Қуат жүйелері үшін майлы трансформаторлардың сипаттамалары қандай?

Негізгі құрылыс пен оқшаулау жүйесі: Май мен целлюлоза қалай сенімді қуат түрлендіруді қамтамасыз етеді

Негізгі құрылымдық компоненттер: Магнитөткізгіш, орамдар, ыдыс, консерватор және Бухгольц релеcі

Майлы трансформаторлар жұмыс істеуі үшін бір-бірімен байланысқан бес негізгі бөліктен тұрады. Осы жүйелердің негізі — әдетте кремний болатының қабаттарынан жасалған магниттік өзекше. Бұл компонент біріншілік және екіншілік орамдар арасындағы магнит ағыны үшін тиімді жол жасайды. Өздері орамдар, әдетте, мыс немесе алюминийден жасалады және олар шынында да электромагниттік индукция арқылы кернеуді түрлендіру процесін іске асырады. Барлық бұл компоненттер диэлектрлік маймен толтырылған герметикті болат ыдыстың ішінде орналасқан. Негізгі резервуардың жоғарысында температура өзгерген кезде майдың ұлғаюы мен сығылуын басқаратын, қысымды тұрақты ұстап, ауаның түсуін болдырмау маңызды функциясы бар кеңейткіш бак (консерватор) орналасқан. Сонымен қатар, трансформатордың ішінде пайда болатын проблемалар туралы ерте хабарлаушы құрылғы — Бухгольц релеcі бар. Егер трансформатордың ішінде бірдеңе дұрыс болмаса — мүмкін, дербес разряд, доға немесе тіпті майдың ыдырауы болып жатыр — бұл қауіпсіздік құрылғысы пайда болған газдарды сезіп, жағдай нашарлауға дейін сигнал береді немесе тізбекті өшіреді.

Май–целлюлоза синергиясы: Трансформатордың сенімділігінде екі еселі диэлектрикалық және жылулық рөлдер

Майлы трансформаторлар изоляциялық май мен целлюлоздық қатты изоляциялық материалдардың ынтымақтастығына күшті тәуелді. Қағаз бен прессшпан компоненттері бірнеше мақсатқа ие: олар барлық нәрсені механикалық тұрғыдан бекітеді, өткізгіштерді физикалық тұрғыдан бөліп тұрады және 105 градус Цельсий температура әсерінде болса да электр бұзылуға табиғи түрде қарсы тұрады. Минералды май сүңгіге су сіңірілгендей осы материалдарға сіңіп, шағын саңылауларды толтырып, бүкіл жүйенің электр тоғын қауіпсіз ұстап тұру қабілетін арттырады. Зертханалық сынақтар бұны растайды, құрғақ целлюлозалық материалға қарағанда кернеуге төзімділік шамамен екі үштен біріне жақсарғанын көрсетеді. Алайда трансформатор майының шын мәніндегі бағалылығы оның салқындату рөлінде. Трансформатор орамасы мен орамдарында пайда болатын жылудың шамамен жеті оннаны май сіңіреді, одан кейін қарапайым конвекциялық ағындар арқылы радиатор бөліктеріне жылуды тасиды. Дәл осы жылумен басқару қабілеті трансформаторларды ұзақ уақыт бойы қыздырылмай, сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Бұл синергиялық жүйе динамикалық жүктеме жағдайында тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз етеді және 30 жылдан астам қызмет ету мерзіміне үлес қосады — бұл май-целлюлоза изоляциясын глобалды түрде 85% электр желілерінің негізгі трансформаторлары үшін стандартқа айналдырады.

