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Guía definitiva de transformadores de distribución de energía de clase 35kv 2022

2022 Ultimate 35kv Class Power Distribution Transformer Guide1

Los transformadores de distribución de 35 kv incluyen transformadores de tipo seco de resina epoxi trifásicos y transformadores de distribución sumergidos en aceite trifásicos.

El rango de capacidad nominal del transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi de 35kv es: 50~2500kva, alto voltaje 38.5kv, bajo voltaje 0.4kv, usando DYN11, grupo de conexión Yyno.

La impedancia de cortocircuito del transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi de 35 kv es del 6 %.

El rango de capacidad nominal del transformador de distribución sumergido en aceite trifásico de 35kv es: 800~31500kva, alto voltaje: 35~46kv, bajo voltaje 6.3~13.8kv, utilizando el grupo de conexión Yd11, Ynd11.

Este artículo le informará en detalle sobre el transformador de distribución sumergido en aceite trifásico de 35kv.

Daelim puede proporcionarle transformadores de distribución secos o sumergidos en aceite de 35 kv. Todos han obtenido estándares de la industria como IEEE, ASNI, CSA. Estos estándares se pueden utilizar para garantizar la calidad de los transformadores que compra. Al mismo tiempo, daelim también le ofrece una garantía posventa de dos años. El equipo de instalación de Daelim en América del Norte también puede brindarle servicios de instalación profesionales de acuerdo con su ubicación de instalación específica.

Table of Contents

¿Qué es un transformador de distribución de energía de 35kv?

35kv three-phase distribution transformer

El transformador de distribución de 35 kV se refiere al transformador sumergido en aceite con alto voltaje de 35 kV, bajo voltaje de 0,4 kV y un rango de capacidad de 50~1600 kVA.

El Transformador de distribución de 35kv suministra energía directamente a la red de distribución, y es un producto con una gran cantidad de aplicaciones y una amplia gama de aplicaciones. El producto tradicional de clase 9 de 35kV con una capacidad de 50-1600kVA adopta una estructura cilíndrica multicapa de un solo segmento para su devanado de alto voltaje, un devanado de bajo voltaje de 50-500kVA adopta una estructura cilíndrica y un devanado de bajo voltaje de 630-1600kVA El devanado de voltaje adopta una nueva estructura en espiral. .

Hay muchos cables de bobinado paralelo en el bobinado en espiral, el cable conductor es difícil de hacer, la transposición de los cables puede ser incompleta y el potencial magnético de fuga entre los grupos de cables es grande.

El extremo de la bobina del transformador que usa este devanado debe usar un anillo de extremo de madera laminada para mejorar la resistencia a cortocircuitos de la bobina. estabilidad.

El devanado de alto voltaje del transformador de distribución de 35 kV adopta una estructura cilíndrica multicapa segmentada.

Esta estructura tiene un rendimiento eléctrico estable y resistencia al impacto; el voltaje entre las capas del devanado es bajo, lo que puede reducir la cantidad de descarga parcial; hay un canal de aceite radial en el medio, que puede aumentar el área de disipación de calor del devanado.

El devanado de bajo voltaje adopta un devanado de lámina, lo que mejora el factor de llenado del material conductor en la ventana de hierro y reduce el volumen del transformador;

Aumenta la conductividad térmica de la dirección radial del devanado, gradiente de baja temperatura, buena estabilidad térmica; alta resistencia mecánica, fuerte potencia eléctrica de cortocircuito, fuerte resistencia al impacto y alta resistencia eléctrica.

¿Qué hay dentro de un transformador de 35kv?

Dentro del transformador de 35 kv: núcleo de hierro

Una vez que se determina el diámetro del núcleo del transformador de 35 kv, el tamaño potencial de cada vuelta del devanado del transformador de 35 kv depende principalmente de la densidad de flujo magnético.

Dado que el nivel de tensión del devanado es fijo, el número de vueltas del devanado es inversamente proporcional a la magnitud de la densidad de flujo magnético, y la tensión de impedancia es proporcional al cuadrado del número de vueltas del devanado, por lo que el valor de la tensión de impedancia tiene una cierta relación con la magnitud de la densidad de flujo magnético.

Por lo tanto, al seleccionar la densidad de flujo magnético, es necesario asegurarse de que la tensión de impedancia, la pérdida sin carga y la corriente sin carga cumplan con ciertos requisitos técnicos.

El tipo de devanado está determinado por la capacidad del transformador de 35 kv. Los devanados de alta y baja tensión con una capacidad de transformador de 50 kVA a 315 kVA son todos devanados cilíndricos de una sola sección de doble capa o multicapa.

El devanado de alto voltaje con una capacidad de 400k VA a 1600k VA es un devanado cilíndrico multicapa segmentado, y el devanado de bajo voltaje es un devanado de aluminio.

