Eine Methode zur Reduzierung von Leerlaufverlusten
Der Leerlaufverlust ist ein wichtiger Parameter vonTransformator, was 20 bis 30 % des gesamten Transformatorverlusts ausmacht. Um den Leerlaufverlust zu reduzieren, ist es notwendig, den Gesamtkern, den Einheitsverlust und den Prozesskoeffizienten zu reduzieren. Die wichtigsten Möglichkeiten zur Reduzierung von Leerlaufverlusten sind folgende:
(1) Verwendung von hochpermeablem Siliziumstahlblech und amorphem Legierungsblech. Gewöhnliches Siliziumstahlblech mit einer Dicke von 0,3 bis 0,35 mm, geringer Verlust, kann von 0,15 bis 0,27 mm verwendet werden. Gleichzeitig kann bei Verwendung der Stufenstapelung der Eisenverlust um etwa 8 % reduziert werden. Laserbestrahlung, mechanische Einkerbung und Plasmabehandlung können den Verlust von hochpermeablem Siliziumstahlblech reduzieren. Der Wirbelstromverlust von amorphem Legierungsblech und Siliziumstahlblech mit einem Siliziumgehalt von 6,5 % ist geringer als der von herkömmlichem Siliziumstahlblech mit hoher Permeabilität.
(2) Reduzieren Sie den Prozesskoeffizienten. Der Prozessverlustkoeffizient hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B. dem Material des Siliziumstahlblechs, dem Glühen der Stanz- und Scherausrüstung, dem Klemmgrad usw. Es ist auch sehr wichtig, die Werkzeuggenauigkeit von Stanz- und Schergeräten angemessen anzupassen.
(3) Verbessern Sie die Kernstruktur. Der Kern ist nicht gestanzt, das Glasband ist nicht gebunden, die Endfläche ist mit aushärtender Farbe beschichtet und die Zwischenphase ist mit hochfestem Stahlband gebunden. Die Ziehplatten, die die oberen und unteren Klammern auf beiden Seiten der Kernsäule verbinden, bestehen aus nichtmagnetischen Stahlplatten. Eisenspäne mit großer Kapazität werden nicht lackiert, um den Füllkoeffizienten und die Kühlleistung zu verbessern. Die beiden Joche des Eisenkerns bestehen aus Zwangswerkzeugen und Klebstoffen, um ein solides, flaches, vertikales und hochpräzises Ganzes zu bilden. Eine Verringerung der Überlappungsbreite des Kerns kann den Verlust verringern. Für jede Reduzierung der Überlappungsfläche um 1 % verringert sich der Leerlaufverlust um 0,3 %. Die verschiedenen Marken von Siliziumstahlblechen im Kern verbrauchen Energie und sollten daher weniger oder gar nicht gemischt werden.
(4) Reduzieren Sie die Größe des Kernfensters. Ändern Sie die Wicklungsisolierung (Dicke) von einer Isolierung mit konstanter Windung auf eine Isolierung mit variabler Windung. Gemäß der Stoßspannungsverteilung des 120,000/110-Transformators beträgt die Windungsisolationsdicke an einem Ende der Hochspannungswicklung und des Regelabschnitts beispielsweise 1,35 mm und die der anderen Abschnitte 0,95 mm. Daher wird nach der Reduzierung der Fenstergröße das Eisengewicht um 1,67 % reduziert. Unter der Voraussetzung der Sicherheit sollte der Abstand zwischen dem hohen und dem niedrigen Hauptluftkanal angemessen verringert, der Öldurchgang zwischen den Kuchen verringert, der Abstand zwischen den Phasen verringert und die Isolationsbehandlung verstärkt werden (Eckringe, Trennwände usw. hinzufügen). Die Wicklung verfügt über eine Halbölkanalstruktur, um den Achsabstand, das Eisengewicht und den Eisenverlust der Kernsäule zu verkürzen.
(5) Entwerfen Sie einen nicht resonanten Kern. Die Resonanzfrequenz des Eisenkerns ist auf das entsprechende Frequenzsegment ausgelegt, sodass keine starke Resonanz erzeugt werden kann. Der Geräuschreduzierungseffekt ist offensichtlich und die zur Geräuschreduzierung verwendete Energie kann eingespart werden.
(6) Spulenkerntransformator und dreidimensionaler Kerntransformator. Der gerollte Kern hat vier scharfe Ecken weniger als ein herkömmlicher laminierter Kern. Das kontinuierliche Wickeln nutzt die Positionierung des Siliziumstahlblechs voll aus und übernimmt den Glühprozess, um zusätzliche Verluste zu reduzieren. Für den R-Spulenkern liegt der Tastverhältnisfaktor des Abschnitts nahe bei 100 %. Das Joch des dreidimensionalen Kerns hat eine dreieckige Form und ist 25 % leichter als das des flachgewalzten Kerns. Diese Faktoren weisen darauf hin, dass gewalzte und dreidimensionale Kerne energieeffizienter sind.
