خزان زيت المحولات: الهيكل والمتطلبات واعتبارات التصميم

عندما يتحدث الناس عن محول{{0} مغمور بالزيت، فإنهم عادة ما يركزون على القلب، أو اللفات، أو العزل، أو نظام التبريد. الخزان زيت المحولاتلا يحظى دائمًا بنفس الاهتمام. لكن من الناحية العملية، يعد هذا جزءًا مهمًا جدًا من المحول بأكمله.

يحتوي الخزان على الزيت العازل، ويحمي الجزء النشط، ويدعم معدات التبريد وملحقاتها، وعليه التعامل مع الأحمال الميكانيكية أثناء التشغيل والنقل. بالنسبة للمحولات الأكبر حجما، يمكن أن يصبح تصميمها معقدا بشكل مدهش.

اعتمادًا على التطبيق، يمكن استخدام خزانات زيت المحولات للمحولات المصنفة منمحولات 6 كيلو فولت، 10 كيلو فولت، 35 كيلو فولت و66 كيلو فولت إلى 110 كيلو فولت، 220 كيلو فولت، 330 كيلو فولت، 500 كيلو فولت و±500 كيلو فولت. تنطبق مبادئ التصميم المماثلة أيضًا على المفاعلات المتوازية بقدرة 330 كيلو فولت و500 كيلو فولت.

إذًا، ما الذي يجعل خزان زيت المحولات جيدًا؟ دعونا نلقي نظرة فاحصة.

المتطلبات الأساسية لخزانات زيت المحولات

الوظيفة الأكثر وضوحًا لخزان زيت المحولات هيتحتوي على زيت المحولات وتحمي القلب واللفات. هذا جزء فقط من القصة.

يحتاج الخزان أيضًا إلى توفير قوة ميكانيكية كافية، والحفاظ على الختم الموثوق، والعمل مع نظام التبريد المحدد، والبقاء مستقرًا أثناء الرفع والنقل.

ومن الطبيعي أن تصبح المتطلبات أكثر تطلبًا مع زيادة جهد المحول وقدرته.

شيء واحد يستحق الإشارة إليه هومقاومة الفراغ. أثناء تصنيع المحولات، قد يتعرض الخزان للمعالجة الفراغية للتجفيف وتعبئة الزيت. الخزان الذي يكون قويًا بدرجة كافية تحت الضغط الجوي العادي قد لا يعمل بشكل جيد في ظل الفراغ إذا لم يتم تصميم هيكله بشكل صحيح.

ولهذا السبب فإن صلابة الخزان، والمقويات، وبناء الحافة، وجودة اللحام كلها أمور مهمة.

تصنيف وهيكل خزانات زيت المحولات

هناك عدة طرق لتصنيف خزانات زيت المحولات. اثنان من أكثرها عمليةطريقة التبريدوبواسطةشكل الخزان.

تصنيف خزانات زيت المحولات حسب طريقة التبريد

نظام التبريد له تأثير مباشر على تصميم الخزان.

في المحولات المبردة بشكل طبيعي، يتم نقل الحرارة من القلب واللفات إلى الزيت العازل ثم يتم إطلاقها من خلال سطح الخزان أو المشعاعات أو الجدران المموجة.

غالبًا ما تستخدم المحولات الأكبر حجمًا تداول الزيت القسري. وهنا يتم إضافة المضخات والمبردات الخارجية، ويحتاج الخزان إلى وصلات مدخل ومخرج الزيت مصممة بشكل صحيح. داخل الخزان، يحتاج الزيت أيضًا إلى التحرك عبر المناطق الصحيحة بدلاً من مجرد الدوران بشكل عشوائي.

تشمل طرق تبريد المحولات الشائعة ما يلي:

أونان- زيت طبيعي هواء طبيعي

ONAF- دفع الهواء الطبيعي بالزيت

أوفاف- القوة الجوية بالزيت

OFWF- الماء القسري بالزيت

يجب تصميم الخزان ونظام التبريد كنظام واحد. قد تؤدي محاولة التعامل معها كمكونات منفصلة تمامًا إلى سوء توزيع الزيت أو فقدان الضغط غير الضروري أو ظهور نقاط ساخنة محلية.

التصنيف حسب شكل الخزان

شكل الخزان هو طريقة شائعة أخرى لتصنيف خزانات زيت المحولات.

خزانات حائطية مسطحة-يتم استخدامها بشكل شائع للمحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم-. إنها بسيطة نسبيًا ويمكن دمجها مع مشعات خارجية.

