Produkcja dużych transformatorów mocy

Produkcja dużych transformatorów mocy

Rozmiar, napięcie, natężenie oraz pojemność tych dużych transformatorów mocy są ogromne. Ich niezawodne działanie jest tak ważne, że projektowanie i produkcja tych dużych transformatorów mocy wymaga bardzo precyzyjnego i złożonego procesu produkcji, montażu, inspekcji i testowania.

Wymagania materiałowe, produkcyjne i testowe dotyczące każdej części transformatora mocy są unikalne i całkowicie zależne od ich oczekiwań dotyczących pracy i wydajności. Aby zrozumieć, jak produkowane są duże transformatory mocy, musimy omówić produkcję każdej części indywidualnie.

Produkcja rdzeni transformatorów mocy

Można powiedzieć, że rdzenie są centrum transformatorów i odpowiadają za transfer energii między pierwotnym a wtórnym uzwojeniem transformatora. Ponieważ są uważane za rdzeń transformatora i są odpowiedzialne za transfer energii, ich jakość produkcji jest bardzo ważna.

Są produkowane z bardzo wysokiej jakości stalowego rdzenia o orientacji ziarna. Typ stali opracowany specjalnie do produkcji części produktów elektrycznych. Ta stal jest używana w formie bardzo cienkich arkuszy, zazwyczaj o grubości od 0.18 do 0.35 mm. Cienkie arkusze pomagają zmniejszyć straty prądów wirowych podczas transferu energii z uzwojenia pierwotnego do wtórnego.

Aby uzyskać arkusz stali o idealnej szerokości, stalowa zwojka jest cięta na wymaganą szerokość za pomocą precyzyjnej maszyny do cięcia metalu, zwanej również maszyną do cięcia wzdłużnego. Maszyna tnie szerszą zwoję stali na mniejszą zwoję o wymaganej szerokości. Po uzyskaniu wymaganej szerokości, stalowa zwojka jest następnie przetwarzana przez maszynę do cięcia laserowego lub prasę CNC, aby wyciąć prostokątne kawałki z wysoką precyzją.

Kilka cienkich arkuszy stali będzie połączonych w celu stworzenia jednego rdzenia, ale przed montażem każdy arkusz jest najpierw pokrywany warstwą izolacyjną, wykonaną z powłoki tlenkowej lub lakieru. Pomaga to zmniejszyć straty prądów wirowych i zapobiec potencjalnemu zwarciu między arkuszami rdzenia.

Po pokryciu arkusze stali są układane w specjalnej konfiguracji zwanej konfiguracją krokową. Ta konfiguracja krokowa poprawia wydajność strumienia magnetycznego rdzenia i pomaga zmniejszyć straty rdzenia. Rdzenie dużych transformatorów mocy są układane za pomocą zautomatyzowanych robotów, aby osiągnąć ciasne tolerancje. Ułożona laminacja tworzy rdzeń w kształcie E i I.

Ułożona blacha, jeśli nie jest ściśnięta mocno, może być narażona na wibracje elektryczne z powodu dużego przepływu prądu. Dlatego rdzeń jest ściskany za pomocą zacisku rdzeniowego lub pręta napinającego, aby wyeliminować te wibracje elektryczne. Aby poprawić wytrzymałość struktury rdzenia, wykonuje się metalową ramę z tego samego materiału, aby otoczyć arkusz. To zapewnia rdzeniowi większą stabilność mechaniczną i zapobiega wszelkim ruchom pod ekstremalnym obciążeniem operacyjnym.

Duże transformatory mocy są budowane, aby działały dłużej bez żadnego spadku ich wydajności. Aby to osiągnąć, rdzenie dużych transformatorów mocy są poddawane procesowi procesowi odprężania. Naprężenia mogą pozostać w stalowym arkuszu w wyniku cięcia mechanicznego, układania i montażu.

Możesz być zainteresowany: Dlaczego warto wybrać arkusze ze stali krzemowej do rdzeni transformatorowych?

