Магнитная и электромагнитная экранирование для трансформаторных масляных резервуаров

Во время работы трансформатора главный магнитный поток, проходящий через ядро, вызовет потерю железа, а ток, текущий в обмотке, вызовет потерю меди. В дополнение к этим двум основным типам потерь, поток утечки, генерируемый обмотчивым током, и поток утечки, выходящий от сердечника, когда ядро ​​переоценивается, также вызовет дополнительные потери на структурных частях трансформатора. Эти структурные детали включают обмотки, основные зажимы, основные листы и нефтяные резервуары.
Среди них, в больших трансформаторах ленты-, стенка масляного бака становится одной из концентрированных областей дополнительных потерь из -за ее большой площади и места вблизи зоны магнитного поля утечки. Эта часть потери не только увеличивает потерю энергии, но и может также вызвать перегрев стены нефтяного бака, влияя на безопасность и надежность работы трансформатора.

Чтобы эффективно уменьшить дополнительную потерю стенки масляного бака и предотвратить локальное повышение температуры, магнитное экранирование (состоит из кремниевых стальных листов) или электромагнитное экранирование (с использованием медных пластин или алюминиевых пластин) часто используется внутри масляного резервуара больших-} емковых трансформаторов. Эти защитные материалы могут направлять или поглощать поток утечки, тем самым уменьшая его влияние на масляный бак и другие структурные детали, и являются важными мерами по повышению эффективности работы и сроку службы трансформатора.

Рисунок 1: Магнитное поле утечки трансформатора

Магнитная экранирующая структура

Рисунок 2: Магнитный экранирование с маслом трансформатора

 

 

 

A) Магнитный щит в форме- (высота магнитного экрана h равен ширине кремниевого стального листа)
б) Лист - Магнитный щит в форме (высота магнитного экрана h равен толщине ламинирования кремниевого стального листа)

Существует две конструкции магнитного экранирования для масляных резервуаров, как показано на рисунке 2. Одним из них представляет собой магнитный щит в форме-, который представляет собой кремниевый стальный лист с шириной 1 -дневного намотанного в кольцо, как показано на рисунке 2А. Когда используется этот тип магнитного щита, поток утечки попадает в магнитный щит от направления толщины кремниевого стального листа, а потерю вихревого тока в магнитном щите невелика; Другим типом магнитного экрана является лист - магнитный щит в форме, который представляет собой кремниевый стальный лист, нарезанный на листы B × L, сложенную в определенную толщину H, как показано на рисунке 2B, а затем установлен на стенке масляного бака. Этот тип магнитного щита имеет большую потерю вихревого тока в магнитном щите, потому что поток утечки входит в магнитный щит по вертикали. Тем не менее, последний тип магнитного щита проста в производстве проще, чем первый.
Фабрики обычно используют магнитное экранирование в соответствии со стандартизированными спецификациями ширины, контролируйте поток утечки в середине магнитного экрана, который составляет около 1,7 т, и определить толщину магнитного щита, так что потеря магнитного экрана относительно невелика, а повышение температуры сохраняется в пределах допустимого диапазона.

Рисунок 3: Плотность потока утечки и распределение магнитного потока в попадании в стенку масляного бака

 

 

а) Магнитное поле утечки трансформатора
б) Плотность потока утечки, попадая в стенку масляного бака без магнитного экрана
в) поток утечки в магнитном экранировании

Расчет плотности магнитного потока в магнитном экране основан на распределении потока утечки в трансформаторе. На рисунке 1 показано магнитное поле утечки в трансформаторе, а распределение потока утечки, попавшего в стенку масла, показано на рисунке 3.
На рисунке 3 BM является амплитудой магнитной плотности утечки, попадающей в масляный резервуар и магнитный щит, а также максимальное значение магнитного потока в середине масляного резервуара и магнитного щита. Магнитный поток в магнитном экране является интеграл плотности магнитного потока вдоль высоты, что приводит к рисунке, показанному на рисунке 3C. Разделение области магнитного экрана на магнитный поток дает магнитный поток в магнитном щите.

Использование магнитного экранирования может увеличить радиальный компонент магнитного потока утечки, тем самым увеличивая потерю вихревого тока радиального магнитного потока обмотки и локального повышения температуры некоторых катушек. При расчете потери вихревого тока обмотки и с учетом повышения температуры горячей точки необходимо учитывать влияние магнитного экранирования на распределение магнитного поля утечки.
Использование магнитного экранирования может значительно снизить потерю масляного бака. После использования магнитного экранирования потеря масляного бака - это сумма потери в стенке масляного бака и потерей в магнитном щите.
При использовании магнитного экранирования обратите внимание на фиксацию магнитного экранирования и обеспечить хорошее заземление магнитного экранирования. Если магнитное экранирование плохо фиксируется хорошо, шум трансформатора может увеличиваться из -за вибрации, а плохое заземление может вызвать локальный разряд из -за потенциальной суспензии.

