乾式変圧器の特性と用途に関する完全な分析

現代の電力システムの欠かせない重要な部品として乾式トランスフォーマーが,世界各地の伝統的な油浸しトランスフォーマーを急速に置き換えており,その独特の油のない設計と優れた安全性性能により.

ドライ型トランスフォーマー基本概念と動作原理

ドライ型トランスフォーマーとは,液体絶縁介質 (トランスフォーマーオイルなど) を使用しない電源トランスフォーマーである.ローリングとコアが直接空気にさらされているか,固体隔熱材料で封装されているか伝統的な油浸し型トランスフォーマーと比較して,ドライ型トランスフォーマーでは,固体隔熱材料 (エポキシ樹脂やガラス繊維など) を用いて,巻き込み間の電気隔離を実現します.油漏れや火災のリスクを完全に排除する固体型トランスフォーマーは,高安全性および環境保護を必要とするアプリケーションに特に適しています. 固体型トランスフォーマーは,断熱方法に基づいて主に2つのカテゴリーに分けられます.浸透 (VPI) と鋳造 (CRT)前者は真空圧浸透法を使用して,保温漆で巻き込みを浸透させ,後者は真空鋳造エポキシ樹脂を使用して,固体保温層を形成します.

干式トランスフォーマーには,電磁気誘導の基本的な物理原理が守られています.原子核の磁気流が交互に発生しますしかし,電圧変換を実現する,二次巻きに電動力を誘発する.ドライ型トランスフォーマーでは,この基本的な原則を 性能を最適化するために ユニークな構造設計と材料選択によって実装します例えば,TBEAが新たに開発した 特許を取得した乾式トランスフォーマー技術では,軸が底面に垂直である 3つの平行なコア脚を使用しています.磁場分布を効率的に最適化し,循環と渦巻流の損失を減らすこの革新的なコア構造は,低電圧の巻き込みと特別に巻いたホイール (巻き込み角が175°から185°の間を制御) を組み合わせたものです.トランスフォーマーのエネルギー効率を大幅に向上させる.

乾式トランスフォーマーには,数万kVAから数万kVAまでの幅広い定量容量があり,乾式トランスフォーマー1000kVAは市場における主流製品です.これらのトランスフォーマーは,通常,コアのためにラミネートされた高透気性シリコン鋼板を使用します.ローリングは真空鋳造で,効率的な熱散は自然または強制空気冷却システムによって達成されます.電圧レベルに関しては,従来の10kVと35kVから現在の66kVやそれ以上へと進化しました.

ドライ型トランスフォーマーの名称は,一般的にその技術的特徴を反映している. "SCB"シリーズでは",S"は三相, "C"は鋳型型,および"B"はホイール巻き.次の数字は性能レベルを表します.例えば"SCB18"は,タイプ18規格を満たすエネルギー効率を表します.技術的進歩により,乾式トランスフォーマーのエネルギー効率評価は改善し続けています.アモルフ合金などの新しい材料の使用は,従来の油浸し変圧器と比較して,無負荷と負荷の両方の損失を約15%~20%削減しましたこれらの技術的進歩により,ドライ型トランスフォーマーが電力システムのアップグレードや再生可能エネルギーの開発においてますます重要になっています.

ドライ型トランスフォーマーにおけるコア構造と材料革新

乾式トランスフォーマー の 構造 設計 は,その 性能 と 使用 寿命 を 直接 決定 し て い ます.洗練されたコンポーネント構成と革新的な材料の適用により典型的な乾式トランスフォーマーには,4つのコアコンポーネントがあります.コア,巻き込み,隔熱システム,冷却システム.各コンポーネントは,さまざまなアプリケーションシナリオの要求に応えるように慎重に設計され最適化されています.

鉄コア構造は,乾式トランスフォーマー磁気回路の基礎を形成する.通常は高透性冷気巻きシリコン鋼板をラミネートすることによって構築される.シリコン鋼板の厚さとラミネーションプロセスは,直接トランスフォーマーの無負荷損失に影響を与えるTBEAの最新特許技術により,鉄芯の設計に革新的なアプローチが示されています.磁場分布を効率的に最適化し エネルギー損失を減らす鉄コアは,無形合金から作られ,従来のシリコン鋼板と比較して,無負荷損失を30%以上削減できます.負荷の変動が大きいアプリケーションに特に適している費用が高くても,アモルフ合金はそのライフサイクル全体にわたって重要なエネルギー節約の利点を提供し,高級乾式トランスフォーマーの一般的な特徴になっています.

ドライ型トランスフォーマーの回路構成要素としての巻き込みシステムは,その負荷損失とショート回路抵抗に直接的な影響を及ぼします.現代 の 乾式 トランスフォーマー の 巻き込み は 主に 銅 と アルミニウム で でき て い ます銅はより優れた伝導性を有するが,コストは高く,アルミニウムはより競争力のある価格を提供している. TBEAの特許設計では,各コア脚は低電圧の巻き込みで装備されている.カーネルの外側周りを複数の層の薄膜で包み,この構造は,効率を向上させるだけでなく,渦巻流によって引き起こされるエネルギー損失を減らす. 巻き込み隔熱は,エポキシ樹脂で鋳造または浸透されています.高電圧突発に耐える強力な隔熱保護層を作り出し,熱を効果的に散らす.

隔熱システムは,ドライ型トランスフォーマーとオイル型トランスフォーマーを区別する重要な特徴であり,安全性の重要な要素です.現代 乾式 トランスフォーマー は 主に エポキシ 樹脂 鋳造 や 真空 圧力 浸透 (VPI) の 隔熱 方法 を 用いるエポキシ樹脂鋳造は,絶縁材料の巻き込みを完全に密封し,優良な水分と塵耐性を提供します.シュンテ・エレクトリックは この技術を使って データセンターの トランスフォーマー騒音を 50 デシベル以下に抑えています一方,VPI技術では,複数の真空圧力浸透法を使用して,保温漆を巻き込みに深く浸透させ,均質な保温層を形成します.ジングクアンフアの最新のドライ型トランスフォーマーには 最適化された隔熱システム設計がありますデータセンターのためのより安全で信頼性の高い電源供給ソリューションを提供します.

ドライ型トランスフォーマーの負荷容量と寿命には冷却システムが決定的な影響を与える.冷却媒体の油がないため,乾式トランスフォーマーでは,熱を散布するために主に空気コンベクションに頼ります.一般的な冷却方法には,自然気冷却 (AN) と強制気冷却 (AF) が含まれる.大容量のドライ型トランスフォーマーは通常,AN/AFハイブリッドモードで設計される.通常の負荷下では自然に冷却され,過負荷時強制冷却のために扇風機を起動する1000kVAのドライ型トランスフォーマーでは,気道設計と熱散布エリアを最適化することで,高負荷下ででも適正な範囲内で温度上昇を維持できます.エンビジョン・エナジーの海上風力タービンの 66kV乾式トランスフォーマーが超コンパクトな設計を採用限られたスペースで効率的な熱散を図り,厳しいオフショア環境での運用要件を満たす.