Introducere
Nicio-pierdere de sarcină se referă la puterea activă consumată atunci când înfășurarea secundară a unui transformator este în circuit deschis-și înfășurarea primară este aplicată cu o tensiune nominală de formă de undă sinusoidală la frecvența nominală. Pierderea fără-sarcină se mai numește și pierdere constantă, care este independentă de curentul care trece, dar este legată de tensiunea suportată de componente. ambeletransformator 1000kvași transformatorul de 300 kva respectă această lege de bază în ceea ce privește caracteristicile de pierdere fără-sarcină. Există mulți factori care afectează performanța fără sarcină a transformatoarelor, cum ar fi performanța materialului tablelor de oțel siliconic, tehnologia și echipamentele de procesare și forma structurală a miezului de fier. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD ia în considerare pe deplin acești factori pentru a optimiza performanța la pierderea fără sarcină la producerea diferitelor transformatoare.
1. Prezentare generală
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD produce în principal transformatoare de putere cu scufundare în ulei, transformatoare de putere de tip uscat-, transformatoare de putere cu bobine tri-immerse în ulei, transformatoare de putere cu bobine de tip-tri{{4}dimensionale uscate, transformatoare de putere cu bobine de tip sec-tri{-dimensionale, transformatoare de tip substată{7}de tip alaj, rezistente la explozie miniere transformatoare de putere, transformatoare de putere cu reglare a capacității de sarcină, transformatoare de tip uscat-locomotive, precum și substații prefabricate, substații modulare, substații de tip cutie de energie eoliană, aparate de comutare de înaltă și joasă tensiune și alte echipamente de transport și distribuție. Compania integrează conceptele de mai sus-de optimizare a pierderilor de sarcină în procesul de producție al tuturor liniilor de produse.
Transformatoarele sunt unul dintre cele mai importante echipamente electrice din sistemul electric, iar reducerea pierderilor de putere a acestora are o mare importanță economică pentru rețeaua electrică. Nicio-pierderea de sarcină este un parametru central al transformatoarelor. Odată conectată la rețeaua electrică, nicio-pierdere de sarcină rămâne constantă indiferent de nicio-sarcină sau magnitudinea sarcinii și nu are nicio corelație cu nivelul de sarcină al transformatorului. Cu alte cuvinte, atâta timp cât transformatoare precum transformatorul de 1000 kva și transformatorul de 300 kva sunt conectate la sursa de alimentare pe tot parcursul anului, nicio-pierdere de sarcină nu va exista în mod continuu și va consuma energie, astfel încât reducerea pierderii fără-sarcină este extrem de necesară.
Factorii care afectează performanța fără-sarcină a transformatoarelor includ în principal performanța materialului tablelor de oțel siliconic, tehnologia și echipamentele de procesare și forma structurală a miezului de fier. Pentru fabricarea transformatoarelor cu pierderi de sarcină mai mici, pe de o parte, pot fi utilizate foi de oțel silicon cu pierderi de unitate mai mici; pe de altă parte, este necesară îmbunătățirea structurii și a nivelului procesului de fabricație. Cu toate acestea, pur și simplu bazarea pe table de oțel siliconic cu pierderi unitare mai mici va crește costul de fabricație al miezului de fier, în timp ce reducerea pierderii fără-sarcină prin îmbunătățirea structurii și procesului poate economisi nu numai materiale, ci și costuri și energie. Numai atunci când îmbunătățirile structurale și ale procesului încă nu pot îndeplini cerințele de performanță, vor fi luate în considerare tablele de oțel silicon de înaltă calitate-.
2. Fără-pierderea de sarcină a transformatoarelor
Pentru a reduce pierderea fără-sarcină a transformatoarelor, este necesar să se clarifice mai întâi compoziția acestora și factorii de influență ai fiecărei piese, apoi să se ia măsuri specifice. Pierderea fără sarcină a transformatoarelor este compusă în principal din pierderi de histerezis, pierderi de curent turbionar și pierderi suplimentare în miezul de fier, care este o caracteristică comună atât la transformatorul de 1000 kva, cât și la transformatorul de 300 kva.
2.1 Pierdere de histerezis
Datorită modificării periodice a curentului alternativ pe miezul de fier, dispunerea dipolilor în materialul feromagnetic se va modifica periodic și va produce fenomen de histerezis. Pierderea de putere a magnetizării alternative a miezului de fier cauzată de aceasta este pierderea prin histerezis. Mărimea sa este proporțională cu aria buclei de histerezis, iar formula de calcul este: Pₕ=kₕ·f·B¹·⁶ (kW), unde kₕ este coeficientul de histerezis al materialului, f este frecvența și B este densitatea fluxului magnetic.
