操作中の大型電力変圧器の機械的応力は何ですか？

操作中の大型電力変圧器の機械的応力は何ですか？

大規模なパワートランスのサプライヤーとして、私は、これらの重要な機器が操作中に耐える力とストレスの複雑な相互作用を直接目撃しました。これらの機械的ストレスを理解することは、さまざまな電気システムにおける電力変圧器の信頼性、寿命、安全性を確保するために不可欠です。

1。電磁力

大規模なパワートランスの機械的応力の主要な原因の1つは、電磁力です。交互の電流が変圧器巻線を流れると、磁場が作成されます。磁場と電流 - 運ぶ導体の間の相互作用は、電磁力を生成します。

これらの力は、巻線を流れる電流の正方形に比例します。通常の動作中、電磁力は比較的安定しています。ただし、短い回路が発生した場合、電流は大幅に増加し、定格電流の数倍に達することがあります。たとえば、障害シナリオでは、短い回路電流により、電磁力が非常に高いレベルに上昇する可能性があります。

放射状および軸の電磁力は、変圧器巻線に作用します。放射状の力は、電流と磁場の方向に応じて、巻線を外側または内側に押す傾向があります。一方、軸方向の力は、巻線の軸に沿って作用します。過度の放射状の力は、巻線を変形させ、断熱材の損傷と潜在的な短い - 巻線内の回路を引き起こす可能性があります。軸方向の力により、巻線が軸方向にシフトする可能性があり、断熱材や機械的支持構造も損傷する可能性があります。

これらの力に耐えるために、私たちは設計しますパワー電圧変圧器堅牢な巻線構造を備えています。高強度の導体と慎重に設計された断熱材を​​使用して、巻線が電磁力によって引き起こされる機械的応力に抵抗できるようにします。さらに、設計段階で詳細な電磁場シミュレーションを実施して、力を正確に予測し、巻線構成を最適化します。

2。熱応力

熱応力は、大型電力変圧器に影響を与えるもう1つの重要な要因です。操作中、電力変圧器は、巻線（銅の損失）とコア（鉄の損失）の損失により熱を生成します。生成された熱は、変圧器の温度を安全な制限内で維持するために消散する必要があります。

ただし、変圧器内で不均一な加熱が発生する可能性があります。たとえば、巻線の内層は、電流密度が高く、断熱材の熱抵抗があるため、外層よりも高い温度を経験する場合があります。この温度差は、変圧器のさまざまな部分に熱膨張の違いを生み出します。

材料が温度変化と拡大して収縮するにつれて、熱応力が誘発されます。これらのストレスは、巻線、コア、およびその他の成分の機械的変形を引き起こす可能性があります。時間が経つにつれて、繰り返されるサーマルサイクリングは、材料の疲労につながり、機械的強度を低下させる可能性があります。たとえば、断熱材は熱応力のために亀裂または剥離する可能性があり、これにより、トランスの電気断熱特性が損なわれる可能性があります。

熱応力を管理するために、変圧器に効率的な冷却システムを組み込みます。私たちの160kvaオイル浸漬ステップアップパワートランスクーラントとしてオイルを使用します。オイルは変圧器を通って循環し、巻線とコアから熱を吸収し、ラジエーターに移します。また、トランスの構造を設計して、均一な熱分布を可能な限り確保し、変圧器内の温度差を減らします。

3。振動と音響応力

振動と音響応力は、大型電力変圧器の機械的完全性にも影響を与える可能性があります。前述の電磁力は、巻線とコアを振動させる可能性があります。さらに、トランスの冷却システムの冷却ファンとポンプは、振動を生成する可能性があります。

これらの振動は、変圧器の構造全体に伝達され、成分に摩耗と裂け目を引き起こすことができます。時間が経つにつれて、連続振動は接続を緩め、断熱を損傷し、機械的支持構造の故障にさえつながる可能性があります。音響応力は、変圧器によって生成されたノイズに関連しています。巻線とコアの振動は可聴ノイズを生成し、特に長期操作で断熱材やその他の成分にストレスを引き起こす可能性があります。

振動と音響応力を緩和するために、変圧器の構築に振動 - 減衰材料を使用します。また、冷却システムの回転部分のバランスを慎重にバランスを取り、振動レベルを下げます。私たちのために11kv/33kV鋳造樹脂乾燥タイプのパワートランス、樹脂を設計し、機械的剛性の高いように鋳造巻線を設計します。これは、振動と騒音の生成を減らすのに役立ちます。

4。外力

外力は、大規模な電力変圧器にも作用することができます。輸送中、変圧器はショックと振動にさらされる場合があります。インストール中の不適切な取り扱いは、機械的な損傷を引き起こす可能性もあります。さらに、地震、高い風の状態、洪水などの環境要因は、変圧器に外力を発揮する可能性があります。

地震は、変圧器を動かしたり傾いたりすることができる強力な地上動きを生成する可能性があります。高風軍は、変圧器のエンクロージャーに圧力をかける可能性があり、潜在的に変形します。洪水は、変圧器の電気断熱材と機械的成分を損傷する可能性があります。

トランスを外力から保護するために、強力なエンクロージャーと機械的サポート構造でそれらを設計します。設計プロセス中に地震解析を実施して、変圧器が予想される地震力に耐えることができるようにします。当社の変圧器は、適切なシーリングと防水測定を備えた、風力と洪水の高さに耐性があるように設計されています。

結論

結論として、大型の電力変圧器は、電磁力、熱応力、振動、音響応力、外力など、動作中にさまざまな機械的応力にさらされます。大規模なパワートランスのサプライヤーとして、これらのストレスを設計、製造、および設置プロセスのあらゆる段階で考慮します。

高度な設計技術、高品質の材料、効率的な冷却および保護システムを使用することにより、変圧器がこれらの機械的ストレスに耐え、長年にわたって信頼できるサービスを提供できるようにします。特定の要件を満たし、操作の厳しさに耐えることができる大規模な電力変圧器が必要な場合は、調達と技術的な議論についてお問い合わせください。私たちは、最高のクラスパワートランスと優れたカスタマーサービスを提供することを約束しています。

参照

• Gross、GW、＆McPherson、G。（1998）。電源システム分析と設計。 PWS出版。
• チャップマン、SJ（2012）。電気機械の基礎。マクグロー - ヒル。
• El -Hawary、Me（2008）。電気工学ハンドブック。 CRCプレス。