فشارهای مکانیکی بر روی یک ترانسفورماتور بزرگ در حین کار چیست؟

فشارهای مکانیکی بر روی یک ترانسفورماتور بزرگ در حین کار چیست؟

من به عنوان تأمین کننده ترانسفورماتورهای بزرگ قدرت ، من شاهد دست اول تعامل پیچیده نیروها بوده ام و تأکید می کند که این قطعات مهم تجهیزات در حین کار تحمل می شوند. درک این فشارهای مکانیکی برای اطمینان از قابلیت اطمینان ، طول عمر و ایمنی ترانسفورماتورهای برق در سیستم های مختلف الکتریکی بسیار مهم است.

1. نیروهای الکترومغناطیسی

یکی از منابع اصلی استرس مکانیکی در ترانسفورماتورهای بزرگ نیروهای الکترومغناطیسی است. هنگامی که یک جریان متناوب از طریق سیم پیچ ترانسفورماتور جریان می یابد ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. تعامل بین میدان مغناطیسی و هادی های حامل جریان ، نیروهای الکترومغناطیسی را تولید می کند.

این نیروها متناسب با مربع جریان جریان در سیم پیچ هستند. در حین کار عادی ، نیروهای الکترومغناطیسی نسبتاً پایدار هستند. با این حال ، در صورت داشتن یک مدار کوتاه ، جریان می تواند به میزان قابل توجهی افزایش یابد ، گاهی اوقات به چندین برابر جریان دارای امتیاز می رسد. به عنوان مثال ، در یک سناریوی گسل ، جریان مدار کوتاه می تواند باعث شود که نیروهای الکترومغناطیسی به سطح بسیار بالایی برسند.

نیروهای الکترومغناطیسی شعاعی و محوری بر روی سیم پیچ ترانسفورماتور عمل می کنند. نیروهای شعاعی بسته به جهت جریان و میدان مغناطیسی تمایل دارند که سیم پیچ ها را به بیرون یا به سمت داخل سوق دهند. از طرف دیگر نیروهای محوری در امتداد محور سیم پیچ عمل می کنند. نیروهای شعاعی بیش از حد می توانند باعث تغییر شکل سیم پیچ شوند و منجر به آسیب عایق و مدارهای کوتاه بالقوه در سیم پیچ ها شوند. نیروهای محوری می توانند باعث شوند سیم پیچ ها به صورت محوری تغییر کنند ، که ممکن است به عایق و ساختارهای پشتیبانی مکانیکی نیز آسیب برساند.

برای تحمل این نیروها ، ما خود را طراحی می کنیمترانسفورماتورهای ولتاژ برقبا ساختارهای سیم پیچ قوی. ما از هادی های با استحکام بالا و مواد عایق با دقت مهندسی شده استفاده می کنیم تا اطمینان حاصل شود که سیم پیچ ها می توانند در برابر فشارهای مکانیکی ناشی از نیروهای الکترومغناطیسی مقاومت کنند. علاوه بر این ، ما شبیه سازی های میدانی الکترومغناطیسی مفصل را در مرحله طراحی انجام می دهیم تا به طور دقیق نیروها را پیش بینی کرده و پیکربندی سیم پیچ را بهینه کنیم.

2. تنش های حرارتی

تنش های حرارتی یکی دیگر از عوامل مهم بر ترانسفورماتورهای بزرگ است. در حین کار ، ترانسفورماتورهای برق به دلیل تلفات در سیم پیچ (تلفات مس) و هسته (تلفات آهن) گرما ایجاد می کنند. گرمای تولید شده باید برای حفظ دمای ترانسفورماتور در حد ایمن از بین برود.

با این حال ، گرمایش ناهموار می تواند در ترانسفورماتور رخ دهد. به عنوان مثال ، لایه های داخلی سیم پیچ ها به دلیل چگالی جریان بالاتر و مقاومت حرارتی عایق ممکن است دمای بالاتری نسبت به لایه های بیرونی تجربه کنند. این اختلاف دما تفاوتهای انبساط حرارتی بین قسمتهای مختلف ترانسفورماتور ایجاد می کند.

با گسترش مواد و با تغییر دما ، تنش های حرارتی ایجاد می شود. این تنش ها می تواند باعث تغییر شکل مکانیکی سیم پیچ ها ، هسته و سایر اجزای شود. با گذشت زمان ، دوچرخه سواری حرارتی مکرر می تواند منجر به خستگی در مواد شود و باعث کاهش مقاومت مکانیکی آنها شود. به عنوان مثال ، مواد عایق ممکن است به دلیل تنش های حرارتی شکسته یا لایه لایه شوند ، که می تواند خواص عایق الکتریکی ترانسفورماتور را به خطر بیاندازد.

برای مدیریت تنش های حرارتی ، ما سیستم های خنک کننده کارآمد را در ترانسفورماتورهای خود گنجانده ایم. ماروغن 160KVA ترانسفورماتور قدرت را غوطه ور کرداز روغن به عنوان خنک کننده استفاده می کند. روغن از طریق ترانسفورماتور گردش می کند و گرما را از سیم پیچ و هسته جذب می کند و آن را به رادیاتور منتقل می کند. ما همچنین ساختار ترانسفورماتور را برای اطمینان از توزیع گرمای یکنواخت تا حد امکان طراحی می کنیم و اختلاف دما را در ترانسفورماتور کاهش می دهد.