La lámina de cobre se utiliza para devanados de bajo voltaje de 400k VA y superiores, y la resistividad es de 0,02097 Ω.mm2/m a 75 ℃ y 0,01725 Ω.mm2/m a 20 ℃;

El devanado de bajo voltaje de 315k VA e inferior adopta alambre plano de cobre revestido de papel (alambre de cobre común sin oxígeno), el espesor del aislamiento es de 0,3 mm y la relación ancho-espesor está entre 2,5 y 7;

Los devanados de alto voltaje de 1000k VA e inferiores usan alambre de cobre redondo esmaltado con acetal, 1250k VA~1600k VA usan alambre de cobre plano esmaltado con acetal o alambre de cobre plano recubierto de papel, la resistividad del alambre esmaltado a 75 ℃ es 0.02135Ω.mm2/ m, a 20 ℃, es 0.01756Ω.mm2/m, y la relación ancho-espesor del alambre plano esmaltado es 2.5~6;

La densidad eléctrica del hilo del devanado está entre 2,5 y 3,5 A/mm2.

Dentro del transformador de 35 kv: bobinado

35kv three-phase epoxy resin dry-type transformers

Una vez que se determina el diámetro del núcleo del transformador de 35 kv, el tamaño potencial de cada vuelta del devanado del transformador de 35 kv depende principalmente de la densidad de flujo magnético.

Dado que el nivel de tensión del devanado es fijo, el número de vueltas del devanado es inversamente proporcional a la magnitud de la densidad de flujo magnético, y la tensión de impedancia es proporcional al cuadrado del número de vueltas del devanado, por lo que el valor de la tensión de impedancia tiene una cierta relación con la magnitud de la densidad de flujo magnético.

Por lo tanto, al seleccionar la densidad de flujo magnético, es necesario asegurarse de que la tensión de impedancia, la pérdida sin carga y la corriente sin carga cumplan con ciertos requisitos técnicos.

El tipo de devanado está determinado por la capacidad del transformador de 35 kv. Los devanados de alta y baja tensión con una capacidad de transformador de 50kVA a 315kVA son todos devanados cilíndricos de una sola capa de doble capa o multicapa.

El devanado de alto voltaje con una capacidad de 400k VA a 1600k VA es un devanado cilíndrico multicapa segmentado, y el devanado de bajo voltaje es un devanado de aluminio.

La lámina de cobre se utiliza para devanados de bajo voltaje de 400k VA y superiores, y la resistividad es de 0,02097 Ω.mm2/m a 75 ℃ y 0,01725 Ω.mm2/m a 20 ℃;

El devanado de bajo voltaje de 315k VA e inferior adopta alambre plano de cobre revestido de papel (alambre de cobre común sin oxígeno), el espesor del aislamiento es de 0,3 mm y la relación ancho-espesor está entre 2,5 y 7;

Los devanados de alto voltaje de 1000k VA e inferiores usan alambre de cobre redondo esmaltado con acetal, 1250k VA~1600k VA usan alambre de cobre plano esmaltado con acetal o alambre de cobre plano recubierto de papel, la resistividad del alambre esmaltado a 75 ℃ es 0.02135Ω.mm2/ m, a 20 ℃, es 0.01756Ω.mm2/m, y la relación ancho-espesor del alambre plano esmaltado es 2.5~6;

La densidad eléctrica del hilo del devanado está entre 2,5 y 3,5 A/mm2.

Dentro del transformador de 35 kv: pérdida sin carga

Inside of 35kv transformer winding

Las características sin carga de un transformador de 35 kv se refieren principalmente a la corriente sin carga y la pérdida sin carga, que son uno de los principales indicadores de rendimiento del transformador.
Las características sin carga del transformador dependen principalmente de la estructura del núcleo, el grado de la lámina de acero al silicio y la densidad del flujo magnético.

El potencial magnético (I0N) y el flujo magnético (Φ) del transformador de 35 kv son generados por la corriente sin carga (I0), y la pérdida sin carga se debe al flujo magnético.

Pasa principalmente a través del núcleo de hierro y se generará una cierta pérdida en la lámina de acero al silicio con núcleo de hierro. La pérdida sin carga es principalmente pérdida en el núcleo, incluida la pérdida por histéresis y la pérdida por corrientes de Foucault.

La pérdida sin carga no cambia con la carga. En general, solo ajustando la densidad magnética y cambiando la estructura del aislamiento se puede lograr el propósito de reducir la pérdida sin carga.

¿Cuánto pesa un transformador de 35kv?

El peso de un transformador de 35 kv consiste en la lámina de acero al silicio, el peso de los devanados y el peso del aceite del transformador.

