Estándares de tamaño del tanque de transformador: regulaciones, factores de diseño y aplicaciones prácticas

Sistema estándar relevante

 

 IEC 60076-2: Transformadores de potencia Parte 2: Aumento de la temperatura

 IEC 60076-3: Transformadores de potencia Parte 3: Niveles de aislamiento, pruebas dieléctricas y aclaraciones de aislamiento externos

 

Proporcionar un marco de especificación universal para la industria del transformador global. Estos estándares se complementan y se coordinan entre sí para garantizar que los transformadores producidos por diferentes fabricantes tengan un cierto grado de compatibilidad e intercambiabilidad en términos de tamaño.

 

Factores que afectan las dimensiones del tanque del transformador

1. Capacidad del transformador

La capacidad del transformador es uno de los factores clave que determinan el tamaño del tanque. En términos generales, cuanto mayor sea la capacidad, mayor es el tamaño de los devanados, núcleos y otros componentes dentro del transformador, y se requiere un tanque más grande para acomodarlos en consecuencia.

2. Método de enfriamiento

Los diferentes métodos de enfriamiento también afectan el tamaño del tanque de aceite. Los métodos de enfriamiento comunes incluyen aceite - Self inmerso - enfriamiento (onan), aceite - enfriamiento de aire inmerso (ONAF) y enfriamiento de aire de circulación de aceite forzado (OFAF).

 

Onan: En el aceite - auto --} Método de enfriamiento, el tanque de aceite se basa principalmente en la convección natural en su superficie para disipar el calor, lo que requiere un área de superficie de disipación de calor más grande. Esto requiere un tamaño de tanque de aceite más grande para proporcionar una disipación de calor suficiente.

 

OFAF: El método de enfriamiento de aire de circulación de aceite forzado utiliza una bomba de aceite para forzar la circulación de aceite y emplea un ventilador para mejorar la disipación de calor, lo que resulta en una mayor eficiencia. Bajo la misma capacidad, el tamaño de su cuerpo principal del tanque de aceite (excluyendo el grupo de radiador externo) puede diseñarse para ser relativamente compacto.

3. Nivel de voltaje

Cuanto mayor sea el nivel de voltaje, más estrictos son los requisitos de aislamiento interno del transformador. El espacio entre el núcleo y el devanado se agranda, y la distancia de aislamiento desde el buje al tanque de aceite aumenta, lo que resulta en un aumento general en el tamaño del tanque de aceite. Para garantizar el rendimiento del aislamiento, es necesario aumentar la distancia de aislamiento y usar materiales de aislamiento más gruesos, lo que conduce a un aumento en el tamaño general del transformador y un aumento correspondiente en el tamaño del tanque de aceite. Por ejemplo, el tamaño del tanque de aceite de un transformador de 110kV será mayor que el de un transformador de 10kV para cumplir con los requisitos de aislamiento a niveles de voltaje más altos.

4. Estructura y diseño del transformador

El diseño de la estructura interna del transformador tiene un impacto directo en el tamaño del tanque de aceite, incluida la forma de devanado, el método de salida de plomo - y la ubicación del regulador de voltaje.

(1) Estructura de devanado

Las diferentes estructuras de devanado tienen diferentes tamaños y requisitos de enfriamiento, lo que afectará directamente el volumen general del cuerpo, determinando así el volumen interno y las dimensiones externas del tanque de aceite. Las formas de devanado comunes incluyen:
Devanado cilíndrico: estructura simple, bajo costo, comúnmente usado en transformadores pequeños y medianos - de tamaño.
Bobinado en espiral: adecuado para un diseño de corriente grande, diámetro grande y mayores requisitos para el ancho del tanque de aceite.
Bobinado continuo (disco continuo): comúnmente usado en alto - voltaje y grandes transformadores de capacidad -, estructura compacta pero puede tener una altura alta.

 

 

 

(2) disposición de plomo y posición de buje

El método de salida -} de alto - voltaje y los cables de voltaje bajo - tienen un impacto significativo en la estructura del tanque de aceite. Las formas comunes de cables salientes son:
TOP - Bujes montados: suficiente espacio en la parte superior del tanque debe estar diseñado para acomodar la instalación del buje, la distancia de aislamiento de plomo y el espacio operativo.
Lado - Bujes montados: las dimensiones laterales del tanque pueden aumentarse, pero la altura total puede reducirse, lo cual es conveniente para el diseño y el diseño de la subestación.
La selección de la forma de cable saliente de buje generalmente está relacionada con el escenario de uso del transformador, el nivel de voltaje, el método de cableado, etc.

