Твердотельный трансформатор (SST)

Также известные как мощные электронные трансформаторы, твердотельные трансформаторы (SST) являются передовым умным энергетическим оборудованием, которое заменяет традиционные линийные частотные электромагнитные трансформаторы, используя технологию преобразования мощной электроники и технологию высокочастотной изоляции. Отказываясь от громоздких железных конструкций, SST интегрируют множество функций, таких как преобразование напряжения, электрическая изоляция и преобразование переменного тока / постоянного тока, что делает их одним из основных типов оборудования в современных энергосистемах.

Их принцип работы обычно принимает трехступенчатую топологию: во-первых, стадия исправления первичной стороны преобразует линийное частотное переменное питание в постоянное питание. Затем электрическая изоляция и регулирование амплитуды напряжения достигаются с помощью высокочастотного трансформатора, что значительно увеличивает рабочую частоту и уменьшает размер оборудования. Наконец, вторичная сторонная стадия инверсии преобразует постоянное питание в переменное питание требуемых спецификаций, что позволяет гибкое преобразование мощности и стабильный выход.

SST имеют широкий спектр сценариев применения, в первую очередь используемых для интеграции сетей возобновляемых источников энергии, таких как фотоэлектрическая энергия и ветряная энергия, для учета характеристик перерывной генерации возобновляемых источников энергии. Они также подходят для гибридных микросетей переменного тока / постоянного тока, электростанций хранения энергии, станций быстрой зарядки электромобилей и систем электроснабжения железнодорожного транспорта. Кроме того, они могут использоваться в интеллектуальных распределительных сетях для достижения точного регулирования напряжения и мощности, а также изоляции неисправности сети.

Их преимущества заметны: их размеры и вес намного меньше традиционных трансформаторов, что приводит к высокой плотности мощности; обладают сильной контролируемостью, позволяющей активно оптимизировать качество энергии и подавление гармонии; и они поддерживают двустороннее преобразование переменного тока / постоянного тока, адаптируясь к диверсифицированным сценариям питания. Их недостатки включают сложные конструкции, более высокие затраты на устройства, большие потери переключения и давление теплового управления при высокочастотной работе, а также более слабую допустимость высокого напряжения и перегрузку по сравнению с традиционным оборудованием, что приводит к более высоким требованиям к обслуживанию.

В целом, с быстрой итерацией широкополосных полупроводниковых устройств, таких как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), проблемы потерь и теплового рассеивания в твердотельных трансформаторах постепенно преодолеваются. В будущем, опираясь на свои основные преимущества интеллекта, легкого дизайна и многофункциональности, SST постепенно заменят традиционные линейные частотные трансформаторы и найдут широкое применение в интеграции сетей возобновляемых источников энергии, умных сетях, электрификации транспорта и других областях, имеющих широкие перспективы развития.

Твердотельный трансформатор центра обработки данных

Также известный как мощный электронный трансформатор, твердотельный трансформатор (SST) построен из новых мощных полупроводниковых устройств. Все оборудование принимает архитектуру высокочастотного преобразования, с функцией преобразования ядра, реализованной через интеграцию IGBT и модулей питания карбида кремния (SiC). Основной концепцией является Power Electronic Building Block (PEBB). Они обычно принимают модульную серийно-параллельную топологию для достижения гибкой интеграции различных уровней напряжения, уровней мощности и форм мощности, облегчая гибкую конфигурацию в различных сценариях применения.

Трансформатор твердого состояния типа зарядки

Также известные как мощные электронные трансформаторы, твердотельные трансформаторы основаны на основной концепции мощных электронных строительных блоков (PEBB). Они обычно принимают модульную серийно-параллельную топологию для достижения гибкой интеграции различных уровней напряжения, уровней мощности и форм мощности, облегчая гибкую конфигурацию в различных сценариях применения.

В сценариях зарядки твердотельные трансформаторы (SST) могут заменить традиционные линейные частотные трансформаторы и внутренние стадии переменного тока-постоянного тока зарядных модулей, что позволяет прямое соединение среднего напряжения. Зарядные станции для электромобилей могут быть установлены просто путем соединения их с модулями DC-DC на заднем конце. По сравнению с традиционными решениями комплексная эффективность зарядки станции улучшается примерно на 3 процентных пункта, что продлевает полный жизненный цикл оборудования и обеспечивает более высокую надежность эксплуатации.

