Um método para reduzir a perda sem carga
A perda sem carga é um parâmetro importante detransformador, representando 20% ~ 30% da perda total do transformador. Para reduzir a perda sem carga, é necessário reduzir o núcleo total, a perda unitária e o coeficiente do processo. As principais formas de reduzir a perda sem carga são as seguintes:
(1) Adote chapa de aço silício de alta permeabilidade e chapa de liga amorfa. Espessura de chapa de aço silício comum 0 0,3 ~ 0 0,35 mm, baixa perda, pode ser usada 0 0,15 ~ 0 0,27 mm. Ao mesmo tempo, se for utilizado o empilhamento escalonado, a perda de ferro pode ser reduzida em cerca de 8%. A irradiação a laser, a indentação mecânica e o tratamento a plasma podem reduzir a perda de chapas de aço silício de alta permeabilidade. A perda por correntes parasitas de chapas de liga amorfa e chapas de aço silício com teor de silício de 6,5% é menor do que a da chapa de aço silício comum de alta permeabilidade.
(2) Reduza o coeficiente do processo. O coeficiente de perda do processo está relacionado a muitos fatores, como material da chapa de aço silício, recozimento de equipamentos de puncionamento e cisalhamento, grau de fixação e assim por diante. Também é muito importante ajustar razoavelmente a precisão da ferramenta do equipamento de puncionamento e cisalhamento.
(3) Melhorar a estrutura central. O núcleo não é perfurado, a fita de vidro não é encadernada, a face final é revestida com tinta de cura e a interfase é encadernada com fita de aço de alta resistência. As placas de desenho que conectam os clipes superior e inferior em ambos os lados da coluna central são feitas de placas de aço não magnéticas. Lascas de ferro de grande capacidade não são pintadas para melhorar o coeficiente de enchimento e o desempenho de resfriamento. Os dois jugos do núcleo de ferro são feitos de ferramentas forçadas e adesivos para formar um todo sólido, plano, vertical e de alta precisão. Reduzir a largura da volta do núcleo pode reduzir a perda. Para cada 1% de redução na área da volta, a perda sem carga será reduzida em 0,3%. As diferentes marcas de chapas de aço silício no núcleo consumirão energia, por isso devem ser menos misturadas ou não.
(4) Reduza o tamanho da janela principal. Mude o isolamento do enrolamento (espessura) de isolamento de volta constante para isolamento de volta variável. Por exemplo, de acordo com o transformador de distribuição de tensão de impacto 120,000/110, a espessura do isolamento de espira de uma extremidade do enrolamento de alta tensão e da seção de regulação é de 1,35 mm, e as outras seções são 0,95 mm. Portanto, após reduzir o tamanho da janela, o peso do ferro é reduzido em 1,67%. Sob a premissa de segurança, estreitar razoavelmente a distância entre a passagem de ar principal alta e baixa, reduzir a passagem de óleo entre a torta, estreitar a distância entre as fases e fortalecer o tratamento de isolamento (adicionar anéis de canto, divisórias, etc.). O enrolamento adota meia estrutura de passagem de óleo para encurtar a distância central, o peso do ferro e a perda de ferro da coluna central.
(5) Projete um núcleo não ressonante. A frequência de ressonância do núcleo de ferro é projetada no segmento de frequência apropriado, de modo que não pode produzir ressonância forte, e o efeito de redução de ruído é óbvio, e a energia usada para redução de ruído pode ser economizada.
(6) Transformador de núcleo de bobina e transformador de núcleo tridimensional. O núcleo laminado tem quatro cantos afiados a menos que um núcleo laminado tradicional. O enrolamento contínuo aproveita ao máximo o posicionamento da chapa de aço silício e adota o processo de recozimento para reduzir perdas adicionais. Para o núcleo da bobina R, o fator do ciclo de trabalho da seção é próximo de 100%. O jugo do núcleo tridimensional tem formato triangular e 25% mais leve que o núcleo laminado plano. Esses fatores indicam que núcleos laminados e tridimensionais são mais eficientes energeticamente.