Суыту кластары (ONAN-нан OFWF-қа дейін): Трансформатордың жылу өнімділігін желілік талаптарға сәйкестендіру

Табиғи суытудан мәжбүрлі суытуға: Жұмыс істеу принциптері мен жүктеме сыйымдылығының салдары

Трансформаторлардың әртүрлі суыту класстары негізінен олардың ішіндегі өзектер мен орамдардан жылу қалай алынатынын көрсетеді, бұл олар төтенше жүктемелерді қаншалықты қауіпсіз шыдай алатынын және пайдалану кезінде қаншалықты икемді болатынын анықтайды. Алдымен ONAN-ды қарастырайық (бұл - Май Табиғи Ауа Табиғи дегенді білдіреді). Бұл түрі ыстық май радиаторларға қарай конвекция арқылы жоғары қарай қозғалып, қоршаған ауа арқылы табиғи түрде салқындайтын пассивті әдіске негізделген. Жүктеме тұрақты болып қалатын 20 МВА-дан төмен кіші немесе орта трансформаторлар үшін жақсы жұмыс істейді, алайда ол төтенше жүктемелерді жақсы шыдамайды және 30 минутқа дейін максимум 120% қуатты ғана шыдай алады, одан кейін қауіпті жағдайлар туындауы мүмкін. Келесі деңгейде – ONAF (Май Табиғи Ауа Мәжбүрлі), онда радиаторлар бойынша ауа ағынын күшейту үшін желдеткіштер қолданылады. Бұл жылу алмасуды едәуір тиімді етеді және трансформаторлардың үздіксіз жұмыс істеу рейтингін шамамен 30% жоғарылатуға мүмкіндік береді, сондықтан олар орташа өлшемді тарату қосалқы станцияларында жиі кездеседі. Ең жоғарғы деңгейде – сыртқы сумен салқындайтын жылу алмастырғыштар арқылы майды насостау арқылы 500 МВА-ға дейінгі үлкен қуаттылықтарға мүмкіндік беретін OFWF (Май Мәжбүрлі Су Мәжбүрлі) жүйелері бар. Олардың ерекшелігі – бірнеше сағат бойы 150% дейінгі төтенше жүктемелерді шыдай алуы, сондықтан электр желілерінің маңызды бөліктерінде олар маңызды компонент болып табылады. Жалпы алғанда, бұл жақсартылған суыту әдістері аймақтық ыстық нүктелердің температурасын шамамен 25% төмендетеді және тек негізгі ONAN суытуды ғана қолданатын ескі үлгілерге қарағанда трансформаторлардың қызмет ету мерзімін 15-25% арттырады.

Суыту әдістері бойынша қоршаған ортаға бейімделгіштік және асып кетуден төзімділік

Суыту жүйелерінің тиімділігі олар орнатылған жерге байланысты қатты өзгереді. Мысалы, ONAN жүйелері сыртқы ауаға көп сүйенеді, сондықтан олар өте ыстық аймақтар үшін сәл қолайсыз. Температура 40 градус Цельсийден жоғары көтерілгенде, бұл жүйелер жалпы жағдайда өздерінің қалыпты қуатының шамамен 80% амплитудасында жұмыс істеуі керек. Алайда, ONAF жүйелері үшін жағдай басқаша. Олардың айнымалы жылдамдықты желдеткіштері шөлдің өте ыстық жағдайларында да номиналды шығысының шамамен 95% сақталуын қамтамасыз етеді. Ал OFWF жүйелерінде тұйық циклді су жүйесі бар, ол теңіз жағалауындағы немесе өнеркәсіптік аймақтардағы ылғалдылық, шаң немесе басқа заттардан әсерге ұшырамайды. Электр желісіндегі ақаулар кезінде желдеткіштердің сатылап қосылуы арқылы ONAF құрылғылары екі сағат бойы қалыпты жүктеменің 140%-ын көтере алады. Ал OFWF жүйелері қысқа мерзімді стресстік жағдайларда одан да жақсы жұмыс істейді, себебі олар жылуды тезірек шығарады және қуат қабілетін 160%-ға дейін жеткізе алады. Суыту әлдеқайда белсенді болған сайын, техникалық қызмет көрсету күрделене түседі. ONAF-тың желдеткіштерін үш ай сайын тексеру қажет, ал OFWF-ке сорғыштар мен судың сапасын тұрақты бақылау қажет. Дегенмен, IEEE зерттеулерінің деректері бойынша, мәжбүрлі суыту орнатқыштары қыздырудан туындайтын шамамен 70% ақауды тоқтатады.

