معايير حجم خزان المحولات: اللوائح وعوامل التصميم والتطبيقات العملية

النظام القياسي ذي الصلة

 

 IEC 60076-2: محولات الطاقة الجزء 2: ارتفاع درجة الحرارة

 IEC 60076-3: محولات الطاقة الجزء 3: مستويات العزل ، اختبارات العزل الكهربائي وتصفيات العزل الخارجية

 

توفير إطار مواصفات عالمية لصناعة المحولات العالمية. تكمل هذه المعايير وتنسيق مع بعضها البعض لضمان أن المحولات التي تنتجها الشركات المصنعة المختلفة لها درجة معينة من التوافق وقابلية التبادل من حيث الحجم.

 

العوامل التي تؤثر على أبعاد خزان المحولات

1. سعة المحول

سعة المحول هي واحدة من العوامل الرئيسية التي تحدد حجم الخزان. بشكل عام ، كلما كانت السعة أكبر ، أكبر حجم اللفات ، النوى والمكونات الأخرى داخل المحول ، ويحتاج خزان أكبر لاستيعابها وفقًا لذلك.

2. طريقة التبريد

تؤثر طرق التبريد المختلفة أيضًا على حجم خزان الزيت. تشمل طرق التبريد الشائعة الزيت - self - التبريد (onan) ، والزيت - تبريد الهواء المنغمس (ONAF) وتبريد الهواء القسري (OFAF).

 

أونان: في الزيت - طريقة التبريد ذاتية - ، يعتمد خزان الزيت في المقام الأول على الحمل الطبيعي على سطحه لتبديد الحرارة ، مما يتطلب مساحة أكبر لتبديد الحرارة. هذا يستلزم حجم خزان الزيت الأكبر لتوفير تبديد حراري كاف.

 

OFAF: تستخدم طريقة تبريد هواء الزيت القسري مضخة زيت لفرض دوران الزيت وتوظيف مروحة لتعزيز تبديد الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة. تحت نفس السعة ، يمكن تصميم حجم جسم خزان الزيت الرئيسي (باستثناء مجموعة المبرد الخارجي) ليكون مضغوطًا نسبيًا.

3. مستوى الجهد

كلما ارتفع مستوى الجهد ، كلما كانت متطلبات العزل الداخلية أكثر صرامة للمحول. يتم توسيع التباعد بين النواة واللف ، ويتم زيادة مسافة العزل من الجلبة إلى خزان الزيت ، مما يؤدي إلى زيادة إجمالية في حجم خزان الزيت. من أجل ضمان أداء العزل ، من الضروري زيادة مسافة العزل واستخدام مواد عزل أكثر سمكًا ، مما يؤدي إلى زيادة في الحجم الكلي للمحول وزيادة مماثلة في حجم خزان الزيت. على سبيل المثال ، سيكون حجم خزان الزيت بمحول 110 كيلو فولت أكبر من حجم محول 10KV لتلبية متطلبات العزل عند مستويات الجهد الأعلى.

4. هيكل المحول والتخطيط

إن تصميم الهيكل الداخلي للمحول له تأثير مباشر على حجم خزان الزيت ، بما في ذلك نموذج اللف ، والطريقة - ، وموقع منظم الجهد.

(1) هيكل اللف

هياكل متعرج مختلفة لها أحجام مختلفة ومتطلبات تبريد ، والتي ستؤثر بشكل مباشر على الحجم الكلي للجسم ، وبالتالي تحديد الحجم الداخلي والأبعاد الخارجية لخزان الزيت. تشمل الأشكال المتعرجة الشائعة:
لف أسطوانة: بنية بسيطة ، تكلفة منخفضة ، شائعة الاستخدام في محولات صغيرة ومتوسطة-.
لف دوامة: مناسب للتصميم الحالي الكبير ، قطر كبير ، ومتطلبات أعلى لعرض خزان الزيت.
مستمر (قرص مستمر) متعرج: شائع الاستخدام في الجهد العالي - ومحولات السعة الكبيرة- ، بنية مضغوطة ولكن قد يكون مرتفعًا.

