Power Transformers'taki yalıtımın rolünü anlamak

Güç dönüştürücüleri elektrik şebekelerinin iş kümeleri, verimli uzun mesafe geçişi ve güvenli dağıtım için yukarı doğru gerilimler. Bu kritik varlıklarda, yalıtım sistemi, VPI (Vacuum Basınç Impregnasyon) olarak çeşitli yalıtım teknolojileri arasında, vakumlama kesintisi, özellikle de yüksek gerilimli transformatörler için tercih edilen, özellikle de çalışma koşullarını talep eden bir tercih olarak ortaya çıktı.

Temel konsept basittir: yüksek kaliteli hücreli kağıt (tipik olarak Kraft veya termal olarak yükseltilmiş Kraft) her mikro-parçalı kapalı kaplamalara veya engellere bağlı olarak, öngörülebilir dielektrik davranışıyla önceden kontrollü bir vakum döngüsüne maruz kaldı, böylece yağın bozulmamış hava ve nemleri kağıttan uzaklaştırır.Bu makale, her mikro-parçadan etkilenmesine izin verir.

Vakum Taklit Kağıtı Nedir?

Vakumlu impregnated kağıt yalıtım, bir malzeme yerine bir süreçtir. Kağıtın kesintiye uğramadığı yöntemin bir parçasıdır.

Geleneksel üretimde kağıt yalıtım basitçe yaralanabilir ve sonra tüm dönüştürücü montaj petrolle dolu. Hava cepleri ve oturma alanı kalır, kısmi deşarj ve olaysız başarısızlıklara yol açabilir. Vakum impregnasyon, kağıt uçlu bir şekilde, daha sonra vakumlama ile ilgili olarak 100 Pa veya daha düşük) bir süre önce petrolün getirdiği bir basınç gücü ile alınır.

Sonuç, yüksek gerilim kablolarında ve kapasitörlerde bulunan tamamen tahrip edilen sistemlerin dielektrik gücüdür. Ayrıca, süreç, uzun kağıt uzunluğu boyunca tutarlı kaliteyi sağlar ve üniformanın kritik olduğu büyük güç dönüştürücü rüzgarları sağlar.

Vakum Impregnasyonda Kullanılan Malzemeler

“Vücuum tarafından kapatılmış kağıt yalıtımı” terimi, kağıt üzerinde vurgulanırken, petrol ve kağıt en iyi performans için uyumlu olmalıdır. Yaygın olarak kullanılan kağıtlar şunları içerir:

  • [FONT:0]Kraft kağıt[DÜT:1] - yüksek çekme gücü ve petrol ihraç edildiğinde iyi dielektrik özellikleri.
  • [FONT:0) ⁇ ly yükseltilmiş Kraft (TUK) kağıt) - yüksek sıcaklıklarda termal bozulmaya direnmek için katkı maddeleri ile stabilize edilmiştir.
  • [FONT:0) Yüksek yoğunluklu aramid kağıdı (e.g., Nomex)) - aşırı sıcaklık ortamları için kullanılır, ancak maliyet nedeniyle büyük güç dönüştürücüler için daha az yaygındır.

Petrolün işlenmesi genellikle yüksek derecede düşük bir peçete mineral yağıdır, ancak sentetik esterler ve doğal esterler de bazı tasarımları kullanır. Vakum kesinti süreci farklı petrol vizasyonları için kolayca adapte edilebilir, petrolün degassing ve ön ısıtma parametreleri optimize edilir.

Vakum Impregnated Paper Yalıtımının Anahtar Avantajları

Vakum kirliliğinin her yararı doğrudan boşlukların kaldırılmasından ve sürekli bir petrol-köprü arayüzünün oluşturulmasından kaynaklanmaktadır. Aşağıda teknik detaydaki en önemli avantajları inceleyeceğiz.

1. Üst Dielektrik Güç ve Partisel Parasız Direniş

Kağıt-petrol yalıtımlarında yapılan elektrik arızaları genellikle gaz dolu boşluklar tarafından başlatılır ve bu boşluklar, çevre kirliliğinden daha düşük bir dielektrik sabiti sunar, yerel alanda intensification ve kısmi deşarjlar başladıktan sonra, taburcuları tamamen bozulmayı tetikleyebilir ve bu tür yalıtımları azaltır.Bu denetimleri kısmi deşarjlar için dayanıklılık sağlar.

