Введение

Потери без-нагрузки относятся к активной мощности, потребляемой, когда вторичная обмотка трансформатора разомкнута-и включена в цепь, а на первичную обмотку подается номинальное напряжение синусоидальной формы и номинальной частоты. Потери без-нагрузки также называются постоянными потерями, которые не зависят от проходящего тока, но связаны с напряжением, выдерживаемым компонентами. ОбаТрансформатор 1000 кваи трансформатор на 300 кВА соответствуют этому основному закону с точки зрения характеристик потерь при нулевой-нагрузке. На работу трансформаторов без нагрузки- влияет множество факторов, таких как характеристики материала листов кремнистой стали, технология обработки и оборудование, а также структурная форма железного сердечника. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD полностью учитывает эти факторы для оптимизации характеристик потерь без нагрузки-при производстве различных трансформаторов.

1. Обзор

JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD в основном производит масляные силовые трансформаторы, силовые трансформаторы сухого-типа, масляные трехмерные-силовые трансформаторы со спиральной обмоткой, сухие-типа трехмерные силовые трансформаторы со спиральной обмоткой, взрывобезопасные-сухие трансформаторы-типа, взрывозащищенные мобильные подстанции, силовые трансформаторы из аморфного сплава, нагрузочную способность регулирующие силовые трансформаторы, локомотивные сухие-трансформаторы, а также сборные подстанции, модульные подстанции, ветроэнергетические подстанции коробчатого типа, распределительные устройства высокого и низкого напряжения и другое передающее и распределительное оборудование. Компания интегрирует вышеупомянутые концепции оптимизации потерь без-нагрузки в производственный процесс всех линеек продукции.

Трансформаторы являются одним из важнейших электротехнических устройств в энергосистеме, и снижение их потерь мощности имеет большое экономическое значение для энергосистемы. Отсутствие-потерь нагрузки является основным параметром трансформаторов. После подключения к электросети потери при отсутствии-нагрузки остаются постоянными независимо от отсутствия-нагрузки или ее величины и не коррелируют с уровнем нагрузки трансформатора. Другими словами, пока трансформаторы, такие как трансформатор на 1000 кВА и трансформатор на 300 кВА, подключены к источнику питания круглый год, потери нагрузки не- будут существовать постоянно и потреблять энергию, поэтому сокращение потерь нагрузки без-крайне необходимо.

Факторы, влияющие на работу трансформаторов на холостом ходу, в основном включают характеристики материала листов кремнистой стали, технологию обработки и оборудование, а также конструктивную форму железного сердечника. Для изготовления трансформаторов с меньшими потерями ну-нагрузки, с одной стороны, можно использовать листы кремнистой стали с меньшими удельными потерями; с другой стороны, необходимо совершенствовать структуру и уровень производственного процесса. Однако простое использование листов кремнистой стали с меньшими удельными потерями приведет к увеличению стоимости производства железного сердечника, а сокращение потерь без нагрузки за счет улучшения структуры и процесса может не только сэкономить материалы, но также сэкономить затраты и энергию. Только когда структурные и технологические усовершенствования по-прежнему не могут удовлетворить требования к производительности, будут рассматриваться варианты использования высококачественных-листов из кремнистой стали.

2. Отсутствие-потерь нагрузки трансформаторов.

Для снижения потерь холостого хода трансформаторов необходимо сначала уточнить их состав и влияющие факторы каждой части, а затем принимать целенаправленные меры. Потери трансформаторов на холостом ходу в основном состоят из потерь на гистерезис, потерь на вихревые токи и дополнительных потерь в железном сердечнике, что является общей чертой трансформаторов мощностью 1000 и 300 кВА.

2.1 Потери на гистерезис

Из-за периодического изменения переменного тока на железном сердечнике расположение диполей в ферромагнитном материале будет периодически меняться и вызывать явление гистерезиса. Вызванные этим потери мощности переменного намагничивания железного сердечника являются гистерезисными потерями. Его величина пропорциональна площади петли гистерезиса, а формула расчета имеет вид: Pₕ=kₕ·f·B¹·⁶ (кВт), где kₕ — коэффициент гистерезиса материала, f — частота, а B — плотность магнитного потока.

