तेलात बुडवलेली ट्रान्सफॉर्मर विंडिंग: तांत्रिक अंतर्दृष्टी आणि डिझाइन वैशिष्ट्ये

तेलात बुडवलेला ट्रान्सफॉर्मर विंडिंग्ज हे वीज वितरण प्रणालीतील महत्त्वपूर्ण घटक आहेत, जे विश्वसनीयता आणि टिकाऊपणा सुनिश्चित करताना विद्युत ऊर्जेचे कार्यक्षमतेने हस्तांतरण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. खाली उद्योग मानके आणि तांत्रिक वैशिष्ट्यांमधून संकलित केलेले, त्यांच्या रचना, सामग्री आणि कार्यप्रणालीचे सविस्तर विश्लेषण दिले आहे.

तेलात बुडवलेल्या ट्रान्सफॉर्मरच्या वरच्या भागाचे तापमान ९५°C पेक्षा जास्त नसावे, साधारणपणे ८५°C पेक्षा जास्त नसावे. सामान्यतः ट्रान्सफॉर्मरच्या विंडिंगसाठी 'क्लास ए' इन्सुलेशन लेयर मटेरियलची निवड केली जाते, इन्सुलेशन मटेरियलचे कमाल अनुज्ञेय तापमान ९५~१०५°C असते. चीनच्या ट्रान्सफॉर्मर हीटिंग स्पेसिफिकेशन्समध्ये ४०°C च्या कार्यरत तापमानाला मानक मानले जाते, विंडिंगमधील वायूचे सरासरी तापमान ६५°C असते, तर वरच्या तेलातील वायूच्या तापमानातील वाढ अचूकपणे ५५°C असते, त्यामुळे ट्रान्सफॉर्मर कोर असलेल्या विंडिंगमधील तेलाच्या तापमानातील वाढ १०°C असते.

जर ट्रान्सफॉर्मरच्या वरच्या भागाचे तापमान ८५°C असेल, तर वाइंडिंगचे तापमान ९५°C असते; जर वरचे तापमान ९५°C असेल, तर वाइंडिंगचे तापमान १०५°C पर्यंत पोहोचते, जे वाइंडिंग इन्सुलेशन लेयर मटेरियलच्या कमाल स्वीकार्य तापमानापर्यंत पोहोचलेले असते. खूप जास्त तापमानामुळे इन्सुलेशन लेयर मटेरियलचे वृद्धीकरण वेगाने होते, ट्रान्सफॉर्मर ऑइलचा ऱ्हास वेगाने होतो आणि त्याच्या सेवा आयुष्याला हानी पोहोचते. वितरण ट्रान्सफॉर्मरआणि त्यामुळे सुरक्षिततेचे अपघातही होऊ शकतात.

मजबूत तेल परिसंचरण प्रणाली असलेला एअर-कूल्ड ट्रान्सफॉर्मर, कमाल तापमान ७५°C आणि कमाल तापमान ३५°C; तेल नैसर्गिक परिसंचरण प्रणाली, अतितापमान संरक्षण, एअर-कूल्ड ट्रान्सफॉर्मर, याचे कमाल तापमान सामान्यतः ८५°C पेक्षा जास्त नसावे, कमाल तापमान ९५°C पेक्षा जास्त नसावे आणि कमाल तापमान ५५°C पेक्षा जास्त नसावे. जर वापरादरम्यान मर्यादेपेक्षा जास्त तापमान आढळल्यास, उत्पादन नियोजनास त्वरित कळवावे आणि भार मर्यादेच्या वापरासाठी उपाययोजना कराव्यात.

१. व्याख्या आणि मुख्य कार्य

तेलात बुडवलेल्या ट्रान्सफॉर्मरच्या वेटोळ्यांमध्ये लॅमिनेटेड सिलिकॉन स्टीलच्या गाभ्याभोवती तांब्याच्या किंवा ॲल्युमिनियमच्या वेटोळ्या गुंडाळलेल्या असतात. ही वेटोळी विद्युतरोधक तेलात पूर्णपणे बुडवलेली असतात, जे दुहेरी उद्देश पूर्ण करते: विद्युतरोधन आणि औष्णिक व्यवस्थापन. ही वेटोळी विद्युतचुंबकीय प्रवर्तनाद्वारे उच्च-व्होल्टेज इनपुटचे कमी-व्होल्टेज आउटपुटमध्ये (किंवा याउलट) रूपांतर करतात, ज्यामुळे ग्रीडमधून सुरक्षित वीज पारेषण शक्य होते.