Оптическое хранение-зарядка DC-соединенного решения отказывается от традиционной архитектуры 380V AC-соединенного и может заменить обычные системы преобразования энергии (PCS) и фотоэлектрические инверторы, тем самым улучшая всеобъемлющую скорость использования фотоэлектрической энергии и хранения энергии. Логика управления с DC-соединением проста, требует только регулирования напряжения. Он завершает интеграцию полного постоянного тока в координации с шкафами хранения энергии постоянного тока и отслеживанием фотоэлектрической максимальной точки мощности (MPPT), что еще больше повышает общую эффективность системы.

Интегрированное решение для высокоскоростной зоны обслуживания:Во время праздников нагрузки с обеих сторон сервисной зоны часто несбалансированы. Используя SST для построения гибких кабин взаимосоединения и соединения зон электроснабжения с обеих сторон через шину постоянного тока среднего напряжения, мощность питания может быть разделена между ними, что эффективно удвояет общую мощность питания.

После гибкого взаимосоединения ассоциированные зарядные стеки могут расширить свою зарядную мощность до 1,5 раза выше оригинала. Например, традиционный трансформатор мощностью 1,25 МВт может поддерживать только 20 зарядных парковочных мест, но с SST это может быть расширено до 30-40 мест, стабилизируя работу нагрузки через взаимную помощь мощностей. В то же время автобус постоянного тока может быть интегрирован с распределенным фотоэлектрическим оборудованием и оборудованием для хранения энергии в зоне обслуживания, что позволяет взаимному потоку и циркуляции региональной зеленой энергии.

Обеспечение качества и основной процесс:

1. Зерноориентированная электрическая сталь с высокой проницаемостью

Мы используем высокопроницаемую зерноориентированную электрическую сталь Hi-B (HPGO) - тот же сорт, который определен TBEA и CHINT - в качестве материала ядра трансформатора, со стандартными номинальными толщинами0.23 mm и 0.27 mm . Ламинирования ядра изготовлены с использованием высокоточного оборудования для резки для гарантированиявысота бура ≤0.02 mmАссамблея включает в себяточная ступенчатая ламинирующая структураподдерживая оптимальное давление зажима без чрезмерного механического напряжения электрической стали, сочетая характеристики стали высокого B с оптимизированной плотностью магнитного потока.

2. Высокопроводность намотки проводников и ядро-катушки сборки

Высокопроводные электролитические медные или алюминиевые проводники выбираются на основе мощности трансформатора, класса напряжения и требований к потере. Входящие материалы подвергаются строгим проверкам качества на размеры, электрическое сопротивление, качество поверхности и отслеживаемость. Во время процесса обмотки напряжение проводника, высота обмотки, изоляция слоя и позиционирование проводника точно контролируются для обеспечения последовательности сопротивления и механической стабильности, тем самым минимизируя потери нагрузки и повышение температуры во время работы.

Во время сборки активной части ядра-катушки точно контролируется высота катушки, осиевая сила зажима, радиальная опора и позиционирование блока дистанционного устройства. Правильное механическое зажатие предотвращает смещение катушки во время транспортировки, нормальной работы и условий короткого замыкания. Между тем, силы зажима строго регулируются, чтобы избежать чрезмерного напряжения на проводники и изоляционные материалы. Наша механическая конструкция учитывает как радиальные, так и осиевые электромагнитные силы, обеспечивая устойчивость к короткому замыканию и долгосрочную стабильность размеров.

3. Передовая изоляционная система (погруженная маслом и сухой тип)

Для трансформаторов, погруженных в масло, мы используем высококачественные изоляционные материалы, включая Kraft-бумагу, теплово модернизированную бумагу, пресс-доску и ламинированную доску трансформатора. Для сухого типа трансформаторов мы используем системы DMD, NMN, Nomex, стекловолокна и эпоксидных смол. Толщина изоляции, ширина перекрытия, размеры масляного канала, электрические пробелы и механическое позиционирование строго регулируются. Все изоляционные материалы хранятся в условиях, регулируемых климатом, чтобы минимизировать поглощение влаги и загрязнение, обеспечивая стабильную диэлектрическую прочность и долгосрочную надежность изоляции.

4. Контролируемая вакуумная сушка

Мы применяем контролируемую кривую сушки, регулируемую температурой, уровнем вакуума и параметрами продолжительности, а не полагаемся на фиксированное время цикла. Процесс включает в себя контролируемое предварительное нагревание, эвакуацию, первичную сушку и окончательные фазы замокивания с непрерывным контролем температуры и вакуума и регистрацией. Определение конечной точки основано на проверенных критериях процесса и пределах влаги. Этот процесс минимизирует остаточную влагу в целлюлозной изоляции, максимизируя диэлектрическую прочность, замедляя старение изоляции и продлевая общий срок службы.

