पावर ट्रांसफार्मर में कॉइल इन्सुलेशन का विश्लेषण

May 21, 2025

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1। इन्सुलेशन संरचना प्रकार और वर्गीकरण

पावर ट्रांसफार्मर आमतौर पर एक तेल-पेपर इन्सुलेशन संरचना को अपनाते हैं, जहां तेल और कागज का संयोजन इन्सुलेशन की ताकत को बढ़ाता है, इन्सुलेशन संरचना के आकार को कम करता है, और लागत में कटौती करता है। इन्सुलेशन संरचनाओं को मुख्य रूप से तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: कवर, इन्सुलेशन परत और इन्सुलेशन बाधा। इन्सुलेशन वर्गीकरण के संदर्भ में, इसमें मुख्य इन्सुलेशन (जैसे कि उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग, वाइंडिंग-टू-ग्राउंड इन्सुलेशन के बीच इन्सुलेशन) और अनुदैर्ध्य इन्सुलेशन (एक ही वाइंडिंग के भीतर अलग-अलग बिंदुओं के बीच और लीड-आउट तारों के बीच इन्सुलेशन) शामिल हैं।

 

2। इन्सुलेशन डिजाइन आवश्यकताओं और सिद्धांतों

2.1 बुनियादी आवश्यकताएं

ट्रांसफार्मर की कॉइल इन्सुलेशन संरचना को विद्युत शक्ति (कम आंशिक डिस्चार्ज), थर्मल स्ट्रेंथ (अप्रकाशित तेल प्रवाह, कोई स्थानीय ओवरहीटिंग नहीं), और यांत्रिक शक्ति (मजबूत शॉर्ट-सर्किट प्रतिरोध) जैसी मौलिक आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए ताकि ट्रांसफार्मर के दीर्घकालिक सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित किया जा सके।

2.2 डिजाइन सिद्धांत

लागत-प्रभावशीलता और विश्वसनीय सुरक्षा के साथ एक उचित इन्सुलेशन संरचना प्राप्त करने के लिए, इन्सुलेशन संरचना को अनुकूलित करने और न्यूनतम सुरक्षित इन्सुलेशन दूरी और सबसे किफायती इन्सुलेशन व्यवस्था को निर्धारित करने के लिए "फ़ील्ड" विश्लेषण सॉफ्टवेयर (जैसे, विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय प्रवाह रिसाव क्षेत्र, तापमान क्षेत्र और इलेक्ट्रोडायनामिक विश्लेषण) का उपयोग करना आवश्यक है। पारंपरिक उत्पादों को परिपक्व संदर्भ संरचनाओं के आधार पर ठीक-ठाक किया जा सकता है, जबकि तैयार अनुभव के बिना विशेष उत्पादों का विश्लेषण किया जाना चाहिए और ऐसे सॉफ़्टवेयर, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक फील्ड विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके सत्यापित किया जाना चाहिए।
डिज़ाइन "थिन पेपर ट्यूब, स्मॉल ऑयल गैप" सिद्धांत पर आधारित है, जिसका उद्देश्य कंडक्टर की सतह और आसन्न तेल के अंतराल पर विद्युत क्षेत्र की ताकत को कम करना है, यह सुनिश्चित करना कि फील्ड की ताकत ब्रेकडाउन फील्ड की ताकत से कम है, और आंशिक डिस्चार्ज को कम करने और सतह क्रीपेज को रोकने के उपायों को अपनाना।

2.3 मुख्य इन्सुलेशन व्यवस्था

मुख्य वायुमार्ग व्यवस्था: मुख्य वायुमार्ग बफल्स और 撑条 (स्पेसर्स) द्वारा विभाजित तेल के अंतराल से बना है। "थिन पेपर ट्यूब, छोटे तेल गैप" सिद्धांत के बाद, बैरियर पेपरबोर्ड आमतौर पर 2 मिमी मोटा होता है, और बाधाओं के बीच तेल का अंतर 6-10 मिमी है। मुख्य वायुमार्ग की दूरी और बाधा परतों की संख्या वाइंडिंग के वोल्टेज इन्सुलेशन स्तर और आसन्न वाइंडिंग के बीच वोल्टेज अंतर से संबंधित है।

अंत इन्सुलेशन व्यवस्था: कॉइल और इलेक्ट्रोस्टैटिक रिंग की सतहों में सबसे अधिक विद्युत क्षेत्र की ताकत होती है और इसे छोटे तेल के अंतराल के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए। इलेक्ट्रोस्टैटिक रिंग के किनारे को आम तौर पर 1\/4 सर्कल त्रिज्या के साथ चमड़ा दिया जाता है। उच्च-वोल्टेज कॉइल के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक रिंग के चारों ओर बड़े तेल के अंतराल की अनुमति नहीं है। जब कोण के छल्ले की व्यवस्था करते हैं, तो आर-कोण को अधिक से अधिक विद्युत क्षेत्र लाइनों के लिए लंबवत होना चाहिए, और रेंगने की दूरी को बढ़ाने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक कोण के छल्ले को कंपित किया जाना चाहिए।