२. पदार्थाची रचना

वाहक पदार्थ:

तांबे: त्याच्या उत्कृष्ट वाहकता आणि यांत्रिक मजबुतीमुळे प्रामुख्याने उच्च-व्होल्टेज विंडिंगसाठी वापरले जाते. कमी-व्होल्टेज विंडिंगमध्ये (≤500 kVA) अनेकदा दुहेरी-थर असलेली दंडगोलाकार रचना वापरली जाते, तर जास्त क्षमतेमध्ये (≥630 kVA) विद्युत प्रवाहाचे वितरण अनुकूल करण्यासाठी दुहेरी-हेलिक्स किंवा चौपदरी-हेलिक्स रचना वापरल्या जातात.

ॲल्युमिनियम: कमी खर्चाच्या अनुप्रयोगांसाठी क्वचित वापरले जाते, मात्र तांब्यापेक्षा कमी कार्यक्षम असते.
इन्सुलेशन:

उच्च-प्रतिरोधक सामग्री (उदा., इपॉक्सी रेझिन्स, सेल्युलोज-आधारित कागद) वेटोळ्यांना गाभ्यापासून आणि एकमेकांपासून वेगळे ठेवतात.

बहु-स्तरीय इन्सुलेशन उष्णतेच्या ताणामुळे किंवा यांत्रिक विकृतीमुळे होणारे शॉर्ट सर्किट टाळते.

३. संरचनात्मक रचना

गुंडाळीची रचना:

समकेंद्री (दंडगोलाकार) वेटिंग: तीन-फेज ट्रान्सफॉर्मरमध्ये सामान्यपणे आढळते, जिथे लीकेज फ्लक्स कमी करण्यासाठी कमी-व्होल्टेज वेटिंग उच्च-व्होल्टेज वेटिंगच्या आत ठेवल्या जातात.

लेयर-वाउंड (हेलिकल) वाइंडिंग: उच्च-प्रवाहाच्या अनुप्रयोगांसाठी वापरली जाते, ज्यामध्ये एडी करंटमुळे होणारे नुकसान कमी करण्यासाठी एकमेकांत गुंफलेले थर असतात.

शीतकरण एकीकरण:

नैसर्गिक किंवा सक्तीच्या संवहनद्वारे उष्णता बाहेर टाकण्यासाठी विंडिंगमध्ये तेल नलिका समाविष्ट केलेल्या असतात.

नालीदार तेल टाक्या पारंपरिक संरक्षक टाक्यांची जागा घेतात, ज्यामुळे बंदिस्त वातावरण कायम राखत तेलाच्या औष्णिक प्रसरणाला वाव मिळतो.

४. कार्यप्रदर्शन अनुकूलन

कमी नुकसानीची रचना:

अस्फटिकी मिश्रधातूचे गाभे: हिस्टेरेसिस आणि एडी करंट हानी कमी करतात (उदा., S11-M सिरीजचे ट्रान्सफॉर्मर जुन्या मॉडेल्सपेक्षा ३०% कमी हानी साधतात).

Dyn11 कनेक्शन ग्रुप: थर्ड-हार्मोनिक प्रवाहांचे संतुलन साधून हार्मोनिक डिस्टॉर्शन कमी करतो आणि विजेची गुणवत्ता सुधारतो.

शॉर्ट-सर्किट प्रतिरोध:

प्रबलित विंडिंग क्लॅम्प्स आणि स्पायरल विंडिंग तंत्रे बिघाडाच्या परिस्थितीत यांत्रिक स्थिरता वाढवतात.

सिलिका जेल ब्रीदर्स आणि बुचहोल्झ रिले आर्द्रता आणि तेलाच्या प्रवाहातील अनियमिततांचे निरीक्षण करतात.

५. वापर आणि देखभाल

तैनातीचे परिदृश्य:

औद्योगिक उपकेंद्रे, शहरी वीज ग्रीड आणि नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली (उदा., पवन ऊर्जा प्रकल्प).

रेटेड क्षमता ५० केव्हीए ते २५,००० केव्हीए पर्यंत असून, व्होल्टेज ३५ केव्ही पर्यंत आहे.

देखभालीच्या पद्धती:

इन्सुलेशनचा ऱ्हास शोधण्यासाठी नियमित तेल नमुना चाचणी आणि विरघळलेल्या वायूचे विश्लेषण (DGA) केले जाते.

वेटोळ्यांमधील स्थानिक उष्ण ठिकाणे ओळखण्यासाठी औष्णिक प्रतिमांकन.

६. वेटोळे तंत्रज्ञानातील नवोपक्रम

व्हॅक्यूम इम्प्रग्नेशन: उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान हवेचे फुगे काढून टाकते, ज्यामुळे इन्सुलेशनची अखंडता सुधारते.

स्मार्ट मॉनिटरिंग: IoT-सक्षम सेन्सर्स विंडिंगचे तापमान आणि लोड डायनॅमिक्सचा रिअल-टाइममध्ये मागोवा घेतात.