خزانات جدارية-مموجةاستخدام ألواح الصلب المموج لزيادة سطح التبريد. يمكن للجدران المموجة أيضًا استيعاب التغيرات في حجم الزيت الناتجة عن تغيرات درجات الحرارة.

لمحولات الطاقة الكبيرةالجرس-النوع أو الخزانات ذات الغطاء القابل للإزالة-.تستخدم على نطاق واسع. يمكن رفع قسم الخزان العلوي بعيدًا عن القسم السفلي، مما يتيح للمهندسين الوصول إلى القلب والملفات أثناء التجميع والفحص والصيانة.

لا يوجد شكل خزان واحد هو الأفضل لكل محول. ويعتمد الاختيار الصحيح على السعة والجهد وطريقة التبريد وحدود النقل ومتطلبات الصيانة.

هياكل خزان زيت المحولات المشتركة

خزانات زيت المحولات الصغيرة والمتوسطة-الحجم

هيكل صغير أو متوسط ​​الحجم-.خزان زيت المحولاتعادة ما يكون واضحًا إلى حد ما.

وقد تتكون من ألواح فولاذية ملحومة، وغطاء خزان، وعروات رفع، ونقاط تأريض، ووصلات رادياتير، ومكونات تصريف وتعبئة الزيت، وواجهات مقياس الحرارة، وفتحات الجلبة.

بالنسبة لمحولات التوزيع المدمجة، يمكن للخزان نفسه أيضًا أن يساهم بشكل كبير في تبديد الحرارة. على سبيل المثال، توفر الجدران المموجة مساحة تبريد إضافية دون الحاجة إلى عدد كبير من ألواح الرادياتير الخارجية.

ومع ذلك، فإن البساطة لا تعني أنها غير مهمة.

قد يؤدي سوء اللحام أو تشوه الحافة أو الأسطح غير المستوية إلى حدوث مشكلات في الختم. قد لا يبدو تسرب الزيت الصغير خطيرًا في البداية، لكنه قد يسمح في النهاية بدخول الرطوبة إلى المحول أو تقليل مستوى الزيت.

خزانات زيت المحولات الكبيرة

محولات الطاقة الكبيرة قصة مختلفة.

قد يشتمل الخزان الكبير على جسم الخزان الرئيسي، وغطاء الخزان، والقسم العلوي من نوع الجرس-، والمشعات، ومضخات الزيت، والمبردات، ووصلات الحفظ، -أجهزة تخفيف الضغط، وأبراج الجلبة، وصناديق الكابلات، وهياكل الرفع، وتركيبات النقل.

وكل هذه الأجزاء تحتاج إلى العمل معًا.

يجب أن يدعم الخزان كتلة كبيرة جدًا مع الحفاظ على دقة الأبعاد. كما يجب أن تتحمل الاهتزازات أثناء النقل، وقوى الرفع أثناء التركيب، وظروف الضغط أو الفراغ أثناء التصنيع والتشغيل.

بالنسبة للمحولات 220 كيلو فولت، 330 كيلو فولت و500 كيلو فولت، فإن الخزان ليس مجرد صندوق فولاذي مُصنع. إنه هيكل ميكانيكي مصمم بعناية.

اعتبارات التصميم الرئيسية لهيكل خزان زيت المحولات

يمكن أن يؤثر عدد من التفاصيل على موثوقية خزان المحولات. من السهل التغاضي عن بعضها خلال مرحلة التصميم المبكرة.

هيكل حافة الخزان

تعتبر حواف الخزان، خاصة حول الحافة، مهمة لكل من القوة والختم.

تحتاج الحافة إلى صلابة كافية لمنع التشوه المفرط عند ربط البراغي. إذا انحنيت الحافة، فقد يصبح ضغط الحشية غير متساوٍ ويمكن أن يحدث تسرب.

قد تحتاج الخزانات الكبيرة إلى حواف معززة أو أدوات تقوية إضافية. يجب أيضًا التحكم في إجراءات اللحام بعناية لأن حرارة اللحام يمكن أن تسبب تشوهًا.

هيكل التعليق

تحتاج المحولات الكبيرة إلى هياكل رفع وتعليق قوية وموثوقة.

يجب وضع عروات الرفع ونقاط الرفع وفقًا لمركز ثقل المحول وأحمال الرفع المتوقعة. لا ينبغي أن يأخذ التصميم في الاعتبار الوزن الثابت فقط. يجب أيضًا مراعاة الأحمال الديناميكية أثناء المناولة والنقل.

