isolation principale est chargée d'isoler le bobinage et les parties mises à la terre, ainsi que les espaces entre les enroulements. Dans les transformateurs immergés dans l’huile, la structure isolante en papier huilé est l’isolation principale la plus couramment utilisée.

L’isolation principale peut être classée en isolation graduée et complète. L'isolation graduée fait référence au niveau d'isolation principal près du point neutre qui est inférieur au niveau d'isolation aux extrémités de l'enroulement. À l’inverse, une isolation complète se produit lorsque le niveau d’isolation à la première et à la dernière extrémité du transformateur est le même. De plus, l'isolation verticale fait référence à l'isolation entre différentes parties du même enroulement, telle que l'isolation entre les spires, les spires et les spires du fil.

2.Exigences d'isolation pour les transformateurs

La nécessité d'isoler le transformateur ne doit pas affecter le fonctionnement normal du transformateur en raison de dommages à l'isolation pendant toute la durée de fonctionnement. Ses besoins majeurs sont conformes.

(1) Efficace pour supporter les surtensions et la tension de fonctionnement régulière tout au long de l'opération.

(2) Capable de résister aux courts-circuits existants, aux surintensités et au courant de fonctionnement typique pendant le fonctionnement.

(3) Le niveau d'humidité et le vieillissement n'ont pas d'impact sur le processus typique du transformateur.

3.Matériaux d'isolation pour transformateurs

Les principaux matériaux isolants à l’intérieur des transformateurs sont l’huile de transformateur, le carton isolant, le papier métallique, le papier téléphonique et le papier vieux et froissé.

( 1 )Huile de transformateur.

( 2 )Carton blindé. Le carton isolant est principalement fabriqué en poussant des fibres de sulfate non blanchies, qui présentent de nombreux pores entre les fibres, offrant ainsi une forte respirabilité, une forte absorption d'huile, une absorption d'eau, etc. Supposons que du papier en fibres de polyamine hautement résistant à la chaleur soit utilisé. Dans ce cas, sa durée de vie sera certainement considérablement augmentée, par exemple en tant que tube en papier isolant, barre de support, bloc de coussin, séparation, anneau d'angle, etc.

( 3 ) Papier câblé. Ce papier isolant est composé de pâte au sulfate et est utilisé dans les transformateurs avec des versions de papier pour la télévision par câble DL2-08 et DL2-12, avec des densités de 0,08 mm et 0,12 mm. Il est principalement utilisé pour l'isolation de la surface externe des cordons, l'isolation intercouche des bobines et l'isolation de l'enveloppement du plomb. Ce n'est que l'un des principaux produits d'isolation pour les transformateurs immergés dans l'huile.

( 4 )Papier téléphonique. Fabriqué à partir de pulpe de sulfate. Utilisez du papier téléphonique avec le dessin DH-50 dans le transformateur. Sa densité est de (0,5 ± 5 %) mm et il est enroulé en un rouleau de papier d'une largeur de (500 ± 10) mm. Généralement utilisé pour l'isolation des câbles de bobines et l'isolation de finition des bobines.

( 5 )Papier froissé. Il s'agit également de papier isolant, fabriqué à partir de papier corde fabriqué à partir de pâte au sulfate et traité. Il présente un excellent rendement électrique dans l'huile, caractérisé par une tension de défaillance ordinaire élevée et une faible valeur tangente de l'angle de perte diélectrique. Le papier froissé est principalement utilisé pour envelopper les lignes de sortie des transformateurs et d'autres zones.

Le coefficient diélectrique du papier et du carton isolants, noté ε, est compris entre 4 et 5, dépassant de plus du double le coefficient diélectrique de l'huile de transformateur, représenté par ε = 2,2. Dans l'isolation composite, l'intensité du champ ressenti est inversement proportionnelle au coefficient diélectrique du matériau lorsqu'il est soumis à un champ électrique.

L’intensité du champ dans la zone de stockage du pétrole est nettement plus forte que celle du carton, ce qui en fait un point vulnérable dans l’isolation du papier huilé. En conséquence, les chercheurs explorent de nouveaux types de carton présentant des coefficients diélectriques inférieurs pour réduire la taille de la structure isolante des transformateurs.