Конструкциялық нұсқалар мен қолданылу сәйкестігі: Көпіршікті және қабықты май-батырылған трансформаторлар

Көпіршікті түрдегі май-батырылған трансформаторлардың ерекшелігі — олардың магниттік тізбектерінің пішінделуі және оның жұмыс өнімділігіне әсері. Көпіршікті модельдерде орамалар вертикальды болат пластинкаларды айналдырып орналасады, бұл ашық магниттік жол деп аталатын нәрсені құрайды. Бұл орналасу тәсілі майдың жүйе бойынша жақсырақ қозғалуына көмектеседі және өндіруді жеңілдетеді, сондықтан олар кернеуі жоғары (220–400 кВ) трансформаторлық қосалқы станцияларда жиі қолданылады, онда суыту мен шығындарды басқару маңызды рөл атқарады. Осындай көпіршікті түрлері 500 МВА-дан жоғары қуатты жүйелермен жұмыс істегенде жетекшілік етеді, себебі олар масштабталуға жақсы бағытталған және қазіргі уақытта қол жетімді әртүрлі суыту әдістерімен жақсы жұмыс істейді.

Қабықтың түріндегі трансформаторларда орамалар шынымен көп бұғылы болат қабықтың ішіне оралады, бұл магниттік экранның интеграциялануымен әлдеқайда тығыз пакет жасайды. Бұл конструкциялардың ең жақсы жағы – апат кезінде олар арқылы үлкен тоқ шығыны өткенде, сәулелену ағынын қаншалықты төмендететіндігі мен оған төтеп беру қабілеті. Темір жол жүйелерінің маңында орналасқан доғалық пештерде немесе тартылыс трансформаторлық подстанцияларда осындай беріктік өте маңызды. Әрине, қабық түріндегілердің алғашқы бағасы жоғарырақ және оларды дұрыс суыту қиын болуы мүмкін, бірақ олар қысқа тұйықталуды басқа нұсқаларға қарағанда әлдеқайда жақсы ұстайды және электромагниттік шу да аз туғызады. Көптеген өнеркәсіптік операциялар үшін бұл қосымша беріктік тіпті алғашында аздап қосымша төлем жасау және жолда суыту проблемаларын шешу қажет болса да, бәрін айқындайды.

Жұмыс істеу компромисстері: Жоғары кернеулі желілерде майға малынған трансформаторлар неге мықты және олардың компенсация талап етілетін жерлері

Дәлелденген артықшылықтар: Пайдалы әрекет коэффициенті, ұзақ қызмет көрсету мерзімі және баға тиімділігі бар ЖО түрлендіру

Жоғары кернеулі беріліс туралы болғанда, майлы трансформаторлар әлі де стандартты белгілейді, себебі олар пайдалы әсер коэффициентін, жұмыс істеу мерзімін және уақыт өте келе жалпығы экономикалық тиімділікті үйлестіргенде ерекше бір нәрсе ұсынады. Дұрыс жүктелген жағдайда, бұл жаңа модельдердің толық жүктемедегі шығыны шынымен де 0,3 пайыз шамасында болуы мүмкін, бұл 100 киловольттан жоғары барлық деңгейлерде құрғақ типті нұсқаларды жеңіп шығады. Олардың жақсы жұмыс істеуінің себебі — май-целлюлоздық изоляциялық жүйесі. Бұл конфигурация стресстің әсерінен де салқындатуды сақтап, электрлік кернеуді жақсы ұстайды. Көбінесе өндірушілер қазір 40 жылдан астам қызмет ету мерзімін көрсетеді, бұл үлкен желілерге орнатылған ұқсас құрғақ типті қондырғыларда кездесетін көрсеткіштің шамамен екі есесі. Электр желілері тұрғысынан алғанда, мұндай ұзақ қызмет ету өмірі өмірлік цикл бойынша әр мегавольт-амперге шаққанда жалпы шығындардың шамамен 30 пайызын үнемдеуге мүмкіндік береді. Сондықтан да электр энергиясы компаниялары үздіксіз қуаттың перделерсіз берілуі маңызды болатын маңызды ұзақ қашықтықтағы беріліс желілері үшін майлы трансформаторларды таңдайды.

