Cấu trúc cuộn dây máy biến áp phân phối ngâm dầu 630kva 10kv

1. Nguyên tắc thiết kế cốt lõi của cấu trúc cuộn dây

• Phù hợp với khả năng chịu tải: Diện tích mặt cắt cuộn dây, số vòng dây và độ dày lớp cách điện được tính toán để chịu được công suất định mức 630kVA và điện áp 10kV, với khả năng quá tải 10% cho tải đỉnh ngắn hạn (theo tiêu chuẩn IEC 60076).
• Giảm thiểu tổn thất:Thông qua tỷ lệ đồng-sắt và cách sắp xếp cuộn dây được tối ưu hóa, thiết kế này giúp giảm cả tổn thất đồng (từ điện trở cuộn dây) và tổn thất lạc (từ trường từ rò rỉ), đảm bảo hiệu suất của máy biến áp vượt quá 98.5% khi tải đầy.
• Độ ổn định cơ học và nhiệt:Cấu trúc được gia cố để chống lại lực điện từ ngắn mạch, trong khi các kênh tản nhiệt được thiết kế để hoạt động với hệ thống làm mát ngâm trong dầu, giữ nhiệt độ cuộn dây trong phạm vi 105°C (nhiệt độ hoạt động định mức).

2. Các thành phần chính của hệ thống cuộn dây

(1) Dây dẫn quấn

• Vật liệu: Công dụng dây đồng không oxy có độ tinh khiết cao (độ tinh khiết 99.95%) thay vì nhôm. Lựa chọn này giúp giảm điện trở suất 40% so với nhôm, giảm tổn thất đồng và cải thiện khả năng dẫn nhiệt.
• Form Factor: Áp dụng dây đồng dẹt cách điện hai sợi (Kích thước: điển hình 2.5mm×8mm). Dây dẹt có hệ số lấp đầy cuộn dây lớn hơn (lên đến 85%) so với dây tròn, giúp giảm thể tích cuộn dây và cải thiện việc sử dụng không gian bên trong. lõi biến áp.

(2) Vật liệu cách nhiệt

• Cách nhiệt Turn-to-Turn:Mỗi dây đồng được phủ một lớp màng polyimide dày 0.15mm, có thể chịu được nhiệt độ lên tới 155°C và chống lão hóa do dầu—rất quan trọng đối với môi trường ngâm trong dầu.
• Cách nhiệt từng lớp: Sử dụng giấy kraft dày 0.2mm tẩm dầu biến áp. Giấy này tăng cường độ điện môi (≥30kV/mm) và liên kết chặt chẽ với dầu, tạo thành hệ thống cách điện ổn định.
• Cách điện từ cuộn dây đến lõi và từ cuộn dây đến cuộn dây: Lắp đặt các tấm chắn ép (độ dày: 5–8mm) giữa các cuộn dây và lõi sắt, cũng như giữa các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. CHH Power xử lý các tấm chắn ép này bằng phương pháp tẩm áp suất chân không (VPI) để loại bỏ bọt khí, ngăn ngừa hiện tượng phóng điện cục bộ.

3. Kiểu cuộn dây và cách sắp xếp

(1) Cuộn dây sơ cấp (10kV)

• Structure : Cuộn dây xoắn ốc hình trụ bốn lớp, mỗi lớp gồm 120–140 vòng (tổng số vòng: ~500, tính toán dựa trên tỷ số điện áp). Thiết kế xoắn ốc (dây quấn theo một góc nhỏ so với hướng trục) giúp tăng cường độ bền cơ học, cho phép chịu được lực ngắn mạch lên đến 250kN.
• Kết nối: Kết nối hình chữ Y (kết nối hình sao) để giảm ứng suất điện áp đường dây lên lớp cách điện. Điểm trung tính được dẫn ra ngoài và nối đất, tuân thủ các yêu cầu nối đất trung tính của lưới điện.

(2) Cuộn dây thứ cấp (0.4kV)

• Structure : Cuộn dây hình trụ ba lớp với mật độ vòng cao hơn (tổng số vòng: ~20) để phù hợp với điện áp đầu ra thấp. Nó được đặt trong cuộn dây sơ cấp (sắp xếp đồng tâm) để giảm thiểu từ thông rò rỉ—điều này làm giảm tổn thất lạc 15% so với thiết kế lệch tâm.
• Kết nối: Kết nối Δ (kết nối delta) để cải thiện sự cân bằng tải và ngăn chặn dòng điện sóng hài bậc ba, đảm bảo đầu ra ổn định 0.4kV cho tải ba pha.

(3) Ưu điểm của bố cục chính

• Sự sắp xếp đồng tâm: Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đồng trục với lõi sắt, tối ưu hóa sự ghép nối từ thông và giảm độ tự cảm rò rỉ.
• Tản nhiệt xuyên tâm:Khoảng hở giữa các cuộn dây (10–12mm) đóng vai trò như một kênh dẫn dầu. Dầu máy biến áp lưu thông qua các khoảng hở này, hấp thụ nhiệt từ các cuộn dây và truyền đến bộ tản nhiệt của bình chứa—đảm bảo phân phối nhiệt độ đồng đều.

4. Sản xuất và kiểm soát chất lượng cuộn dây của CHH Power

• Cuộn dây chính xác: Sử dụng máy quấn CNC với độ chính xác định vị ±0.1mm để đảm bảo khoảng cách vòng quấn và căn chỉnh lớp đồng đều. Điều này ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt cục bộ do mật độ quấn không đồng đều.
• Ngâm tẩm áp suất chân không (VPI): Sau khi lắp ráp cuộn dây, toàn bộ mô-đun cuộn dây được xử lý VPI - tẩm nhựa epoxy nhiệt rắn trong điều kiện chân không và áp suất cao. Quá trình này giúp bịt kín các khe hở siêu nhỏ trong lớp cách điện, cải thiện khả năng chống ẩm và độ bền cơ học.
• Kiểm tra sau sản xuất: Thực hiện ba thử nghiệm quan trọng trên các cuộn dây:
  1. Kiểm tra điện trở cuộn dây: Xác minh tính toàn vẹn của dây dẫn và độ chính xác của kết nối.
  2. Kiểm tra cách điện theo từng vòng quay: Sử dụng máy phát điện áp tăng đột biến để phát hiện các khuyết tật cách điện giữa các vòng dây.
  3. Kiểm tra khả năng chịu ngắn mạch: Mô phỏng các điều kiện ngắn mạch để kiểm tra độ ổn định cơ học của cấu trúc cuộn dây.