El material principal del núcleo del transformador es la lámina de acero al silicio, que es uno de los materiales principales del transformador.

El material principal de los devanados de alta y baja tensión del transformador de 35kv es el alambre de cobre.

Cuatro tipos de alambres de cobre se utilizan principalmente en la serie de productos estudiados en este documento, a saber, alambre plano de cobre esmaltado, alambre redondo de cobre esmaltado, alambre plano de cobre recubierto de papel y lámina de cobre.

Según el precio unitario, se puede dividir en alambre de cobre esmaltado, alambre plano de cobre revestido de papel y lámina de cobre.

¿Cuál es la estructura del devanado de un transformador de distribución de 35kV?

Segmented Layer Windings for 35kV Distribution Transformers

El transformador de potencia de la estructura central adopta el devanado concéntrico de sección circular.

El devanado de sección circular es muy estable bajo la acción de la fuerza de tracción y la fuerza de compresión, la longitud del cable es la más pequeña bajo la condición de una sección efectiva dada del núcleo de hierro, la operación es confiable y la fabricación es simple.

Los devanados concéntricos son cilíndricos. Las alturas de los devanados de alta y baja tensión son aproximadamente iguales.

El devanado de alto voltaje está dispuesto en el exterior y el devanado de bajo voltaje está encamisado directamente en la columna del núcleo.

Los devanados de los transformadores de distribución de 35 kV generalmente toman las siguientes formas: tipo de capa única, tipo de capa segmentada, tipo espiral, tipo continuo, tipo lámina.

Devanados continuos para transformadores de distribución de 35kV

Continuous windings for 35kV distribution transformers

El devanado continuo se utiliza generalmente como devanado exterior del transformador de distribución de 35kV y tiene las siguientes características:

El devanado se compone de varios pasteles de alambre redondos en forma de pastel. El pastel de autobuses es generalmente entre 30 y 100, y es un número par. El número de cables paralelos generalmente no es más de 4, y el máximo es 6.

En circunstancias normales, el pastel impar se denomina “pastel inverso (o segmento inverso)”, comenzando desde el extremo del devanado y el cable se enrolla desde el exterior hacia el interior. Las tortas pares son “tortas positivas (segmento positivo)”, y los cables se enrollan desde el interior hacia el exterior. Un pastel inverso y un pastel positivo adyacente forman una unidad, denominada “unidad de pastel doble”. Los conductos de aceite dentro de la unidad se denominan “conductos de aceite hacia el exterior”, y los conductos de aceite fuera de la unidad se denominan “conductos de aceite hacia el interior”; en casos especiales (como los cables salientes de los devanados se extraen del lado del diámetro interior), cuente desde el extremo del devanado. , el pastel de números impares es un pastel positivo, el pastel de números pares es un pastel negativo.

Una torta positiva y una torta inversa adyacente forman una unidad, los conductos de aceite en la unidad se denominan “conductos de aceite internos” y los conductos de aceite entre las unidades se denominan “conductos de aceite externos”.

El devanado continuo debe transponerse, y la dirección radial de la torta de alambre en la posición transpuesta es más alta que la de la parte normal. Para evitar aumentar el tamaño radial del devanado, se utilizan vueltas fraccionarias. El valor del numerador es generalmente el número total de puntales de bobinado menos 1.

Todos los segmentos de línea del devanado continuo se enrollan en los puntales para formar conductos de aceite verticales en la superficie interior del devanado, y los espaciadores se perforan en los puntales para formar los conductos de aceite entre los segmentos. Cada vuelta del devanado puede constar de uno o varios hilos paralelos. La bobina de esta estructura puede reducir la pérdida por corrientes de Foucault de la bobina y facilitar el bobinado.

La superficie de soporte del extremo del devanado continuo es grande, estable a la fuerza axial durante un cortocircuito y tiene una gran superficie de disipación de calor.

La capacitancia del devanado continuo a tierra es mucho mayor que la capacitancia longitudinal del devanado, por lo que bajo la sobretensión del rayo, el gradiente de potencial entre los segmentos de línea en el extremo de entrada del devanado es grande.

En vista de las características anteriores, las bobinas continuas son ampliamente utilizadas en transformadores en términos de voltaje y capacidad.

Devanados de capa segmentada para transformadores de distribución de 35 kV

Bajo alto voltaje, incluso si se usa una bobina cilíndrica multicapa, el voltaje entre capas sigue siendo muy alto y es difícil garantizar la rigidez dieléctrica requerida para el aislamiento entre capas adyacentes. Para reducir el voltaje entre capas, la bobina se divide en varias secciones en la dirección axial, de modo que la bobina cilíndrica segmentada se compone de varios segmentos de línea multicapa. Sus características estructurales son:

(1) Dos devanados cilíndricos multicapa están conectados en serie para formar un devanado cilíndrico multicapa segmentado.

