Muuntajaöljysäiliöiden magneettinen ja sähkömagneettinen suojaus

Muuntajan toiminnan aikana ytimen läpi kulkeva päämagneettinen vuoto aiheuttaa raudan menetystä ja käämitysvirtainen virta aiheuttaa kuparin menetystä. Näiden kahden päätyyppien lisäksi käämitysvirran tuottama vuotovirta ja ytimestä pakeneva vuotovirta, kun ydin on ylikuormitettu Nämä rakenteelliset osat sisältävät käämit, ydinkiinnitteet, ydinlevyt ja öljysäiliöt.
Niiden joukossa, suurissa - kapasiteettimuuntajissa, öljysäiliön seinämästä tulee yksi ylimääräisten häviöiden tiivistetyistä alueista sen suuren pinta -alan ja sijainnin takia vuotojen magneettikentän alueen lähellä. Tämä menetyksen osa ei vain lisää energian menetystä, vaan voi myös aiheuttaa öljysäiliön seinämän paikallisen ylikuumenemisen, mikä vaikuttaa muuntajan toiminnan turvallisuuteen ja luotettavuuteen.

Öljysäiliön seinämän lisähäviön vähentämiseksi tehokkaasti ja paikallisen lämpötilan nousun estämiseksi magneettinen suojaus (koostuu piiteräksistä) tai sähkömagneettista suojausta (käyttämällä kuparilevyjä tai alumiinilevyjä) -tekniikkaa käytetään usein suurten - kapasiteetin muuntajien öljysäiliön sisällä. Nämä suojausmateriaalit voivat ohjata tai absorboida vuotovirta, vähentäen siten sen vaikutusta öljysäiliöön ja muihin rakenteellisiin osiin, ja ovat tärkeitä toimenpiteitä muuntajan toimintatehokkuuden ja elämän parantamiseksi.

Kuva 1: Transformer vuotaa magneettikenttää

Magneettinen suojausrakenne

Kuva 2: Muuntajan öljysäiliön magneettinen suojaus

 

 

 

a) nauhat - muotoinen magneettikilpi (magneettisen suojan korkeus H on yhtä suuri kuin piin teräslevyn leveys)
b) arkki - -muotoinen magneettikuoppa (magneettisen suojan korkeus H on yhtä suuri kuin piin teräslevyn laminointi) paksuus)

Öljysäiliöille on olemassa kaksi magneettisen suojausrakenteen, kuten kuvassa 2 on esitetty. Yksi on nauha - -muotoinen magneettikäsekki, joka on piin teräslevy, jonka leveys on yhden päivän haava renkaaseen, kuten kuvassa 2A esitetään. Kun tämän tyyppistä magneettikuovaa käytetään, vuotovirta tulee magneettikilpiin piiteräksen levyn paksuussuunnasta, ja pyörrevirran menetys magneettikilmissä on pieni; Toinen magneettikilpityyppi on arkki - -muotoinen magneettikuoppa, joka on piiseräslevy, joka on leikattu B × L -levyiksi, pinottu tiettyyn paksuuteen H kuvan 2B mukaisesti ja asennettu sitten öljysäiliön seinämään. Tämän tyyppisellä magneettikilpillä on suuri pyörrevirran menetys magneettisuojassa, koska vuotovirta tulee magneettikilpiin pystysuunnassa. Jälkimmäinen magneettikilven tyyppi on kuitenkin yksinkertaisempi kuin entinen.
Tehtaat käyttävät yleensä magneettisia suojauksia standardisoidun leveysmääritysten mukaisesti, hallitsevat magneettikilven keskellä olevaa vuotovirtaa noin 1,7T ja määrittävät magneettikilven paksuuden siten, että magneettikilven menetys on suhteellisen pieni ja lämpötilan nousu pidetään sallitulla alueella.