2. Métodos para reduzir a perda de carga
A perda de carga é responsável por 70% a 80% da perda total, incluindo perda de resistência DC do enrolamento (perda básica), perda de vórtice de fio, perda de circulação entre enrolamentos, perda de fio e peças estruturais (como talas, placa de aço, parede de caixa, parafusos , placa de tração com núcleo de ferro, etc.). As principais formas de reduzir a perda de carga são as seguintes:
(1) Limite a perda adicional causada por vazamento magnético. Calcule o equilíbrio de amperes-voltas e ajuste os amperes-voltas de acordo com o resultado; O enrolamento adota um arranjo baixo-alto-baixo ou alto-baixo-alto; Limite a largura e a espessura da linha plana; Selecione o método de transposição mais adequado de acordo com o campo magnético; Use fios de transposição ou fios combinados.
(2) Reduza o tamanho do isolamento principal e da estrutura de isolamento longitudinal. O enrolamento de alta tensão adota tecnologia de distribuição de gradiente de tensão de impulso igual, o que pode reduzir o tamanho do isolamento longitudinal. Tubo de papel fino e pequena lacuna de óleo são adotados entre os enrolamentos. O papel ondulado é o principal isolamento; O formato da peça formadora é exatamente igual ao do equipotencial, o formato do anel de canto é consistente com o formato da linha equipotencial e o anel de canto dividido é usado como parte estrutural; O diâmetro interno do enrolamento é enrolado no papel isolante, mas o meio do segmento de linha é fornecido com uma passagem axial de óleo; Mais fio esmaltado com acetal é usado, e fio de acetal QQ-2 ou QQB é usado em vez de fio plano enrolado em papel com 0,45 mm de espessura. Como o isolamento das duas primeiras voltas é 2×(0.056~0,079) mm, o coeficiente de enchimento do enrolamento é alto, o que atende aos requisitos do isolamento das voltas; A maioria deles usa enrolamento cilíndrico. Como não há passagem de óleo entre as tortas, o resfriamento depende principalmente da passagem de óleo vertical axial, boa dissipação de calor, bom coeficiente de enchimento e características de impacto, giros uniformes e pequena força de curto-circuito; Reduza adequadamente a distância entre o isolamento principal (diâmetro, extremidade).
(3) O processo relevante é adotado de acordo com o cálculo. De acordo com o cálculo de impacto, determina-se que a estrutura de isolamento vertical, almofada, suporte e chanfro metálico estão em bom estado; Calcule o campo magnético de vazamento e a distribuição de correntes parasitas para orientar o modo de transposição; A distribuição axial do enrolamento é uniforme e a cinta central é feita de material não magnético. A coluna central e as peças de ferro da forquilha são fornecidas com blindagem especial para aliviar o campo elétrico; O enrolamento regulador de pressão é separado camada por camada. O processo é montado, o enrolamento interno é enrolado diretamente no cilindro de isolamento, a altura é estritamente controlada, a tolerância do diâmetro é pequena, a folga definida é pequena, o novo processo de manga quente é adotado, toda a bandeja e placa de pressão são usadas , o enrolamento é transposto por papel Dinison, com secagem sob pressão, e o enrolamento é colocado na sala de secagem isolada para evitar umidade.
(4) Use fios de baixa perda e baixa resistência. Use o desenho para retirar o fio de cobre sem oxigênio, como uma prensa de extrusão contínua de cobre. Se puder ser usado em transformadores, pode economizar energia e reduzir volume, além de ter certas perspectivas de aplicação.
(5) Usar as características do projeto da estrutura de isolamento pode reduzir o volume. A camada de cobertura, barreira, blindagem e camada de isolamento são definidas adequadamente usando as características do dielétrico líquido do óleo do transformador; O separador é adicionado à pequena lacuna de óleo usando o efeito de distância do óleo. Aproveitando o efeito de volume do óleo com papel ondulado; Use o efeito de espessura da camada isolante no óleo para aumentar o isolamento e aumentar a tensão de ruptura, mas não muito espessa; O separador é ajustado usando a distância máxima de intensidade de campo característica do separador no óleo.
