Thùng dầu máy biến áp: Cấu trúc, yêu cầu và những cân nhắc về thiết kế - Kiến thức

Khi mọi người nói về máy biến áp ngâm trong dầu,{0}}họ thường tập trung vào lõi, cuộn dây, hệ thống cách điện hoặc hệ thống làm mát. cácthùng dầu máy biến ápkhông phải lúc nào cũng nhận được sự chú ý như nhau. Nhưng trên thực tế, nó là bộ phận khá quan trọng của toàn bộ máy biến áp.

Bể chứa dầu cách điện, bảo vệ bộ phận hoạt động, đỡ các thiết bị, phụ tùng làm mát và chịu tải trọng cơ học trong quá trình vận hành, vận chuyển. Đối với các máy biến áp lớn hơn, thiết kế của nó có thể trở nên phức tạp một cách đáng ngạc nhiên.

Tùy thuộc vào ứng dụng, thùng dầu máy biến áp có thể được sử dụng cho máy biến áp có công suất định mức từMáy biến áp chuyển đổi 6kV, 10kV, 35kV và 66kV sang 110kV, 220kV, 330kV, 500kV và ±500kV. Nguyên tắc thiết kế tương tự cũng được áp dụng cho các lò phản ứng song song 330kV và 500kV.

Vậy thế nào là một bình dầu máy biến áp tốt? Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn.

Công việc rõ ràng nhất của thùng dầu máy biến thế làchứa dầu máy biến áp và bảo vệ lõi và cuộn dây. Tuy nhiên, đó chỉ là một phần của câu chuyện.

Bể cũng cần cung cấp đủ độ bền cơ học, duy trì độ kín đáng tin cậy, hoạt động với hệ thống làm mát đã chọn và duy trì ổn định trong quá trình nâng và vận chuyển.

Các yêu cầu đương nhiên trở nên khắt khe hơn khi điện áp và công suất máy biến áp tăng lên.

Điện áp máy biến áp	Cân nhắc thiết kế thùng dầu điển hình
6kV–10kV	Cấu trúc nhỏ gọn, độ kín đáng tin cậy, chế tạo tiết kiệm và tản nhiệt hiệu quả
35kV–66kV	Khoảng hở cách nhiệt lớn hơn, độ bền cơ học được cải thiện và bố trí làm mát phù hợp
110kV	Yêu cầu cao hơn về độ kín, độ bền khi vận chuyển, bố trí ống lót và khe hở bên trong
220kV	Thể tích dầu lớn, cấu trúc thùng chắc chắn hơn, tấm chắn điện từ và thiết kế làm mát tinh vi
330kV–500kV	Cấu trúc-nặng, độ bền cơ học cao, biến dạng hàn được kiểm soát và khả năng che chắn tiên tiến
Máy biến áp chuyển đổi ±500kV	Xây dựng bể chứa-quy mô lớn, phối hợp cách nhiệt nghiêm ngặt, quản lý-dòng dầu làm mát và cân nhắc việc vận chuyển
Lò phản ứng song song 330kV/500kV	Độ bền cơ học cao, thiết kế tổn hao-thấp, độ kín đáng tin cậy và kiểm soát rò rỉ từ tính hiệu quả

Một điều đáng chỉ ra làkháng chân không. Trong quá trình sản xuất máy biến áp, thùng chứa có thể được xử lý chân không để làm khô và đổ dầu. Một bể đủ mạnh dưới áp suất khí quyển bình thường có thể không hoạt động tốt trong chân không nếu cấu trúc của nó không được thiết kế phù hợp.

Đó là lý do tại sao độ cứng của bể, chất làm cứng, kết cấu mặt bích và chất lượng mối hàn đều quan trọng.

Có một số cách phân loại thùng dầu máy biến áp. Hai trong số những cách thiết thực nhất là bằngphương pháp làm mátvà bởihình dạng bể.

Hệ thống làm mát có ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế bể chứa.