Kuva 3: Vuotovirtatiheys ja magneettinen vuotojakauma, joka tulee öljysäiliön seinämään

 

 

a) Muuntajan vuotomagneettikenttä
b) Vuotovirtatiheys, joka tulee öljysäiliön seinämään ilman magneettista suojausta
c) Vuotovirta magneettisuojassa

Magneettisen vuon tiheyden laskeminen magneettikilpiin perustuu muuntajan vuotovirran jakautumiseen. Kuvio 1 näyttää muuntajan vuotomagneettikentän ja öljysäiliön seinämään tulevan vuotovirran jakautuminen on esitetty kuvassa 3.
Kuviossa 3 BM on öljysäiliöön ja magneettikilpään saapuvan vuodon magneettiheyden amplitudi, ja se on myös magneettisen vuon maksimiarvo öljysäiliön ja magneettikilven keskellä. Magneettisen suojan magneettinen vuoto on magneettisen vuon tiheyden integraali korkeutta pitkin, mikä johtaa kuviossa 3C esitettyyn kuvaan. Magneettisen suojan alueen jakaminen magneettisen vuon avulla antaa magneettisen vuon tiheyden magneettikilvessä.

Magneettisen suojauksen käyttö voi lisätä vuotomagneettisen vuon säteittäistä komponenttia, lisäämällä siten käämityksen radiaalisen magneettisen virtauksen pyörrevirran menetystä ja joidenkin kelojen paikallista lämpötilan nousua. Kun lasketaan käämin pyörrevirtahäviö ja ottaen huomioon kuuman pisteen lämpötilan nousu, magneettisen suojauksen vaikutusta vuotomagneettikentän jakautumiseen on otettava huomioon.
Magneettisen suojauksen käyttö voi vähentää voimakkaasti öljysäiliön menetystä. Magneettisen suojauksen käytön jälkeen öljysäiliön menetys on öljysäiliön seinämän menetyksen summa ja magneettikilven menetys.
Kun käytetään magneettisia suojauksia, kiinnitä huomiota magneettisen suojauksen kiinnittämiseen ja varmista magneettisen suojauksen hyvä maadoitus. Jos magneettinen suojaus ei ole kiinnitetty hyvin, muuntajan melu voi kasvaa värähtelyn vuoksi, ja huono maadoitus voi aiheuttaa paikallista purkautumista potentiaalisen suspension vuoksi.

Magneettisen suojauksen periaate

Magneettinen suojaus rakentaa magneettisen vastuspolun, joka on paljon alhaisempi kuin polttoainesäiliön teräslevy asettamalla korkean magneettisen läpäisevyysmateriaalin (kuten piiteräksiset levyt) polttoainesäiliön sisäseinään, pakottaen vuotomagneettisen vuodon aktiivisesti poikkeamaan säiliön rungosta ja keskittymään suojauskerrokseen. Tämä prosessi on olennaisesti magneettisen flux - luonnollinen valinta "Magneettisen resistanssin" minimoinnin lain mukaisesti, vuotomagneettikenttä vangitaan tehokkaasti piisäsäteräslevyllä, vähentäen siten polttoainesäiliön seinämän pyörrevirtahäviötä ja välttäen paikallisen ylikuormituksen riskiä. Samanaikaisesti voimakkaana rajoitetun magneettisen shuntina magneettinen kilpi lukitsee diffundoituneen vuotomagneettisen vuodon itsensä sisälle muodostaakseen suljetun silmukan, heikentäen merkittävästi kulkevaa magneettikentän voimakkuutta polttoainesäiliön ulkopuolella (etenkin aukko ja hitsausalue) ja eliminoimalla sähkömagneettiset häiriöt ympäröiviin laitteisiin. Kustannukset ovat, että suojauskerros tuottaa hystereesin ja pyörrevirtahäviöitä, jotka johtuvat magneettikuurasta (joka voidaan optimoida alhaisen - -häviön silikoniteräs- ja lämmönpoistosuunnittelun) avulla, mutta kokonaishäviö on saavuttanut strategisen muuttoliikkeen hallitsemattomasta varustetun turvallisuuden (polttoaineesiliikenteen) hallitsemattomuudesta.