Un anillo de ángulo blando y un anillo de extremo están dispuestos en la conexión en serie para formar un aislamiento de intersección.

Se pega un bloque espaciador con un cierto espesor en la posición correspondiente del puntal del paso de aceite entre capas para formar el paso de aceite entre secciones.

(2) El ancho del cable debe ser lo más estrecho posible con la premisa de garantizar un área de sección transversal y una relación de aspecto determinadas.

(3) Dado que el potencial de tierra de los dos devanados cilíndricos multicapa difiere a la mitad durante el funcionamiento, solo se coloca una pantalla electrostática (extremo de salida de alto voltaje) en el lado del diámetro interior de un devanado cilíndrico multicapa.

En estas estructuras, se utilizan varios blindajes eléctricos para que cuando la bobina se someta a un voltaje de impulso, el voltaje se distribuya uniformemente entre las capas de la bobina. Algunas construcciones solo usan un escudo de “línea” al comienzo de la bobina, mientras que otras también tienen un escudo interno conectado al extremo “neutro” de la bobina.

Algunas bobinas cilíndricas también están equipadas con anillos de condensador al final de la capa.

(4) La línea de derivación generalmente está dispuesta en la capa más externa del devanado cilíndrico multicapa en el extremo de salida de alto voltaje, y la línea de derivación adopta el método de salida de la cabeza del arco.

Devanados de lámina para transformadores de distribución de 35 kV

Foil windings for 35kV distribution transformers

La lámina de cobre o la lámina de aluminio se enrolla en una máquina bobinadora de lámina especial, cada capa es una vuelta y el aislamiento entre capas es el aislamiento entre vueltas.

El aislamiento de la capa intermedia y el aislamiento final se enrollan simultáneamente cuando se enrolla el devanado. Los devanados de lámina se utilizan a menudo como devanados de bajo voltaje.

En comparación con los devanados de bajo voltaje enrollados con múltiples cables, estos devanados tienen una gran utilización del espacio, son convenientes para el devanado automático y tienen una alta productividad.

Sus características son:

(1) Suelde la barra de cobre en la hoja de metal como cabeza y extremo del devanado de hoja.

(2) El paso de aire axial del devanado de lámina está formado por la barra de dibujo o tablero corto de fibra de vidrio del grado de resistencia al calor correspondiente, que se enrolla en el proceso de devanado para formar el paso de aire.

(3) La distribución de temperatura de todas las secciones del segmento de línea es relativamente uniforme, lo que mejora el enfriamiento de la bobina.

(4) La capacitancia entre vueltas se distribuye uniformemente a lo largo de la bobina, y la bobina aumenta la estabilidad a la tensión de impulso.

(5) El potencial magnético de la bobina se distribuye uniformemente a lo largo de la altura de las bobinas de alto y bajo voltaje, y la fuerza axial es la más pequeña durante el cortocircuito.

(6) Dado que la distribución de amperios-vueltas del devanado de lámina es fácil de controlar, su componente magnético de fuga radial es pequeño y la fuerza electromotriz axial causada por él no es grande, por lo que la compresión axial del devanado del transformador es relativamente fácil de controlar. tratar con.

(7) La capacitancia de la capa intermedia del devanado de lámina es mucho mayor que la capacitancia de tierra, por lo que tiene una buena distribución de impacto bajo la acción del voltaje de impulso.

To sum up, combined with the characteristics of the high and low voltage windings of 35kV distribution transformers, the selection types of the windings are as follows:

(1) The high-voltage winding has high voltage, small current, and many turns, so the interlayer voltage is high.

The layered winding is selected. In order to reduce the interlayer voltage, the segmented layered winding is selected for the capacity of 400k VA and above;

(2) The low-voltage winding has low voltage and large current. Double-layer or multi-layer cylindrical windings are used for 315kVA and below, and foil windings are used for 400k VA and above.

(3)There are at most 2 longitudinal oil passages in the high voltage winding, and at most 2 longitudinal oil passages in the low voltage winding.

Conclusión

El transformador de distribución de 35 kV es un equipo eléctrico ampliamente utilizado.

La reducción de los costes de producción y la mejora del rendimiento del producto son de gran importancia para los fabricantes y usuarios.

El diseño de un transformador de distribución de 35kV es el primer paso en la fabricación de todo el transformador.

La calidad del diseño afecta directamente el costo de fabricación y los beneficios económicos del producto. El diseño de alta calidad del transformador no solo puede mejorar el rendimiento operativo del producto, reducir el costo de diseño, sino también reducir la carga de trabajo y el tiempo de diseño.

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