Introducció
Sense-pèrdua de càrrega es refereix a la potència activa consumida quan el bobinatge secundari d'un transformador està en circuit obert-i el bobinatge primari s'aplica amb una tensió nominal de forma d'ona sinusoïdal a la freqüència nominal. La pèrdua de càrrega sense -també s'anomena pèrdua constant, que és independent del corrent que passa però està relacionada amb la tensió que suporten els components. Tots dosTransformador de 1000 kvai el transformador de 300 kva segueixen aquesta llei bàsica pel que fa a les característiques de pèrdua de càrrega sense-. Hi ha molts factors que afecten el rendiment sense-càrrega dels transformadors, com ara el rendiment del material de les làmines d'acer al silici, la tecnologia i l'equip de processament i la forma estructural del nucli de ferro. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD té en compte aquests factors per optimitzar el rendiment de pèrdua de càrrega sense -en produir diversos transformadors.
1. Visió general
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD produeix principalment transformadors de potència submergits en oli, transformadors de potència de tipus sec-, transformadors de potència en espiral tridimensionals submergits en oli-, transformadors de potència en espiral tridimensionals-secs, transformadors de potència enrotllats de tipus sec-tri{-, mineria a prova d'explosió-a prova d'explosió-sec-a prova d'aliatge{7}transformadors mòbils d'aliatge{7} transformadors de potència, transformadors de potència de regulació de capacitat de càrrega, transformadors de tipus sec-de locomotores, així com subestacions prefabricades, subestacions modulars, subestacions tipus caixa d'energia eòlica, aparells d'alta i baixa tensió i altres equips de transmissió i distribució. L'empresa integra els conceptes anteriors-d'optimització de pèrdues de càrrega al procés de producció de totes les línies de productes.
Els transformadors són un dels equips elèctrics més importants del sistema elèctric, i reduir la seva pèrdua d'energia té una gran importància econòmica per a la xarxa elèctrica. No-pèrdua de càrrega és un paràmetre bàsic dels transformadors. Un cop connectat a la xarxa elèctrica, cap pèrdua de-càrrega es manté constant independentment de la no-càrrega o magnitud de la càrrega, i no té correlació amb el nivell de càrrega del transformador. En altres paraules, mentre transformadors com el transformador de 1000 kva i el transformador de 300 kva estiguin connectats a la font d'alimentació durant tot l'any, no hi haurà-pèrdua de càrrega contínua i consumeix energia, per la qual cosa és extremadament necessari reduir la pèrdua de-càrrega.
Els factors que afecten el rendiment sense-càrrega dels transformadors inclouen principalment el rendiment del material de les làmines d'acer al silici, la tecnologia i l'equip de processament i la forma estructural del nucli de ferro. Per fabricar transformadors amb menor pèrdua de càrrega sense-, d'una banda, es poden utilitzar làmines d'acer al silici amb menor pèrdua d'unitat; d'altra banda, cal millorar l'estructura i el nivell del procés de fabricació. Tanmateix, basar-se simplement en làmines d'acer al silici amb una pèrdua d'unitat menor augmentarà el cost de fabricació del nucli de ferro, alhora que es redueix la pèrdua de càrrega sense -millorant l'estructura i el procés no només pot estalviar materials, sinó que també estalviarà costos i energia. Només quan les millores estructurals i de procés encara no puguin complir els requisits de rendiment, es tindran en compte les làmines d'acer al silici d'alta-qualitat.
2. Sense-pèrdua de càrrega dels transformadors
Per reduir la-pèrdua sense càrrega dels transformadors, primer cal aclarir-ne la composició i els factors d'influència de cada part, i després prendre mesures específiques. La pèrdua sense càrrega dels transformadors està formada principalment per la pèrdua d'histèresi, la pèrdua de corrent de Foucault i la pèrdua addicional al nucli de ferro, que és una característica comuna tant al transformador de 1000 kva com al transformador de 300 kva.
2.1 Pèrdua d'histèresi
A causa del canvi periòdic del corrent altern al nucli de ferro, la disposició dels dipols en el material ferromagnètic canviarà periòdicament i produirà un fenomen d'histèresi. La pèrdua de potència de la magnetització alterna del nucli de ferro causada per això és la pèrdua d'histèresi. La seva magnitud és proporcional a l'àrea del bucle d'histèresi, i la fórmula de càlcul és: Pₕ=kₕ·f·B¹·⁶ (kW), on kₕ és el coeficient d'histèresi del material, f és la freqüència i B és la densitat de flux magnètic.
