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El transformador de potencia sumergido en aceite con regulador no excitado de gran capacidad de 35 kv y 180 MVA descrito en este documento tiene una capacidad de 180 MVA, que supera con creces la capacidad de una sola unidad del transformador de potencia sumergido en aceite de 35 kV especificado en la norma nacional, y es un producto para usuarios especiales.
El aumento de la capacidad de un solo transformador puede reducir la pérdida por unidad de capacidad, reducir la pérdida de energía y, al mismo tiempo, en comparación con múltiples transformadores de pequeña capacidad, se reducen los consumibles y el peso por unidad de capacidad, lo que puede reducir significativamente la inversión única. Costo, espacio de piso y costo de mantenimiento, especialmente en el proyecto de transformación técnica, la capacidad total del transformador se puede aumentar significativamente con un pequeño aumento en el espacio de piso.
Como resultado, los transformadores de gran capacidad son cada vez más utilizados y bienvenidos por los usuarios cuando las condiciones lo permiten.
Este documento se centra en el diseño de un transformador de potencia sumergido en aceite de gran capacidad de 35 kV en términos de regulación de voltaje y selección del tipo de devanado.
Los principales parámetros técnicos del transformador de potencia sumergido en aceite de gran capacidad de 180 MVA/35kV son los siguientes.
Capacidad nominal: 180/180 MVA
Relación de tensión: 38,5±2×2,5 %/10,5 kV
Grupo de acoplamiento: YNd11
Impedancia de cortocircuito: 14%
Límite de aumento de temperatura: bobinado 65K, aceite superior 60K
Transformador de potencia sumergido en aceite de regulación de voltaje sin excitación de 35kV de mayor capacidad convencional, devanado general de alto voltaje con estructura continua bidireccional, regulación central, sección de línea de regulación en el devanado de alto voltaje con derivación directa, devanado de bajo voltaje generalmente con estructura en espiral.
Para una capacidad de hasta 180 MVA 35kV transformador de potencia sumergido en aceite de gran capacidad, el número total de vueltas del devanado de alto voltaje es de solo unas 90 vueltas, utilizando una estructura de sección de línea de regulador bidireccional continuo convencional, la cantidad de vueltas por torta es solo 2 vueltas, el número de cables y la raíz del devanado, la dificultad del devanado, la pérdida de corriente de Foucault del devanado y la pérdida de circulación es muy grande, para usar el devanado de alambre de transposición autoadhesivo. Sección de línea de regulación para usar el tipo de torcedura, porque cada torta solo 2 vueltas, y enrollando el número de raíces, la dificultad de enrollado es bastante grande.
La sección de la línea de regulación se conecta directamente al devanado de alto voltaje, el potencial magnético desequilibrado produce una gran fuga transversal, lo que no solo conduce a un aumento de las pérdidas locales, sino que también hace que la capacidad de cortocircuito del devanado sea pobre, la posibilidad de mecánica la inestabilidad se vuelve más grande.
Por lo tanto, para transformadores de potencia sumergidos en aceite de 35 kV con una capacidad de hasta 180 MVA, si la sección de la línea de regulación se enrolla por separado como método de regulación del devanado de regulación y punto neutro, el devanado de alto voltaje puede adoptar una estructura de espiral única en todo su recorrido, lo que reduce en gran medida la dificultad de bobinado y mejora la seguridad y fiabilidad del producto.
La Figura 1 es un diagrama esquemático de la estructura del producto convencional de alta capacidad de 35 kV y el producto de 180 MVA/35 kV descrito en este documento.
Transformador de potencia sumergido en aceite de gran capacidad de 180 MVA / 35kV después de una variedad de opciones para comparar, y finalmente adoptó una estructura de devanado de regulación separada, regulación de punto neutral. La disposición del devanado desde el núcleo hacia el exterior es: devanado de baja tensión – devanado de alta tensión – devanado de regulación en orden.
Después de una comparación de los principales consumibles, la estructura del devanado de regulación separada es un poco más costosa que la estructura de derivación directa del devanado de alto voltaje, pero es superior en términos de rendimiento técnico del producto, control de fugas magnéticas y resistencia mecánica, y tiene mayor fiabilidad del producto.
El devanado de alto voltaje adopta un tipo de espiral simple todo el camino, enrollado por múltiples cables de transposición semiduros autoadhesivos, utilizando la transposición Pango, y el número de transposición es el número de cables de transposición menos 1.
El devanado de bajo voltaje adopta un tipo de espiral en “U” de doble capa, con el primer y el último extremo con plomo en la parte superior del devanado. En comparación con la estructura tradicional, la longitud de los cables de conexión se reduce significativamente y la pérdida de cables y la pérdida de partes estructurales causadas por cables de alta corriente se reducen considerablemente.
El esquema inicial del devanado regulador es espiral, con los dos circuitos superior e inferior conectados en paralelo. Debido a la alta capacidad y alta corriente del producto, un cambiador de tomas de tambor monofásico ordinario no puede cumplir con los requisitos. Después de repetidas negociaciones con la fábrica de interruptores, la estructura final del interruptor fue una conexión paralela de tres vías.
Con el fin de simplificar la estructura del devanado de regulación y la conexión del cable del interruptor, el devanado de regulación finalmente se ajustó a una estructura paralela de tres vías, cada una de las cuales corresponde a un cable del cambiador de tomas bajo carga para facilitar la operación y una limpieza ordenada. y hermosa conexión de plomo.
Las otras partes del transformador no tienen características especiales obvias y no se repetirán.
Bajo la estructura convencional, cuando el devanado regulador es paralelo bidireccional, siempre que la estructura sea simétrica, la corriente que fluye en el bidireccional paralelo no es muy diferente, pero bajo la estructura paralela de tres vías, debido a la asimetría posición del campo de fuga en los tres devanados reguladores, la impedancia no es constante, la corriente distribuida en cada rama puede tener una gran diferencia.
Después de los cálculos de simulación, el toque mínimo, la conexión en paralelo de los tres devanados reguladores en la distribución actual es desigual, el más grande en la corriente alcanzó 1,2 veces el promedio, lo que debe tenerse en cuenta en el cálculo del aumento de temperatura del devanado y el diseño de la estructura, para evitar sobrecalentamiento local del devanado.
La Tabla 1 muestra la comparación entre los valores calculados y probados de los principales parámetros técnicos del producto.
La Tabla 2 muestra la comparación entre el transformador de potencia sumergido de 180 MVA/35 kVoil descrito en este documento y varios otros transformadores de potencia sumergidos de 35 kVoil de la misma capacidad en términos de indicadores de desempeño técnico y espacio de piso.
De la Tabla 2, se puede ver que el uso de un transformador de 180 MVA tiene una gran ventaja sobre el uso de dos transformadores de 90MVA o tres de 63MVA en términos de reducción de pérdida de potencia y espacio de piso.
P0/kW | Pk/kW | Superficie/m2 | |
1 juego de transformador de 180 mva | 83.6 | 476.2 | 47.4 |
2 juegos de transformadores de 90 mva | 46.4 x 2 | 316.9 x 2 | 30.1 x 2 |
3 juegos de transformadores de 63 mva | 33.7 x 3 | 266.8 x 3 | 23.5 x 3 |
El transformador de potencia sumergido en aceite de gran capacidad de 180 MVA/35 kV, que tiene ventajas obvias en términos de inversión única, espacio de piso y pérdida de energía, se usa cada vez más.
En el diseño de productos de gran capacidad, se deben realizar las pruebas o simulaciones necesarias para aspectos estructurales especiales para garantizar el rendimiento técnico y la confiabilidad del producto.
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