بالنسبة للمحولات الكبيرة جدًا، يمكن أن يكون النقل جزءًا رئيسيًا من العمل الهندسي. قد يتعرض الخزان للاهتزاز والتسارع أثناء النقل البري أو السكك الحديدية، لذلك يجب تصميم الهيكل وفقًا لذلك.

هيكل اتصال شفة

تُستخدم الفلنجات لأغطية الخزانات والمشعات والصمامات وأجهزة الحفظ والبطانات والمكونات الأخرى.

يجب أن توفر وصلة الحافة -المصممة جيدًا قوة كافية، والأهم من ذلك، الحفاظ على ضغط موحد للحشية بمرور الوقت.

عادة ما يأخذ تصميم الحافة في الاعتبار:

 القوة الميكانيكية

 قدرة الترباس

 ضغط الحشية

 دقة اللحام

 التسامح بالقطع

 أداء إغلاق طويل-على المدى الطويل

يجب أن تكون الحشية نفسها متوافقة أيضًا مع زيت المحولات ودرجة حرارة التشغيل المتوقعة.

ختم المحولات

يعد تسرب الزيت أحد الأشياء التي يرغب مصنعو المحولات في تجنبها بالتأكيد.

وتشمل نقاط التسرب المحتملةغطاء الخزان-فلنجات الغطاء، ووصلات الرادياتير، والصمامات، وواجهات الجلبة، وأغطية الفحص، ووصلات الأنابيب.

ولهذا السبب، ينبغي النظر في الختم منذ بداية عملية تصميم الخزان. لا ينبغي معاملتها كتفاصيل التجميع النهائية.

جودة اللحام مهمة هنا أيضًا. يمكن أن تصبح اللحامات الضعيفة نقاط تسرب، خاصة عندما يتعرض الخزان لضغط الزيت أو تغيرات درجة الحرارة أو ظروف الفراغ.

يساعد الختم الجيد أيضًا على إبقاء الرطوبة خارج المحول. وهذا مهم بشكل خاص لمحولات الجهد العالي-لأن الرطوبة يمكن أن يكون لها تأثير كبير على أداء العزل والتقادم.

هيكل تحديد موضع جسم الخزان

يجب أن يبقى الجزء النشط في الموضع الصحيح داخل الخزان.

يصبح هذا مهمًا بشكل خاص أثناء النقل. يمكن أن تتعرض المحولات الكبيرة للاهتزاز والتسارع وأحمال التأثير، ويجب ألا يتحرك تجميع القلب والملف دون داع.

توفر هياكل تحديد المواقع تقييدًا ميكانيكيًا مع تجنب الضغط الزائد على الجزء النشط.

يجب أن يكون الهيكل عمليًا أيضًا. يجب أن يسمح بالتجميع والصيانة دون جعل المحول صعب العمل عليه بشكل غير ضروري.

هيكل توجيه الزيت لتبريد الزيت القسري

بالنسبة للمحولات التي تستخدم دوران الزيت القسري، يحتاج الزيت إلى الوصول إلى الأماكن الصحيحة.

لا يكفي تركيب مضخة وافتراض أن مشكلة التبريد قد تم حلها.

يمكن أن يؤدي سوء توزيع الزيت الداخلي إلى ترك مناطق متعرجة معينة غير مبردة بشكل كافٍ، مما يؤدي إلى إنشاء نقاط ساخنة محلية حتى عندما يبدو معدل تدفق الزيت الإجمالي مقبولاً.

يمكن استخدام لوحات التوجيه والفواصل وقنوات التدفق لتوجيه الزيت عبر المناطق المطلوبة. ويجب أن يتم تنسيق تصميمها مع الحسابات الحرارية للمحول.

من الناحية المثالية، يجب أن يوفر النظام توزيعًا جيدًا للزيت مع الحفاظ على فقدان الضغط تحت السيطرة.

التدريع المغناطيسي للدبابات

يمكن أن يدخل التدفق المغناطيسي المتسرب من اللفات إلى الخزان الفولاذي. وهذا يمكن أن يخلق تيارات دوامية في جدران الخزان، مما يؤدي إلى خسائر إضافية وتدفئة موضعية.

وتصبح المشكلة أكثر وضوحًا في المحولات ذات السعة الكبيرة-.

