Transformador de 10 kV sumergido en aceite, de alta capacidad de sobrecarga, con núcleo de cobre y diseño de bajo nivel de ruido

Ⅰ. Proceso de producción

1. Corte y conformado

Se utilizan cizallas de precisión CNC (con una precisión de posicionamiento de ±0,05 mm) para cortar las chapas de acero al silicio, con el fin de evitar rebabas (≤0,02 mm) y reducir las pérdidas por fuga magnética provocadas por los huecos entre las láminas. Los núcleos de aleación amorfa se fabrican mediante un proceso de bobinado, en el que la tensión de bobinado se controla entre 50 y 80 N para garantizar una densidad uniforme del núcleo (≥7,2 g/cm³).

2. Apilado y sujeción

Las chapas de acero al silicio se apilan mediante un método de apilado escalonado en varias etapas (desalineación de las juntas ≤ 1/3 del ancho de la chapa) y se fijan con adhesivo aislante o con tornillos pasantes. El factor de apilamiento del núcleo es ≥0,96 (para las chapas de acero al silicio) o ≥0,88 (para las aleaciones amorfas).

3.Fabricación de bobinas: mejora dual de la disipación del calor y la resistencia mecánica

① Proceso de bobinado:Los devanados de baja tensión se fabrican mediante bobinado con lámina (espesor de la lámina de cobre: 0,5-2 mm, con papel aislante entre las capas) para aumentar la superficie de disipación de calor; los devanados de alta tensión se fabrican mediante bobinado continuo o (intercalado). Se utilizan bobinadoras CNC para garantizar una tensión de bobinado uniforme (desviación de tensión ≤5%) y evitar así el sobrecalentamiento local causado por conductores flojos.Para requisitos de alta sobrecarga, los devanados adoptan una estructura segmentada, con canales de aceite axiales (para el tipo sumergido en aceite, anchura del canal: 8-12 mm) o canales de aire radiales (para el tipo seco, anchura del canal: 5-8 mm) para mejorar la eficiencia de la disipación del calor, y el error de espaciado de los canales de aire es ≤±0,5 mm.

4.Proceso de montaje general y de tratamiento de aislamiento

① Conjunto central: Posicionamiento preciso y optimización de la disipación del calor

② Conjunto de núcleo y bobinado:Se utiliza un equipo de elevación CNC (con una precisión de posicionamiento de ±1 mm) para montar los devanados en las columnas del núcleo. La desviación de concentricidad de los devanados de alta y baja tensión es ≤2 mm para garantizar una distribución uniforme del campo magnético de fuga. Se añaden almohadillas amortiguadoras (de caucho o cartón elástico) entre el núcleo y el depósito de aceite para reducir las vibraciones y el ruido durante el funcionamiento.

③ Instalación de la estructura de disipación de calor:Tipo sumergido en aceite: se configuran depósitos de aceite corrugados (altura de la corrugación: 50-80 mm, superficie de disipación térmica por onda simple ≥0,1 m²) o radiadores con aletas (distancia entre aletas: 15-20 mm) en función de la capacidad. Los modelos de gran tamaño están equipados con bombas de aceite sumergibles y dispositivos de refrigeración por aire (caudal de la bomba de aceite ≥ 50 l/min, presión del aire del ventilador ≥ 200 Pa) para garantizar que la velocidad de circulación del aceite cumpla los requisitos de disipación de calor en caso de sobrecarga.

④ Tipo seco: Se instalan disipadores de calor de aluminio o conductos de refrigeración por aire forzado en el exterior de los devanados. La holgura entre los conductos y los devanados es ≤1 mm para garantizar una distribución uniforme del aire.

⑤ Tratamiento de aislamiento en seco:Una vez moldeados y curados los devanados, se lleva a cabo el rectificado de la superficie y la reparación del aislamiento para garantizar que no haya rebabas ni burbujas en la superficie (diámetro de las burbujas ≤ 0,5 mm, número ≤ 3 por m²). Se pulveriza toda la superficie con un recubrimiento anticontaminación contra descargas eléctricas (como el recubrimiento PRTV, con un espesor de 0,3-0,5 mm) para mejorar la resistencia a la contaminación.

5.Proceso especial de refuerzo

① Prevención de cortocircuitos y mejora de la resistencia mecánica:Entre los devanados, el núcleo y el depósito de aceite se utilizan estructuras de fijación rígidas (como tornillos de tracción y abrazaderas). Se lleva a cabo una verificación mediante simulación de elementos finitos (simulación de la fuerza de cortocircuito ≥25 veces la corriente nominal) para garantizar que la resistencia al cortocircuito cumpla con las normas.

② El conmutador de tomas incorpora un interruptor de vacío o contactos de aleación de plata y tungsteno: con una presión de contacto ≥50 N, una resistencia de contacto ≤50 μΩ y una vida útil mecánica ≥5.000 ciclos.

③ Proceso de sellado completo y anticorrosión:Los transformadores sumergidos en aceite pueden adoptar, opcionalmente, una estructura totalmente sellada. El depósito de aceite se suelda mediante soldadura por arco con argón (refuerzo de la soldadura: 0-2 mm, sin poros ni inclusiones) y supera una prueba de presión hidráulica equivalente a 1,5 veces la presión nominal (sin fugas durante 30 minutos).

④ La superficie de los depósitos de aceite al aire libre se desoxida mediante chorro de arena: A continuación, se pulveriza con una imprimación epoxi rica en zinc (espesor: 60-80 μm) y una capa de acabado resistente a la intemperie (espesor: 40-60 μm), y supera una prueba de niebla salina de ≥1000 horas sin oxidarse.

6.Proceso de pruebas y control de calidad

① Los transformadores de alta sobrecarga deben superar ensayos que superan con creces las normas convencionales: Entre los ensayos clave se incluyen: Ensayo de aumento de temperatura por sobrecarga: Simular el funcionamiento continuo con cargas equivalentes a 1,5 y 2 veces la carga nominal, supervisar la temperatura en los puntos más calientes del devanado (Clase F ≤ 155 ℃, Clase H ≤ 180 ℃) y el aumento de la temperatura máxima del aceite (≤ 55 K) para garantizar que la curva de aumento de temperatura cumpla los requisitos de diseño.

② Prueba de eficiencia energética: Las pérdidas en vacío y las pérdidas bajo carga deben cumplir la norma de eficiencia energética de primer nivel GB 20052, y el incremento de las pérdidas por sobrecarga debe ser ≤5% del valor de diseño.