2. Methoden zur Reduzierung des Lastverlusts
Der Lastverlust macht 70 % bis 80 % des Gesamtverlusts aus, einschließlich des Gleichstromwiderstandsverlusts der Wicklung (Grundverlust), des Drahtwirbelverlusts, des Zirkulationsverlusts zwischen den Wicklungen, des Drahtverlusts und von Strukturteilen (z. B. Schienen, Stahlplatten, Kastenwände, Schrauben). , Eisenkern-Zugplatte usw.). Die wichtigsten Möglichkeiten zur Reduzierung des Lastverlusts sind folgende:
(1) Begrenzen Sie den zusätzlichen Verlust, der durch magnetische Streuung verursacht wird. Berechnen Sie das Ampere-Windungs-Gleichgewicht und passen Sie die Ampere-Windungen entsprechend dem Ergebnis an. Die Wicklung nimmt eine Niedrig-Hoch-Tief- oder Hoch-Tief-Hoch-Anordnung an; Begrenzen Sie die Breite und Dicke der flachen Linie; Wählen Sie je nach Magnetfeld die am besten geeignete Transpositionsmethode. Verwenden Sie Transpositionsdrähte oder Kombinationsdrähte.
(2) Reduzieren Sie die Größe der Hauptisolierung und der Längsisolierungsstruktur. Die Hochspannungswicklung nutzt die Technologie zur gleichmäßigen Impulsspannungsgradientenverteilung, wodurch die Größe der Längsisolierung verringert werden kann. Zwischen den Wicklungen werden ein dünner Papierschlauch und ein kleiner Ölspalt verwendet. Wellpappe ist die Hauptisolierung; Die Form des Formteils entspricht genau der des Äquipotentials, die Form des Eckrings stimmt mit der Form der Äquipotentiallinie überein und der geteilte Eckring wird als Strukturteil verwendet; Der Innendurchmesser der Wicklung ist auf Isolierpapier gewickelt, die Mitte des Leitungssegments ist jedoch mit einem axialen Ölkanal versehen; Es wird mehr Acetal-Lackdraht verwendet, und anstelle von 0,45 mm dickem, mit Papier umwickeltem Flachdraht wird QQ-2- oder QQB-Acetal-Draht verwendet. Da die Isolierung der ersten beiden Windungen 2×(0.056~0,079) mm beträgt, ist der Füllkoeffizient der Wicklung hoch, was den Anforderungen der Windungsisolierung entspricht; Die meisten von ihnen verwenden zylindrische Wicklungen. Da zwischen den Kuchen kein Ölkanal vorhanden ist, hängt die Kühlung hauptsächlich vom axialen vertikalen Ölkanal, der guten Wärmeableitung, dem guten Füllkoeffizienten und den Schlageigenschaften, den gleichmäßigen Windungen und der geringen Kurzschlusskraft ab. Den Abstand zwischen der Hauptisolierung (Durchmesser, Ende) entsprechend reduzieren.
(3) Der entsprechende Prozess wird entsprechend der Berechnung übernommen. Gemäß der Auswirkungsberechnung wird festgestellt, dass die vertikale Isolationsstruktur, die Unterlage, die Stütze und die Metallfase in gutem Zustand sind; Berechnen Sie das Streumagnetfeld und die Wirbelstromverteilung, um den Transpositionsmodus zu steuern. Die axiale Wicklungsverteilung ist gleichmäßig und das Kernband besteht aus nichtmagnetischem Material. Die Kernsäulen- und Jocheisenteile sind mit einer speziellen Abschirmung versehen, um das elektrische Feld zu mildern; Die Druckregulierungswicklung ist Schicht für Schicht getrennt. Der Prozess wird zusammengebaut, die innere Wicklung wird direkt auf den Isolationszylinder gewickelt, die Höhe wird streng kontrolliert, die Durchmessertoleranz ist klein, der eingestellte Spalt ist klein, der neue Heißhülsenprozess wird übernommen, das gesamte Tablett und die Druckplatte werden verwendet , die Wicklung wird durch Dinison-Papier mit Drucktrocknung transponiert und die Wicklung wird in den isolierten Trockenraum gelegt, um Feuchtigkeit zu verhindern.
(4) Verwenden Sie Drähte mit geringem Verlust und niedrigem Widerstand. Verwenden Sie das Hochziehen, um sauerstofffreien Kupferdraht herauszuziehen, z. B. eine kontinuierliche Kupferextrusionspresse. Wenn es in Transformatoren eingesetzt werden kann, kann es Energie sparen, das Volumen reduzieren und hat gewisse Anwendungsaussichten.