Trong máy biến áp làm mát tự nhiên, nhiệt từ lõi và cuộn dây được truyền vào dầu cách điện rồi thoát ra qua bề mặt bể, bộ tản nhiệt hoặc thành tôn.

Máy biến áp lớn hơn thường sử dụng tuần hoàn dầu cưỡng bức. Ở đây, máy bơm và bộ làm mát bên ngoài được bổ sung, đồng thời bể chứa cần có các kết nối đầu vào và đầu ra dầu được thiết kế phù hợp. Bên trong bể, dầu cũng cần di chuyển qua các khu vực phù hợp chứ không chỉ đơn giản là tuần hoàn ngẫu nhiên.

Các phương pháp làm mát máy biến áp phổ biến bao gồm:

ONAN- Dầu Tự nhiên Không khí Tự nhiên

ONAF- Dầu Tự nhiên Không khí cưỡng bức

OFAF- Dầu Cưỡng bức Không quân Cưỡng bức

OFWF- Dầu Cưỡng bức Nước Cưỡng bức

Bể chứa và hệ thống làm mát phải được thiết kế thành một hệ thống. Cố gắng coi chúng như những bộ phận hoàn toàn riêng biệt có thể dẫn đến phân phối dầu kém, tổn thất áp suất không cần thiết hoặc các điểm nóng cục bộ.

Hình dạng thùng chứa là một cách phổ biến khác để phân loại thùng dầu máy biến áp.

Bể-tường phẳngthường được sử dụng cho máy biến áp cỡ nhỏ và{0}}trung bình. Chúng tương đối đơn giản và có thể kết hợp với bộ tản nhiệt bên ngoài.

Bể-tường sóngsử dụng tấm tôn để tăng bề mặt làm mát. Các bức tường tôn cũng có thể thích ứng với những thay đổi về thể tích dầu do sự thay đổi nhiệt độ.

Đối với máy biến áp công suất lớn,bể chứa kiểu chuông hoặc bể có nắp-có thể tháo rờiđược sử dụng rộng rãi. Phần bể trên có thể được nâng lên khỏi phần dưới, giúp các kỹ sư tiếp cận lõi và cuộn dây trong quá trình lắp ráp, kiểm tra và bảo trì.

Không có một hình dạng bể nào phù hợp nhất cho mọi máy biến áp. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào công suất, điện áp, phương pháp làm mát, giới hạn vận chuyển và yêu cầu bảo trì.

Cấu trúc của một-cỡ nhỏ hoặc trung bìnhthùng dầu máy biến ápthường khá đơn giản.

Nó có thể bao gồm các tấm thép hàn, nắp bình chứa, vấu nâng, điểm nối đất, kết nối bộ tản nhiệt, bộ phận đổ đầy và xả dầu, giao diện nhiệt kế và lỗ ống lót.

Đối với máy biến áp phân phối nhỏ gọn, bản thân thùng chứa cũng có thể góp phần đáng kể vào việc tản nhiệt. Ví dụ, các bức tường tôn cung cấp thêm diện tích làm mát mà không cần nhiều tấm tản nhiệt bên ngoài.

Tuy nhiên, đơn giản không có nghĩa là không quan trọng.

Mối hàn kém, biến dạng mặt bích hoặc bề mặt không bằng phẳng có thể gây ra các vấn đề về bịt kín. Một vết rò rỉ dầu nhỏ ban đầu có thể trông không nghiêm trọng nhưng cuối cùng nó có thể tạo điều kiện cho hơi ẩm xâm nhập vào máy biến áp hoặc làm giảm mức dầu.

Máy biến áp công suất lớn lại là một câu chuyện khác.

Một bể lớn có thể bao gồm thân bể chính, nắp bể, phần trên kiểu chuông, bộ tản nhiệt, bơm dầu, bộ làm mát, kết nối bộ bảo quản, thiết bị giảm áp, tháp pháo ống lót, hộp cáp, cấu trúc nâng và thiết bị vận chuyển.

