Kirish
Zamonaviy energiya tizimlarida transformatorlar elektr tarmog'ining barqaror ishlashini qo'llab-quvvatlovchi elektr dunyosining regulyatori sifatida ishlaydi. Yo'l bo'yidagi keng tarqalgan turlar yoki podstansiyalardagi ulkan bloklar bo'ladimi, ularning asosiy tuzilmalari materialshunoslikka asoslangan umumiy mantiqqa ega. Bugun biz transformatorlardagi asosiy materiallar haqida gaplashamiz.
Yadro
Transformatorning eng muhim komponenti-yadrosi-deyarli faqat silikon po'lat plitalardan foydalanadi. Ushbu material oddiy po'latdan uzoqdir. U 2-5% kremniy qo'shilgan standart po'latga asoslangan va maxsus prokat va tavlanish jarayonlaridan o'tadi.
Nima uchun silikon po'lat?
-Kremniy qoʻshilishi temir yoʻqotishlarini sezilarli darajada kamaytiradi (gisterezis va girdob oqimi yoʻqotishlari).
-Donaga- yoʻnaltirilgan kremniy poʻlat aylanish yoʻnalishida yuqori magnit oʻtkazuvchanligini taʼminlaydi.
-Izolyatsion qoplama qatlamlararo qisqa tutashuvlarning oldini oladi va yuqori haroratga bardosh beradi.
Qizig'i shundaki, yadroning laminatsiyalash usuli ham ishlab chiqarish tajribasi darajasini aks ettiradi. Hozirda{1}}asosiy bosqichli stacking texnikasi{2}}dastlabki magnit yoʻlni oʻtkazish imkonini beradi, bu esa anʼanaviy dumaloq usullarga nisbatan-yuksiz yoʻqotishlarni 10-15% ga kamaytiradi.
O'rash
O'rash materialini tanlash, asosan, mis va alyuminiy o'rtasidagi raqobatdir, har bir material o'zining maxsus qo'llanilishiga ega.
Yuqori unumdorlikka ega transformatorlar uchun mis o'rash afzalroq bo'lib qolmoqda:{0}}
-Oʻtkazuvchanlik taxminan 58 MS/m ni tashkil qiladi, buning natijasida bir xil quvvat uchun oʻrash hajmi kichikroq boʻladi.
-Yuqori mexanik quvvat unga qisqa tutashuvdagi elektromagnit kuchlarga- bardosh beradi.
-Birgalikda ishlashning yetuk texnologiyasi bir asr davomida tasdiqlangan operatsion ishonchlilikni ta'minlaydi.
Alyuminiy o'rashlar xarajat talab qiladigan{0}}ilovalarda afzalliklarga ega:
-Narxi odatda misning-uchdan bir yarmidan-yarmiga teng.
-Kamroq zichlik transformatorning umumiy og‘irligini 20-30% ga kamaytiradi.
-Alyuminiy qotishma texnologiyasidagi soʻnggi yutuqlar siqilish va ulanishlar bilan bogʻliq muammolarni hal qildi.
Izolyatsiya tizimi
Izolyatsiya qiluvchi materiallarning evolyutsiyasi transformator texnologiyasining rivojlanishini aks ettiradi.
Qattiq izolyatsion materiallar to'liq tizimga aylandi
-Izolyatsiya qiluvchi press taxtasi asosiy izolyatsiya ramkasi sifatida xizmat qiladi.
-Nomex® aramid qog'ozi yuqori haroratli stsenariylarda (H va undan yuqori sinflar)- ishlatiladi.
-Epoksi shisha tolali plitalar mexanik tayanch qismlari uchun ishlatiladi.
Suyuq izolyatsion vositalarni tanlash mahalliy sharoitlarga asoslangan moslashuvchan donolikni aks ettiradi
-Mineral neft dominantligicha qolmoqda va jahon bozor ulushining 75% dan ortig‘ini tashkil etadi.
-Tabiiy efirlar (oʻsimlik moylari) atrof-muhitga qattiq talablar qoʻyilgan hududlarda tez oʻsib bormoqda.
-Silikon moyi va ftorli suyuqliklar maxsus olovga chidamli-ilovalarda ishlatiladi.
Quruq turdagi transformatorlar uchun izolyatsiyalash{0}} diversifikatsiya qilish tendentsiyasi kuzatilmoqda
-Epoksi qatronini quyish texnologiyasi mukammal darajada namlikka chidamliligini ta'minlaydi.
