Konstrukce suchých zalévaných transformátorů Proč právě suchý zalévaný transformátor? -
-
-
-
-
-
Minimálně zatěžuje životní prostředí a přitom je maximálně bezpečný Použité materiály jsou samozhášivé, a v případě, že jsou zasažené plamenem, tak nevznikají toxické plyny. Zalévaná transformátory TRASFOR jsou velmi odolné vlhkosti. Levná montáž Montáž je mimořádně jednoduchá, bez nároků na olejovou jímku a podobné náležitosti. Levný provoz Kvalitní materiály, špičková konstrukce a pečlivé zpracování transformátorů TRASFOR mají za výsledek nízké ztráty v železe i ve vinutí. Nároky na údržbu jsou minimální. Díky tomu jsou velmi nízké provozní náklady. Vynikající provozní vlastnosti Zalévané transformátory jsou nejlepším řešením pro jejich odolnost impulzním přepětím, účinkům zkratových proudů i přetížení. V případě potřeby lze jejich výkon snadno zvýšit dodatečnou montáží ventilátorů. Maximální spolehlivost To, že transformátory TRASFOR vynikají nejvyšší možnou spolehlivostí, dosvědčují mimo jiné také naše reference, např. z lodního průmyslu. Je to díky používání nejnovějších metod ve vývoji a konstrukci, dodržování technologické kázně při výrobě ve Švýcarsku, používáním kvalitních materiálů a hlavně díky dlouholetým zkušenostem. Kam se hodí zalévané transformátory? Pro své elektrické a fyzikální vlastnosti jsou zalévané transformátory vhodné jak pro průmyslové, tak i občanské stavby – tedy pro nemocnice, hotely, divadla, letiště, měnírny metra, doly, lodě a plovoucí plošiny, jaderné elektrárny, výrobní závody atd. Je to prostě všude tam, kde je třeba vyloučit možné znečištění životního prostředí, omezit nebezpečí požáru a tam, kde je požadována nejvyšší bezpečnost a spolehlivost.
Společnost TRASFOR vyrábí zalévané transformátory již od r. 1975.
Sestava zalévaného transformátoru Zalévaný transformátor se skládá z magnetického obvodu – jádra, mechanické stahovací a nosné konstrukce, primárního a sekundárního vinutí a příslušenství. Detail
1 – spojka jádra 2 – sloupek jádra 3 – horní nosník stahovací konstrukce 4 – spodní nosník stahovací konstrukce 5 – podvozek 6 – přestavitelná kolečka 7 – připojovací praporce NN 8 – přípojnice (propojka) středu vinutí NN (při zapojení do y - hvězdy) 9 – vývodka VN 10 – NN vinutí 11 – VN vinutí 12 – odbočky VN vinutí 13 – propojky vinutí VN (při zapojení do D – trojúhelníku) 14 – připojovací svorky VN 15 – horní vymezovací vložky (stavitelné) 16 – dolní vymezovací vložky (pevné) 17 – gumová podložka (tepelně odolná)
Jádro Jádro je složeno ze za studena válcovaných orientovaných plechů z křemíkové oceli, izolovaných keramickou izolací s teplotní třídou C. Průřez jádra (sloupků i spojek) se volí podle výkonu. U nejmenších výkonů je to prostý čtvercový průřez, u větších je šířka plechů odstupňovaná (počet stupňů roste s výkonem). U největších výkonů jsou ještě v paketech sloupků a spojek vytvořeny kanály pro průchod chladicího vzduchu, případně pro umístění plochých chladicích trubic (u provedení WF). U malých výkonů jsou plechy skládány na tupo (řezy na 90°), u větších metodou step-lap. To znamená, že řezy jsou pod úhlem 45° a délka plechů se po malých krůčcích zvyšuje, takže sousední plechy nemají společnou hranu styku plechu jádra a spojky. Je to pracnější při výrobě a montáži, ale dosahuje se tak nižších ztrát a menší hlučnosti. Aby tomu tak bylo, je ale třeba velká pečlivost při závěrečné montáži. Sloupky i spojky jádra jsou stlačené a mechanicky uchycené v robustní stahovací a nosné konstrukci. Celé jádro je ošetřeno protikorozní barvou.
Sestava jádra a stahovací konstrukce
Tvary plechů a jejich skládání metodou step-lap
Průřez sloupkem transformátoru většího výkonu
Detail jádra, skládaného metodou step-lap, před montáží vinutí
Vzhled hrany magnetického jádra, skládaného metodou step-lap
Vinutí nízkého napětí Pokud není dohodnuto jinak, dodává TRASFOR sekundární vinutí vinuté z hliníkových pásů, širokých na celou výšku sloupku. Tento způsob vinutí zajišťuje rovnoměrné rozložení proudové hustoty ve vinutí a vylučuje axiální dynamické síly, které se u ostatních způsobů vinutí projevují při zkratech. Kromě toho se oteplení, způsobené ztrátami ve vinutí, rozloží rovnoměrně po celé výšce sloupku a tím jsou vyloučena nebezpečná horká místa ve vinutí. Mezizávitová izolace se provádí z materiálu třídy H, nebo F, a to podle požadavku zákazníka a specifických požadavků konkrétní aplikace. Hotové vinutí je ošetřeno epoxidovou pryskyřicí vakuo-tlakovou impregnací a poté za tepla vytvrzené. Výsledkem je velmi kompaktní válcová cívka, která snadno vydrží radiální síly, vznikající od dynamických účinků případných zkratů. Vakuovo –tlaková impregnace zajišťuje cívce nejenom vynikající mechanické vlastnosti, ale také mimořádnou odolnost vlhkosti. Používá se proto i na vinutí cívek do trakčních tlumivek a transformátorů (je na nich předepsaná napěťová zkouška při ponoření pod vodou. Žádná jiná technologie toto neumožňuje. O výhodách použití hliníku oproti mědi (na vinutí transformátorů) pojednává samostatný článek.
