Спіральна котушка трансформатора SGOB 100 кВА з поздовжнім масляним проходом є експортним рішенням Китаю. Він забезпечує чудове внутрішнє охолодження та стабільну роботу під навантаженням. Спіральний змійовик і поздовжні масляні канали зменшують гарячі точки та оптимізують тепловий баланс для комерційних і промислових розподільних мереж.
A Спіральна котушка трансформатора потужністю 100 кВА з поздовжнім масляним проходомзі спіральною котушкою LV і поздовжніми масляними каналами 5 мм знижує цю гарячу точку на 9-12°C. Перевірено вбудованими волоконно-оптичними датчиками під час заводського нагріву. Виробник Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd.
Дані заводських випробувань 12 стандартних блоків S11 100 кВА (з шаровою намоткою, без внутрішніх каналів), вироблених Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd. у період з січня по грудень 2024 року:
Використовуючи криві терміну служби ізоляції IEEE C57.91: при безперервній температурі 108 °C очікуваний термін служби становить 10-12 років. При 96°C очікувана тривалість життя подвоюється до 20-24 років. Ця різниця в 12°C є інженерною метою для конструкції спіральної котушки.
Ця трансформаторна спіральна котушка потужністю 100 кВА з поздовжнім масляним проходом замінює звичайну шарову котушку НН конструкцією зі спіральною конструкцією. Дві інженерні зміни працюють разом на основі фактичного виробництва в Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd. (заснована в 2007 році, завод площею 40 000 м²).
Пошарова намотка укладається по 20-40 витків в кожному горизонтальному шарі. Тепло від внутрішніх витків повинно пройти через кілька шарів міді та паперу, перш ніж досягти масла. Спіральна намотка накручується по одному витку на шар у вигляді спіралі. Кожен виток безпосередньо піддається впливу масла з трьох сторін (зверху, знизу та збоку). Згідно з внутрішніми інженерними розрахунками, площа поверхні контакту з маслом збільшується приблизно на 35% порівняно з шаровою намоткою.
Між кожним шаром спіральної котушки вставляються канали з пресованого картону товщиною 5 мм (відповідає IEC 60641-3-1). Ці канали проходять вертикально на всю висоту котушки. Масло надходить внизу, підігріте масло піднімається, на зміну йому приходить більш холодне масло. Природна конвекція створює безперервний потік через канали. У звичайній багатошаровій конструкції масло всередині обмотки застоюється.
Тепло рухається мідь → папір → масло в каналі. Відстань: 1-2 мм. У традиційному дизайні: мідь → папір → мідь → папір → мідь → папір → олія. Відстань: 8-12 мм. Коротший шлях плюс рух масла дорівнює нижчій виміряній температурі.
| Точка вимірювання | Багатошарова ранка S11 (стандартне виробництво) |
Спіральний змійовик з протоками (тестовий блок №SP240804) |
Різниця |
|---|---|---|---|
| Верхня температура масла (термометр) | 78°C | 75°C | -3°C |
| Нижня температура масла | 68°C | 68°C | 0°C |
| Зовнішня поверхня обмотки (теплова камера, Fluke Ti480) | 85°C | 80°C | -5°C |
| Внутрішня обмотка (волоконно-оптична, у середньому 3 місця) | 101°C | 91°C | -10°C |
| Гаряча точка (максимум 3 місця оптоволокна) | 106°C | 95°C | -11°C |
| Температурний градієнт (згори до низу обмотки) | 17°C | 10°C | -41% |
Під час заводського обігріву в серпні 2024 року теплові зображення (Fluke Ti480, коефіцієнт випромінювання встановлений на 0,95 для пофарбованої сталі) поверхні бака показали:
Усі значення, наведені нижче, взято з протоколів заводського виробництва та звітів про типові випробування для моделі S11-M-100/10 із опцією спіральної обмотки НН.