2.2 Pierderea curentului turbionar
Când fluxul magnetic care trece prin miezul de fier se modifică, în miezul de fier se va genera un curent circular, care circulă în plan perpendicular pe vectorul fluxului magnetic și se numește curent turbionar. Pierderea de putere generată de curentul turbionar asupra rezistenței miezului de fier este pierderea curentului turbionar, iar formula sa de calcul este: Pₑ=kₑ·f²·B²·t² (kW), unde t este grosimea tablei de oțel cu siliciu. Oțelul modern cu siliciu scris cu laser-poate reduce pierderile de curent turbionar cu 30%-40%.
2.3 Pierderea suplimentară a miezului de fier
Mărimea pierderii suplimentare a miezului de fier este determinată în principal de următorii factori: (1) Caracteristicile materialelor, cum ar fi caracteristicile direcționale ale tablelor de oțel siliconic, caracteristicile de degradare a procesării și caracteristicile filmului de izolație; (2) Structura de proiectare, cum ar fi forma de îmbinare a miezului de fier, modul de laminare a miezului de fier, lățimea miezului de fier etc.; (3) Prelucrarea procesului, cum ar fi precizia dimensională și dimensiunea bavurilor de prelucrare a decupării și forfecarea, manipularea și laminarea atentă a foilor de oțel siliconat în timpul transportului și laminării și calitatea laminării. Pentru transformatorul de 1000 kva și transformatorul de 300 kva, un control rezonabil al acestor factori poate reduce efectiv pierderile suplimentare.
3. Metode de reducere a pierderii fără-încărcare
Analiza arată că pierderea prin histerezis și pierderea cu curent turbionar a miezului de fier sunt determinate în principal de producătorii de tablă de oțel siliconic, în timp ce pierderea suplimentară este controlată de producătorii de transformatoare. Densitatea fluxului magnetic al miezului de fier este un parametru cheie care afectează lipsa-de sarcină. Prin urmare, pornind de la premisa că secțiunea transversală efectivă-a miezului de fier rămâne neschimbată, este necesar ca distribuția densității fluxului magnetic al fiecărei părți a miezului de fier să tindă să fie uniformă și să se reducă densitatea fluxului magnetic local la colțul miezului de fier. Această idee de optimizare este aplicabilă diferitelor transformatoare, inclusiv transformator de 1000 kva și transformator de 300 kva.
3.1 Schimbarea articulațiilor eșalonate la articulații cu trei-niveluri
Există un gol în îmbinarea tablei de oțel siliciu a miezului de fier al transformatorului, ceea ce va duce la o creștere bruscă a rezistenței magnetice atunci când fluxul magnetic trece. Fluxul magnetic ocolește golul și trece prin foile în laminările adiacente, crescând circuitul magnetic local, crescând rezistența magnetică și astfel crescând pierderea fără sarcină și capacitatea de excitare. Cu cât nivelul articulațiilor este mai mare, cu atât pierderea locală în zona articulației este mai mică, dar intervalul de reducere scade treptat. În același timp, numărul de laminări cu miez de fier, de ore de forfecare și laminare și de dificultatea procesului vor crește în mod corespunzător.
Dintr-o perspectivă practică, îmbinările pe trei-nivele sunt alegerea ideală. Este compus din trei tipuri de laminare stivuite alternativ și doar un singur tip de laminare este adăugat la coloana de miez, ceea ce crește ușor complexitatea procesului, dar îmbunătățește semnificativ performanța magnetică. Luând ca exemplu un transformator de 1000 kva, folosind aceeași schemă de proiectare, structură și materiale, testele au fost efectuate cu îmbinări eșalonate și respectiv îmbinări pe trei-nivele. Rezultatele arată că atunci când-secțiunea transversală a stâlpului central rămâne neschimbată, pierderea fără sarcină a rosturilor cu trei-nivele este cu 7%~8% mai mică decât cea a îmbinărilor eșalonate în medie. Pentrutransformator de 300 kva, același efect semnificativ de reducere a pierderilor poate fi obținut prin utilizarea acestei tehnologii.