Produkcja uzwojeń pierwotnych i wtórnych transformatorów

Ile energii elektrycznej twój transformator może regulować oraz czy twój transformator jest transformatorem podwyższającym czy obniżającym, zależy od uzwojenia transformatora pierwotnego i wtórnego. Użycie wysokiej jakości materiałów i precyzyjnego procesu produkcji jest kluczowe dla wytwarzania wysokowydajnego uzwojenia transformatora.

Miedź i aluminium to dwa najczęściej używane materiały do produkcji uzwojeń transformatora, a spośród nich miedź jest lepsza pod względem przewodności elektrycznej z minimalnymi stratami, podczas gdy aluminium jest korzystniejszą cenowo opcją. Użycie miedzi oznacza również, że potrzebna będzie mniejsza ilość materiału w porównaniu do aluminium, aby uzyskać tę samą wartość przewodności elektrycznej. Mniejsza ilość materiału oznacza mniejszą wagę i mniej miejsca potrzebnego dla uzwojenia.

Jeśli chodzi o kształt materiału, można oczekiwać zarówno okrągłych, jak i prostokątnych drutów dla dużych transformatorów mocy o niskim i średnim napięciu. Jednak dla dużych transformatorów mocy o wysokim napięciu używa się taśm lub folii miedzianych lub aluminiowych. Służą one do redukcji strat prądów wirowych.

Ponieważ nie może być bezpośredniego kontaktu między rdzeniem a uzwojeniem, a także w różnych warstwach uzwojenia, konieczne jest odpowiednie izolowanie przewodnika. Jest to również niezbędne, aby uniknąć jakiegokolwiek zwarcia na późniejszych etapach lub podczas użytkowania transformatora.

Aby izolować wszystkie typy przewodów elektrycznych w transformatorze mocy, używa się specjalnych przewodów pokrytych emalią. Jednak w dużych transformatorach mocy stosuje się papier kraft nasycony olejem lub izolację Nomex, aby izolować miedziane lub aluminiowe taśmy od rdzenia. Aby izolować warstwy uzwojeń, między warstwami uzwojeń umieszcza się papier izolacyjny lub arkusze mylaru. Ta izolacja zapewnia, że siła dielektryczna pozostaje dobra między warstwami i może wytrzymać wysokie napięcia.

Najważniejszym procesem w produkcji uzwojeń jest samo uzwojenie materiału przewodzącego. Uzwojenie transformatora dzieli się na uzwojenie niskonapięciowe i wysokonapięciowe, a obie są nawijane przy użyciu różnych technik nawijania.

Uzwojenia niskonapięciowe wykonane są z relatywnie grubszych taśm miedzianych lub aluminiowych, ponieważ muszą obsługiwać wyższy prąd. Grubsze taśmy można nawinąć przy użyciu techniki nawijania helikalnego, techniki nawijania dysku lub techniki nawijania folii. Wszystkie trzy techniki są uznawane za najlepsze dla dużych transformatorów mocy.

Uzwojenia wysokonapięciowe wykonane są z relatywnie cieńszych taśm miedzianych lub aluminiowych, ponieważ muszą obsługiwać niższy prąd. Cieńsze taśmy można nawinąć przy użyciu techniki nawijania warstwowego, techniki ciągłego nawijania dysku lub techniki nawijania przeplatane.

Ponieważ uzwojenia wykonują większość pracy związanej z regulacją mocy elektrycznej i cały prąd, który przepływa przez transformatory, przepływa przez nie, nie możesz dopuścić do obecności wilgoci w uzwojeniu. Aby usunąć wszelkiego rodzaju wilgoć, uzwojenie umieszcza się i suszy w piecu. U transformator olejowy. zwojenie i montaż rdzenia są zanurzone w oleju, aby utrzymać wilgoć na zewnątrz.