 

 

 

(2) ترتيب الرصاص وموقف الجلبة

طريقة - خارج الجهد العالي - لها جهد جهد- و- له تأثير كبير على هيكل خزان الزيت. الطرق الشائعة للأسلاك الصادرة هي:
البطولات العلوية - المركبة: يجب تصميم مساحة كافية في الجزء العلوي من الخزان لاستيعاب تركيب الجلبة ومسافة العزل الرصاص ومساحة التشغيل.
الجانبية - البطانات المثبتة: يمكن زيادة الأبعاد الجانبية للخزان ، ولكن يمكن تقليل الارتفاع الإجمالي ، وهو مريح للنقل وتخطيط المحطة الفرعية.
يرتبط اختيار شكل الأسلاك المنتهية ولايته البطيبة بشكل عام بسيناريو استخدام المحول ، ومستوى الجهد ، وطريقة الأسلاك ، إلخ.

 

 

(3) موقف مغير الصنبور

سيؤثر تخطيط تغيير الصنبور أيضًا على حجم الخزان. يتطلب التثبيت العلوي زيادة ارتفاع الخزان لاستيعاب جسم تغيير الصنبور. قد يؤدي التثبيت الجانبي إلى تمديد طول أو عرض الخزان ويتطلب حجز قناة الصيانة. يتطلب مغير الصنبور الداخلي - زيادة المساحة الداخلية للخزان وتحسين بنية دوران الزيت. يجب أن ينظر موقع مغير TAP بشكل شامل في عوامل مثل الارتفاع الكلي والاستقرار وسهولة صيانة المحول.

 

5. متطلبات النقل والتركيب

في التطبيق الهندسي الفعلي للمحولات والنقل وعلى - ، تعد شروط تثبيت الموقع قيودًا خارجية مهمة يجب مراعاتها في تصميم الخزانات.

(1) قيود حجم النقل

يجب نقل المحولات عن طريق الطريق والسكك الحديدية والبحر ، وما إلى ذلك ، ويجب أن تمتثل لقيود الارتفاع والعرض لقناة النقل خلال هذه العملية:
في الصين ، عادة ما يكون النقل الكبير - محدودًا: الارتفاع <4.5 م ، العرض <3.5-4.5 م (بما في ذلك المقطورة)
يجب أن تفي محولات التصدير بحجم فتحة الحاويات أو لفة - على/roll - قبالة السفن.
إذا تجاوز الحجم الحد ، فقد يكون من الضروري تفكيك وتجميع مكونات مثل البطانات والمشروع في الموقع.
لذلك ، خلال مرحلة تصميم خزان النفط ، من الضروري التخطيط لمسار النقل واستخدام الحد الأقصى لحجم النقل كأحد الشروط الحدودية لتصميم هيكل خزان الزيت.

 

 

(2) مساحة الرفع والأساس

يجب أيضًا حجز الهياكل اللازمة لرفع المحولات وتركيب الأساس في التصميم. يجب وضع آذان رفع أو حلقات الرفع أو الحزم المعززة في الجزء العلوي من خزان الزيت لضمان قوة رفع الجهاز بأكمله ؛ يجب أن يكون الجزء السفلي مزودًا بأدلة أسطوانية أو لوحات تحديد المواقع الأساسية لتلبية متطلبات - Sliding Foundation أو إصلاح الترباس.

محتوى قياسي محدد لحجم خزان زيت المحولات

 

عادة ما يتم تحديد طول خزان زيت المحولات وفقًا لتخطيط المكونات الداخلية. بالنسبة للمكونات الرئيسية مثل النواة واللف ، يجب ضمان مساحة محورية كافية لتجنب التداخل المتبادل وضمان الأداء الكهربائي. في المعيار ، يتم تحديد نطاق طول خزان الزيت وفقًا للقدرات المختلفة ومستويات الجهد. على سبيل المثال ، بالنسبة لمحول الزيت 10kV - بسعة 1000 كيلو فولت أمبير أو 2000 كيلو فولت أمبير ، يتراوح طول خزان الزيت بشكل عام بين 2-3 أمتار لضمان تثبيت المكونات الداخلية وتشغيلها بشكل معقول.

