Perisai magnetik dan elektromagnetik untuk tangki oli transformator

Selama pengoperasian transformator, fluks magnetik utama yang melewati inti akan menyebabkan kehilangan zat besi, dan arus yang mengalir dalam belitan akan menyebabkan kehilangan tembaga. Selain dua jenis kerugian utama ini, fluks kebocoran yang dihasilkan oleh arus belitan dan fluks bocor yang keluar dari inti ketika inti yang dieksploitasi juga akan menyebabkan kerugian tambahan pada bagian struktural transformator. Bagian -bagian struktural ini termasuk belitan, klem inti, lembaran inti, dan tangki minyak.
Di antara mereka, dalam transformator kapasitas - yang luas, dinding tangki minyak menjadi salah satu area terkonsentrasi dari kerugian tambahan karena area yang luas dan lokasinya yang dekat dengan area medan magnet bocor. Bagian dari kerugian ini tidak hanya meningkatkan kehilangan energi tetapi juga dapat menyebabkan kepanasan lokal dari dinding tangki minyak, yang mempengaruhi keamanan dan keandalan operasi transformator.

Untuk secara efektif mengurangi kehilangan tambahan dari dinding tangki oli dan mencegah kenaikan suhu lokal, pelindung magnetik (terdiri dari lembaran baja silikon) atau pelindung elektromagnetik (menggunakan pelat tembaga atau pelat aluminium) yang sering digunakan di dalam tangki oli dengan transformator kapasitas- besar. Bahan -bahan pelindung ini dapat memandu atau menyerap fluks bocor, sehingga mengurangi dampaknya pada tangki minyak dan bagian -bagian struktural lainnya, dan merupakan langkah -langkah penting untuk meningkatkan efisiensi operasi dan umur transformator.

Gambar 1: Medan magnet kebocoran transformator

Struktur pelindung magnetik

Gambar 2: Perisai Magnetik Tangki Minyak Transformator

 

 

 

a) strip - perisai magnetik berbentuk (tinggi perisai magnetik h sama dengan lebar lembaran baja silikon)
b) lembar - perisai magnetik berbentuk (tinggi perisai magnetik h sama dengan ketebalan laminasi lembaran baja silikon)

Ada dua struktur pelindung magnetik untuk tangki minyak, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Satu adalah strip - perisai magnetik berbentuk, yang merupakan lembaran baja silikon dengan lebar 1 hari luka ke dalam cincin, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2A. Ketika jenis perisai magnetik ini digunakan, fluks bocor memasuki perisai magnetik dari arah ketebalan lembaran baja silikon, dan kehilangan arus eddy pada perisai magnetik kecil; Jenis perisai magnetik lainnya adalah lembaran - perisai magnetik berbentuk, yang merupakan lembaran baja silikon yang dipotong menjadi lembaran B × L, ditumpuk ke dalam ketebalan tertentu seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2B, dan kemudian dipasang pada dinding tangki oli. Jenis perisai magnetik ini memiliki kehilangan arus eddy yang besar dalam perisai magnetik karena fluks bocor memasuki perisai magnetik secara vertikal. Namun, jenis perisai magnetik yang terakhir lebih sederhana untuk diproduksi daripada yang sebelumnya.
Pabrik biasanya menggunakan pelindung magnetik sesuai dengan spesifikasi lebar standar, mengontrol fluks bocor di tengah perisai magnetik sekitar 1,7T, dan menentukan ketebalan perisai magnetik, sehingga hilangnya perisai magnetik relatif kecil, dan kenaikan suhu dijaga dalam kisaran yang diijinkan.