Navíjení NN cívky (výjimečně z mědi, v pozadí z hliníku)
Vpravo cívka před impregnací, vlevo impregnované cívky
Hotové cívky NN vinutí
Napěťová zkouška trakční tlumivky pod vodou (v okamžiku vyjímání tlumivky z vany)
Vinutí vysokého napětí Vinutí vysokého napětí se skládá z několika disků, navinutých z hliníkového pásku, se závitovou izolací z polyesterové fólie (PET) a spojených do série. Disky jsou postupně navíjeny na válec na vysoce přesných strojích a poté jsou jejich vývody svařené metodou TIG. Díky této technologii je ve vinutí ideální rozložení napěťového namáhání, a to jak při průmyslovém kmitočtu, tak při impulzním přepětí, a to bez vzniku nebezpečných oscilací. Detaily o nerovnoměrném rozložení napětí u různých způsobů vinutí viz obrázky. Při průmyslovém kmitočtu se napětí ve vinutí rozloží podle počtu závitů. U klasických způsobů vinutí vždy vznikají kritická místa. Jen u kotoučového vinutí je rozložení rovnoměrné. Impulzní přepětí se šíří podle zákonů vlnové mechaniky – o jeho rozložení rozhodují indukčnosti a kapacity. U kotoučového vinutí z hliníkových pásků jsou kapacity tak velké, že vinutí funguje jako kapacitní dělič – napětí se opět rozloží rovnoměrně. Sestavená cívka je pak vložena do kovové formy a ve vakuu (v autoklávu) je zalita epoxidovou pryskyřicí. Tato metoda vylučuje vznik vzduchových bublin v izolaci, což ve svém důsledku znamená, že v transformátoru nevznikají parciální výboje. Jakmile pryskyřice dostatečně zatvrdne, cívka se vyjme z autoklávu a z formy a umístí se do pece, kde je proces polymerace (zesíťování) zcela dokončen. Celý proces zalévání – tedy příprava jednotlivých složek, jejich promíchání, zalévání i vytvrzování – je řízen počítačem pro zajištění nejvyšší kvality.
Zalité cívky s chladicími kanály
VN vinutí z kotoučů, před vložením do formy
Zalité cívky VN vinutí v různém provedení
Příslušenství Příslušenství transformátorů zahrnuje skříň s různým stupněm krytí, čidla teploty, svorkovnicovou skříňku, ochranné relé, nebo digitální teploměr, měřicí transformátory proudu, svodiče přepětí, antikondenzační vyhřívací odpory, antivibrační podložky, VN kabelové průchodky (pro připojení kabelových konektorů), uzemněnou stínicí fólii mezi vinutím VN a NN, osvětlení ve skříni, zámek na dveřích, přídavné ventilátory a případné další náležitosti podle dohody se zákazníkem. U všech provedení jsou ale teplotní čidla ve vinutí, zvedací oka, zemnicí šrouby a výkonový štítek. Závěrečná montáž Jakmile jsou cívky dokončeny, montují se na jádro transformátoru – na jednotlivé sloupky. Opírají se o spodní vymezovací vložky s podložkou z tepelně odolné gumy. Ta zajišťuje polohu vinutí na jádru s ohledem na tepelnou roztažnost vinutí za různých teplot, které se v provozu mohou vyskytnout. Pak se sestaví horní spojka magnetického jádra, a to postupně po jednotlivých skupinách, vždy jen několik plechů najednou. Jde o choulostivou ruční práci, náročnou na pečlivost. Po dokončení a uzavření stahovací konstrukce se přichází finální operace – propojení vinutí do skupiny podle požadovaného zapojení a vektorového čísla, závěrečný nátěr, zapojení teplotních čidel atd. Nakonec jde každý transformátor do laboratoře na kusové zkoušky a poté rovnou do expedice.
Nasazování cívek na sloupek
TRASFOR S.A. Strada Cantonale CH-6995 Molinazzo di Monteggio Switzerland www.trasfor.com
Skládání spojky magnetického obvodu
Obchodní zastoupení TRASFOR pro ČR a SR: Jablonecká 411/48, 190 00 Praha 9 – Prosek Ing. Pavel Mužík tel./fax: 286 584 850 mobil: 602 349 009 E-mail:
[email protected] www.trasfor.cz