Маңызды сұрақтар: Өрт қауіпі, ылғалға сезімталдық және экологиялық сәйкестік

Майлы трансформаторлар көптеген пайдасын тигізеді, бірақ олардың қауіп-қатерлері де бар және оларды мұқият басқару қажет. Ішіндегі диэлектрлік май істен шыққан кезде от алуы мүмкін, сондықтан NFPA 850 стандарттарына қатаң сәйкес болу өте маңызды. Орнатушылар жабдықтың айналасына өрт қорғау қабырғаларын, дұрыс ұстау аймақтарын және мәселелер басталған кезде сигнал беретін газ детекторларын қосуы тиіс. Техниктер жиі кездестіретін негізгі мәселе — жүйеге ылғалдың түсуі. Егер оны уақытылы тексермесе, ылғал майдың изоляциялау қабілетін жылына шамамен 15-20 пайызға дейін төмендетеді және целлюлозалық материалдардың қалыптыдан тезірек бұзылуына әкеледі. Сондықтан жабық консерваторлар мен силикалық гель тыныс алу құрылғыларының құрғақтықты сақтаудағы маңызы зор. EPA сияқты мекемелердің экологиялық ережелері де осы жерде рөл атқарады, әсіресе қандай сұйықтықтардың пайдаланылатыны және жөндеу жұмыстары кезінде төгілген сұйықтықтарды қалай ұстау керектігі туралы. Барлық осы шараларды регулярлы май тексеруімен, еріген газ талдау сынақтарымен және дұрыс орнатылған қысымды босату клапандарымен қосу үлкен айырмашылық жасайды. Зерттеулер мұндай толық кешенді тәсілдердің күтпеген тоқтап қалуларды шамамен үштен екіге дейін азайтатынын көрсетеді, бұл бүкіл жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ете отырып, операцияларды тегін жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Бухгольц реле трансформатордың істен шығуын болдырмауға қалай көмектеседі?

Бухгольц реле трансформатордың ішіндегі жартылай разряд немесе майының айырылуы сияқты мүмкін болатын ақаулардан бөлінетін газдарды анықтау арқылы ерте сіңіру жүйесі ретінде жұмыс істейді. Ол негізгі ақаулардың алдын алу үшін хабарламалар жібереді немесе тізбектерді өшіреді.

Трансформаторларда целлюлоза неге маңызды?

Целлюлоза механикалық компоненттерді бекіту, өткізгіштерді физикалық бөлу және әсіресе жылуға ұшыраған кезде электрлік пробоюға төзімді болу сияқты бірнеше мақсатқа ие.

Негізгі типті және қаптамалы типті трансформаторлар арасындағы айырмашылықтар қандай?

Негізгі типті трансформаторлар вертикальды болат пластинкаларды қоршаған орамдарға ие, бұл ашық магниттік жол мен тиімді салқындатуды қамтамасыз етеді. Қаптамалы типті трансформаторлар болат қаптаманың ішінде орамдарға ие, бұл лақтыру ағынын бақылау мен қысқа тұйықталуға төзімділікті жақсартады.

Трансформаторлар үшін қандай салқындату класстары қолданылады және олар неге маңызды?

Трансформаторларда жылу шығаруды басқару үшін ONAN, ONAF және OFWF сияқты суыту класстары қолданылады. Олар жылу орталықтарының температурасын төмендету және суыту тиімділігін арттыру арқылы жүктеме сыйымдылығына, жұмыс істеу икемділігіне және қызмет ету мерзіміне әсер етеді.

Май-толтырылған трансформаторларда өрт пен ылғалдық қаупін азайту үшін қандай сақтық шаралар қабылдануы керек?

Сақтық шараларға өрт қауіпсіздігі стандарттарын сақтау, қоршап алу аймақтарын пайдалану, газ детекторларын орнату, консерваторларды герметиктеп жабыстыру, кремнеземді гель тыныс алу құрылғыларын пайдалану және ылғал мен өртке қатысты қауіптерді болдырмау үшін регулярлы техникалық тексерістер жүргізу жатады.