5. Вакуумное литье эпоксидной смолы

Для трансформаторов сухого типа литьевой смолы мы используем контролируемую технологию вакуумного литья. Соотношение смолы к затвердителю, температура материала, уровень вакуума, время смешивания, условия поливания и температуры втверждения строго регулируются. Вакуумное дегазирование минимизирует микрополутности до наливания, в то время как контролируемое втверждение обеспечивает стабильные механические и тепловые свойства. Готовые катушки подвергаются тщательным визуальным и электрическим проверкам, включая обычные испытания частичного разряда (PD). Этот процесс устраняет внутренние пустоты, обеспечивая надежную изоляционную работу на протяжении всего срока службы трансформатора.

6. Чистая сборка и управление крутящим моментом

Окончательная сборка осуществляется в контролируемой среде, чтобы свести к минимуму загрязнение пылью, металлическими частицами и чужими объектами. Критические компоненты проверяются на чистоту, точность размеров и состояние изоляции. Электрические пробелы, маршрутизация свинца, заземливающие соединения и механические опоры строго контролируются на протяжении всей сборки. Критические болтовые соединения затяжаются до указанных значений крутящего момента с помощью калибрированного оборудования и полностью регистрируются. Перед уплотнением резервуара или корпуса тщательная внутренняя проверка гарантирует, что не остаются инструменты, свободные части или иностранные материалы.

7. 100% заводское рутинное испытание

Каждый трансформатор проходит 100% рутинное испытание до отправки, соответствуя применимым стандартам IEC, утвержденным техническим спецификациям и требованиям клиента. Стандартные процедуры испытаний включают сопротивление постоянного тока обмотки, соотношение напряжения, проверку векторной группы, потерю без нагрузки и ток, потерю нагрузки и импеданс короткого замыкания, сопротивление применяемому напряжению и испытания сопротивления индуцированному перенапряжению. По запросу проводятся специальные испытания, такие как частичное разряд (PD), коэффициент рассеивания (tan δ) или анализ частотного ответа (SFRA). Каждому блоку присваивается уникальный серийный номер, связанный с его материальными записями, производственными данными и окончательными отчетами об испытаниях, обеспечивая полную отслеживаемость.

Часто задаваемые вопросы о сухом типе трансформатора:

1. Каковы конкретные условия применения, в которых международные стандарты строго требуют использования сухого типа трансформаторов вместо погруженных в масло?

• ОтветСогласно международным кодексам безопасности (таким как стандарты IEC и IEEE), закрытые помещения с строгими пожарной безопасностью, взрывоопасной защитой и экологическими требованиями, такими как высотные здания, подземные коммерческие комплексы, больницы, центры обработки данных и станции метро, запрещают оборудование, наполненное нефтью. Трансформаторы сухого типа, будучи пожаростойкими и без загрязнения, служат обязательным решением для этих зон.

2. Как высококачественные вакуумные литые смолы сухого типа трансформаторы поддерживают надежные изоляционные характеристики в высокой влажности или тропических прибрежных средах?

• ОтветТрансформаторы высококачественной литьевой смолы используют полностью автоматизированные вакуумные общие процессы лития, где высоко- и низконапряженные обмотки герметически инкапсулированы в плотную эпоксидную смолу. Это полностью блокирует влагу и соленость воздуха, позволяя оборудованию стабильно работать в условиях окружающей среды с высокой влажностью и позволяя немедленное восстановление энергии после выключения без необходимости сложной предварительной сушки.

3. Как сухотипные трансформаторы выдерживают сильные электромагнитные силы короткого замыкания в требовательных коммунальных или промышленных сетях?

• ОтветПоскольку события короткого замыкания генерируют массивные электродинамические силы, структурная целостность имеет решающее значение. Верхний уровень сухого типа блоки используют точные конструкции в сочетании с высокопрочными эпоксидной стеклянной ткани дистанционные прутки и эластичная система сжатия, вытвержденные через многоступенчатый термический процесс для достижения исключительной механической прочности против радиальных и осивых напряжений короткого замыкания.

4. Почему поддержание крайне низкого уровня частичного разряда (PD) имеет решающее значение для долгосрочной эксплуатационной надежности сухого типа трансформаторов экспортного класса?

• ОтветЧастичный разряд является основным показателем локализованной деградации изоляции при высоком напряжении электрического поля. Передовые производственные методы тщательно выделяют микроскопические межповоротные пустоты во время вакуумного литья, сохраняя уровни частичного разряда строго контролируемыми (обычно (le 10 ext{ pC})). Это минимизирует долгосрочное термо-электрическое старение и продлевает срок эксплуатации актива.