Ochiq tuzilmali sovutish bilan -vakuum-bosimli singdirish (VPI){2}} issiqlik tarqalishini yaxshilaydi.
Oxirgi yillarda ishlab chiqilgan -ekologik toza yarim-qattiq izolyatsion materiallar samaradorlik va qayta ishlash imkoniyatini muvozanatlashtiradi.
Strukturaviy komponentlar
Ushbu ko'zga ko'rinmas tarkibiy qismlar aslida ko'plab nozikliklarni yashiradi:
Neft tanklari uchun material oddiy karbonli po'latdan ob-havoga chidamli po'latga aylandi. Hozirgi vaqtda ko'plab transformatorlar zanglamaydigan po'latdan yasalgan astar dizaynlarini, ayniqsa qirg'oq va yuqori ifloslangan hududlarda qabul qilmoqda.
Kichkina, ammo muhim tafsilot: neft baklari ichidagi korroziyaga qarshi qoplama-hozirda asosan yarim o'tkazuvchan bo'yoq hisoblanadi. Bu shunchaki estetika uchun emas-u tank ichidagi elektr maydonini teng taqsimlashga xizmat qiladi va shu bilan qisman zaryadsizlanishining oldini oladi.
Atrof-muhit tendentsiyalari asosidagi o'zgarishlar
Biologik parchalanadigan izolyatsion moy
Soya yog'i va kolza yog'i kabi o'simliklarga asoslangan izolyatsion yog'larning parchalanish kuchlanishi -hozirda 60kV/2,5 mm dan oshadi.
Chromium{0}bepul passivatsiya
Kremniy po'lat plitalardagi qoplama xromat{0}}fosfat{1}}fosfatiga asoslangan ekologik toza alternativlarga o'tmoqda.
Qayta tiklanadigan materiallar
Bambuk tolali{0}}izolyatsiyalovchi plita sinovdan foydalanish bosqichiga kirdi.
Past-karbonli po'lat
Elektr ark pechining qisqa{0}}texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqarilgan po'lat uglerod izini 40% ga kamaytiradi.
Tanlash
Transformator materiallarini tanlashda muhandislar asosan ko'p o'zgaruvchan tenglamani hal qiladilar: bu erda boshlang'ich xarajat, operatsion yo'qotishlar, umr ko'rish muddati, texnik xizmat ko'rsatish talablari va atrof-muhit omillari o'zgaruvchan bo'lib xizmat qiladi. Masalan:
Data markazlari
Ma'lumot markazlari K4-darajali yong'inga chidamliligini baholagan holda, narxi 30% yuqori bo'lgan tabiiy efir moyli transformatorlarni tanlashi mumkin.
offshor shamol stansiyalari
Dengizdagi shamol fermalari uchun transformatorlar korroziyaga qarshi yaxshilangan{0}}dizaynlarga ega bo'ladi, hatto narxi 15% ga oshgan bo'lsa ham.
shahar markazlari
Shahar markazlaridagi tarqatuvchi transformatorlar quruq{0}}turdagi konstruksiyalarni afzal ko‘radi, ular unumdorligi biroz pastroq bo‘lishiga qaramay, yog‘ning sizib chiqishi xavfini yo‘q qiladi.
Xulosa
Keyingi safar ko'chada transformatorni ko'rsangiz, uni biroz tushungan holda ko'rarsiz{0}}bu qutining ichida materialshunoslar va elektrotexniklarning bir asrlik donoligi bor. Edison davridagi asfalt izolyatsiyasidan tortib bugungi nanokompozit izolyatsion materiallargacha, transformator materiallaridagi har bir evolyutsiya xavfsizlik, samaradorlik va narx o'rtasidagi nozik muvozanatni ifodalaydi.
Transformatorlar uchun kelajakdagi materiallar qanday ko'rinishga ega bo'ladi? Yuqori haroratli superoʻtkazgichlar allaqachon laboratoriyalarda yutuqlarga erishgan va grafen bilan mustahkamlangan{1}}izolyatsiya qogʻozi uchun patentlar yildan-yilga ortib bormoqda. Shunga qaramay, materiallar qanday o'zgarishidan qat'i nazar, asosiy maqsad o'zgarishsiz qoladi: quvvat konvertatsiyasini xavfsizroq, samaraliroq va ishonchliroq qilish.