Phân tích đầy đủ về các đặc tính và ứng dụng của máy biến áp kiểu khô

Là một thành phần quan trọng không thể thiếu của hệ thống điện hiện đại,Các bộ biến áp loại khô đang nhanh chóng thay thế các bộ biến áp ngâm dầu truyền thống trên toàn thế giới với thiết kế độc đáo không có dầu và hiệu suất an toàn vượt trội.

Các khái niệm cơ bản và nguyên tắc hoạt động của bộ biến áp loại khô

Máy biến áp loại khô là các máy biến áp điện không sử dụng môi trường cách nhiệt chất lỏng (như dầu biến áp).Các cuộn dây và lõi của chúng được tiếp xúc trực tiếp với không khí hoặc được đóng gói bằng vật liệu cách nhiệt rắnSo với các bộ biến đổi ngâm dầu truyền thống, các bộ biến đổi loại khô sử dụng vật liệu cách điện rắn (như nhựa epoxy và sợi thủy tinh) để đạt được cách điện giữa các vòng cuộn,loại bỏ hoàn toàn nguy cơ rò rỉ dầu và cháyChúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi an toàn và bảo vệ môi trường cao. Dựa trên phương pháp cách điện, các bộ biến áp loại khô chủ yếu được chia thành hai loại:được ngâm (VPI) và đúc (CRT)Các công nghệ đầu tiên sử dụng một quá trình ngâm áp chân không để ngâm các cuộn dây bằng sơn bảo vệ, trong khi các công nghệ sau sử dụng nhựa epoxy được đúc chân không để tạo thành một lớp bảo vệ cách nhiệt rắn.

Về nguyên tắc hoạt động của chúng, các bộ biến áp loại khô vẫn tuân thủ nguyên tắc vật lý cơ bản của cảm ứng điện từ.nó tạo ra luồng từ tính xen kẽ trong lõi, từ đó gây ra một lực điện động trong cuộn dây thứ cấp, đạt được chuyển đổi điện áp.máy biến áp loại khô thực hiện nguyên tắc cơ bản này thông qua thiết kế cấu trúc độc đáo và lựa chọn vật liệu để tối ưu hóa hiệu suấtVí dụ, công nghệ biến áp loại khô mới được cấp bằng sáng chế của TBEA sử dụng ba chân lõi song song với trục của chúng thẳng đứng với bề mặt dưới.Điều này hiệu quả tối ưu hóa phân phối từ trường và giảm lưu thông và xoáy hiện tại mất mátCấu trúc lõi sáng tạo này, kết hợp với cuộn dây điện áp thấp và tấm vải cuộn đặc biệt (với góc cuộn được kiểm soát từ 175° đến 185°),cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng của bộ biến áp.

Các bộ biến áp loại khô có phạm vi công suất định lượng rộng, từ hàng chục kVA đến hàng chục ngàn kVA, với các bộ biến áp loại khô 1000 kVA là sản phẩm phổ biến trên thị trường.Những bộ biến đổi này thường sử dụng các tấm thép silicon thấm cao được dán cho lõiCác vòng bọc được đúc chân không, và phân tán nhiệt hiệu quả được đạt được thông qua hệ thống làm mát bằng không khí tự nhiên hoặc ép.Các bộ biến áp loại khô đã phát triển từ 10kV và 35kV truyền thống đến 66kV ngày nay và thậm chí cao hơn.

Các tên của các bộ biến áp loại khô thường phản ánh các đặc điểm kỹ thuật của chúng. Trong loạt "SCB", "S" viết tắt của ba pha, "C" cho loại đúc và "B" cho cuộn phim.Số sau đại diện cho mức hiệu suấtVí dụ, "SCB18" chỉ ra hiệu quả năng lượng đáp ứng tiêu chuẩn loại 18.Việc sử dụng các vật liệu mới như hợp kim amorphous đã giảm cả tổn thất không tải và tải khoảng 15% -20% so với các bộ biến đổi ngâm dầu truyền thốngNhững tiến bộ công nghệ này đã làm cho các bộ biến áp loại khô ngày càng quan trọng trong việc nâng cấp hệ thống điện và phát triển năng lượng tái tạo.

Cấu trúc lõi và đổi mới vật liệu trong máy biến áp loại khô

Thiết kế cấu trúc của các bộ biến đổi loại khô trực tiếp quyết định hiệu suất và tuổi thọ của chúng.và hoạt động đáng tin cậy thông qua cấu hình thành phần tinh vi và ứng dụng vật liệu sáng tạoMột biến áp kiểu khô điển hình bao gồm bốn thành phần cốt lõi: lõi, cuộn dây, hệ thống cách nhiệt và hệ thống làm mát.Mỗi thành phần được thiết kế kỹ lưỡng và tối ưu hóa để đáp ứng các yêu cầu đòi hỏi của các kịch bản ứng dụng khác nhau.