 

 

يجب أن يأخذ عرض خزان الزيت في الاعتبار الأبعاد الشعاعية لللف ، ومساحة قناة الزيت اللازمة لضمان تدفق زيت التبريد ، وهياكل تبديد الحرارة المحتملة. من ناحية ، من الضروري التأكد من وجود مساحة كافية لللف ، ومن ناحية أخرى ، يجب ترك القنوات لتدفق وتخفيف الحرارة للزيت. بالنسبة للمحولات الكبيرة ، من أجل تعزيز تأثير تبديد الحرارة ، قد يتم وضع أحواض الحرارة أو المشعات في اتجاه عرض خزان الزيت ، مما سيؤثر أيضًا على مستوى عرض خزان الزيت. على سبيل المثال ، بالنسبة لمحول كبير 500 كيلو فولت ، نظرًا لقطره المتعرج الكبير والحاجة إلى مزيد من تدابير تبديد الحرارة ، قد يصل عرض خزان الزيت إلى 4-5 أمتار.

 

 

يرتبط معيار الارتفاع بشكل رئيسي بالتحكم في مستوى الزيت وحماية السلامة للمحول. يجب أن يكون خزان النفط مرتفعًا بما يكفي لعقد كمية معينة من زيت المحولات لضمان أن يتم عزل اللفات واللباس بالكامل وتبريدها في ظل ظروف تشغيل مختلفة. يجب حجز مساحة كافية للتوسع الحراري للزيت العازلة. في الوقت نفسه ، يجب أن يأخذ الارتفاع أيضًا في الاعتبار موضع تثبيت الملحقات مثل وسائد الزيت والمرحلات وصمامات تخفيف الضغط ومقاييس الحرارة. على سبيل المثال ، يبلغ ارتفاع خزان زيت المحولات المتوسطة- حوالي 2-3 أمتار لتلبية متطلبات التغييرات في مستوى الزيت وتركيب الملحقات.

 

4. معيار سمك الجدار

يرتبط سماكة الجدار في خزان الزيت مباشرة بالقوة الميكانيكية وختم وقدرة على تحمل الضغط الداخلي لخزان الزيت. يتم تحديد سمك الجدار وفقًا لعوامل مثل القدرة ومستوى الجهد وضغط العمل للمحول. بالنسبة للمحولات الصغيرة ، نظرًا للضغط الداخلي الصغير نسبيًا ، قد يكون سمك الجدار لخزان الزيت 3 - 5 مم ؛ لمحولات الجهد العالية الكبيرة - ، من أجل تحمل الضغط الداخلي العالي وضمان سلامة التشغيل الطويل- ، قد يصل سمك الجدار إلى 8-12 مم أو حتى أكثر سمكا. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أيضًا استيفاء القدرة على مضادات التشوه أثناء ملء زيت الفراغ.

التطبيق في الهندسة والإنتاج

في الإنتاج الفعلي ، يجب على الشركات المصنعة للمحولات تصميم وتصنيع خزانات النفط بشكل صارم بعد المعايير.

 

مرحلة التصميم: يجب على المهندسين تصميم وحجم هيكل خزان الزيت بشكل صارم وفقًا للمواصفات القياسية استنادًا إلى المعلمات المحددة للمحول ، مثل السعة ، مستوى الجهد ، طريقة التبريد ، مستوى العزل ، إلخ ، لضمان استيفاء جميع المتطلبات مثل المساحة الداخلية ، تبديد الحرارة ، العزل ، القوة الميكانيكية ، تركيب التثبيت. يتم تحديد حجم خزان الزيت وفقًا للمعايير ذات الصلة.

 

مرحلة التصنيع: تأكد من أن حجم خزان النفط يفي بالمتطلبات القياسية من خلال تقنية المعالجة الدقيقة. على سبيل المثال ، يتم استخدام معدات معالجة CNC للقطع والانحناء واللحام وغيرها من العمليات لضمان دقة الأبعاد لكل مكون من خزان النفط والهيكل الكلي تلبي متطلبات التصميم ، ويتم التحكم في التسامح ضمن النطاق المسموح به.