3.2 Reducerea lățimii de acoperire a miezului de fier
La colțul laminării miezului de fier, lățimea suprafeței zonei de îmbinare dintre foaia de coloană a miezului și foaia de jug are un impact direct asupra performanței fără-încărcare. Cu cât aria de suprafață este mai mare, cu atât aria prin care trece fluxul magnetic este mai mare, iar pierderea fără sarcină crește în consecință. Datele de testare arată că pentru fiecare creștere cu 1% a suprafeței poalei, pierderea fără-sarcină a articulațiilor de 45 de grade crește cu 0,3%. Prin urmare, este necesar să selectați suprafața cu cea mai bună pierdere de sarcină-și rezistență mecanică pe premisa îndeplinirii rezistenței mecanice.
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD a optimizat transformatorul de distribuție, modificând unghiul de laminare a miezului de fier de la 10 mm la 5 mm, ceea ce a mărit zona secțiunii transversale-la cavitatea triunghiulară a colțului miezului de fier, a redus densitatea fluxului magnetic local și a obținut un efect bun de reducere a pierderilor. Această schemă de optimizare este aplicabilă atât pentru transformatorul de 300 kva, cât și pentru transformatorul de 1000 kva, care poate controla eficient pierderile de sarcină fără-asigurând în același timp stabilitatea structurală.
3.3 Selectarea rezonabilă a lățimii tablei miez de fier
Pierderea fără-sarcină a unui transformator este legată de pierderea unității de fier și de greutatea miezului de fier. Ca parte a greutății, greutatea colțului miezului de fier afectează direct pierderea fără-sarcină și costul de fabricație. Alegerea lățimii tablei cu miez de fier trebuie să respecte următoarele premise: (1) Numărul de niveluri de miez de fier este egal; (2) Când diametrul miezului de fier este D, lățimea tablei principale este selectată prin scăderea a 5 mm sau 10 mm din D pentru a se asigura că diferența maximă a diametrului miezului de fier nu depășește +0.3 mm, ceea ce nu afectează ansamblul de înfășurare; (3) Zonele efective de-secțiuni transversale ale diferitelor miezuri de fier-în formă de tablă sunt teoretic egale pentru a asigura o densitate constantă a fluxului magnetic și o pierdere unitară de fier; (4) Secțiunea transversală-a coloanei cu miez de fier este în concordanță cu cea a jugului.
Practica arată că, după determinarea diametrului adecvat al miezului de fier, selectarea lățimii principale a foii de D minus 10 mm este mai bună decât D minus 5 mm, ceea ce poate realiza scăderea treptată a fiecărui nivel de lățime a foii, reduce greutatea colțului miezului de fier și reduce înălțimea miezului de fier și a rezervorului de ulei cu 10 mm, economisind astfel materiale și costuri. Această metodă este deosebit de importantă pentru controlul costurilor și reducerea pierderilor fără-sarcină a transformatorului de 1000 kva și poate obține, de asemenea, beneficii considerabile de economisire a energiei și reducerea pierderilor pentru transformatorul de 300 kva.
4. Rezumat
(1) Utilizarea îmbinărilor pe mai multe-niveluri poate reduce pierderea fără-sarcină a miezului de fier al transformatorului. În combinație cu producția reală (tipul foii, oră-de muncă, performanță etc.), se folosesc în general îmbinări cu trei-nivele. Această schemă poate obține o reducere semnificativă a pierderilor atât pentru transformatorul de 1000 kva, cât și pentru transformatorul de 300 kva. (2) Reducerea suprafeței de suprafață a miezului de fier poate reduce în mod eficient pierderea fără-sarcină, iar suprafața optimă a copei trebuie determinată în funcție de structura produsului. (3) Selectarea rezonabilă a lățimii foii cu miez de fier (lățimea tablei principale cu 10 mm mai mică decât diametrul este mai bună decât cu 5 mm) poate reduce greutatea colțului miezului de fier și consumul de material și poate reduce pierderea de sarcină.
În plus, în timpul procesului de producție a miezului de fier, detalii precum dimensiunea bavurilor tablei cu miez de fier, gradul de îndoire și de coliziune a tablei de oțel siliconat în timpul ridicării și gradul de prindere a tablei de miez de fier vor afecta, de asemenea, pierderea fără sarcină, care trebuie controlată cu strictețe.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDaplică pe deplin tehnologiile de optimizare de mai sus și măsurile de control al calității la producția diferitelor transformatoare. Cu capabilități profesionale de proiectare și producție, oferă clienților echipamente de transmisie și distribuție a energiei electrice cu pierderi reduse-și-înalte performanțe.