Örneğin, 110 kV dönüştürücüde tipik bir dönüş yalıtımı, geleneksel petrol dolumu kullanılmışsa birkaç kağıt katmanı gerekebilir. Vakum kesintisi ile aynı dielektrik bütünlüğü daha az tabakalarla elde edilebilir, rüzgar boyutunu ve bakır kayıpları azaltır.

2. Geliştirilmiş Termal Performans ve Heat Dissipation

Güç dönüştürücü sistemler sadece demiryolları değil, aynı zamanda termal iletkenler. Rüzgarda üretilen ısı, soğutma yüzeylere ısıtıcı olarak hareket eden kağıt-peçete kompozitleri ile yapılmalıdır. Sonuç, rüzgarın içindeki ısı iletkenliği yaklaşık beş kez daha yüksektir, böylece ısı iletkenliği daha yüksek ısı iletkenliği artırmak için transformatörler. Vakum kirliliğinin tüm kağıt gözeneklerinin yağ dolu olmasını sağlar, ısıtıcıları ısıtabilir.

3. Moisture Removal ve Uzun Süreli Hidroli Stabilite

Moisture, hücreli yalıtım düşmanıdır. Küçük miktarda su (daha düşük ağırlıkta% 0,5 kadar düşük) kağıtın dielektrik gücünü dramatik bir şekilde azaltabilir ve kağıtların hidroli bozulmasından daha yavaşlayın.Bu özellikle de ıslak olmayan ortamlardan veya uzun süre boyunca dönüştürücü depolamanın nemlendirilmesi önemlidir.

4. Artan Mekanik Robustness

Petrol doygun kağıdı kuru kağıttan daha esnek ve sert hale gelir. Fibers yağ tarafından değiştirilebilir, rüzgarlama sırasında kırılma riskini azaltır ve kısa süreli olaylar sırasında, büyük elektromanyetik kuvvetler iletkenler üzerinde hareket ettiğinde. Vakum kontrasepsiyonları da daha iyi bir dengeye sahiptir, çünkü petrol dolu matrix zamanla kompresyona karşı ürperticilere karşı ürperticilere karşı ürperticilere karşı dayanıklıdır.

5. Genişletilmiş Servis Yaşam ve Yaşam Maliyetini Azalt

Yukarıdaki tüm faktörler - yüksek dielektrik gücü, daha düşük termal stres, nemi azaltın ve daha iyi mekanik sağlamlığı - dönüştürücü bir makinenin operasyonel hayatını genişletmek için bir araya gelir. Ürünlerden gelen veriler, vakumlama ile inşa edilen dönüştürücülerin toplam maliyeti azalır çünkü daha az dielektrik hataları (MTBF) ve daha uzun süre boyunca% 30 ila 50 daha uzun süre boyunca geleneksel kuru temizleme ve doldurma yöntemleri kullanılarak.

Diğer yalıtım sistemleri ile karşılaştırıldığında

Vakum kontran kağıdının değerini takdir etmek için, diğer ortak yalıtım teknolojileri ile karşılaştırmak faydalıdır.

GiyimRich (Resin-Impregnated) Paper

Filtreli sistemlerde kağıt, epoxy veya polyester reçine ile önceden belirlenmiş ve sonra ısı ve baskı altında tedavi edilir.Bu sistemler mükemmel mekanik güç sunar ve kuru tip dönüştürücüler içinde kullanılabilirken, ısı dağılımının kritik olduğu büyük güç dönüştürücüleri eksikler.

Konvansiyonel PetrolDried Paper (Non-Vacuum)

En temel yaklaşım, kağıtı ısıtma ile kurup, daha sonra atmosfer veya hafif pozitif baskı altında yağ ile doldurmaktır. Bu, mikro-boşluk ve daha önce tartışılan performans eksikliklerine yol açıyor.Daha düşük gerilim dağıtım transformatörler için (36 kV'ye kadar), bu kabul edilebilir, ancak trans-line transformatörler için (110 kV ve yukarıda), vakumlama artık endüstri standardıdır.

Gaz I'i izole Sistemler (SF6)

Gazi izolasyonlu transformatörler, SF6'yı petrolden ziyade kullanıyor. Mükemmel yangın güvenliği ve kompaktlığı sunuyorlar, özellikle SF6'nın özelleştirilmesi (güçlü gaz), ve daha düşük aşırı yükleme kabiliyetine sahipler, çünkü gaz soğutması petrolden daha az verimlidir. Vakum kirliliği yağdan daha temiz bir soğutma sağlar ve özellikle de biyodegradatif esterler kullanılırsa daha çevresel olarak daha sağlıklı.