| Номінальна потужність | 100 кВА (постійний, 50 Гц) |
| Первинна напруга | 10 ±2×2,5% / 20 кВ |
| Вторинна напруга | 400В / 230В трифазний |
| Векторна група | Dyn11 (стандарт) |
| Тип обмотки НН | Спіральне намотування, один виток на шар |
| Поздовжні протоки | 6 повітроводів, ширина 5 мм, матеріал пресс-картон відповідно до IEC 60641-3-1 |
| Втрати холостого ходу (виміряні) | 0,20 кВт (типовий діапазон 0,198-0,202) |
| Втрата навантаження при 75°C | 1,15 кВт (виміряно) |
| Імпеданс напруги | 4,0% (±10%) |
| Струм холостого ходу | 1,6% макс. (типово 1,5-1,55%) |
| Загальна вага (суха + олія) | 605 кг (масло: 120 кг мінеральне масло, клас IEC 60296) |
| Розміри (Д×Ш×В) | 890 × 520 × 1140 мм (тільки танк) |
| Клас ізоляції | A (обмеження гарячої точки 105 °C, виміряно при макс. 95 °C) |
| Спосіб охолодження | ONAN (Oil Natural Air Natural) |
| Серійний номер | Дата збірки | Пункт призначення | Температура гарячої точки при 100% навантаженні | Верхня температура масла | Оптоволоконне розташування (максимальна температура) |
|---|---|---|---|---|---|
| SP240301 | Березень 2024 р | Маніла, Філіппіни | 94°C | 74°C | Середній внутрішній |
| SP240502 | травень 2024 р | Джакарта, Індонезія | 96°C | 75°C | Верхній внутрішній |
| SP240603 | Червень 2024 р | Бангкок, Таїланд | 93°C | 73°C | Середній внутрішній |
| SP240804 | серпень 2024 р | Блок внутрішнього тестування | 95°C | 75°C | Верхній внутрішній |
| SP240905 | Вересень 2024 р | Хо Ши Мін, В'єтнам | 94°C | 74°C | Середній внутрішній |
| SP241006 | жовтень 2024 р | Лагос, Нігерія | 96°C | 75°C | Верхній внутрішній |
| SP241107 | Листопад 2024 | Маніла, Філіппіни | 93°C | 74°C | Середній внутрішній |
| SP241208 | грудень 2024 р | Сурабая, Індонезія | 95°C | 75°C | Верхній внутрішній |
| SP250109 | Січень 2025 | Бангкок, Таїланд | 94°C | 74°C | Середній внутрішній |
| SP250110 | Січень 2025 | Себу, Філіппіни | 95°C | 74°C | Середній внутрішній |
| SP250211 | лютий 2025 р | Хо Ши Мін, В'єтнам | 96°C | 75°C | Верхній внутрішній |
| SP250212 | лютий 2025 р | Джакарта, Індонезія | 94°C | 74°C | Середній внутрішній |
Спіральне намотування неможливо виконати на стандартних верстатах для намотування шарів. Shanghai Industrial Transformer Co., Ltd. працює з двома спеціальними машинами для намотування спіралі (виробник: Jiangxi Huadian, модель: SK-1600, встановлено у 2019 та 2022 роках). КоженСпіральна котушка трансформатора потужністю 100 кВА з поздовжнім масляним проходомвимагає 45-60 хвилин намотування (порівняно з 20 хвилинами для шарового намотування на звичайному обладнанні). Це пояснює вищу вартість виробництва та довший час виготовлення спіральних котушок.
Спіральна обмотка доступна тільки для котушок НН (низька напруга, великий струм). Котушки високої напруги залишаються намотаними шарами, тому що вимоги до ізоляції від напруги є більш критичними, ніж теплова оптимізація для обмоток високої напруги.
На основі даних заводських випробувань (серпень 2024 р.), записів про виробничу партію (12 одиниць, березень 2024 р. – лютий 2025 р.) і відгуків 23 відвантажених одиниць:
Вкажіть конструкцію спіральної котушки, коли:температура навколишнього середовища регулярно перевищує 35 °C, установка здійснюється в приміщенні з обмеженим потоком повітря, цикли навантаження більше двох разів на день або очікуваний термін служби перевищує 15 років.
Укажіть стандартну шарову намотку S11, коли:температура навколишнього середовища постійно нижче 30°C, трансформатор знаходиться на відкритому повітрі з хорошою вентиляцією, основним обмеженням є бюджет або встановлення є тимчасовим (менше 10 років).
Спіральна котушка трансформатора потужністю 100 кВА з поздовжнім масляним проходомзнижує виміряну температуру гарячих точок зі 106°C до 95°C (-11°C), продовжує очікуваний термін служби ізоляції з 11 до 22 років і додає 8-10% до вартості виробництва. Для застосування в жаркому кліматі період окупності становить приблизно 2 роки за рахунок зниження вартості заміни.
