Magnetische en elektromagnetische afscherming voor transformator olietanks

Tijdens de werking van de transformator zal de belangrijkste magnetische flux door de kern ijzerverlies veroorzaken en de stroom die in de wikkeling stroomt, zal koperverlies veroorzaken. Naast deze twee hoofdtypen verliezen, zal de lekkageflux gegenereerd door de wikkelstroom en de lekkageflux die uit de kern ontsnapt wanneer de kern te veel wordt geëxciteerd, ook extra verliezen veroorzaken op de structurele delen van de transformator. Deze structurele delen omvatten wikkelingen, kernklemmen, kernbladen en olietanks.
Onder hen, in grote - capaciteitstransformatoren, wordt de olietankwand een van de geconcentreerde gebieden van extra verliezen vanwege het grote gebied en de locatie dicht bij het lekkage magnetische veldgebied. Dit deel van het verlies verhoogt niet alleen het energieverlies, maar kan ook de lokale oververhitting van de olietankwand veroorzaken, wat de veiligheid en betrouwbaarheid van de transformatorwerkzaamheden beïnvloedt.

Om het extra verlies van de olietankwand effectief te verminderen en de lokale temperatuurstijging, magnetische afscherming (samengesteld uit siliciumstaalbladen) of elektromagnetische afscherming (met behulp van koperen platen of aluminiumplaten) te voorkomen, wordt vaak gebruikt in de olietank van grote - capaciteitstransformatoren. Deze afschermingsmaterialen kunnen lekflux leiden of absorberen, waardoor de impact ervan op de olietank en andere structurele delen wordt verminderd, en belangrijke maatregelen zijn om de werkefficiëntie en de levensduur van de transformator te verbeteren.

Figuur 1: Magnetisch veld van transformatorlekkage

Magnetische afschermingsstructuur

Figuur 2: Transformer Oil Tank Magnetic Shielding

 

 

 

a) strip - gevormde magnetische schild (magnetische schildhoogte h is gelijk aan de breedte van het siliciumstaalplaat)
b) Blad - gevormde magnetische schild (magnetische schildhoogte h is gelijk aan de dikte van de siliciumstaalplaatlaminering)

Er zijn twee structuren van magnetische afscherming voor olietanks, zoals weergegeven in figuur 2. Eén is een strip - gevormd magnetisch schild, een siliciumstaalplaat met een breedte van 1 dag gewond in een ring, zoals weergegeven in figuur 2a. Wanneer dit type magnetische schild wordt gebruikt, komt de lekkageflux het magnetische schild binnen vanuit de dikterichting van het siliciumstaalplaat en het wervelstroomverlies in het magnetische schild is klein; Het andere type magnetische schild is een vel - gevormd magnetisch schild, dat een siliciumstaalplaat is gesneden in b × l -vellen, gestapeld in een bepaalde dikte h zoals weergegeven in figuur 2b en vervolgens op de olietankwand geïnstalleerd. Dit type magnetische schild heeft een groot verlies van wervelstroom in het magnetische schild omdat de lekflux verticaal het magnetische schild binnenkomt. Het laatste type magnetische schild is echter eenvoudiger te produceren dan de eerste.
Fabrieken gebruiken meestal magnetische afscherming volgens gestandaardiseerde breedtespecificaties, regelen de lekkageflux in het midden van het magnetische schild om ongeveer 1,7 t te zijn, en bepalen de dikte van het magnetische schild, zodat het verlies van het magnetische schild relatief klein is en de temperatuurstijging binnen het toelaatbare bereik wordt gehouden.