2.2 Потери на вихревые токи

При изменении магнитного потока, проходящего через железный сердечник, в железном сердечнике будет генерироваться круговой ток, который циркулирует в плоскости, перпендикулярной вектору магнитного потока, и называется вихревым током. Потери мощности, вызванные вихревыми токами на сопротивлении железного сердечника, представляют собой потери на вихревые токи, и формула их расчета следующая: Pₑ=kₑ·f²·B²·t² (кВт), где t — толщина листа кремнистой стали. Современная кремниевая сталь, нанесённая лазером-, позволяет снизить потери на вихревые токи на 30–40 %.

2.3 Дополнительные потери в железном сердечнике

Величина дополнительных потерь железного сердечника в основном определяется следующими факторами: (1) характеристиками материала, такими как характеристики направления листов кремнистой стали, характеристики деградации при обработке и характеристики изоляционной пленки; (2) Конструкция конструкции, такая как форма соединения железного сердечника, режим ламинирования железного сердечника, ширина перекрытия железного сердечника и т. д.; (3) Технологическая обработка, такая как точность размеров и размер заусенцев при вырубке и резке, бережное обращение и ламинирование листов кремнистой стали во время транспортировки и ламинирования, а также качество ламинирования. Для трансформатора мощностью 1000 кВА и трансформатора 300 кВА разумный контроль этих факторов может эффективно снизить дополнительные потери.

3. Методы снижения-потери нагрузки

Анализ показывает, что потери на гистерезис и потери на вихревые токи железного сердечника в основном определяются производителями листов из кремнистой стали, тогда как дополнительные потери контролируются производителями трансформаторов. Плотность магнитного потока железного сердечника является ключевым параметром, влияющим на отсутствие-потерь нагрузки. Следовательно, исходя из того, что эффективное поперечное сечение - железного сердечника остается неизменным, необходимо сделать распределение плотности магнитного потока каждой части железного сердечника равномерным и уменьшить локальную плотность магнитного потока в углах железного сердечника. Эта идея оптимизации применима к различным трансформаторам, включая трансформатор на 1000 кВА и трансформатор на 300 кВА.

3.1 Изменение шахматных соединений на трех-уровневые соединения

В соединении листа кремнистой стали железного сердечника трансформатора имеется зазор, который приведет к внезапному увеличению магнитного сопротивления при прохождении магнитного потока. Магнитный поток обходит зазор и проходит через листы в соседние пластины, увеличивая местную магнитную цепь, увеличивая магнитное сопротивление и, таким образом, увеличивая потери на холостом ходу и мощность возбуждения. Чем больше суставных уровней, тем ниже локальные потери в области сустава, но диапазон редукции постепенно уменьшается. В то же время соответственно возрастет количество пластинок железного сердечника, человеко-часов резки и ламинирования, а также сложность процесса.

С практической точки зрения трехуровневые соединения- являются идеальным выбором. Он состоит из трех типов пластин, уложенных поочередно, а к стержневой колонне добавляется только один тип пластин, что немного увеличивает сложность процесса, но значительно улучшает магнитные характеристики. На примере трансформатора мощностью 1000 кВА, с использованием той же конструктивной схемы, конструкции и материалов, испытания были проведены с шахматными соединениями и трех-уровневыми соединениями соответственно. Результаты показывают, что, когда поперечное-сечение основной колонны остается неизменным, потеря нагрузки без-трех-уровневых соединений в среднем на 7–8 % ниже, чем у шахматных соединений. ДляТрансформатор 300 ква, такого же значительного эффекта снижения потерь можно добиться с помощью этой технологии.