Uygulamaları ve Endüstri Standartları

Vakum kontraksiyonu yaygın olarak kullanılır:

  • [FONT=0) Yüksek gerilimli güç dönüştürücüler [Dönder: 1 )
  • [FONT=0)Generator adım-up (GSU) dönüştürücüler [Dönetici:0) güvenilirliklerin nerede önemli olduğu konusunda ).
  • [FONT:0)Standart fırın dönüştürücüler [Dönderler ve sık sık bisiklete maruz kalanlar için[Dönler)
  • [FONT:0)Wind Tür dönüştürücüler[[DÜT:1) titreşim ve sıcaklık hızlarına tolere etmek zorunda kalır
  • [0]Traction transformatörler[Dönetici ve şok direncinin gerekli olduğu demiryolu uygulamaları için

Vakum kirliliğini belirten veya yararlarına atıfta bulunan uluslararası standartlar, [FONTD:0)IEC 60076[Döneticileri)[Döneticileri) ve sadece boş yalıtım ile karşılaştırılabilir olan kısmi deşarj limitleri [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ

Üçüncü transformatörler, gelişmiş yaşlanma testleri ve alan başarısızlığı analizi yoluyla, 2018 yılında Manitoba Üniversitesi'nde araştırmacılar tarafından yapılan test laboratuarları, 5000 saatlik termal yaşlanmadan sonra ilk dielektrik güçlerinin yüzde 90'ını korudular.

Üretim ve Kalite Kontrol

Başarılı vakumlama birkaç parametrenin kesin kontrolünü gerektirir:

  • [FONT:0]Vacuum seviyesi ve süresi) - genellikle 50-100 Pa büyük güç dönüştürücüleri için 24–48 saat boyunca muhafaza etti.
  • [FONT=0)Oil sıcaklığı) - genellikle 60-80 °C viskoluğu azaltmak ve penetrasyonu geliştirmek.
  • [FONT:0)Basın aşaması[[[Dönetici:0)[[[Dönemli))[[[Dönemli)) - herhangi bir oturma balonu sıkıştırmaktan sonra 200-400 kPa uygulayın ve tam doldurmayı sağlayın.
  • [FONT:0]Oil kalitesi[[DÜT:1] - Petrol, çok düşük bir gaz içeriğine (daha düşük% 0.1) filtrelenmelidir.

Kalite kontrolü, petrolün nemsepsiyonunu ölçmek (Karl Fischer titrasyonu) ve örnek rüzgarlarda kısmi deşarj ölçümlerini yapmak. Bazı üreticiler ayrıca kullanımlar:0)dielektrik spektroskopi), tüm rüzgar uzunluğu boyunca kesintiye uğratmak için.

Ekonomik ve Operasyonel Sadece

Bir vakum kesintisinin maliyeti önemli olsa da, büyük vakum otoklavları, petrol işleme sistemleri ve işlem kontrol ekipmanları – dönüştürücü üreticiler ve son kullanıcılar için yatırım getirisi açıktır. Tipik 100 MVA için 220 kV güç dönüştürücü, geleneksel kurutma maliyetinin iki ila 4'ü toplam dönüştürücü maliyetle çevirmek için tahmin edilir.

Dahası, yüksek işletme sıcaklıklarına ve daha küçük transformatör ayak izine yönelik eğilim, deniz rüzgarı ve şehir alt istasyonlar için ısı ve kompaktlık avantajları, vakum kirliliğinin nasıl azaltılamayacağı konusunda daha cazip hale getirir.[Dönemli) ABB (şimdi Hitachi Energy) notları, “Vacuum-dried, petrol destekli kağıt, elektrik yalıtım için standart kalır.”

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Vakum kirliliği yeni veya devrimci bir teknoloji değildir, ancak elektriksel olmayan veya kısmen tahrip edilen sistem için olgun, optimize edilmiş petrol yalıtımunu temsil eder. Hava ve nemsle ve onları tam olarak kontrol edilen koşullardan uzaklaştırarak, üreticiler elektrik altyapısının yenilenebilir kaynaklardan daha yüksek oranda değerli ve daha sıkı bir şekilde işlenmesi gereken bir dünyada giderek daha değerli hale gelir.

Mühendisler ve tedarik uzmanları transformatör seçenekleri değerlendiriyor, vakum kirliliğini belirtmek, elektriksel taleplerin on yıl boyunca karları ödediği bir karardır.Demekli ve verimli güç dağıtımını sağlamak için kanıtlanmış bir teknolojidir.