Gambar 3: Kepadatan fluks kebocoran dan distribusi fluks magnetik memasuki dinding tangki oli

 

 

a) medan magnet kebocoran transformator
b) Kepadatan fluks kebocoran memasuki dinding tangki oli tanpa pelindung magnetik
c) fluks kebocoran dalam perisai magnetik

Perhitungan kepadatan fluks magnetik dalam perisai magnetik didasarkan pada distribusi fluks bocor dalam transformator. Gambar 1 menunjukkan medan magnet kebocoran dalam transformator, dan distribusi fluks bocor yang memasuki dinding tangki oli ditunjukkan pada Gambar 3.
Pada Gambar 3, BM adalah amplitudo dari kepadatan magnetik bocor yang memasuki tangki oli dan perisai magnetik, dan juga merupakan nilai maksimum fluks magnetik di tengah tangki oli dan perisai magnetik. Fluks magnetik dalam perisai magnetik adalah integral dari kepadatan fluks magnetik di sepanjang ketinggian, menghasilkan gambar yang ditunjukkan pada Gambar 3C. Membagi area perisai magnetik dengan fluks magnetik memberikan kepadatan fluks magnetik dalam perisai magnetik.

Penggunaan pelindung magnetik dapat meningkatkan komponen radial dari fluks magnet bocor, sehingga meningkatkan hilangnya arus eddy dari fluks magnet radial dari belitan dan kenaikan suhu lokal dari beberapa kumparan. Saat menghitung kehilangan arus eddy dari belitan dan mempertimbangkan kenaikan suhu hot spot, pengaruh perisai magnetik pada distribusi medan magnet kebocoran harus dipertimbangkan.
Penggunaan pelindung magnetik dapat sangat mengurangi hilangnya tangki minyak. Setelah menggunakan pelindung magnetik, hilangnya tangki minyak adalah jumlah dari kehilangan di dinding tangki minyak dan hilangnya perisai magnetik.
Saat menggunakan perisai magnetik, perhatikan fiksasi perisai magnetik dan pastikan landasan yang baik dari pelindung magnetik. Jika pelindung magnetik tidak diperbaiki dengan baik, kebisingan transformator dapat meningkat karena getaran, dan grounding yang buruk dapat menyebabkan pelepasan lokal karena potensi suspensi.

Prinsip Perisai Magnetik

Pelindung magnetik membangun jalur resistansi magnetik yang jauh lebih rendah daripada pelat baja tangki bahan bakar dengan meletakkan bahan permeabilitas magnetik tinggi (seperti lembaran baja silikon) pada dinding bagian dalam tangki bahan bakar, memaksa fluks magnet kebocoran untuk secara aktif menyimpang dari tubuh tangki dan berkonsentrasi melalui lapisan pelindung. Proses ini pada dasarnya adalah pemilihan alam dari fluks magnetik - mengikuti hukum "meminimalkan resistensi magnetik", medan magnet kebocoran secara efisien ditangkap oleh lembaran baja silikon, sehingga sangat mengurangi kehilangan arus eddy di dinding tangki bahan bakar dan menghindari risiko overheating lokal. Pada saat yang sama, sebagai pirau magnetik yang dibatasi kuat, perisai magnetik mengunci fluks magnet kebocoran yang tersebar di dalam dirinya untuk membentuk loop tertutup, secara signifikan melemahkan kekuatan medan magnet yang tersesat di luar tangki bahan bakar (terutama area pembukaan dan lasan), dan menghilangkan gangguan elektromagnetik ke peralatan di sekitarnya. Biayanya adalah bahwa lapisan pelindung menghasilkan histeresis dan kerugian arus eddy karena membawa fluks magnet (yang dapat dioptimalkan melalui pemilihan rendah - kerugian baja silikon dan desain disipasi panas), tetapi kerugian secara keseluruhan telah mencapai migrasi strategis dari dispersi yang tidak terkontrol (tangki bahan bakar) ke konsentrasi yang dapat dikelola.