Introduction à la structure d'isolation

Structure d'isolation principale pour transformateur extérieur immergé dans l'huile 10kv 20kv 35kv

1. Entre le bobinage et le noyau de fer

Le noyau de fer se compose d'un pilier central et d'un joug de fer qui sont mis à la terre pendant le fonctionnement. L'isolation entre le bobinage et le pilier central est principalement assurée par le bobinage situé à proximité du pilier central. Illustré à la figure 2-15, un cylindre de papier isolé et un noyau cylindrique en fer sont utilisés à cette fin. Pour créer une épaisseur spécifique d'isolation de fente d'huile, une bande de support est placée entre le diamètre extérieur du tube en papier et le diamètre intérieur de l'enroulement, comme le montre la figure 2-18. Dans les scénarios de haute tension, la bande de support du tube en papier peut être recyclée pour générer une couche supplémentaire d'isolation, comme illustré dans les figures 14 et 16 de la figure 2.

Le noyau de fer se compose d'un pilier central et d'un joug de fer qui est mis à la terre pendant le fonctionnement. L'enroulement à proximité du pilier central assure principalement l'isolation entre l'enroulement et le pilier central. Illustré à la figure 2-15, un cylindre en papier isolé et un noyau cylindrique en fer sont utilisés à cette fin. Pour créer une épaisseur spécifique d'isolation de fente d'huile, une bande de support est placée entre le diamètre extérieur du tube en papier et le diamètre intérieur de l'enroulement, comme le montre la figure 2-18. Dans les scénarios de haute tension, la bande de support du tube en papier peut être recyclée pour générer une couche supplémentaire d'isolation, comme illustré dans les figures 14 et 16 de la figure 2.

2. Entre les enroulements

L'isolation de l'espace d'huile en tube de papier est couramment utilisée comme méthode d'isolation principale pour les niveaux d'enroulements au sein d'une même phase ou entre différentes phases. Ce type d'isolation est fréquemment observé dans les transformateurs ultra-haute tension de grande capacité, où l'on utilise couramment des tubes en papier minces avec des interstices d'huile minimes.

3. Entre le bobinage et le boîtier

L'enroulement le plus extérieur et le réservoir d'huile assurent l'isolation primaire entre l'enroulement et le boîtier. À des niveaux de tension de 110 kV ou moins, l'huile isolante fournit une épaisseur suffisante pour l'isolation principale. En revanche, à des tensions plus élevées de 220 kV et plus, un écran en carton supplémentaire est incorporé pour renforcer l'isolation principale entre la terre et le bobinage.

4. Isolation des lignes sortantes

L'épaisseur du papier froissé recouvrant le bord enroulé change en fonction des niveaux de tension. Une tension plus élevée entraîne une couche de papier froissé plus épaisse. Enroulez du papier froissé de la bonne épaisseur près du bord de la bobine, mais pas directement dessus, à l'aide d'un câble nu ou d'une barre omnibus métallique. Ensuite, soudez un fil de cuivre souple multicouche directement lié au manchon en porcelaine.

5. Isolation du changeur de prises

La tige de commande du changeur de prises agit comme un isolant crucial entre les enroulements haute et moyenne tension et la terre. En effet, une extrémité de la tige se connecte aux parties haute et moyenne tension tandis que l'autre extrémité se fixe au boîtier, qui est mis à la terre. En règle générale, la tige de commande est fabriquée à partir de tubes de papier isolants phénoliques ou de bois séché recouvert d'une peinture protectrice. Il est monté sur un support isolant, la partie conductrice assurant l'isolation entre le support et la terre. L'isolation principale est construite à partir de bois du sud ou de carton phénolique.

6. Isolation principale externe des transformateurs

Le manchon isolant du transformateur est conçu pour guider les câbles haute et basse tension de l'intérieur du transformateur vers l'extérieur du réservoir d'huile. Il fournit à la fois une isolation pour les câbles vers le sol et un support structurel en tant que câble fixe. Ainsi, il est crucial de répondre aux exigences de résistance électrique et mécanique spécifiées dans les normes de fabrication. Le conducteur à l’intérieur de la traversée en céramique d’un transformateur est un composant essentiel qui transporte le courant en fonctionnement normal et en cas de court-circuit. En conséquence, la bague en céramique doit posséder une forte stabilité thermique. La conception et les matériaux utilisés dans le manchon isolant sont déterminés en fonction des exigences de niveau de tension.l.

Isolation verticale

L'isolation verticale consiste à fournir une isolation entre les spires, les couches et les écrans individuels au sein de la même bobine d'enroulement ; il y a plusieurs tours d'enroulement, nécessitant une isolation entre eux. L'isolation entre les spires est généralement constituée de papier de câble enveloppant le fil, une isolation plus épaisse étant requise pour des niveaux de tension plus élevés. L'isolation intercouche concerne l'isolation entre les couches de fils adjacentes, équivalente à la largeur du passage d'huile.