3. لرزش و فشارهای صوتی

لرزش و تنش های صوتی همچنین می تواند بر تمامیت مکانیکی ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ تأثیر بگذارد. نیروهای الکترومغناطیسی که قبلاً ذکر شد می توانند باعث لرزش سیم پیچ و هسته شوند. علاوه بر این ، فن های خنک کننده و پمپ های موجود در سیستم خنک کننده ترانسفورماتور می توانند ارتعاشاتی ایجاد کنند.

این ارتعاشات را می توان در سراسر ساختار ترانسفورماتور منتقل کرد و باعث سایش و پارگی بر روی اجزای آن شد. با گذشت زمان ، لرزش مداوم می تواند اتصالات ، عایق آسیب دیده و حتی منجر به خرابی ساختارهای پشتیبانی مکانیکی شود. تنش های صوتی مربوط به سر و صدای ایجاد شده توسط ترانسفورماتور است. لرزش سیم پیچ و هسته باعث ایجاد نویز شنیدنی می شود که می تواند باعث ایجاد استرس بر روی مواد عایق و سایر مؤلفه ها بویژه در عملکرد طولانی مدت شود.

برای کاهش لرزش و تنش های صوتی ، از مواد لرزش - میرایی در ساخت ترانسفورماتورهای خود استفاده می کنیم. ما همچنین قسمتهای چرخان سیستم خنک کننده را با دقت متعادل می کنیم تا سطح لرزش را کاهش دهیم. برای ماترانسفورماتور قدرت رزین 11kV/33kV Resin Type Transform، ما سیم پیچ های رزین را برای داشتن سفتی مکانیکی بالایی طراحی می کنیم که به کاهش لرزش و تولید سر و صدا کمک می کند.

4. نیروهای خارجی

نیروهای خارجی همچنین می توانند بر روی ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ عمل کنند. در حین حمل و نقل ، ترانسفورماتور ممکن است در معرض شوک و ارتعاشات قرار بگیرد. کار نادرست در حین نصب نیز می تواند باعث آسیب مکانیکی شود. علاوه بر این ، عوامل محیطی مانند زمین لرزه ، شرایط باد زیاد و سیل می توانند نیروهای خارجی را بر روی ترانسفورماتور اعمال کنند.

زمین لرزه ها می توانند حرکات زمینی قوی ایجاد کنند که می تواند ترانسفورماتور را حرکت دهد یا نوک آن برسد. نیروهای باد شدید می توانند بر روی محفظه ترانسفورماتور فشار بیاورند و به طور بالقوه آن را تغییر شکل دهند. سیل می تواند به عایق الکتریکی ترانسفورماتور و اجزای مکانیکی آسیب برساند.

برای محافظت از ترانسفورماتورهای خود در برابر نیروهای خارجی ، ما آنها را با محفظه های قوی و ساختارهای پشتیبانی مکانیکی طراحی می کنیم. ما تجزیه و تحلیل لرزه ای را در طی فرآیند طراحی انجام می دهیم تا اطمینان حاصل شود که ترانسفورماتور می تواند در برابر نیروهای لرزه ای مورد انتظار مقاومت کند. ترانسفورماتورهای ما همچنین با استفاده از اقدامات مناسب در آب و آب ، در برابر شرایط پر باد و سیل مقاوم هستند.

پایان

در نتیجه ، ترانسفورماتورهای بزرگ قدرت در طی کار در معرض انواع تنش های مکانیکی قرار می گیرند ، از جمله نیروهای الکترومغناطیسی ، تنش های حرارتی ، لرزش و فشارهای صوتی و نیروهای خارجی. ما به عنوان تأمین کننده ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ ، این استرس ها را در هر مرحله از فرآیند طراحی ، ساخت و نصب در نظر می گیریم.

با استفاده از تکنیک های پیشرفته طراحی ، مواد با کیفیت بالا و سیستم های خنک کننده و محافظت کارآمد ، اطمینان حاصل می کنیم که ترانسفورماتورهای ما می توانند در برابر این فشارهای مکانیکی مقاومت کنند و برای سالهای متمادی خدمات قابل اعتماد ارائه دهند. اگر به یک ترانسفورماتور قدرت بزرگ نیاز دارید که می تواند نیازهای خاص شما را برآورده کند و در برابر سخت گیری های عملکرد مقاومت کند ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای تهیه و بحث های فنی با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم که بهترین ترانسفورماتورهای قدرت کلاس و خدمات عالی مشتری را در اختیار شما قرار دهیم.

منابع

• Gross ، GW ، & McPherson ، G. (1998). تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم قدرت. انتشارات PWS.
• چاپمن ، SJ (2012). اصول ماشین آلات برقی. مک گرا - هیل.
• EL - Hawary ، ME (2008). دفترچه راهنمای مهندسی برق. مطبوعات CRC.