Els punts forts axials i radials dels enrotllaments del transformador són essencials per assegurar l'estabilitat mecànica a sotaShort - Condicions del circuitiexpansió tèrmicadurant el funcionament. A continuació, es mostren els criteris clau utilitzats en el disseny i l’anàlisi d’aquests punts forts:
1. Criteris de força radial
Actes de les Forces Radialscap a fora o cap a dinsAl llarg de la circumferència de bobinatge, intentant ampliar o comprimir el bobinat durant els circuits curts -. Si la força radial és insuficient, pot provocar -hoembolcallingdels enrotllaments. Els criteris de disseny inclouen:
Resisteix curt - Forces radials
Les forces es calculen en funció del corrent de circuit de pic curt -.
Força radial FRF_RFR depèn de la força del camp magnètic i del corrent:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ propto i^2 \\ Times \\ mu_0 \\ Times Nfr ∝i2 × μ0 × N
Quan III és actual, μ0 \\ mu_0μ0 és la permeabilitat de l'espai lliure i NNN és el nombre de girs.
Anàlisi de la tensió i la tensió de cèrcol
Els enrotllaments han de resistir la tensió compressiva (tensió del cèrcol) en condicions de circuit curt -.
Es considera la força de rendiment del material, el mòdul de Young i la relació de Poisson del conductor (per exemple, coure o alumini).
Anells de disseny i suport espaciador
Els espaciadors d’aïllament adequats s’utilitzen per evitar la deformació distribuint forces uniformement a través dels enrotllaments.
Compensació d’expansió tèrmica
Els materials han de tenir taxes d’expansió tèrmica compatibles per evitar el desplaçament radial a causa de la acumulació de calor.
2. Criteris de força axial
Actes de les Forces Axialsal llarg de la longituddel bobinat, fent que es comprimi o s’estengui. La força axial insuficient pot comportardeformació telescopio moviment de capes sinuoses. Es consideren els factors següents:
Curt - Forces axials del circuit
Les forces es calculen per a corrents de falla, que generen forces atractives i repulsives entre les capes de bobinatge.
La força FAF_AFA és proporcional al producte de corrent de falles i densitat de flux magnètic:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ times bfa ∝i × b
Pre - compressió de bobinatges
Els enrotllaments es comprimeixen pre - durant el muntatge per minimitzar el moviment durant el funcionament. Això també redueix el risc de separació de la capa.
Pressió de subjecció
Es manté una pressió adequada de subjecció per evitar el desplaçament axial durant els circuits curts -. Els sistemes de subjecció amb cargols calibrats o plaques de premsa asseguren una distribució de força uniforme.
Força mecànica de les estructures d’aïllament i suport
Els materials aïllants utilitzats entre capes (per exemple, tauler de premsa o nomex) han de tenir una gran resistència a la compressió per suportar les forces axials sense deformació.
3. Propietats del material per al disseny de la força
Coure i alumini: Ha de tenir una gran resistència a la tracció i una baixa deformació en forces magnètiques altes.
Aïllament del tauler de premsa: Proporciona suport i aïllament mecànics, amb una gran resistència a la compressió.
Cinces de jou i nucli: S'utilitza per evitar el moviment axial dels bobinatges, dissenyat per suportar l'estrès mecànic.
4. Normes de la indústria i marges de seguretat
IEC 60076-5: Especifica els requisits de rendiment del circuit curt - per als transformadors de potència.
IEEE C57.12.00: Proporciona directrius per a curt - Força del circuit dels transformadors de distribució.
Factor de seguretat: S’aplica un marge (normalment d’1,1 a 1,5) sobre les tensions calculades per tenir en compte les incerteses.
Aquests criteris asseguren que els enrotllaments puguin suportar tots dostensions mecàniques i tèrmiquesDurant la vida operativa del transformador, sobretot en condicions de falla.
4o