 

فحص الجودة: بعد الانتهاء من الإنتاج ، يجب فحص حجم خزان الزيت بصرامة ، ويتم استخدام أدوات قياس مثل الفرجار والميكرومتر وأدوات قياس الليزر ، وما إلى ذلك لقياس الطول والعرض والارتفاع ، وما إلى ذلك لضمان تلبية المتطلبات القياسية. لسماكة الجدار ، يمكن استخدام مقاييس سماكة الموجات فوق الصوتية وغيرها من المعدات للاختبار لضمان أن يكون سمك الجدار موحدًا ويفي بالمتطلبات القياسية. سيتم اختبار التسرب بالضغط من أجل الختم والضغط.

تحديث وتطوير المعايير

مع التقدم المستمر لتكنولوجيا الطاقة ، يتحسن أداء ومتطلبات المحولات باستمرار ، مما دفع التحديث المستمر وتحسين معايير حجم خزان المحولات.

 

مواد جديدة وعمليات التصنيع:

جعل ظهور مواد وعمليات التصنيع الجديدة حجم المكونات الداخلية للمحول أكثر إحكاما ، والتي قد يكون لها تأثير على معيار حجم الخزان. يتيح تطبيق Strenge Steel High - ترققًا معتدلًا لسمك الجدار مع ضمان القوة ؛ يساعد تصميم اللف المحسّن (مثل الموصلات المنقولة والعزل الرقيق) وتخطيط الهيكل الداخلي المدمج على تحسين كثافة الطاقة ، مما قد يخلق ظروفًا لتقليل حجم الخزان.

 

الطلب على مستويات الجهد الأعلى ومحولات السعة الأكبر:

يتطلب الطلب على مستويات الجهد الأعلى ومحولات السعة الأكبر أيضًا معايير للتكيف مع التطورات التكنولوجية الجديدة. على سبيل المثال ، مع تطوير تقنية محول UHV ، يتم مراجعة المعايير ذات الصلة باستمرار لضمان أن حجم خزانات محولات UHV يمكن أن تلبي متطلبات التشغيل الخاصة.

يعد معيار حجم خزان المحولات نظامًا معقدًا وصارمًا يأخذ في الاعتبار مجموعة متنوعة من العوامل وهو ذو أهمية كبيرة لتصميم وتصنيع المحولات. فقط من خلال اتباع هذه المعايير بدقة ، يمكن ضمان أداء وسلامة المحولات ويتم الترويج للتطوير المستقر لصناعة الطاقة.

ملخص

يعد تصميم حجم خزان المحولات هندسة معقدة للأنظمة ، والهدف الأساسي له هو استيعاب جسم المحولات بأمان وموثوقية وكفاءة ، ووسط العزل (الزيت) في مساحة محدودة وتحقيق تبديد حراري فعال. يجب أن تنظر عملية التصميم بشكل شامل في عوامل متعددة مثل سعة المحول ، ومستوى الجهد ، وطريقة التبريد ، ومتطلبات العزل ، وضغط الصدع الداخلي ، وتخطيط الملحقات ، وعملية التصنيع ، وقيود النقل ، إلخ. الطرق ، وما إلى ذلك ، تقيد بشكل أساسي وتحديد النموذج الهيكلي الضروري ونطاق الحجم لخزان الزيت. يعد التطبيق المعقول لمعايير IEC والمعايير الوطنية/الصناعة (مثل GB) هو المفتاح لضمان أن تصميم خزانات زيت المحولات يفي بأداء المنتج ، والسلامة ، والموثوقية ، وقابلية التبادل العامة ، ومتطلبات حماية البيئة ، وهو أيضًا حجر الأساس لتلبية الاحتياجات المتنوعة للأسواق المحلية والأجنبية. يعد الامتثال الصارم لهذه المعايير ضروريًا لضمان التشغيل المستقر لنظام الطاقة وتعزيز التطور الصحي للصناعة.