5. Могут ли трансформаторы сухого типа безопасно работать в условиях перегрузки, и какие ограничения принудительного воздушного охлаждения (AF)?

• ОтветПри стандартном естественном воздушном охлаждении (AN) трансформаторы сухого типа непрерывно обрабатывают номинальную мощность. При оснащении системой принудительного воздушного охлаждения (AF) краткосрочная мощность обычно может быть увеличена до 50%. Однако сохранение тяжелых перегрузок за пределами термической конструкции ускоряет деградацию изоляции, требуя активного управления через встроенные системы мониторинга температуры.

6. Как звуковый шум трансформатора может соответствовать строгим международным муниципальным правилам выброса шума для закрытых коммерческих и жилых районов?

• ОтветШум трансформатора в основном вызван магнитострикцией ядра при переменном магнитном потоке. Премиум-блоки смягчают это, используя высокопроницаемую кремниевую сталь, ориентированную на зерна, или оптимизированные конструкции зажима ядра для снижения базовой вибрации. Для чувствительных к шуму сред (например, корпоративных офисов, роскошных жилых башен) развернуты акустические корпусы или внешние вибрационные изоляторы.

7. Какова стандартная конфигурация и функциональная логика системы контроля температуры и защиты, встроенной в промышленные сухие трансформаторы?

• ОтветСтандартные конфигурации включают датчики температуры PT100, встроенные непосредственно в трехфазные обмотки для обеспечения теплового отслеживания в режиме реального времени. Интеллектуальный контроллер автоматически запускает вентиляторы охлаждения, когда температура обмотки достигает заранее установленных предупреждающих порогов, и запускает визуальные / звуковые сигналы тревоги или отключает выключатель, если нарушаются критические температурные пределы.

8. Как потребности в техническом обслуживании и общие затраты на жизненный цикл сухого типа трансформаторов сопоставимы с альтернативами, погруженными в масло, на международных объектах?

• ОтветПоскольку трансформаторы сухого типа полностью устраняют изоляционное масло, они полностью устраняют необходимость периодического отбора проб масла, анализа растворенного газа (DGA), фильтрации жидкости и проверки смягчения утечки. Это резко сокращает рутинное обслуживание, обеспечивая практически бесплатную эксплуатацию и более низкую общую стоимость владения (TCO) на протяжении жизненного цикла актива.

9. Какие специализированные протоколы логистики, обработки и хранения на месте должны соблюдаться для предотвращения механических повреждений до ввода в эксплуатацию?

• ОтветИз-за жесткого характера катушек литой смолы транспортировка на большие расстояния и установка требуют строгого мониторинга пределов ускорения удара для предотвращения микротреселей или сдвига ядра. Хранение на месте должно быть в чистых, сухих помещениях, защищенных от конденсации и экстремальных тепловых ударов, а вертикальный подъем должен строго использовать инженерные подъемные клапаны.

10. Как тяжелые нелинейные промышленные нагрузки (такие как приводы переменной частоты и исправляющие устройства) влияют на тепловые характеристики и размеры сухих трансформаторов?

• ОтветНелинейные нагрузки вводят гармоники высокого порядка, которые увеличивают потери бурного вихревого тока в конструктивных компонентах и повышают температуру горячих точек. При развертывании блоков сухого типа в средах, богатых гармониями, инженеры должны оценить гармоничный профиль, указать соответствие K-фактору или применять снижение мощности для предотвращения преждевременного теплового сбоя.

Обеспечение качества и основной процесс:

1. Зерноориентированная электрическая сталь с высокой проницаемостью

Мы используем высокопроницаемую зерноориентированную электрическую сталь Hi-B (HPGO) - тот же сорт, который определен TBEA и CHINT - в качестве материала ядра трансформатора, со стандартными номинальными толщинами0.23 mm и 0.27 mm . Ламинирования ядра изготовлены с использованием высокоточного оборудования для резки для гарантированиявысота бура ≤0.02 mmАссамблея включает в себяточная ступенчатая ламинирующая структураподдерживая оптимальное давление зажима без чрезмерного механического напряжения электрической стали, сочетая характеристики стали высокого B с оптимизированной плотностью магнитного потока.

