باعتباره مكونًا أساسيًا يحدد أداء وكفاءة وسلامة المحولات التوزيعية المغمورة بالزيت، فإن هيكل اللف هو محور رئيسي طاقة CHHتصميم وتصنيع منتجات CHH Power. بالنسبة لمحول التوزيع المغمور بالزيت بقدرة 630 كيلو فولت أمبير وجهد 10 كيلو فولت، والمستخدم على نطاق واسع في شبكات الكهرباء الحضرية والريفية، والمجمعات الصناعية، والمجمعات التجارية، قامت CHH Power بتحسين هيكل اللفات لتحقيق التوازن بين سعة التحميل، وفقدان الطاقة، وموثوقية التشغيل. فيما يلي شرح مفصل لمبادئ التصميم، ومكوناته الأساسية، وخصائصه التقنية.
1. مبادئ التصميم الأساسية للهيكل المتعرج
شركة CHH Power بقدرة 630 كيلو فولت أمبير محول 10 كيلو فولت تم تصميم اللفائف بناءً على ثلاثة مبادئ أساسية، مما يضمن التوافق مع متطلبات تشغيل الشبكة ومعايير الصناعة:
- مطابقة سعة التحميل:تم حساب مساحة المقطع العرضي لللف وعدد الدورات وسمك العزل لتحمل سعة مقدرة بـ 630 كيلو فولت أمبير وجهد 10 كيلو فولت، مع قدرة تحميل زائدة بنسبة 10% لأحمال الذروة قصيرة المدى (وفقًا لمعايير IEC 60076).
- التقليل من الخسارة:من خلال نسبة النحاس والحديد المثلى وترتيب اللف، يقلل التصميم من فقدان النحاس (من مقاومة اللف) والخسارة الضالة (من المجالات المغناطيسية المتسربة)، مما يضمن أن تتجاوز كفاءة المحول 98.5٪ عند الحمل الكامل.
- الاستقرار الميكانيكي والحراري:تم تعزيز الهيكل لمقاومة قوى الدائرة القصيرة الكهرومغناطيسية، في حين تم تصميم قنوات تبديد الحرارة للعمل مع نظام التبريد المغمور بالزيت، مع الحفاظ على درجات حرارة اللف في حدود 105 درجة مئوية (درجة حرارة التشغيل المقدرة).
2. المكونات الرئيسية لنظام اللف
تختار شركة CHH Power مواد عالية الأداء ومكونات دقيقة لنظام اللف، مما يضع الأساس للتشغيل الموثوق به على المدى الطويل:
(1) موصلات اللف
- الخامة: الاستخدامات أسلاك نحاسية عالية النقاء وخالية من الأكسجين (نقاء 99.95%) بدلاً من الألومنيوم. يُقلل هذا الخيار المقاومة الكهربائية بنسبة 40% مقارنةً بالألومنيوم، مما يُقلل من فقدان النحاس ويُحسّن التوصيل الحراري.
- شكل عامل: يتبنى سلك نحاسي مسطح معزول مزدوج الخيوط (الحجم: 2.5 مم × 8 مم نموذجيًا). توفر الأسلاك المسطحة عامل تعبئة لف أكبر (يصل إلى 85٪) من الأسلاك الدائرية، مما يقلل من حجم اللف ويحسن استخدام المساحة داخل جوهر المحولات.
(2) مواد العزل
- عزل منعطف إلى منعطف:يتم طلاء كل سلك نحاسي بفيلم بولي إيميد سمكه 0.15 مم، والذي يتحمل درجات حرارة تصل إلى 155 درجة مئوية ويقاوم الشيخوخة الزيتية - وهو أمر بالغ الأهمية للبيئة المغمورة بالزيت.
- عزل من طبقة إلى طبقة:يستخدم ورق كرافت بسمك 0.2 مم، مُشبّع بزيت المحولات. يُعزز هذا الورق قوة العزل الكهربائي (≥30 كيلو فولت/مم)، ويلتصق بالزيت بإحكام، مُشكّلاً نظام عزل مستقر.
- عزل اللفات إلى القلب واللفائف إلى اللفات:تنشر حواجز من ألواح الضغط (بسمك 5-8 مم) بين اللفات واللب الحديدي، وكذلك بين اللفات الأولية والثانوية. تُعالج شركة CHH Power هذه الألواح بتقنية التشريب بالضغط الفراغي (VPI) لإزالة فقاعات الهواء، ومنع التفريغ الجزئي.