(6) Estrutura de isolamento avançada. O enrolamento adequado é adotado para melhorar o coeficiente de enchimento, e o novo enrolamento espiral (ou contínuo) é adotado na passagem axial do óleo para reduzir efetivamente o volume do enrolamento. A estrutura de compressão de materiais não metálicos ou não magnéticos é usada para a parte de concentração de vazamento de fluxo magnético, e a ranhura de vazamento de fluxo magnético é direcionada com blindagem eletromagnética, e a perda de carga pode ser reduzida em 3% a 8%.
(7) Proteção interna do enrolamento preferencial. As medidas de proteção do enrolamento interno incluem anéis de capacitor, voltas de fio estático, compensação em série (capacitor de bolo adicional), tela de potencial igual, enrolamento emaranhado ou enrolamento de blindagem interna. Todos eles têm a capacidade de reduzir as sobretensões utilizadas para isolamento primário e longitudinal sob choque, reduzindo assim o volume e o consumo de energia do transformador.
(8) O longo enrolamento circular é conectado com Yyn0 para reduzir a altura e economizar energia. Usar um núcleo de ferro oblongo, enrolamento ou enrolamento oval ou retangular com cantos arredondados é, na prática, mais eficiente em termos energéticos do que uma seção circular tradicional. Yyn0 é inferior ao conector conectado pelo Dyn11, e os três podem compartilhar uma chave de conector de disco, que possui estrutura simples e pequeno volume. O primeiro é 2% mais pesado que o segundo para transformadores de 500kVA, o ferro é 6% mais pesado, o óleo é 11% mais pesado, economizando materiais e energia. Para transformadores secos, quanto maior o enrolamento, mais óbvia será a diferença de temperatura superior e inferior, o que favorece a dissipação de calor e a economia de energia.
3. Métodos para reduzir perdas perdidas
A perda parasita é um caso especial de perda de carga, portanto os métodos para reduzi-la são discutidos separadamente. A perda parasita inclui a perda de peças estruturais (clipes do núcleo, anéis de blindagem, etc.). Perda pelo condutor (suporte do invólucro); Perdas de condutores paralelos (através de fios de alta corrente) e perdas de tanques de combustível. Existem várias maneiras principais de reduzir a perda perdida:
(1) De acordo com a análise magnética e a medição física, o uso de pequenos clipes de núcleo, cancela a placa de núcleo da coluna central monofásica, aumenta a lacuna na superfície do núcleo e usa materiais magnéticos baixos ou não magnéticos para a placa de tração do núcleo e as peças estruturais (como parafusos) no campo de vazamento, o que pode reduzir a perda perdida da estrutura interna.
(2) Para a caixa de saída do invólucro e parte da tampa da caixa, configure cuidadosamente o fio para controlar o campo magnético, usando blindagem de placa de cobre ou material não magnético, a tampa do invólucro é feita de alumínio. A placa de aço silício também pode ser disposta entre o enrolamento e a braçadeira para absorver o fluxo magnético entre a braçadeira e o tanque. A cinta de metal não ferroso é enterrada no local onde o campo magnético é mais forte, o que pode reduzir a perda parasita da bucha de alta corrente e da parte do fio. (3) Para grandes transformadores, a derivação magnética é realizada ao longo da placa de aço silício embutida com alta permeabilidade ao longo da parede da caixa, e a absorção do fluxo magnético da parede da caixa é chamada de blindagem magnética; Ou use metais não ferrosos com cobre e alumínio de alta condutividade como revestimento para gerar reação de corrente parasita e reduzir vazamento magnético e blindagem de pesagem na parede do tanque. Em geral, a blindagem magnética é melhor que a blindagem elétrica, o que pode reduzir a perda parasita do tanque.
(4) Cálculo quantitativo do circuito de fluxo de óleo, uso de defletores, separação razoável de enrolamentos, resfriamento uniforme, otimização de tanque de óleo corrugado, radiador de cavacos, resfriador, ventilador economizador de energia, bomba de óleo, para obter a energia mais econômica - economizando resfriamento menos perdas perdidas.
(5) Ventilador de plástico reforçado com fibra de vidro, alta eficiência e baixo ruído. Substituir o cooler antigo por um novo e adotar um cooler com fonte de alimentação de frequência variável pode reduzir a perda de equipamentos auxiliares.