Cấu trúc lõi sắt tạo thành nền tảng của mạch từ của bộ biến áp kiểu khô. Nó thường được xây dựng bằng cách mài các tấm thép silicon cuộn lạnh có độ thấm cao.Độ dày và quá trình lớp phủ của các tấm thép silic trực tiếp ảnh hưởng đến tổn thất không tải của bộ biến ápCông nghệ được cấp bằng sáng chế mới nhất của TBEA chứng minh một cách tiếp cận sáng tạo cho thiết kế lõi sắt: một cấu trúc với ba chân lõi song song, với các trục của chúng thẳng đứng với cơ sở,hiệu quả tối ưu hóa phân phối từ trường và giảm mất năng lượngThậm chí tiên tiến hơn là lõi sắt được làm từ hợp kim vô hình, có thể giảm mất mát không tải hơn 30% so với tấm thép silicon truyền thống,làm cho chúng đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng với biến động tải trọng lớnMặc dù đắt tiền, hợp kim không hình cung cấp lợi ích tiết kiệm năng lượng đáng kể trong toàn bộ vòng đời của chúng và đang trở thành một tính năng tiêu chuẩn của các bộ biến áp loại khô cao cấp.

Hệ thống cuộn, là thành phần mạch của một biến áp loại khô, có tác động trực tiếp đến tổn thất tải và kháng mạch ngắn của nó.Các vòng cuộn biến áp kiểu khô hiện đại chủ yếu là đồng và nhômĐồng cung cấp độ dẫn cao hơn nhưng chi phí cao hơn, trong khi nhôm cung cấp một giá cạnh tranh hơn.được bọc trong nhiều lớp giấy lá xung quanh chu vi bên ngoài của chân lõiCấu trúc này không chỉ cải thiện hiệu quả mà còn làm giảm mất năng lượng do dòng xoáy.tạo ra một lớp bảo vệ cách nhiệt mạnh mẽ có thể chịu được sóng điện áp cao và phân tán nhiệt hiệu quả.

Hệ thống cách nhiệt là một tính năng chính phân biệt các biến áp loại khô từ các biến áp ngâm dầu và là một yếu tố quan trọng trong an toàn của chúng.Máy biến đổi loại khô hiện đại chủ yếu sử dụng các phương pháp cách nhiệt đúc nhựa epoxy hoặc ngâm áp suất chân không (VPI). đúc nhựa epoxy hoàn toàn niêm phong các cuộn dây trong vật liệu cách nhiệt, cung cấp độ ẩm và chống bụi tuyệt vời.Shunte Electric sử dụng công nghệ này để giữ tiếng ồn biến áp trong trung tâm dữ liệu dưới 50 decibelCông nghệ VPI, mặt khác, sử dụng nhiều sự ngâm áp suất chân không để truyền sâu sơn cách nhiệt vào các cuộn dây, tạo thành một lớp cách nhiệt đồng nhất.Các bộ biến áp loại khô mới nhất của Jingquanhua có thiết kế hệ thống cách nhiệt tối ưu, cung cấp một giải pháp cung cấp điện an toàn và đáng tin cậy hơn cho các trung tâm dữ liệu.

Hệ thống làm mát có ảnh hưởng quyết định đến công suất tải và tuổi thọ của các bộ biến áp loại khô.biến áp loại khô chủ yếu dựa trên luồng khí để phân tán nhiệtCác phương pháp làm mát phổ biến bao gồm làm mát bằng không khí tự nhiên (AN) và làm mát bằng không khí ép (AF).làm mát tự nhiên dưới tải trọng bình thường và khởi động quạt làm mát cưỡng bức khi quá tảiBằng cách tối ưu hóa thiết kế ống dẫn không khí và khu vực phân tán nhiệt, các bộ biến áp loại khô 1000kVA có thể giữ nhiệt độ tăng trong phạm vi hợp lý ngay cả dưới tải trọng cao.Các bộ biến áp loại khô 66kV của Envision Energy cho tuabin gió ngoài khơi áp dụng thiết kế siêu nhỏ gọn, đạt được sự phân tán nhiệt hiệu quả trong một không gian hạn chế, đáp ứng các yêu cầu hoạt động trong môi trường ngoài khơi khắc nghiệt.