Perisai elektromagnetik

Perisai elektromagnetik juga digunakan untuk pelindung tangki oli dari transformator kapasitas - besar, terutama pelindung tangki minyak di dekat arahan arus besar.
Pelindung elektromagnetik menggunakan arus eddy dalam pelat konduktif untuk mendistribusikan kembali fluks kebocoran. Fungsinya adalah untuk meningkatkan resistansi magnetik dari bagian pelindung elektromagnetik, sehingga komponen fluks kebocoran dari bagian pelindung elektromagnetik berkurang, sehingga mengurangi kepadatan kerugian arus eddy dan eddy dalam tangki oli dan mengurangi kehilangan tangki oli dan menghilangkan heating yang berlebihan dari tangki oli dan bagian struktural.
Karena ada arus eddy dalam pelindung elektromagnetik, ada kerugian dalam pelindung elektromagnetik itu sendiri, sehingga kehilangan tangki oli adalah jumlah dari kerugian di dinding tangki oli dan hilangnya pelindung elektromagnetik.
Secara umum, saat menggunakan pelat aluminium sebagai pelindung elektromagnetik, ketebalan pelat aluminium sekitar 8mm; Saat menggunakan pelat tembaga sebagai pelindung elektromagnetik, ketebalan pelat tembaga sekitar 4mm.
Karena pelindung elektromagnetik memiliki reaksi arus eddy, pelindung elektromagnetik akan mengurangi komponen radial fluks kebocoran, yang tidak hanya mengurangi kehilangan tangki oli tetapi juga mengurangi kehilangan arus eddy dari fluks kebocoran radial dari belitan. Efek menggunakan pelindung magnetik dan pelindung elektromagnetik untuk mengurangi kerugian tambahan ditunjukkan pada tabel, dan total kerugian tambahan saat menggunakan pelindung magnetik adalah 100% untuk perbandingan.

Prinsip Perisai Elektromagnetik

Eddy Arus Anti - Magnetisme: Bahan logam dengan konduktivitas listrik yang baik (seperti tembaga, aluminium, dll.) Digunakan sebagai perisai di port tangki oli. Saat transformator berjalan, medan magnet yang bergantian akan menghasilkan arus eddy dalam bahan konduktif ini. Menurut Hukum Lenz, Eddy Currents akan menghasilkan medan magnet dalam arah yang berlawanan dari medan magnet asli. Medan magnet terbalik ini dapat mengimbangi bagian medan magnet asli, sehingga melemahkan medan magnet dan mengurangi kebocoran medan magnet melalui port tangki minyak.

Pengakhiran medan listrik dan netralisasi muatan: Setelah perisai listrik di -ground, ia dapat mengakhiri medan listrik pada permukaan konduktor. Karena medan listrik yang dihasilkan oleh sirkuit potensial - tinggi akan menginduksi muatan dalam perisai, muatan yang diinduksi ini memasuki tanah melalui titik pentanahan, sehingga menetralkan muatan pada permukaan konduktor, menekan gangguan kopling dari medan listrik, dan mencegah medan listrik dari mempengaruhi bagian luar melalui port tangki oli.

Perbedaan utama antara pelindung magnetik dan pelindung elektromagnetik dapat diturunkan dari dampak pada medan kebocoran magnetik. Saat menggunakan pelindung magnetik, lihat Gambar 3, jalur utama fluks magnet kebocoran adalah ketinggian belitan dan panjang jalur udara jalur radial. Bahan feromagnetik memiliki sedikit efek pada distribusi fluks magnetik karena permeabilitas magnetik yang tinggi. Dari perspektif sirkuit magnetik dan perhitungan medan magnet, dapat dipertimbangkan bahwa distribusi fluks magnetik adalah sirkuit magnetik fluks magnetik tetap. Menambahkan pelindung magnetik di dalam tangki oli pada dasarnya tidak mempengaruhi distribusi fluks magnetik.
Ini juga terjadi dalam kenyataan. Eksperimen telah mengkonfirmasi bahwa penggunaan pelindung magnetik tidak berpengaruh pada impedansi sirkuit - pendek dari transformator, yaitu, jumlah fluks magnet tidak berubah; Namun, medan magnet kebocoran dari pelindung elektromagnetik di dekat timbal arus besar berbeda. Setelah menambahkan pelindung elektromagnetik ke dinding tangki oli, arus eddy dari pelindung elektromagnetik akan mengimbangi fluks magnet kebocoran yang dihasilkan oleh timbal arus yang besar, mengurangi fluks magnet bocor timbal. Ini adalah Ampere - yang tetap, dan arus eddy mengurangi fluks magnet kebocoran.