يمكن تركيب التدريع المغناطيسي في المناطق التي يكون فيها تدفق التسرب قويًا بشكل خاص. يساعد التدريع المناسب على تقليل الخسائر الضالة ومنع الارتفاع المفرط في درجة حرارة الخزان.

ومع ذلك، فإن التدريع ليس مجرد مسألة إضافة ألواح معدنية حيثما يوجد تدفق تسرب. يجب النظر بعناية في الهندسة والمواد والموضع وترتيب التأريض.

التدريع الكهرومغناطيسي للدبابات

يرتبط التدريع الكهرومغناطيسي ارتباطًا وثيقًا بالدرع المغناطيسي، لكن الاثنين ليسا نفس الشيء تمامًا.

يمكن للتيار العالي-أن تنتج الخيوط والبطانات ونهايات الملفات والمكونات الأخرى مجالات كهرومغناطيسية مركزة. يجب أخذ هذه المجالات في الاعتبار عند تصميم الخزان ونظام التدريع الخاص به.

بالنسبة لمحولات الطاقة الكبيرة، يمكن أن تكون المحاكاة الكهرومغناطيسية مفيدة في تحديد المناطق ذات كثافة التدفق العالية ومشاكل الفقد الشاردة المحتملة.

على سبيل المثال، يمكن لتحليل العناصر- المحدودة أن يساعد المهندسين في إجراء التعديلات قبل تصنيع الخزان. عادةً ما يكون ذلك أسهل بكثير من محاولة إصلاح مشكلة التسخين بعد بناء المحول بالفعل.

عزل الصوت للخزان وهيكل خفض الضوضاء

تأتي ضوضاء المحولات من عدة مصادر، بما في ذلك الانقباض المغناطيسي الأساسي والقوى الكهرومغناطيسية والاهتزاز الميكانيكي.

يمكن للخزان أن ينقل هذا الاهتزاز ويشعه كضوضاء مسموعة.

يمكن أن يصبح هذا مصدر قلق حقيقي عند تركيب المحولات بالقرب من المباني السكنية أو المستشفيات أو المرافق التجارية أو مراكز البيانات أو غيرها من المناطق الحساسة للضوضاء.

لذلك يجب أخذ صلابة الخزان وترتيب المقوي ومسارات نقل الاهتزاز بعين الاعتبار أثناء مرحلة التصميم.

لا يعني تقليل الضوضاء بالضرورة جعل الخزان سميكًا للغاية. في كثير من الحالات، يمكن للتصميم الهيكلي الأكثر ذكاءً التحكم في الاهتزازات دون إضافة وزن غير ضروري.

تصميم البطانة والأنابيب المشتركة

تعتبر البطانات ومفاصل الأنابيب واجهات مهمة بين خزان المحولات والمعدات الخارجية.

يحتاج رافع الجلبة إلى توفير الدعم الميكانيكي المناسب مع الحفاظ على مسافات العزل الكهربائي المطلوبة. ويحتاج أيضًا إلى مراعاة تفاوتات التثبيت والتمدد الحراري.

يجب ترتيب وصلات الأنابيب للمشعات وأجهزة الحفظ والمبردات والصمامات بحيث يظل التركيب والصيانة عمليًا.

وفي المحولات الكبيرة، يؤثر هذا التخطيط أيضًا على أبعاد النقل. قد يؤدي الاتصال الذي يعمل بشكل مثالي داخل المصنع إلى حدوث مشكلات عندما يتعين على المحول المرور عبر طريق نقل ضيق.

لذا، مرة أخرى، ينبغي النظر في المتطلبات الميكانيكية والكهربائية والنقل معًا.

عوامل التصميم الرئيسية لخزانات زيت المحولات

تصميم أخزان زيت المحولاتيتضمن أكثر بكثير من مجرد اختيار سمك اللوحة الفولاذية المناسب.

ترتبط القوة الميكانيكية والأداء الحراري وتدفق الزيت والختم والتأثيرات الكهرومغناطيسية والاهتزاز وعمليات التصنيع.

بالنسبة لمحولات الجهد العالي-، تصبح هذه العوامل أكثر ارتباطًا. يمكن أن يؤثر التغيير في هيكل الخزان على تدفق الزيت. يمكن أن يؤثر التغيير في ترتيب الجلبة على خلوص العزل وأبعاد النقل. يمكن أن يؤثر التغيير في ترتيب التدريع على الخسائر الضالة.

بمعنى آخر، يعد تصميم الخزان جزءًا من تصميم المحولات-وليس فكرة لاحقة.