 

 

(3) Posición del cambiador de tapas

El diseño del cambiador de tap también afectará el tamaño del tanque. La instalación superior requiere aumentar la altura del tanque para acomodar el cuerpo del cambiador de tap. La instalación lateral puede extender la longitud o el ancho del tanque y requerir la reserva de un canal de mantenimiento. Un cambiador de tap de los petróleo interno - requiere aumentar el espacio interno del tanque y optimizar la estructura de circulación de aceite. La ubicación del cambiador de tap debe considerar de manera integral factores como la altura total, la estabilidad y la facilidad de mantenimiento del transformador.

 

5. Requisitos de transporte e instalación

En la aplicación de ingeniería real de transformadores, transporte y en - Las condiciones de instalación del sitio son importantes restricciones externas que deben considerarse en el diseño del tanque.

(1) Restricciones de tamaño de transporte

Los transformadores deben ser transportados por carretera, ferrocarril, mar, etc., y deben cumplir con las restricciones de altura y ancho del canal de transporte durante este proceso:
En China, el transporte de escala grande - suele ser limitado: altura <4.5 m, ancho <3.5-4.5 m (incluido el remolque)
Los transformadores de exportación deben cumplir con el tamaño de la escotilla de los contenedores o el rollo - en/roll - Off Ships.
Si el tamaño excede el límite, puede ser necesario desmontar y ensamblar componentes como bujes y radiadores en el sitio.
Por lo tanto, durante la etapa de diseño del tanque de aceite, es necesario planificar la ruta de transporte y utilizar el tamaño máximo de transporte como una de las condiciones de contorno para el diseño de la estructura del tanque de aceite.

 

 

(2) Espacio de elevación y base

Las estructuras necesarias para el levantamiento del transformador y la instalación de la base también deben reservarse en el diseño. Levantar las orejas, los anillos de elevación o las vigas de refuerzo deben colocarse en la parte superior del tanque de aceite para garantizar la resistencia de elevación de toda la máquina; La parte inferior debe estar equipada con guías de rodillos o placas de posicionamiento base para cumplir con los requisitos de - Sitio Foundation deslizamiento o fijación de pernos.

Contenido estándar específico del tamaño del tanque de aceite de transformador

 

La longitud del tanque de aceite del transformador generalmente se determina según el diseño de los componentes internos. Para los componentes principales, como el núcleo y el devanado, se debe garantizar suficiente espacio axial para evitar la interferencia mutua y garantizar el rendimiento eléctrico. En el estándar, el rango de longitud del tanque de aceite se especifica de acuerdo con diferentes capacidades y niveles de voltaje. Por ejemplo, para un transformador inmerso de aceite de 10kV - con una capacidad de 1000kVA o 2000KVA, la longitud del tanque de aceite generalmente está entre 2-3 metros para garantizar que los componentes internos se puedan instalar y operar razonablemente.

 

 

El ancho del tanque de aceite debe tener en cuenta las dimensiones radiales del devanado, el espacio de canal de aceite necesario para garantizar el flujo de aceite de enfriamiento y posibles estructuras de disipación de calor. Por un lado, es necesario asegurarse de que haya suficiente espacio para el devanado, y por otro lado, los canales deben dejarse para el flujo y la disipación de calor del aceite. Para transformadores grandes, para mejorar el efecto de disipación de calor, los disipadores o radiadores se pueden establecer en la dirección de ancho del tanque de aceite, lo que también afectará el estándar del ancho del tanque de aceite. Por ejemplo, para un transformador grande de 500 kV, debido a su gran diámetro de devanado y la necesidad de más medidas de disipación de calor, el ancho del tanque de aceite puede alcanzar 4-5 metros.

 

 

El estándar de altura está relacionado principalmente con el control del nivel de aceite y la protección de seguridad del transformador. El tanque de aceite debe ser lo suficientemente alto como para contener una cierta cantidad de aceite de transformador para garantizar que los devanados y el núcleo puedan estar completamente aislados y enfriados en diferentes condiciones de funcionamiento. Se debe reservar suficiente espacio para la expansión térmica del aceite aislante. Al mismo tiempo, la altura también debe tener en cuenta la posición de instalación de accesorios, como almohadas de aceite, relés, válvulas de alivio a presión y termómetros. Por ejemplo, la altura de un tanque de aceite transformador de tamaño medio - es de aproximadamente 2-3 metros para cumplir con los requisitos de los cambios en el nivel de aceite y la instalación de accesorios.

 

4. Estándar de espesor de pared

El grosor de la pared del tanque de aceite está directamente relacionado con la resistencia mecánica, el sellado y la capacidad de resistir la presión interna del tanque de aceite. El grosor de la pared se determina según factores como la capacidad, el nivel de voltaje y la presión de trabajo del transformador. Para pequeños transformadores, debido a la presión interna relativamente pequeña, el grosor de la pared del tanque de aceite puede ser 3 - 5 mm; Para transformadores de voltaje grandes altos -}, para soportar una mayor presión interna y garantizar una seguridad de operación de término -, el grosor de la pared puede alcanzar 8-12 mm o incluso más grueso. Además, la capacidad anti-deformación durante el llenado de aceite de vacío también debe cumplirse.