Và tất cả những phần này cần phải làm việc cùng nhau.

Bể phải chịu được khối lượng rất lớn trong khi vẫn duy trì độ chính xác về kích thước. Nó cũng phải chịu được độ rung trong quá trình vận chuyển, lực nâng trong quá trình lắp đặt và các điều kiện áp suất hoặc chân không trong quá trình sản xuất và vận hành.

Đối với các máy biến áp 220kV, 330kV và 500kV, bồn chứa không chỉ là một hộp thép chế tạo. Nó là một cấu trúc cơ khí được thiết kế cẩn thận.

Một số chi tiết có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của bể biến áp. Một số dễ bị bỏ qua trong giai đoạn thiết kế ban đầu.

Các cạnh của bể, đặc biệt là xung quanh mặt bích, rất quan trọng đối với cả độ bền và độ kín.

Mặt bích cần có đủ độ cứng để tránh biến dạng quá mức khi siết bu lông. Nếu mặt bích bị uốn cong, lực nén của miếng đệm có thể không đồng đều và có thể xảy ra rò rỉ.

Bể lớn có thể cần các cạnh được gia cố hoặc các chất làm cứng bổ sung. Quy trình hàn cũng cần được kiểm soát cẩn thận vì nhiệt hàn có thể gây biến dạng.

Máy biến áp lớn cần kết cấu nâng và treo chắc chắn và đáng tin cậy.

Các vấu nâng và điểm kích phải được định vị theo trọng tâm của máy biến áp và tải trọng nâng dự kiến. Thiết kế không nên chỉ xem xét trọng lượng tĩnh. Tải trọng động trong quá trình xử lý và vận chuyển cũng cần được tính đến.

Đối với các máy biến áp rất lớn, việc vận chuyển có thể là một phần quan trọng trong công việc kỹ thuật. Xe tăng có thể bị rung và tăng tốc trong quá trình vận chuyển đường bộ hoặc đường sắt, do đó kết cấu cần được thiết kế phù hợp.

Mặt bích được sử dụng cho nắp bể, bộ tản nhiệt, van, bộ bảo quản, ống lót và các bộ phận khác.

Một-kết nối mặt bích được thiết kế tốt phải cung cấp đủ độ bền và quan trọng hơn là duy trì độ nén đồng đều của miếng đệm theo thời gian.

Thiết kế mặt bích thường xem xét:

Độ bền cơ học

Công suất bu lông

nén đệm

Độ chính xác hàn

Dung sai gia công

Hiệu suất bịt kín lâu dài

Bản thân miếng đệm cũng phải tương thích với dầu biến thế và nhiệt độ vận hành dự kiến.

Rò rỉ dầu là một trong những điều mà các nhà sản xuất máy biến áp chắc chắn muốn tránh.

Các điểm rò rỉ tiềm năng bao gồm-mặt bích nắp bể, kết nối bộ tản nhiệt, van, giao diện ống lót, nắp kiểm tra và khớp nối ống.

Vì lý do đó, việc làm kín cần được xem xét ngay từ đầu quá trình thiết kế bể chứa. Nó không nên được coi là chi tiết lắp ráp cuối cùng.

Chất lượng hàn cũng quan trọng ở đây. Các mối hàn kém có thể trở thành điểm rò rỉ, đặc biệt khi bình chứa chịu áp suất dầu, nhiệt độ thay đổi hoặc điều kiện chân không.

Việc bịt kín tốt còn giúp giữ ẩm cho máy biến áp. Điều này đặc biệt quan trọng đối với-máy biến áp điện áp cao vì độ ẩm có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất cách điện và độ lão hóa.

Bộ phận hoạt động phải ở đúng vị trí bên trong bể.

Điều này trở nên đặc biệt quan trọng trong quá trình vận chuyển. Máy biến áp lớn có thể chịu rung, tăng tốc và tải va đập, đồng thời cụm lõi và cuộn dây không được di chuyển một cách không cần thiết.