Sähkömagneettinen suojaus

Sähkömagneettista suojausta käytetään myös öljysäiliön suojaamiseen suurten - kapasiteetin muuntajien, erityisesti öljysäiliön suojaamiseen suurten virran johtojen lähellä.
Sähkömagneettinen suojaus käyttää pyörrevirtoja johtavissa levyissä vuotovirran uudelleen jakamiseen. Sen tehtävänä on lisätä sähkömagneettisen suojausosan magneettisen resistanssin, joten sähkömagneettisen suojausosan vuotovirtakomponentti vähenee, vähentäen siten pyörrevirran ja pyörre- ja pyörrevirran häviötiheyttä öljysäiliön menetyksessä ja öljysäiliön paikallisen ylikuormituksen ja rakenteellisten osien paikallisen ylikuormituksen eliminoimiseksi.
Koska sähkömagneettisessa suojauksessa on pyörrevirroita, sähkömagneettisissa suojauksissa on häviöitä, joten öljysäiliön häviö on öljysäiliön seinämän menetyksen summa ja sähkömagneettisen suojauksen menetys.
Yleensä, kun alumiinilevyjä käytetään sähkömagneettisena suojauksena, alumiinilevyjen paksuus on noin 8 mm; Kun käytät kuparilevyjä sähkömagneettisena suojauksena, kuparilevyjen paksuus on noin 4 mm.
Koska sähkömagneettisella suojauksella on pyörrevirran reaktio, sähkömagneettinen suojaus vähentää vuotovirran säteittäistä komponenttia, mikä ei vain vähennä öljysäiliön häviämistä, vaan myös vähentää käämin radiaalisen vuotovirran pyörrevirran menetystä. Taulukossa esitetään magneettisen suojauksen ja sähkömagneettisen suojaamisen käytön vaikutus lisähäviöiden vähentämiseen, ja kokonaishäviö magneettisen suojauksen käytettäessä on 100% vertailua varten.

Sähkömagneettisen suojauksen periaate

EDDY -virran anti - magnetismi: Metallimateriaalit, joilla on hyvä sähkönjohtavuus (kuten kupari, alumiini jne.) Käytetään suojavinaksi öljysäiliöportissa. Kun muuntaja on käynnissä, vuorotteleva magneettikenttä tuottaa pyörrevirtoja näihin johtaviin materiaaleihin. Lenzin lain mukaan pyörrevirrat tuottavat magneettikentän alkuperäisen magneettikentän vastakkaiseen suuntaan. Tämä käänteinen magneettikenttä voi kompensoida osaa alkuperäisestä magneettikentästä, heikentäen siten magneettikenttää ja vähentää magneettikentän vuotoa öljysäiliön portin läpi.

Sähkökentän päättyminen ja latauksen neutralointi: Kun sähkökilpi on maadoitettu, se voi lopettaa sähkökentän johtimen pinnalle. Koska korkean - potentiaalisen piirin tuottama sähkökenttä aiheuttaa latauksia suojassa, nämä indusoidut varaukset tulevat maahan maadoituspisteen läpi, neutraloimalla siten johtimen pinnalla olevat varaukset, tukahduttaen sähkökentän kytkentähäiriöt ja estämään sähkökentän vaikuttamasta ulkopuolelle öljysäiliön sataman läpi.

Suurin ero magneettisen suojauksen ja sähkömagneettisen suojauksen välillä voidaan johtaa vaikutuksesta magneettiseen vuotokenttään. Kun käytät magneettisia suojauksia, katso kuva 3, vuotojen magneettisen vuodon pääpolku on käämityksen korkeus ja säteittäisen polun ilmapolun pituus. Ferromagneettisella materiaalilla on vähän vaikutusta magneettisen vuon jakautumiseen niiden korkean magneettisen läpäisevyyden vuoksi. Magneettisen piirin ja magneettikentän laskennan näkökulmasta voidaan katsoa, ​​että magneettisen vuon jakauma on kiinteä magneettisen vuon magneettinen piiri. Öljysäiliön sisälle magneettinen suojaaminen ei periaatteessa vaikuta magneettisen vuon jakautumiseen.
Näin on myös todellisuudessa. Kokeet ovat vahvistaneet, että magneettisen suojauksen käytöllä ei ole vaikutusta muuntajan lyhyeen - piirin impedanssiin, toisin sanoen magneettisen vuon määrä ei ole muuttunut; Sähkömagneettisen suojauksen vuotomagneettikenttä suuren virran lyijyn lähellä on kuitenkin erilainen. Kun öljysäiliön seinämään on lisätty sähkömagneettisia suojauksia, sähkömagneettisen suojauksen pyörrevirta korvaa suuren virran johdon tuottaman vuotojen magneettisen vuodon vähentäen lyijyn vuotamismagneettihuoneen. Tämä on kiinteä ampeeri - käännä magneettikenttää, ja pyörremäärä vähentää vuotomagneettihuoneen.