Figuur 3: Lekfluxdichtheid en magnetische fluxverdeling die de olietankwand binnengaat

 

 

a) Het lekkage magnetische veld van de transformator
b) Lekfluxdichtheid die de olietankwand binnengaat zonder magnetisch afscherming
c) Lekflux bij magnetische afscherming

De berekening van de magnetische fluxdichtheid in het magnetische schild is gebaseerd op de verdeling van de lekflux in de transformator. Figuur 1 toont het lekkage magnetische veld in de transformator en de verdeling van de lekflux die de olietankwand binnenkomt, wordt getoond in figuur 3.
In figuur 3 is BM de amplitude van de magnetische dichtheid van de lekkage die de olietank en het magnetische schild binnenkomt, en het is ook de maximale waarde van de magnetische flux in het midden van de olietank en het magnetische schild. De magnetische flux in het magnetische schild is de integraal van de magnetische fluxdichtheid langs de hoogte, wat resulteert in de figuur getoond in figuur 3c. Het delen van het gebied van het magnetische schild door de magnetische flux geeft de magnetische fluxdichtheid in het magnetische schild.

Het gebruik van magnetische afscherming kan de radiale component van de magnetische flux van de lekkage verhogen, waardoor het wervelstroomverlies van de radiale magnetische flux van de wikkeling en de lokale temperatuurstijging van sommige spoelen wordt verhoogd. Bij het berekenen van het wervelstroomverlies van de wikkeling en het overwegen van de hotspot -temperatuurstijging moet de invloed van magnetische afscherming op de verdeling van het magnetische veld van lekkage worden overwogen.
Het gebruik van magnetische afscherming kan het verlies van olietank aanzienlijk verminderen. Na het gebruik van magnetische afscherming is het verlies van de olietank de som van het verlies in de olietankwand en het verlies in het magnetische schild.
Let op de fixatie van de magnetische afscherming bij het gebruik van magnetische afscherming en zorgt voor een goede aarding van de magnetische afscherming. Als de magnetische afscherming niet goed is vastgesteld, kan de ruis van de transformator toenemen als gevolg van trillingen en kan slechte aarding lokale ontlading veroorzaken als gevolg van mogelijke suspensie.

Principe van magnetisch afscherming

Magnetische afscherming construeert een magnetisch weerstandspad dat veel lager is dan de stalen plaat van de brandstoftank door materialen met hoge magnetische permeabiliteit (zoals siliciumstaalbladen) op de binnenwand van de brandstoftank te leggen, waardoor de lekkage magnetische flux wordt gedwongen om actief af te wijken van het tanklichaam en concentraat door de afschermingslaag. Dit proces is in wezen de natuurlijke selectie van magnetische flux - Na de wet van "Minimalisatie van magnetische weerstand", wordt het lekkage magnetische veld efficiënt vastgelegd door het siliciumstaalplaat, waardoor het wervelstroomverlies in de brandstoftankwand aanzienlijk wordt verminderd en het risico op lokaal oververhitting wordt verminderd. Tegelijkertijd, als een sterke beperkte magnetische shunt, vergrendelt het magnetische schild de diffuse lekkage magnetische flux in zichzelf om een ​​gesloten lus te vormen, waardoor de verdwaalde magnetische veldsterkte buiten de brandstoftank (vooral het openings- en lasgebied) aanzienlijk wordt verzwakt en electromagnetische interferentie tot omliggende apparatuur wordt geëlimineerd. De kosten zijn dat de afschermingslaag hysteresis en wervelstroomverliezen genereert als gevolg van het dragen van magnetische flux (die kan worden geoptimaliseerd door de selectie van lage {- verlies siliciumstaal en warmtedissipatieontwerp), maar het totale verlies heeft een strategische migratie bereikt door een strategische migratie van de veiligheid van de apparatuur en electromages.