2. Высокопроводность намотки проводников и ядро-катушки сборки

Высокопроводные электролитические медные или алюминиевые проводники выбираются на основе мощности трансформатора, класса напряжения и требований к потере. Входящие материалы подвергаются строгим проверкам качества на размеры, электрическое сопротивление, качество поверхности и отслеживаемость. Во время процесса обмотки напряжение проводника, высота обмотки, изоляция слоя и позиционирование проводника точно контролируются для обеспечения последовательности сопротивления и механической стабильности, тем самым минимизируя потери нагрузки и повышение температуры во время работы.

Во время сборки активной части ядра-катушки точно контролируется высота катушки, осиевая сила зажима, радиальная опора и позиционирование блока дистанционного устройства. Правильное механическое зажатие предотвращает смещение катушки во время транспортировки, нормальной работы и условий короткого замыкания. Между тем, силы зажима строго регулируются, чтобы избежать чрезмерного напряжения на проводники и изоляционные материалы. Наша механическая конструкция учитывает как радиальные, так и осиевые электромагнитные силы, обеспечивая устойчивость к короткому замыканию и долгосрочную стабильность размеров.

3. Передовая изоляционная система (погруженная маслом и сухой тип)

Для трансформаторов, погруженных в масло, мы используем высококачественные изоляционные материалы, включая Kraft-бумагу, теплово модернизированную бумагу, пресс-доску и ламинированную доску трансформатора. Для сухого типа трансформаторов мы используем системы DMD, NMN, Nomex, стекловолокна и эпоксидных смол. Толщина изоляции, ширина перекрытия, размеры масляного канала, электрические пробелы и механическое позиционирование строго регулируются. Все изоляционные материалы хранятся в условиях, регулируемых климатом, чтобы минимизировать поглощение влаги и загрязнение, обеспечивая стабильную диэлектрическую прочность и долгосрочную надежность изоляции.

4. Контролируемая вакуумная сушка

Мы применяем контролируемую кривую сушки, регулируемую температурой, уровнем вакуума и параметрами продолжительности, а не полагаемся на фиксированное время цикла. Процесс включает в себя контролируемое предварительное нагревание, эвакуацию, первичную сушку и окончательные фазы замокивания с непрерывным контролем температуры и вакуума и регистрацией. Определение конечной точки основано на проверенных критериях процесса и пределах влаги. Этот процесс минимизирует остаточную влагу в целлюлозной изоляции, максимизируя диэлектрическую прочность, замедляя старение изоляции и продлевая общий срок службы.

5. Вакуумное литье эпоксидной смолы

Для трансформаторов сухого типа литьевой смолы мы используем контролируемую технологию вакуумного литья. Соотношение смолы к затвердителю, температура материала, уровень вакуума, время смешивания, условия поливания и температуры втверждения строго регулируются. Вакуумное дегазирование минимизирует микрополутности до наливания, в то время как контролируемое втверждение обеспечивает стабильные механические и тепловые свойства. Готовые катушки подвергаются тщательным визуальным и электрическим проверкам, включая обычные испытания частичного разряда (PD). Этот процесс устраняет внутренние пустоты, обеспечивая надежную изоляционную работу на протяжении всего срока службы трансформатора.

6. Чистая сборка и управление крутящим моментом

Окончательная сборка осуществляется в контролируемой среде, чтобы свести к минимуму загрязнение пылью, металлическими частицами и чужими объектами. Критические компоненты проверяются на чистоту, точность размеров и состояние изоляции. Электрические пробелы, маршрутизация свинца, заземливающие соединения и механические опоры строго контролируются на протяжении всей сборки. Критические болтовые соединения затяжаются до указанных значений крутящего момента с помощью калибрированного оборудования и полностью регистрируются. Перед уплотнением резервуара или корпуса тщательная внутренняя проверка гарантирует, что не остаются инструменты, свободные части или иностранные материалы.

7. 100% заводское рутинное испытание

Каждый трансформатор проходит 100% рутинное испытание до отправки, соответствуя применимым стандартам IEC, утвержденным техническим спецификациям и требованиям клиента. Стандартные процедуры испытаний включают сопротивление постоянного тока обмотки, соотношение напряжения, проверку векторной группы, потерю без нагрузки и ток, потерю нагрузки и импеданс короткого замыкания, сопротивление применяемому напряжению и испытания сопротивления индуцированному перенапряжению. По запросу проводятся специальные испытания, такие как частичное разряд (PD), коэффициент рассеивания (tan δ) или анализ частотного ответа (SFRA). Каждому блоку присваивается уникальный серийный номер, связанный с его материальными записями, производственными данными и окончательными отчетами об испытаниях, обеспечивая полную отслеживаемость.

Компания Youth Transformer Co.,Ltd.