Zdobądź za darmo: Zrozumienie rodzajów uzwojeń transformatorowych i ich zastosowań

Produkcja zbiorników dużych transformatorów mocy

Duże transformatory mocy potrzebują zbiornika, aby pomieścić swój rdzeń i złącze uzwojenia oraz olej transformatorowy, który utrzymuje uzwojenie i złącze rdzenia zanurzone. Po zainstalowaniu wszystkiego, zbiornik transformatora jest uszczelniany, aby wszystkie wewnętrzne części były izolowane od środowiska.

Zbiornik transformatora musi być wykonany z materiału, który może wytrzymać wszystkie czynniki środowiskowe, takie jak wiatr, burze, i wilgoć. Musi również wytrzymać ciepło wytwarzane przez uzwojenie transformatora podczas pracy.

Aby umożliwić mu opór wobec wszystkich tych czynników, jest wykonany z wysokiej jakości stali, zazwyczaj stali nierdzewnej lub stali ocynkowanej. Oba materiały charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję i mogą wytrzymać wszelkie warunki środowiskowe.

Blacha przechodzi przez kilka podstawowych, ale zazwyczaj kontrolowanych CNC lub automatycznie precyzyjnych maszyn. Proces ten jest częścią obróbki CNC, w której stalowa blacha jest precyzyjnie cięta na wymagane długości przy użyciu zaawansowanych metod, takich jak cięcie laserowe, cięcie plazmowe lub cięcie gilotynowe.

Aby uformować stalową blachę w kształt zbiornika, jest ona przepuszczana przez maszyny do gięcia i walcowania, które deformują jej płaski kształt w geometryczny kształt zbiornika. Aby zakończyć proces spawania zbiornika, wymagane jest zastosowanie techniki spawania TIG lub MIG, aby uzyskać najwyższą wytrzymałość we wszystkich spawanych złączach zbiornika transformatora.

W razie potrzeby w korpusie zbiornika transformatora dodawane są również wzmocnienia, aby nadać zbiornikowi dodatkową siłę, szczególnie dla dużych transformatorów mocy. Ponieważ zbiornik jest główną częścią, która emituje ciepło transformatora do otoczenia, może wymagać on zamontowania finów i systemu chłodzenia. Finy, w zależności od konstrukcji, mogą być solidnymi finami, które są po prostu spawane od zewnętrznej strony zbiornika lub pustymi rurami, które są spawane jako część zbiornika. Puste rury umożliwiają cyrkulację oleju chłodzącego wewnątrz nich dla lepszego odprowadzania ciepła.

Zbiornik transformatora będzie narażony na wszystkie zewnętrzne czynniki środowiskowe i będzie poddawany surowym warunkom. Zewnętrzna strona zbiornika jest poddawana różnym procesom obróbki powierzchniowej i może być pokryta różnymi farbami antykorozyjnymi lub powłoką proszkową.

Czytaj dalej: Wybór odpowiedniej obudowy transformatora dla Twojego projektu

Wyzwania w produkcji dużych transformatorów mocy

Ponieważ te transformatory są dużymi urządzeniami, a produkcja tak dużego transformatora, i to z wysoką precyzją, stanowi wyzwanie samo w sobie. Istnieją pewne wyzwania, z którymi mogą się zmagać nawet największe światowe firmy produkujące transformatory mocy.

Rozmiar i waga transformatora

Najbardziej oczywistym z wyzwań jest rozmiar i waga całego dużego transformatora mocy oraz jego poszczególnych części. Ponieważ każda część jest wykonana ze stali lub innego metalu, jej waga wynosi setki kilogramów, jeśli nie tysiące. Przemieszczanie, cięcie, wykańczanie i montaż takich ciężkich części z precyzją to wyzwanie, z którym zmierzą się duże firmy produkujące transformatory mocy w USA.