Elektromagnetische afscherming

Elektromagnetische afscherming wordt ook gebruikt voor olietankafscherming van grote - capaciteitstransformatoren, met name olietankafscherming nabij grote stroomkabels.
Electromagnetic Shielding maakt gebruik van wervelstromen in geleidende platen om lekflux te herverdelen. De functie ervan is om de magnetische weerstand van het elektromagnetische afschermingsgedeelte te vergroten, zodat de lekfluxcomponent van het elektromagnetische afschermingsgedeelte wordt verminderd, waardoor de wervelstroom en wervelstroomverliesdichtheid in de olietank worden verminderd, het verlies in de olietank vermindert en de lokale olietank en structuuronderdelen wordt geëlimineerd.
Omdat er wervelstromen zijn in de elektromagnetische afscherming, zijn er verliezen in de elektromagnetische afscherming zelf, dus het verlies van olietank is de som van het verlies in de olietankwand en het verlies in de elektromagnetische afscherming.
Over het algemeen is de dikte van de aluminiumplaten bij het gebruik van aluminiumplaten als elektromagnetische afscherming ongeveer 8 mm; Bij het gebruik van koperen platen als elektromagnetische afscherming is de dikte van de koperen platen ongeveer 4 mm.
Aangezien elektromagnetische afscherming een wervelstroomreactie heeft, zal elektromagnetische afscherming de radiale component van lekflux verminderen, wat niet alleen het verlies van de olietank vermindert, maar ook het wervelstroomverlies van de radiale lekkageflux van de wikkeling vermindert. Het effect van het gebruik van magnetische afscherming en elektromagnetische afscherming om extra verliezen te verminderen wordt weergegeven in de tabel, en het totale extra verlies bij het gebruik van magnetische afscherming is 100% voor vergelijking.

Principe van elektromagnetische afscherming

Eddy Current Anti - Magnetisme: metaalmaterialen met goede elektrische geleidbaarheid (zoals koper, aluminium, enz.) Worden gebruikt als schilden in de olietankpoort. Wanneer de transformator actief is, genereert het afwisselend magnetische veld wervelstromen in deze geleidende materialen. Volgens de wet van Lenz zullen wervelstromen een magnetisch veld genereren in de tegenovergestelde richting van het oorspronkelijke magnetische veld. Dit omgekeerde magnetische veld kan een deel van het oorspronkelijke magnetische veld compenseren, waardoor het magnetische veld wordt verzwakt en de lekkage van het magnetische veld door de poort van de olietank wordt verminderd.

Elektrische veldbeëindiging en ladingsneutralisatie: nadat het elektrische schild is geaard, kan het het elektrische veld op het oppervlak van de geleider beëindigen. Omdat het elektrische veld dat wordt gegenereerd door het hoge - potentiële circuit in het schild zal veroorzaken, komen deze geïnduceerde ladingen de grond binnen via het aardingspunt, waardoor de ladingen op het oppervlak van de geleider worden geneutraliseerd, waardoor de koppelingsinterferentie van het elektrische veld wordt onderdrukt en voorkomen dat het elektrische veld de buitenkant beïnvloedt door de olievalpoort.

Het belangrijkste verschil tussen magnetische afscherming en elektromagnetische afscherming kan worden afgeleid van de impact op het magnetische lekveld. Zie figuur 3 bij het gebruik van magnetische afscherming, het hoofdpad van lekkage magnetische flux is de hoogte van de wikkeling en de luchtpadlengte van het radiale pad. Ferromagnetische materialen hebben weinig effect op de magnetische fluxverdeling vanwege hun hoge magnetische permeabiliteit. Vanuit het perspectief van de berekening van het magnetische circuit en het magnetische veld kan worden overwogen dat de magnetische fluxverdeling een magnetisch magnetisch magnetisch circuit van de magnetische flux is. Het toevoegen van magnetische afscherming in de olietank heeft eigenlijk geen invloed op de magnetische fluxverdeling.
Dit is ook het geval in werkelijkheid. Experimenten hebben bevestigd dat het gebruik van magnetische afscherming geen effect heeft op de korte - circuitimpedantie van de transformator, dat wil zeggen dat de hoeveelheid magnetische flux niet is gewijzigd; Het lekkage magnetische veld van de elektromagnetische afscherming nabij de grote stroomkabel is echter anders. Na het toevoegen van elektromagnetische afscherming aan de olietankwand, zal de wervelstroom van de elektromagnetische afscherming de lekkage magnetische flux compenseren die wordt gegenereerd door de grote stroomkabel, waardoor de lekkage magnetische flux van de lood wordt verminderd. Dit is een vaste ampère - Turn magnetisch veld en de wervelstroom vermindert de magnetische flux van de lekkage.