تصميم خزان زيت المحولات -لمحولات الجهد العالي

مع زيادة قدرة المحول والجهد، يصبح خزان الزيت مكونًا هندسيًا أكثر تطلبًا.

على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي محول 500 كيلو فولت على كمية كبيرة من الزيت العازل ويكون له أبعاد كبيرة جدًا. قد يحتاج الخزان إلى استيعاب مشعات أو مبردات متعددة، ومضخات الزيت، والبطانات، ومعدات تخفيف الضغط، ووصلات الحفظ، وتركيبات النقل.

وفي الوقت نفسه، يمكن أن تؤدي مستويات التيار المرتفعة إلى زيادة تدفق التسرب والخسائر الطائشة. وبالتالي، قد تحتاج المناطق القريبة من نهايات الملفات وأسلاك التيار العالي-إلى تحليل وحماية كهرومغناطيسية إضافية.

لمحولات تحويل ± 500 كيلو فولت، فالمتطلبات أكثر تطلبًا. عادة ما تكون هذه المحولات كبيرة جدًا، ويجب أن يأخذ تصميم الخزان الخاص بها في الاعتبار تنسيق العزل وأداء التبريد والتحميل الحراري والقوة الميكانيكية وظروف النقل.

الأمر نفسه ينطبق علىمفاعلات متوازية جهد 330 كيلو فولت و500 كيلو فولت. يجب أن تتعامل خزانات الزيت الخاصة بها مع التأثيرات الكهرومغناطيسية والاهتزاز والتبريد والختم وأحمال النقل مع الحفاظ على القوة الميكانيكية المطلوبة.

جودة تصنيع خزان زيت المحولات

حتى الخزان المصمم جيدًا-يمكن أن يسبب مشكلات إذا لم تكن جودة التصنيع جيدة بدرجة كافية.

جودة الألواح الفولاذية، ودقة القطع، وإجراءات اللحام، وتصنيع الفلنجات، وتفاوتات الأبعاد، واختبار التسرب، ومعالجة السطح، كلها لها تأثير مباشر على الشكل النهائي.خزان المحولات.

اللحام يستحق اهتماما خاصا. الكثير من الحرارة يمكن أن تسبب تشوهًا، في حين أن الاختراق غير الكافي أو سوء جودة اللحام يمكن أن يؤدي إلى التسرب.

بعد التصنيع، قد تخضع خزانات المحولات لاختبارات التسرب وفحص الأبعاد وفحوصات الجودة الأخرى. تساعد عمليات الفحص هذه في التحقق من أن الخزان مناسب للجزء النشط والمشعات والبطانات والمكونات الأخرى.

بالنسبة لمحولات التصدير الكبيرة، يجب أيضًا فحص أبعاد النقل بعناية. يجب تصميم نقاط الرفع ونقاط الرفع وتركيبات النقل للطريق الفعلي وطريقة المناولة-وليس مجرد إضافتها في نهاية الإنتاج.

حلول خزان زيت المحولات Yawei

ياوي محولتقوم بتصميم وتصنيع-المحولات المغمورة بالزيت وهياكل الخزانات الداعمة لمستويات وتطبيقات الجهد المختلفة.

الخزان زيت المحولاتيمكن تصميمها وفقًا لقدرة المحولات وفئة الجهد وطريقة التبريد وبيئة التثبيت وظروف النقل ومتطلبات العملاء.

بالنسبة لمحولات التوزيع الأصغر حجمًا، ينصب التركيز عادةً على البناء المدمج والتبريد الفعال والختم الذي يمكن الاعتماد عليه. بالنسبة لمحولات الطاقة الكبيرة، يصبح التصميم أكثر شمولاً، ويغطي القوة الميكانيكية، وتدفق الزيت، والتدريع الكهرومغناطيسي، والتحكم في الضوضاء، والرفع والنقل.

بدءًا من خزانات المحولات القياسية وحتى الهياكل المخصصة لمحولات الجهد العالي-والسعة الكبيرة-، يجب أن يعمل الخزان كجزء من نظام المحولات الكامل.

لجهودكم القادمةخزان زيت المحولاتأو مشروع -محول مغمور بالزيت أو-محول طاقة عالي الجهد، يمكن لشركة Yawei Transformer توفير الدعم الهندسي والتصنيعي استنادًا إلى المتطلبات الفنية المحددة للتطبيق.

اتصل الآن