3. نوع اللف وترتيبه
تعتمد شركة CHH Power هيكل لف حلزوني أسطواني بالنسبة لمحول 630 كيلو فولت أمبير 10 كيلو فولت، تم إثبات أن التصميم يوازن بين الكفاءة وقابلية التصنيع:
(1) الملف الأساسي (10 كيلو فولت)
- الهيكليةلفّ حلزوني أسطواني بأربع طبقات، تتكون كل طبقة من ١٢٠-١٤٠ لفة (إجمالي اللفات: حوالي ٥٠٠ لفة، محسوبة بناءً على نسبة الجهد). يُعزز التصميم الحلزوني (سلك ملفوف بزاوية صغيرة مع الاتجاه المحوري) المتانة الميكانيكية، مما يُمكّنه من تحمّل قوى قصر دائرة تصل إلى ٢٥٠ كيلو نيوتن.
- الاتصال: موصل على شكل حرف Y (وصلة نجمية) لتقليل إجهاد جهد الخط على العازل. نقطة الحياد موصلة للخارج ومؤرضة، بما يتوافق مع متطلبات تأريض الشبكة المحايدة.
(2) ملف ثانوي (0.4 كيلو فولت)
- الهيكلية: لف أسطواني ثلاثي الطبقات بكثافة لفات أعلى (إجمالي اللفات: ~20) ليتناسب مع خرج الجهد المنخفض. يوضع في الداخل اللف الأساسي (الترتيب المركزي) لتقليل تسرب التدفق المغناطيسي - وهذا يقلل من الخسارة الضالة بنسبة 15٪ مقارنة بالتصاميم اللامركزية.
- الاتصال:متصل بـ Δ (اتصال دلتا) لتحسين توازن الحمل وقمع التيارات التوافقية الثالثة، مما يضمن خرجًا مستقرًا يبلغ 0.4 كيلو فولت للأحمال ثلاثية الطور.
(3) مزايا التخطيط الرئيسية
- الترتيب المركزي:الملفات الأولية والثانوية متحدة المحور مع القلب الحديدي، مما يعمل على تحسين اقتران التدفق المغناطيسي وتقليل محاثة التسرب.
- تبديد الحرارة الشعاعي:تُستخدم الفجوة بين اللفات (١٠-١٢ مم) كقناة لتدفق الزيت. يدور زيت المحولات عبر هذه الفجوات، ممتصًا الحرارة من اللفات ومحولًا إياها إلى مشعاع الخزان، مما يضمن توزيعًا متساويًا لدرجة الحرارة.
4. تصنيع ومراقبة جودة اللفائف في شركة CHH Power
لضمان أن هيكل اللف يلبي معايير التصميم، تطبق CHH Power رقابة صارمة على العملية والاختبار طوال الإنتاج:
- لف دقيق: يستخدم آلات لف CNC بدقة تحديد موضع تبلغ ±0.1 مم لضمان تباعد منتظم بين اللفات ومحاذاة الطبقات. هذا يمنع ارتفاع درجة الحرارة الموضعي الناتج عن عدم تساوي كثافة اللف.
- التشريب تحت ضغط الفراغ (VPI)بعد تجميع اللف، تخضع وحدة اللف بأكملها لمعالجة VPI، وهي معالجة مُشبّعة براتنج إيبوكسي حراري التصلب تحت ضغط عالٍ وتفريغ. يُغلق هذا الفجوات الدقيقة في العازل، مما يُحسّن مقاومة الرطوبة والمتانة الميكانيكية.
- اختبار ما بعد التصنيع:يجري ثلاثة اختبارات رئيسية على اللفات:
- اختبار مقاومة اللف:التحقق من سلامة الموصل وصحة الاتصال.
- اختبار العزل من دورة إلى دورة:يستخدم مولد جهد مفاجئ للكشف عن عيوب العزل بين الدورات.
- اختبار تحمل الدائرة القصيرة:محاكاة ظروف الدائرة القصيرة للتحقق من الاستقرار الميكانيكي لهيكل اللف.
يضمن هيكل لف المحول التوزيعي المغمر بالزيت 630kVA 10kV المحسن من CHH Power أن المنتج يوفر أداءً موثوقًا به واستهلاكًا منخفضًا للطاقة وعمر خدمة طويل - مما يجعله الخيار المفضل لسيناريوهات توزيع الطاقة ذات السعة المتوسطة.