2.2 Pèrdua de corrents de Foucault
Quan canvia el flux magnètic que passa pel nucli de ferro, es generarà un corrent circular al nucli de ferro, que circula en el pla perpendicular al vector de flux magnètic i s'anomena corrent de Foucault. La pèrdua de potència generada pel corrent de Foucault a la resistència del nucli de ferro és la pèrdua de corrent de Foucault, i la seva fórmula de càlcul és: Pₑ=kₑ·f²·B²·t² (kW), on t és el gruix de la xapa d'acer al silici. L'acer de silici-modern escrit amb làser pot reduir entre un 30% i un 40% la pèrdua de corrents de Foucault.
2.3 Pèrdua addicional del nucli de ferro
La magnitud de la pèrdua addicional del nucli de ferro està determinada principalment pels factors següents: (1) característiques del material, com ara les característiques direccionals de les làmines d'acer al silici, les característiques de degradació del processament i les característiques de la pel·lícula d'aïllament; (2) Estructura de disseny, com ara la forma d'unió del nucli de ferro, el mode de laminació del nucli de ferro, l'amplada de la volta del nucli de ferro, etc.; (3) Processament del procés, com ara la precisió dimensional i la mida de la rebava del processament de tallat i cisalla, el maneig i la laminació acurada de les làmines d'acer de silici durant el transport i la laminació i la qualitat de la laminació. Per a transformadors de 1000 kva i transformadors de 300 kva, un control raonable d'aquests factors pot reduir eficaçment les pèrdues addicionals.
3. Mètodes per reduir la pèrdua sense-càrrega
L'anàlisi mostra que la pèrdua d'histèresi i la pèrdua de corrent de Foucault del nucli de ferro les determinen principalment els fabricants de xapes d'acer de silici, mentre que la pèrdua addicional està controlada pels fabricants de transformadors. La densitat de flux magnètic del nucli de ferro és un paràmetre clau que no afecta la-pèrdua de càrrega. Per tant, partint de la premissa que la secció transversal efectiva del nucli de ferro es manté sense canvis, cal que la distribució de la densitat del flux magnètic de cada part del nucli de ferro tendeix a ser uniforme i reduir la densitat de flux magnètic local a la cantonada del nucli de ferro. Aquesta idea d'optimització és aplicable a diversos transformadors, inclosos el transformador de 1000 kva i el transformador de 300 kva.
3.1 Canvi de juntes esglaonades a juntes de tres-nivells
Hi ha un buit a la unió de la làmina d'acer al silici del nucli de ferro del transformador, que provocarà un augment sobtat de la resistència magnètica quan passa el flux magnètic. El flux magnètic evita el buit i passa a través de les làmines cap a les laminacions adjacents, augmentant el circuit magnètic local, augmentant la resistència magnètica i augmentant així la pèrdua de càrrega sense -capacitat d'excitació. Com més nivells articulars, menor és la pèrdua local a la zona articular, però el rang de reducció disminueix gradualment. Al mateix temps, el nombre de laminacions de nucli de ferro, les hores de treball-de tall i laminació i la dificultat del procés augmentarà en conseqüència.
Des d'una perspectiva pràctica, les juntes de tres-nivells són una opció ideal. Es compon de tres tipus de laminacions apilades alternativament i només s'afegeix un tipus de laminació a la columna central, la qual cosa augmenta lleugerament la complexitat del procés però millora significativament el rendiment magnètic. Prenent com a exemple un transformador de 1.000 kva, utilitzant el mateix esquema de disseny, estructura i materials, es van realitzar proves amb juntes esglaonades i juntes de tres-nivells respectivament. Els resultats mostren que quan la secció transversal-de la columna central es manté sense canvis, la pèrdua de càrrega sense càrrega de les juntes de tres-nivells és de mitjana un 7% ~ 8% inferior a la de les juntes esglaonades. PerTransformador de 300 kva, es pot aconseguir el mateix efecte significatiu de reducció de pèrdues utilitzant aquesta tecnologia.