Aplicación en Ingeniería y Producción

En la producción real, los fabricantes de transformadores deben diseñar estrictamente y fabricar tanques de aceite después de los estándares.

 

Etapa de diseño: Los ingenieros deben diseñar y dimensionar la estructura del tanque de aceite estrictamente de acuerdo con las especificaciones estándar basadas en los parámetros específicos del transformador, como la capacidad, el nivel de voltaje, el método de enfriamiento, el nivel de aislamiento, etc., para garantizar que se cumplan todos los requisitos como espacio interno, disipación de calor, aislamiento, resistencia mecánica e instalación de accesorios. El tamaño del tanque de aceite se determina según los estándares relevantes.

 

Etapa de fabricación: Asegúrese de que el tamaño del tanque de aceite cumpla con los requisitos estándar a través de una tecnología de procesamiento precisa. Por ejemplo, el equipo de procesamiento de CNC se utiliza para cortar, doblar, soldar y otras operaciones para garantizar que la precisión dimensional de cada componente del tanque de aceite y la estructura general cumplan con los requisitos de diseño, y la tolerancia se controla dentro del rango permitido.

 

Inspección de calidad: Una vez completada la producción, se debe inspeccionar estrictamente el tamaño del tanque de aceite, y las herramientas de medición como pinzas, micrómetros, instrumentos de medición láser, etc. se utilizan para medir la longitud, el ancho, la altura, etc. para garantizar que cumplan con los requisitos estándar. Para el grosor de la pared, se pueden usar medidores de espesor ultrasónico y otros equipos para probar para garantizar que el grosor de la pared sea uniforme y cumpla con los requisitos estándar. Las pruebas de fuga con presión se realizarán para el sellado y la presión.

Actualización y desarrollo de estándares

Con el avance continuo de la tecnología de energía, el rendimiento y los requisitos de los transformadores también mejoran constantemente, lo que ha provocado la actualización continua y la mejora de los estándares de tamaño del tanque de transformador.

 

Nuevos materiales y procesos de fabricación:

La aparición de nuevos materiales y procesos de fabricación ha hecho que el tamaño de los componentes internos del transformador sea más compacto, lo que puede tener un impacto en el estándar del tamaño del tanque. La aplicación de acero de alta resistencia - permite el adelgazamiento moderado del grosor de la pared al tiempo que garantiza la resistencia; El diseño de devanado optimizado (como conductores transponidos, aislamiento delgado) y diseño de estructura interna compacta ayudan a mejorar la densidad de potencia, lo que puede crear condiciones para reducir el volumen del tanque.

 

Demanda de niveles de voltaje más altos y transformadores de mayor capacidad:

La demanda de niveles de voltaje más altos y transformadores de mayor capacidad también requiere estándares para adaptarse a los nuevos desarrollos tecnológicos. Por ejemplo, con el desarrollo de la tecnología del transformador UHV, los estándares relevantes se revisan constantemente para garantizar que el tamaño de los tanques de transformador UHV pueda cumplir con sus requisitos operativos especiales.

El estándar de tamaño del tanque de transformador es un sistema complejo y riguroso que tiene en cuenta una variedad de factores y es de gran importancia para el diseño, fabricación y operación de transformadores. Solo siguiendo estrictamente estos estándares se pueden garantizar el rendimiento y la seguridad de los transformadores y se promueve el desarrollo estable de la industria eléctrica.

Resumen

El diseño del tamaño del tanque de transformador es una ingeniería de sistemas compleja, cuyo objetivo central es acomodar de manera segura, confiable y eficiente el cuerpo del transformador, medio (aceite) en un espacio limitado y lograr una disipación de calor efectiva. The design process needs to comprehensively consider multiple factors such as transformer capacity, voltage level, cooling method, insulation requirements, internal fault pressure, accessory layout, manufacturing process, transportation restrictions, etc. Although the standard usually does not directly specify the specific size of the oil tank, the strict specifications of thermal performance (temperature rise limit), electrical performance (insulation distance), mechanical performance (strength, sealing, short-circuit resistance), test Métodos, etc. restringen y determinan fundamentalmente la forma estructural y el rango de volumen necesarios del tanque de aceite. La aplicación razonable de los estándares IEC y nacionales/de la industria (como GB) es la clave para garantizar que el diseño de los tanques de petróleo de transformadores satisfaga los requisitos de rendimiento, seguridad, confiabilidad, intercambiabilidad general y protección del medio ambiente, y también es la piedra angular para satisfacer las necesidades diversificadas de los mercados nacionales y extranjeros. El cumplimiento estricto de estos estándares es esencial para garantizar la operación estable del sistema de energía y promover el desarrollo saludable de la industria.