Принцип магнитного экранирования

Магнитный экранирующий конструирует магнитный путь сопротивления, намного ниже, чем стальная пластина топливного бака, укладывая материалы с высокой магнитной проницаемостью (такие как кремниевые стальные листы) на внутренней стенке топливного бака, вынуждая магнитный поток утечки, чтобы активно отклоняться от корпуса резервуара и сконцентрироваться через экранирующий слой. Этот процесс, по сути, является естественным выбором магнитного потока - В соответствии с законом «минимизации магнитного сопротивления» магнитное поле утечки эффективно фиксируется кремниевым стальным листом, тем самым значительно снижая потерю вихревого тока в стене топливного бака и избегая риска переполнения локального разграждения. В то же время, как сильный ограниченный магнитный шунт, магнитный щит блокирует диффузированный магнитный поток утечки внутри себя, образуя закрытый петлю, значительно ослабляя бродячие магнитные поля за пределами топливного бака (особенно открывающаяся и сварная область) и устраняя электромагнитные помехи для окружающего оборудования. Стоимость состоит в том, что экранирующий слой генерирует гистерезис и потери вихревого тока из -за переноса магнитного потока (который может быть оптимизирован посредством выбора низких - потерь кремниевой стали и дизайна рассеивания тепла), но общая потеря достигла стратегической миграции от непредубежденной дисперсии (топливный бак) до управляемого концентрирования (следовать), внедряя оборудование в оборудование.

Электромагнитное экранирование

Электромагнитное экранирование также используется для экранирования масляного бака крупных трансформаторов-, особенно масляного резервуара вблизи больших выводов тока.
Электромагнитная экранирование использует вихревые токи в проводящих пластинах для перераспределения потока утечки. Его функция заключается в увеличении магнитного сопротивления экранирующей части электромагнитной экранирования, так что компонент потока утечки в электромагнитной экранирующей части уменьшается, тем самым уменьшая плотность вихревого тока и вихревого тока в нефтяном резервуаре, уменьшая потерю в нефтяном резервуаре и устраняя локальную перегрев бака нефтяного бака и конструкционные детали.
Поскольку в электромагнитном экранинге существуют вихревые токи, в электромагнитном экранировании существуют потери, поэтому потеря масляного бака - это сумма потерь в стенке масляного бака и потерей в электромагнитном экранировании.
Как правило, при использовании алюминиевых пластин в качестве электромагнитного экранирования толщина алюминиевых пластин составляет около 8 мм; При использовании медных пластин в качестве электромагнитного экранирования толщина медных пластин составляет около 4 мм.
Поскольку электромагнитное экранирование имеет реакцию вихревого тока, электромагнитное экранирование уменьшит радиальный компонент потока утечки, что не только уменьшает потерю масляного бака, но и уменьшает потерю вихревого тока радиального потока утечки обмотки. Эффект использования магнитного экранирования и электромагнитного экранирования для уменьшения дополнительных потерь показан в таблице, а общие дополнительные потери при использовании магнитного экранирования составляет 100% для сравнения.

Принцип электромагнитного экранирования

Эдди -ток Анти - Магнетизм: металлические материалы с хорошей электрической проводимостью (например, медь, алюминий и т. Д.) Используются в качестве щитов в порте масляного бака. Когда трансформатор работает, чередующее магнитное поле будет генерировать вихревые токи в этих проводящих материалах. Согласно закону Ленца, вихревые токи будут генерировать магнитное поле в противоположном направлении исходного магнитного поля. Это обратное магнитное поле может компенсировать часть исходного магнитного поля, тем самым ослабляя магнитное поле и уменьшая утечку магнитного поля через порт масляного бака.

Завершение электрического поля и нейтрализация заряда: после заземления электрического экрана он может завершить электрическое поле на поверхности проводника. Поскольку электрическое поле, сгенерированное высокой - потенциальной схемой, будет вызывать заряды в экране, эти индуцированные заряды входят в землю через точку заземления, тем самым нейтрализуя заряды на поверхности проводника, подавляя интерференцию связи электрического поля и предотвращая электрическое поле, чтобы влиять на внешнюю часть через порт масла.

Основное различие между магнитным экранированием и электромагнитным экранированием может быть получено из удара на поле магнитной утечки. При использовании магнитного экранирования см. Рисунок 3, основным путем магнитного потока утечки является высота обмотки и длины воздушного пути радиального пути. Ферромагнитные материалы мало влияют на распределение магнитного потока из -за их высокой магнитной проницаемости. С точки зрения расчета магнитного цепи и магнитного поля можно считать, что распределение магнитного потока представляет собой фиксированный магнитный поток магнитной цепи. Добавление магнитного экранирования внутри масляного резервуара в основном не влияет на распределение магнитного потока.
Это также в действительности. Эксперименты подтвердили, что использование магнитного экранирования не влияет на короткий - импеданс схемы трансформатора, то есть количество магнитного потока не изменилось; Тем не менее, магнитное поле утечки электромагнитного экранирования вблизи большого тока проводника отличается. После добавления электромагнитного экранирования в стенку масляного бака вихрь ток электромагнитного экранирования компенсирует магнитный поток утечки, генерируемый большим током, уменьшая магнитный поток утечки свинца. Это фиксированный Ampere -, поворачивая магнитное поле, а вихревой ток уменьшает магнитный поток утечки.