Cấu trúc định vị cung cấp khả năng hạn chế cơ học đồng thời tránh căng thẳng quá mức cho bộ phận hoạt động.

Cấu trúc cũng cần phải thiết thực. Nó sẽ cho phép lắp ráp và bảo trì mà không làm cho máy biến áp khó vận hành một cách không cần thiết.

Đối với máy biến áp sử dụng dầu tuần hoàn cưỡng bức, dầu cần đến đúng vị trí.

Việc lắp đặt một máy bơm là chưa đủ và cho rằng vấn đề làm mát đã được giải quyết.

Sự phân phối dầu bên trong kém có thể khiến một số khu vực cuộn dây nhất định không được làm mát đủ, tạo ra các điểm nóng cục bộ ngay cả khi tốc độ dòng dầu tổng thể có vẻ chấp nhận được.

Các tấm dẫn hướng, vách ngăn và kênh dẫn dòng có thể được sử dụng để dẫn dầu đi qua các khu vực cần thiết. Thiết kế của chúng phải được phối hợp với các tính toán nhiệt của máy biến áp.

Lý tưởng nhất là hệ thống phải cung cấp khả năng phân phối dầu tốt trong khi vẫn kiểm soát được tổn thất áp suất.

Từ thông rò rỉ từ cuộn dây có thể đi vào thùng thép. Điều này có thể tạo ra dòng điện xoáy trong thành bể, dẫn đến tổn thất bổ sung và gây nóng cục bộ.

Vấn đề trở nên dễ nhận thấy hơn ở các máy biến áp có công suất lớn.

Tấm chắn từ có thể được lắp đặt ở những khu vực có dòng rò rỉ đặc biệt mạnh. Che chắn thích hợp giúp giảm tổn thất đi lạc và ngăn nhiệt độ bể tăng quá mức.

Tuy nhiên, việc che chắn không chỉ đơn giản là thêm các tấm kim loại vào bất cứ nơi nào có dòng rò rỉ. Hình dạng, vật liệu, vị trí và cách bố trí nối đất đều cần được xem xét cẩn thận.

Che chắn điện từ có liên quan chặt chẽ với che chắn từ tính, nhưng cả hai không hoàn toàn giống nhau.

-dây dẫn, ống lót, đầu cuộn dây và các bộ phận khác có dòng điện cao có thể tạo ra trường điện từ tập trung. Những lĩnh vực này cần được xem xét khi thiết kế xe tăng và hệ thống che chắn của nó.

Đối với các máy biến áp công suất lớn, mô phỏng điện từ có thể hữu ích trong việc xác định các khu vực có mật độ từ thông cao và các vấn đề-tổn thất lạc tiềm ẩn.

Ví dụ: phân tích phần tử hữu hạn{0}}có thể giúp các kỹ sư thực hiện điều chỉnh trước khi sản xuất xe tăng. Điều đó thường dễ dàng hơn nhiều so với việc cố gắng khắc phục sự cố nóng lên sau khi máy biến áp đã được chế tạo.

Tiếng ồn của máy biến áp đến từ nhiều nguồn, bao gồm từ giảo lõi, lực điện từ và rung động cơ học.

Bể có thể truyền rung động này và phát ra tiếng ồn có thể nghe được.

Điều này có thể trở thành mối lo ngại thực sự khi máy biến áp được lắp đặt gần các tòa nhà dân cư, bệnh viện, cơ sở thương mại, trung tâm dữ liệu hoặc các khu vực-nhạy cảm với tiếng ồn khác.

Do đó, độ cứng của bể, cách bố trí chất tăng cứng và đường truyền rung động cần được xem xét trong giai đoạn thiết kế.

Giảm tiếng ồn không nhất thiết có nghĩa là làm cho bể cực kỳ dày. Trong nhiều trường hợp, thiết kế kết cấu thông minh hơn có thể kiểm soát độ rung mà không tăng thêm trọng lượng không cần thiết.

