Magnetische und elektromagnetische Abschirmung für Transformatoröle -Panzer

Während des Betriebs des Transformators verursacht der Hauptmagnetfluss, der durch den Kern führt, Eisenverlust, und der Strom, der in der Wicklung fließt, verursacht einen Kupferverlust. Zusätzlich zu diesen beiden Haupttypen von Verlusten wird der durch den Wickelstrom erzeugte Leckfluss und der Leckfluss aus dem Kern entkommen, wenn der Kern übergezogen wird, auch zusätzliche Verluste an den strukturellen Teilen des Transformators. Diese strukturellen Teile umfassen Wicklungen, Kernklemmen, Kernblätter und Öltanks.
Unter ihnen wird die Öltankwand in großem - -Kapazitätstransformatoren aufgrund ihrer großen Fläche und Position in der Nähe des Leckage -Magnetfeldbereichs zu einem der konzentrierten Bereiche zusätzlicher Verluste. Dieser Teil des Verlusts erhöht nicht nur den Energieverlust, sondern kann auch eine lokale Überhitzung der Öltankwand verursachen, was sich auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Transformatorbetriebs auswirkt.

Um den zusätzlichen Verlust der Öltankwand effektiv zu reduzieren und die lokale Temperaturanstieg zu verhindern, wird häufig im Öltank mit großen Transformatoren der lokalen Temperatur oder einer elektromagnetischen Abschirmung (unter Verwendung von Kupferplatten oder Aluminiumplatten oder Aluminiumplatten) häufig im Öltank mit großem - -Kapazitätstransformatoren verwendet. Diese Abschirmmaterialien können Leckflusspunkte leiten oder absorbieren, wodurch ihre Auswirkungen auf den Öltank und andere Strukturteile verringert werden, und sind wichtige Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebseffizienz und der Lebensdauer des Transformators.

Abbildung 1: Transformator -Leckage -Magnetfeld

Magnetische Abschirmstruktur

Abbildung 2: Transformator Öltankmagnetabschird

 

 

 

A) Streifen - geformter Magnetschild (Magnetschildhöhe H ist gleich der Breite des Siliziumstahlblechs)
b) Blatt - geformter Magnetschild (Magnetschildhöhe H ist gleich der Dicke der Siliziumstahlblechlaminierung)

Es gibt zwei Strukturen magnetischer Abschirmung für Öltanks, wie in Abbildung 2 gezeigt. Eins ist ein Streifen - -Fapierter Magnetschild, der ein Siliziumstahlblech mit einer Breite von 1 -tägiger Wunde in einen Ring ist, wie in Abbildung 2A gezeigt. Wenn diese Art von Magnetschild verwendet wird, gelangt der Leckfluss in den magnetischen Schild aus der Dicke Richtung des Siliziumstahlblechs, und der Wirbelstromverlust im Magnetschild ist klein; Die andere Art von Magnetschild ist ein Blatt - -Fapiermagnetschild, ein Siliziumstahlblech, das in B × L -Blätter geschnitten ist, in eine bestimmte Dicke H wie in Abbildung 2b gezeigt und dann an der Öltankwand installiert ist. Diese Art von Magnetschild hat einen großen Wirbelstromverlust im Magnetschild, da der Leckflus in den magnetischen Schild vertikal eindringt. Die letztere Art von Magnetschild ist jedoch einfacher herzustellen als die erstere.
Fabriken verwenden normalerweise magnetische Abschirmung nach standardisierten Breitenspezifikationen, steuern den Leckfluss in der Mitte des Magnetschilds auf etwa 1,7 t und bestimmen die Dicke des magnetischen Schildes, so dass der Verlust des Magnetschilds relativ gering ist und der Temperaturanstieg innerhalb des zulässigen Bereichs aufbewahrt wird.