3.2 Уменьшение ширины нахлеста железного сердечника

В углу пластины железного сердечника ширина перехлеста области соединения между листом колонны сердечника и листом ярма оказывает прямое влияние на характеристики холостого хода. Чем больше площадь перекрытия, тем больше площадь, через которую проходит магнитный поток, и соответственно увеличиваются потери на холостом ходу. Данные испытаний показывают, что на каждый 1% увеличения площади перехлеста потеря нагрузки без-сочленений под углом 45 градусов увеличивается на 0,3%. Поэтому необходимо выбрать область перекрытия с наилучшей нулевой-потерью нагрузки и механической прочностью, исходя из обеспечения механической прочности.

Компания JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD оптимизировала распределительный трансформатор, изменив угол ламинирования железного сердечника с 10 мм до 5 мм, что увеличило площадь поперечного- сечения в треугольной полости угла железного сердечника, уменьшило локальную плотность магнитного потока и добилось хорошего эффекта снижения потерь. Эта схема оптимизации применима как к трансформатору мощностью 300 кВА, так и к трансформатору мощностью 1000 кВА, который может эффективно контролировать отсутствие-потерь нагрузки, обеспечивая при этом структурную стабильность.

3.3 Разумный выбор ширины листа железного сердечника

Потери трансформатора на холостом ходу зависят от удельных потерь в железе и веса железного сердечника. Угловой вес железного сердечника, являющийся частью веса, напрямую влияет на потери при нулевой нагрузке и стоимость производства. Выбор ширины листа железного сердечника должен соответствовать следующим предпосылкам: (1) количество уровней железного сердечника одинаково; (2) Когда диаметр железного сердечника равен D, ширина основного листа выбирается путем вычитания 5 мм или 10 мм из D, чтобы гарантировать, что максимальная разница диаметра железного сердечника не превышает +0.3 мм, что не влияет на узел обмотки; (3) Эффективные площади поперечного сечения-железных сердечников различной листовой-формы теоретически равны, чтобы обеспечить постоянную плотность магнитного потока и потери на единицу железа; (4) Поперечное сечение - колонны с железным сердечником соответствует поперечному сечению ярма.

Практика показывает, что после определения подходящего диаметра железного сердечника выбор ширины основного листа D минус 10 мм лучше, чем D минус 5 мм, что позволяет реализовать постепенное уменьшение каждого уровня ширины листа, уменьшить угловой вес железного сердечника и уменьшить высоту железного сердечника и масляного бака на 10 мм, что позволяет сэкономить материалы и затраты. Этот метод особенно важен для контроля затрат и снижения потерь без-нагрузки трансформатора мощностью 1000 кВА, а также может обеспечить значительную экономию энергии и снижение потерь для трансформатора мощностью 300 кВА.

4. Резюме

(1) Использование многоуровневых соединений может снизить-потери нагрузки в железном сердечнике трансформатора. В сочетании с фактическим производством (тип листа, человеко-час, производительность и т. д.) обычно используются трех-уровневые соединения. Эта схема может обеспечить значительное снижение потерь как для трансформатора на 1000 кВА, так и для трансформатора на 300 кВА. (2) Уменьшение площади нахлеста железного сердечника может эффективно снизить потери без-нагрузки, поэтому оптимальную площадь нахлеста следует определять в соответствии со структурой продукта. (3) Разумный выбор ширины листа железного сердечника (ширина основного листа на 10 мм меньше диаметра лучше, чем на 5 мм меньше) может уменьшить угловой вес железного сердечника и расход материала, а также снизить ну-потери нагрузки.

Кроме того, в процессе производства железного сердечника такие детали, как размер заусенцев листа с железным сердечником, степень изгиба и столкновения листа из кремнистой стали во время подъема, а также степень зажима листа с железным сердечником, также влияют на потерю нагрузки без-, которую необходимо строго контролировать.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD.в полной мере применяет вышеуказанные технологии оптимизации и меры контроля качества при производстве различных трансформаторов. Обладая профессиональными возможностями проектирования и производства, она предоставляет клиентам оборудование для передачи и распределения электроэнергии с низкими-потерями и высокой-производительностью.