Ống lót và mối nối ống là những điểm tiếp xúc quan trọng giữa thùng máy biến áp và thiết bị bên ngoài.

Bộ nâng ống lót cần có sự hỗ trợ cơ học đầy đủ trong khi vẫn duy trì khoảng cách cách điện cần thiết. Nó cũng cần tính đến dung sai lắp đặt và độ giãn nở nhiệt.

Các mối nối ống cho bộ tản nhiệt, bộ bảo quản, bộ làm mát và van phải được bố trí sao cho việc lắp đặt và bảo trì vẫn thực tế.

Trên các máy biến áp lớn, cách bố trí này cũng ảnh hưởng đến kích thước vận chuyển. Một kết nối hoạt động hoàn hảo bên trong nhà máy có thể gây ra sự cố khi máy biến áp phải đi qua tuyến đường vận chuyển hẹp.

Vì vậy, một lần nữa, các yêu cầu về cơ, điện và vận chuyển cần được xem xét cùng nhau.

Thiết kế của mộtthùng dầu máy biến ápliên quan nhiều hơn đến việc lựa chọn độ dày tấm thép phù hợp.

Độ bền cơ học, hiệu suất nhiệt, dòng dầu, độ kín, hiệu ứng điện từ, độ rung và quy trình sản xuất đều được kết nối với nhau.

Yếu tố thiết kế	Mục tiêu chính
Độ bền cơ học	Chịu được tải trọng vận hành, nâng và vận chuyển
Độ cứng của bể	Giảm biến dạng dưới áp suất dầu và chân không
Niêm phong	Ngăn chặn rò rỉ dầu máy biến áp và sự xâm nhập của hơi ẩm
Thiết kế nhiệt	Cung cấp tản nhiệt và làm mát đầy đủ
dòng dầu	Đảm bảo làm mát hiệu quả cuộn dây và lõi
Che chắn từ tính	Giảm thất thoát và sưởi ấm bể chứa cục bộ
Thiết kế điện từ	Kiểm soát thông lượng rò rỉ và hiệu ứng điện từ
Kiểm soát tiếng ồn	Giảm độ rung và tiếng ồn máy biến áp bức xạ
Thiết kế mặt bích	Duy trì khả năng niêm phong lâu dài{0}}đáng tin cậy
Kết cấu nâng	Cung cấp xử lý và lắp đặt an toàn
Cơ cấu định vị	Cố định bộ phận hoạt động trong quá trình vận chuyển
Bố trí đường ống và ống nâng	Đáp ứng các yêu cầu về cơ, điện và bảo trì
Chế tạo	Kiểm soát biến dạng hàn và dung sai kích thước

Đối với-máy biến áp điện áp cao, các yếu tố này thậm chí còn được kết nối chặt chẽ hơn. Sự thay đổi trong cấu trúc bể có thể ảnh hưởng đến dòng dầu. Sự thay đổi trong cách bố trí ống lót có thể ảnh hưởng đến khe hở cách nhiệt và kích thước vận chuyển. Một sự thay đổi trong cách bố trí che chắn có thể ảnh hưởng đến tổn thất lạc.

Nói cách khác, thiết kế bể chứa là một phần của thiết kế máy biến áp-chứ không phải là một phần của thiết kế máy biến áp.

Khi công suất máy biến áp và điện áp tăng lên, thùng dầu trở thành một bộ phận kỹ thuật đòi hỏi khắt khe hơn.

Ví dụ, một máy biến áp 500kV có thể chứa một lượng lớn dầu cách điện và có kích thước rất lớn. Bình chứa có thể cần chứa nhiều bộ tản nhiệt hoặc bộ làm mát, máy bơm dầu, ống lót, thiết bị-giảm áp suất, kết nối bộ bảo quản và thiết bị vận chuyển.

Đồng thời, mức dòng điện cao có thể làm tăng thông lượng rò rỉ và tổn thất tản nhiệt. Do đó, các khu vực gần đầu cuộn dây và-dây dẫn có dòng điện cao có thể cần phân tích điện từ và che chắn bổ sung.