Abbildung 3: Leckageflussdichte und Magnetflussverteilung in die Öltankwand eindringen

 

 

A) Das Leckage -Magnetfeld des Transformators
b) Leckageflussdichte in die Öltankwand ohne magnetische Abschirmung eindringen
c) Leckflusspulen in magnetischer Abschirmung

Die Berechnung der magnetischen Flussdichte im Magnetschild basiert auf der Verteilung des Leckflusses im Transformator. Abbildung 1 zeigt das Leckage -Magnetfeld im Transformator, und die Verteilung des Leckflusses, der in die Öltankwand eindringt, ist in Abbildung 3 dargestellt.
In Abbildung 3 ist BM die Amplitude der Leckage -Magnetdichte, die in den Öltank und den Magnetschild eindringt, und auch der maximale Wert des magnetischen Flusss in der Mitte des Öltanks und des Magnetschilds. Der magnetische Fluss im Magnetschild ist das Integral der magnetischen Flussdichte entlang der Höhe, was zu der in Abbildung 3C gezeigten Abbildung führt. Das Teilen der Fläche des Magnetschildes durch den magnetischen Fluss ergibt die magnetische Flussdichte im Magnetschild.

Die Verwendung einer magnetischen Abschirmung kann die radiale Komponente des Leckage -Magnetflusses erhöhen und damit den Wirbelstromverlust des radialen magnetischen Flusss der Wicklung und den lokalen Temperaturanstieg einiger Spulen erhöhen. Bei der Berechnung des Wirbelstromverlusts der Wicklung und der Berücksichtigung des Anstiegs der Hotspot -Temperatur muss der Einfluss der magnetischen Abschirmung auf die Verteilung des Leckage -Magnetfelds berücksichtigt werden.
Die Verwendung einer magnetischen Abschirmung kann den Verlust des Öltanks erheblich verringern. Nach Verwendung einer magnetischen Abschirmung ist der Verlust des Öltanks die Summe des Verlusts der Öltankwand und des Verlustes im Magnetschild.
Achten Sie bei der Verwendung magnetischer Abschirmung auf die Fixierung der magnetischen Abschirmung und sorgen Sie für eine gute Erdung der magnetischen Abschirmung. Wenn die magnetische Abschirmung nicht gut fixiert ist, kann das Rauschen des Transformators aufgrund von Vibrationen zunehmen, und eine schlechte Erdung kann aufgrund einer potenziellen Suspendierung eine lokale Entladung verursachen.

Prinzip der magnetischen Abschirmung

Magnetische Abschirmung baut einen Magnetwiderstandsweg auf, der weit niedriger ist als die Stahlplatte des Kraftstofftanks, indem hohe magnetische Permeabilitätsmaterialien (wie Siliziumstahlblätter) auf die innere Wand des Kraftstofftanks gelegt werden, wodurch der Leckage -Magnetfluss aktiv vom Tankkörper abweichen und sich durch die Schildschicht konzentriert. Dieser Prozess ist im Wesentlichen die natürliche Auswahl des magnetischen Flusses {- Nach dem Gesetz der "Minimierung des Magnetwiderstandes" wird das Leckage -Magnetfeld effizient vom Siliziumstahlblech erfasst, wodurch der Wirbelstromverlust in der Kraftstofftankwand stark verringert wird und das Risiko einer lokalen Überhitzung vermieden wird. Gleichzeitig sperrt der magnetische Schild als stark beschränktem magnetischem Shunt den diffusen Leckage -Magnetfluss in sich selbst, um eine geschlossene Schleife zu bilden, wobei die streunende Magnetfeldstärke außerhalb des Kraftstofftanks (insbesondere des Öffnungs- und Schweißbereichs) signifikant schwächst und elektromagnetische Störungen in die umgebenden Geräte beseitigen. Die Kosten sind, dass die Abschirmschicht aufgrund des Trags des Magnetflusses (die durch die Auswahl von niedrigem Verlust des Verlusts von Hitze -Dissipationsdesign) Hysterese- und Wirbelstromverluste erzeugt (die durch die Auswahl von niedrigem- -Stilicon -Stahl- und Wärmeableitungsdesign optimiert werden kann).