3.2 Reducció de l'amplada de la solapa del nucli de ferro
A la cantonada de la laminació del nucli de ferro, l'amplada de la solapa de l'àrea d'unió entre el full de columna central i el full de jou té un impacte directe en el rendiment sense -càrrega. Com més gran és l'àrea de volta, més gran és l'àrea per on passa el flux magnètic i la pèrdua de càrrega sense -augmenta en conseqüència. Les dades de les proves mostren que per cada 1% d'augment de l'àrea de la volta, la pèrdua sense càrrega de les articulacions de 45 graus augmenta un 0,3%. Per tant, cal seleccionar l'àrea de volta amb la millor pèrdua de càrrega sense-i resistència mecànica amb la premissa de complir la resistència mecànica.
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD va optimitzar el transformador de distribució, canviant l'angle de laminació del nucli de ferro de 10 mm a 5 mm, que va augmentar l'àrea de la secció transversal -a la cavitat triangular de la cantonada del nucli de ferro, va reduir la densitat de flux magnètic local i va aconseguir un bon efecte de reducció de pèrdues. Aquest esquema d'optimització s'aplica tant al transformador de 300 kva com al transformador de 1000 kva, que pot controlar eficaçment la pèrdua de càrrega sense -a la vegada que garanteix l'estabilitat estructural.
3.3 Selecció raonable de l'amplada de la làmina del nucli de ferro
La pèrdua sense-càrrega d'un transformador està relacionada amb la pèrdua de ferro de la unitat i el pes del nucli de ferro. Com a part del pes, el pes de la cantonada del nucli de ferro afecta directament la pèrdua sense-càrrega i el cost de fabricació. La selecció de l'amplada de la làmina de nucli de ferro ha de seguir les premisses següents: (1) El nombre de nivells de nucli de ferro és igual; (2) Quan el diàmetre del nucli de ferro és D, l'amplada de la làmina principal es selecciona restant 5 mm o 10 mm de D per garantir que la diferència màxima del diàmetre del nucli de ferro no superi +0.3 mm, cosa que no afecta el conjunt de bobinatge; (3) Les àrees de secció transversal efectives de diferents nuclis de ferro-formats de xapa són teòricament iguals per garantir una densitat de flux magnètic coherent i una pèrdua unitària de ferro; (4) La secció transversal-de la columna del nucli de ferro és coherent amb la del jou.
La pràctica demostra que després de determinar el diàmetre del nucli de ferro adequat, seleccionar l'amplada principal de D menys 10 mm és millor que D menys 5 mm, cosa que pot adonar-se de la disminució gradual de cada nivell d'amplada de la làmina, reduir el pes de la cantonada del nucli de ferro i reduir l'alçada del nucli de ferro i el dipòsit d'oli en 10 mm, estalviant així materials i costos. Aquest mètode és especialment significatiu per al control de costos i la reducció de pèrdues sense-càrrega del transformador de 1000 kva, i també pot aconseguir beneficis considerables en l'estalvi d'energia i la reducció de pèrdues per al transformador de 300 kva.
4. Resum
(1) L'ús de juntes multi-nivell pot reduir la pèrdua de-càrrega del nucli de ferro del transformador. En combinació amb la producció real (tipus de full, hora-home, rendiment, etc.), generalment s'utilitzen juntes de tres-nivells. Aquest esquema pot aconseguir una reducció significativa de pèrdues tant per al transformador de 1000 kva com per al transformador de 300 kva. (2) La reducció de l'àrea de volta del nucli de ferro pot reduir eficaçment la pèrdua de càrrega sense -, i l'àrea de volta òptima s'ha de determinar segons l'estructura del producte. (3) La selecció raonable de l'amplada de la làmina del nucli de ferro (l'amplada de la làmina principal 10 mm més petita que el diàmetre és millor que 5 mm més petit) pot reduir el pes de la cantonada del nucli de ferro i el consum de material i reduir la pèrdua de càrrega.
A més, durant el procés de producció del nucli de ferro, detalls com la mida de la rebava de la làmina del nucli de ferro, el grau de flexió i col·lisió de la làmina d'acer al silici durant l'elevació i el grau de subjecció de la làmina de nucli de ferro també afectaran la pèrdua de càrrega sense -, que s'ha de controlar estrictament.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO, LTDaplica totalment les tecnologies d'optimització anteriors i les mesures de control de qualitat a la producció de diversos transformadors. Amb capacitats professionals de disseny i fabricació, ofereix als clients equips de transmissió i distribució d'energia amb baixes-pèrdues i{2}}alt rendiment.