VìMáy biến áp chuyển đổi ±500kV, yêu cầu lại càng khắt khe hơn. Những máy biến áp này thường rất lớn và thiết kế thùng chứa của chúng cần phải tính đến sự phối hợp cách nhiệt, hiệu suất làm mát, tải nhiệt, độ bền cơ học và điều kiện vận chuyển.

Điều tương tự cũng áp dụng choLò phản ứng song song 330kV và 500kV. Các thùng dầu của họ phải xử lý các hiệu ứng điện từ, độ rung, làm mát, bịt kín và tải trọng vận chuyển trong khi vẫn duy trì độ bền cơ học cần thiết.

Ngay cả một chiếc xe tăng được thiết kế tốt cũng có thể gây ra vấn đề nếu chất lượng sản xuất không đủ tốt.

Chất lượng tấm thép, độ chính xác cắt, quy trình hàn, gia công mặt bích, dung sai kích thước, kiểm tra rò rỉ và xử lý bề mặt đều có tác động trực tiếp đến thành phẩm.bể biến áp.

Hàn đáng được quan tâm đặc biệt. Quá nhiều nhiệt có thể gây biến dạng, trong khi độ xuyên thấu không đủ hoặc chất lượng mối hàn kém có thể dẫn đến rò rỉ.

Sau khi chế tạo, thùng máy biến áp có thể phải trải qua các cuộc kiểm tra rò rỉ, kiểm tra kích thước và các kiểm tra chất lượng khác. Những cuộc kiểm tra này giúp xác minh rằng bình chứa có phù hợp với bộ phận hoạt động, bộ tản nhiệt, ống lót và các bộ phận khác hay không.

Đối với máy biến áp xuất khẩu lớn, kích thước vận chuyển cũng cần được kiểm tra cẩn thận. Điểm nâng, điểm kích và thiết bị vận chuyển cần được thiết kế cho tuyến đường thực tế và phương pháp xử lý-không chỉ được thêm vào khi kết thúc quá trình sản xuất.

Máy biến áp Yaweithiết kế và sản xuất-máy biến áp ngâm dầu cũng như cấu trúc bể chứa hỗ trợ cho các cấp điện áp và ứng dụng khác nhau.

cácthùng dầu máy biến ápcó thể được thiết kế theo công suất máy biến áp, cấp điện áp, phương pháp làm mát, môi trường lắp đặt, điều kiện vận chuyển và yêu cầu của khách hàng.

Đối với các máy biến áp phân phối nhỏ hơn, trọng tâm thường là cấu trúc nhỏ gọn, làm mát hiệu quả và độ kín đáng tin cậy. Đối với máy biến áp công suất lớn, thiết kế trở nên toàn diện hơn, bao gồm độ bền cơ học, dòng dầu, che chắn điện từ, kiểm soát tiếng ồn, nâng hạ và vận chuyển.

Từ bể biến áp tiêu chuẩn đến cấu trúc tùy chỉnh cho máy biến áp-điện áp cao và công suất- lớn, bể chứa cần phải hoạt động như một phần của hệ thống máy biến áp hoàn chỉnh.

Dành cho lần tiếp theo của bạnthùng dầu máy biến áp, dự án máy biến áp nhúng-dầu hoặc máy biến áp điện áp cao-, Yawei Transformer có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và sản xuất dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của ứng dụng.

Liên hệ ngay

Q: Bạn có thể giao máy biến áp trong bao lâu?

Trả lời: Nó phụ thuộc vào số lượng và công suất của máy biến áp, thông thường trong vòng một tháng kể từ ngày bản vẽ được người mua xác nhận.

Q: Bạn có thể cung cấp bảo hành chất lượng trong bao lâu?

A: 24 tháng kể từ ngày máy biến áp vận hành.

Hỏi: Bạn chấp nhận phương thức thanh toán nào?

A: Ưu tiên T/T (chuyển khoản), cả L/C đều được chấp nhận.