Wypróbuj za darmo: Ostateczny przewodnik po rozmiarach i ocenach transformatorów

Maszyny do precyzyjnej produkcji

Następnym wyzwaniem, przed którym staną producenci dużych transformatorów mocy, są maszyny do precyzyjnej produkcji. Maszyny te są kosztowne i tak dedykowane, że ledwie wykonują inne prace produkcyjne. Są także na tyle zaawansowane, że obsługa i utrzymanie tych maszyn również stanowi wyzwanie. Wstępny i operacyjny koszt tych maszyn poważnie wpływa na cenę dużego transformatora mocy.

Wykwalifikowani pracownicy do produkcji

Rynek dużych transformatorów mocy jest ogromny, a nasza rosnąca zależność od energii elektrycznej powoduje, że jego wartość rośnie, ale istnieje poważny niedobór wykwalifikowanych pracowników, którzy rozumieją procedury i złożoność produkcji dużych transformatorów mocy. Niedobór wykwalifikowanej siły roboczej jest poważnym wyzwaniem, które producenci dużych transformatorów mocy w USA muszą rozwiązać.

Cena dużego transformatora mocy

Chociaż rynek dużych transformatorów mocy nie jest w dużym stopniu uzależniony od ceny dużych transformatorów mocy, każda gospodarka na świecie podejmuje desperackie środki, aby obniżyć koszty operacyjne. Utrzymanie niskich cen dużych transformatorów mocy będzie wyzwaniem, z którym nawet największy producent transformatorów mocy na świecie może musieć się zmierzyć. Użycie opłacalnego procesu produkcyjnego oraz rozwój zaawansowanego projektu mogą obniżyć cenę dużych transformatorów mocy.

Czytaj dalej： Transformator Wysokiego Napięcia: Definicja, Zasada, Zastosowanie i Cena

Wyzwania środowiskowe

Duże transformatory mocy są tak duże i zużywają tak dużo materiału podczas etapu produkcji, że mogą powodować zanieczyszczenie otaczającego środowiska, jeśli nie są odpowiednio obsługiwane. Stawiają one wyzwanie związane z recyklingiem odpadów materiałowych powstałych podczas produkcji. Stawiają również wyzwanie związane z odpowiednim przechowywaniem i utylizacją oleju transformatorowego po zakończeniu jego użyteczności. Podobnie materiał izolacyjny również wymaga odpowiedniej utylizacji po usunięciu z transformatora podczas konserwacji. Zaleca się stosowanie biologicznie rozkładalnych estrów do izolacji transformatorowej.

Wnioski

Duże transformatory mocy są istotną częścią naszego systemu generacji energii elektrycznej. Te maszyny elektryczne muszą doskonale radzić sobie z zadaniem dystrybucji energii elektrycznej. Aby osiągnąć wysoką wydajność, każda ich część musi być zaprojektowana, wyprodukowana, testowana i montowana z ekstremalną precyzją. Użycie maszyn CNC i maszyn do precyzyjnego wytwarzania oraz automatyzacji lub robotów do produkcji precyzyjnych części jest koniecznością, ale zwiększa ostateczną cenę transformatora mocy. Duże transformatory mocy stawiają własne wyzwania i wymagają odpowiedniego traktowania, aby uniknąć potencjalnych uszkodzeń otaczającego środowiska.

Kontynuacja

Duże transformatory mocy są tak duże i ciężkie, że produkcja każdej części tych transformatorów z precyzją stanowi ogromne wyzwanie. Wytwarzanie transformatorów to precyzja i jakość, które oferują wysoką wydajność potrzebne umiejętności i doświadczenie.

W firmie Daelim Transformer projektujemy, produkujemy, montujemy, inspekcjonujemy, oraz testujemy duże transformatory mocy.. Nasze transformatory są znane z wysokiej wydajności i wyjątkowej niezawodności na całym świecie. Już teraz współpracujemy w USA, Kanadzie, Europie, Australii i innych krajach, gdzie z powodzeniem wdrożyliśmy wiele transformatorów mocy.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące dużych transformatorów energetycznych, Skontaktuj się z nami a my poprowadzimy Cię przez ten proces.