Elektromagnetische Abschirmung

Die elektromagnetische Abschirmung wird auch zur Abschirmung von Öltankschützern von großem - -Kapazitätstransformatoren verwendet, insbesondere für Öltankabschirme in der Nähe großer Stromkabel.
Die elektromagnetische Abschirmung verwendet Wirbelströme in leitenden Platten, um den Leckagefluss umzuverteilen. Seine Funktion besteht darin, den magnetischen Widerstand des elektromagnetischen Abschirmteils so zu erhöhen, dass die Leckflusstromkomponente des elektromagnetischen Abschirmteils verringert wird, wodurch der Wirbelstrom- und Wirbelstromverlustdichte im Öltank und die Strukturdichte des Öltanks verringert wird.
Da es in der elektromagnetischen Abschirmung Wirbelströme gibt, gibt es Verluste in der elektromagnetischen Abschirmung selbst, so
Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Aluminiumplatten bei der Verwendung von Aluminiumplatten als elektromagnetische Abschirmung etwa 8 mm; Bei der Verwendung von Kupferplatten als elektromagnetische Abschirmung beträgt die Dicke der Kupferplatten etwa 4 mm.
Da die elektromagnetische Abschirmung eine Wirbelstromreaktion aufweist, verringert die elektromagnetische Abschirmung die radiale Komponente des Leckageflusss, was nicht nur den Öltankverlust verringert, sondern auch den Wirbelstromverlust des radialen Lecksflusss der Wicklung verringert. Der Effekt der Verwendung magnetischer Abschirmung und elektromagnetischer Abschirmung, um zusätzliche Verluste zu reduzieren, ist in der Tabelle gezeigt, und der Gesamtverlust bei der Verwendung von Magnetschirmen beträgt 100% für den Vergleich.

Prinzip der elektromagnetischen Abschirmung

Wirbelströmungs -Anti -- Magnetismus: Metallmaterialien mit guter elektrischer Leitfähigkeit (wie Kupfer, Aluminium usw.) werden als Schilde am Öltanköffel verwendet. Wenn der Transformator läuft, erzeugt das alternierende Magnetfeld Wirbelströme in diesen leitenden Materialien. Nach Lenzs Gesetz erzeugen Wirbelströme ein Magnetfeld in der entgegengesetzten Richtung des ursprünglichen Magnetfeldes. Dieses umgekehrte Magnetfeld kann einen Teil des ursprünglichen Magnetfeldes ausgleichen, wodurch das Magnetfeld schwächt und die Leckage des Magnetfelds durch den Öltanköffel verringert.

Elektrische Feldschließung und Ladungsneutralisation: Nachdem der elektrische Schild geerdet ist, kann das elektrische Feld auf der Oberfläche des Leiters enden. Da das von der hohe - -Potentialschaltung erzeugte elektrische Feld im Schild Ladungen induziert, gelangen diese induzierten Ladungen durch den Erdungspunkt in den Boden, wodurch die Ladungen auf der Oberfläche des Leiters neutralisiert werden, die Kopplungsstörung des elektrischen Feldes unterdrückt, das das Außenbereich durch das Außenbereich durch das Öltankanschluss beeinträchtigt.

Der Hauptunterschied zwischen magnetischer Abschirmung und elektromagnetischer Abschirmung kann aus dem Einfluss auf das magnetische Leckagefeld abgeleitet werden. Bei Verwendung einer magnetischen Abschirmung siehe Abbildung 3, der Hauptweg des magnetischen Flusss von Leckagen ist die Höhe der Wicklung und die Luftweglänge des radialen Pfades. Ferromagnetische Materialien haben aufgrund ihrer hohen magnetischen Permeabilität nur geringe Auswirkungen auf die Magnetflussverteilung. Aus der Perspektive der Magnetschaltung und der Berechnung von Magnetfeld kann berücksichtigt werden, dass die magnetische Flussverteilung ein fester magnetischer Flussflussmagnetkreis ist. Durch das Hinzufügen einer magnetischen Abschirmung im Öltank wirkt sich im Wesentlichen nicht auf die magnetische Flussverteilung aus.
Dies ist auch in der Realität der Fall. Experimente haben bestätigt, dass die Verwendung einer magnetischen Abschirmung keinen Einfluss auf die kurze - Schaltungsimpedanz des Transformators hat, dh die Menge des magnetischen Flusses nicht geändert; Das Leckage -Magnetfeld der elektromagnetischen Abschirmung in der Nähe des großen Stroms ist jedoch unterschiedlich. Nach der Zugabe elektromagnetischer Abschirmung zur Öltankwand wird der Wirbelstrom der elektromagnetischen Abschirmung den durch den großen Stromkabel erzeugten Leckagefluss ausgleichen, wodurch der Leckage -Magnetfluss des Bleis verringert wird. Dies ist ein fester Ampere - Drehen Sie das Magnetfeld, und der Wirbelstrom reduziert den Leckage -Magnetfluss.