लीड-आउट उपचार: उच्च-वोल्टेज लीड-आउट के लिए, कॉपर ट्यूब्स को जोड़ने, इन्सुलेशन को लपेटने और लीड-आउट कोण के छल्ले या सुरक्षात्मक स्लॉट स्थापित करने जैसे उपायों का उपयोग सतह विद्युत क्षेत्र की ताकत को कम करने के लिए किया जाता है।

3। इन्सुलेशन के घटक

ट्रांसफार्मर के कॉइल इन्सुलेशन में मुख्य रूप से इन्सुलेट पेपर, इन्सुलेटिंग प्रेसबोर्ड और अन्य गठित इन्सुलेटिंग घटक होते हैं। सामग्री आम तौर पर सल्फेट फाइबर पेपर से बनी होती है, और इंसुलेटिंग प्रेसबोर्ड आमतौर पर यांत्रिक शक्ति को बढ़ाने के लिए घनत्व उपचार के साथ टी 4 हार्डबोर्ड होता है। इन्सुलेटिंग घटकों में गोल कोनों, कोई बूर या दरारें के साथ चिकनी किनारों को होना चाहिए, और नमी और विदेशी मामले से मुक्त होना चाहिए। इनमें पेपर ट्यूब और बैरियर, स्पेसर, कुशन ब्लॉक, पेपर रिंग, एंड रिंग्स, इलेक्ट्रोस्टैटिक रिंग्स, एंगल रिंग, आदि शामिल हैं।

4। कॉइल व्यवस्था प्रकार

4.1 संकेंद्रित वाइंडिंग

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उच्च-वोल्टेज और कम-वोल्टेज वाइंडिंग को एक ही लोहे के कोर पर नेस्टेड किया जाता है, जिसमें कम-वोल्टेज वाइंडिंग आमतौर पर अंदर होती है और आसान इन्सुलेशन के लिए उच्च-वोल्टेज घुमावदार होती है। उच्च आउटपुट करंट के साथ बड़ी क्षमता वाले ट्रांसफार्मर के लिए, कम-वोल्टेज वाइंडिंग को बाहर रखा जा सकता है। उनकी सरल संरचना और आसान घुमावदार के कारण गाढ़ा वाइंडिंग व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, और उन्हें बेलनाकार, सर्पिल, निरंतर और इंटरलेव्ड प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

4.2 ओवरलैपिंग वाइंडिंग

उच्च-वोल्टेज और कम-वोल्टेज वाइंडिंग को बारी-बारी से लोहे के कोर पर व्यवस्थित किया जाता है। इस संरचना में जटिल इन्सुलेशन और भारी रैपिंग का काम है, लेकिन अच्छा यांत्रिक प्रदर्शन, सुविधाजनक लीड-आउट व्यवस्था और कम रिसाव प्रतिक्रिया प्रदान करता है। यह आम तौर पर 35kV और नीचे के वोल्टेज के साथ भट्ठी ट्रांसफार्मर में उपयोग किया जाता है। अधिकांश ट्रांसफॉर्मर बेहतर इन्सुलेशन और उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग के आसान टैप समायोजन के लिए उच्च-वोल्टेज घुमावदार के अंदर कम-वोल्टेज घुमावदार को जगह देते हैं।

5। कॉइल ऑयल डक्ट डिज़ाइन

कॉइल तेल नलिकाओं में रेडियल और अक्षीय प्रकार शामिल हैं। लेयर-टाइप कॉइल में केवल अक्षीय तेल नलिकाएं होती हैं, जबकि डिस्क-टाइप कॉइल दोनों होते हैं। कूलिंग ऑयल फ्लो पैटर्न में ऊर्ध्वाधर तेल नलिकाएं, ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज तेल नलिकाएं, और मजबूर तेल परिसंचरण निर्देशित नलिकाएं शामिल हैं। डिज़ाइन के दौरान, अबाधित तेल प्रवाह सुनिश्चित करें, 0। 5m\/s के भीतर निचले तेल गाइड छेदों के प्रवाह दर को नियंत्रित करें, और तेल के रिसाव को रोकने और तेल के प्रवाह में संचय को चार्ज करने के लिए लीड-आउट के चारों ओर बाधा में उद्घाटन को सील करें।


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