(5) Durch die Nutzung der Eigenschaften des Isolationsstrukturdesigns kann das Volumen reduziert werden. Deckschicht, Barriere, Abschirmung und Isolationsschicht werden entsprechend eingestellt, indem die Eigenschaften des flüssigen Dielektrikums aus Transformatoröl genutzt werden. Der Separator wird dem kleinen Ölspalt hinzugefügt, indem er den Abstandseffekt des Öls nutzt. Den Volumeneffekt von Öl mit Wellpappe nutzen; Nutzen Sie den Dickeneffekt der Isolierschicht im Öl, um die Isolierung zu erhöhen und die Durchschlagsspannung zu erhöhen, aber nicht zu dick; Die Einstellung des Abscheiders erfolgt über die maximale Feldstärke-Abstandscharakteristik des Abscheiders im Öl.
(6) Fortschrittliche Isolationsstruktur. Die geeignete Wicklung wird verwendet, um den Füllkoeffizienten zu verbessern, und die neue spiralförmige (oder kontinuierliche) Wicklung wird im axialen Ölkanal verwendet, um das Wicklungsvolumen wirksam zu reduzieren. Die Kompressionsstruktur aus nichtmetallischen oder nichtmagnetischen Materialien wird für den Konzentrationsteil des magnetischen Streuflusses verwendet, und die Nut des magnetischen Streuflusses ist mit elektromagnetischer Abschirmung verlegt, und der Lastverlust kann um 3 % bis 8 % reduziert werden.
(7) Bevorzugter interner Wicklungsschutz. Zu den internen Wicklungsschutzmaßnahmen gehören Kondensatorringe, statische Drahtwindungen, Serienkompensation (zusätzlicher Kuchenkondensator), gleicher Potentialschirm, verwickelte Wicklung oder interne Schirmwicklung. Sie alle sind in der Lage, Überspannungen bei der Primär- und Längsisolierung bei Stößen zu reduzieren und so das Volumen und den Energieverbrauch des Transformators zu reduzieren.
(8) Die lange kreisförmige Wicklung ist mit Yyn0 verbunden, um die Höhe zu reduzieren und Energie zu sparen. Die Verwendung eines länglichen Eisenkerns, einer ovalen Wicklung oder einer rechteckigen Wicklung mit abgerundeten Ecken ist in der Praxis energieeffizienter als ein herkömmlicher runder Querschnitt. Yyn0 ist niedriger als der über Dyn11 verbundene Anschluss, und die drei können sich einen Scheibenanschlussschalter teilen, der eine einfache Struktur und ein kleines Volumen hat. Ersteres ist bei 500-kVA-Transformatoren 2 % schwerer als letzteres, Eisen ist 6 % schwerer, Öl ist 11 % schwerer, was Material und Energie spart. Bei Trockentransformatoren gilt: Je höher die Wicklung, desto deutlicher ist der obere und untere Temperaturunterschied, was der Wärmeableitung und Energieeinsparung zugute kommt.
3. Methoden zur Reduzierung von Streuverlusten
Streuverluste sind ein Sonderfall von Lastverlusten, daher werden die Methoden zu ihrer Reduzierung separat besprochen. Der Streuverlust umfasst den Verlust von Strukturteilen (Aderklemmen, Schirmringe etc.). Verlust durch den Leiter (Gehäusehalter); Verluste paralleler Leiter (durch Hochstromleitungen) und Verluste von Kraftstofftanks. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Streuverluste zu reduzieren:
(1) Laut magnetischer Analyse und physikalischer Messung wird durch die Verwendung kleiner Kernklemmen die einphasige Mittelsäulen-Kernplatte aufgehoben, der Spalt auf der Kernoberfläche vergrößert und schwach magnetische oder nichtmagnetische Materialien für die Kernzugplatte verwendet und die Strukturteile (z. B. Schrauben) im Leckagefeld, was den Streuverlust der inneren Struktur reduzieren kann.
(2) Für den Gehäuseausgangskasten und einen Teil der Kastenabdeckung muss das Kabel zur Steuerung des Magnetfelds sorgfältig konfiguriert werden. Verwenden Sie dazu eine Kupferplattenabschirmung oder ein nichtmagnetisches Material. Die Gehäuseabdeckung besteht aus Aluminium. Die Siliziumstahlplatte kann auch zwischen der Wicklung und der Klemme angeordnet werden, um den magnetischen Fluss zwischen der Klemme und dem Tank zu absorbieren. Das Nichteisenmetall der Umreifung wird an der Stelle vergraben, an der das Magnetfeld am stärksten ist, wodurch der Streuverlust der Hochstrombuchse und des Drahtteils verringert werden kann. (3) Bei großen Transformatoren wird ein magnetischer Nebenschluss entlang der eingebauten Siliziumstahlplatte mit hoher Permeabilität entlang der Kastenwand ausgeführt, und die Absorption des magnetischen Flusses der Kastenwand wird als magnetische Abschirmung bezeichnet. Oder verwenden Sie Nichteisenmetalle mit hochleitfähigem Kupfer und Aluminium als Auskleidung, um eine Wirbelstromreaktion zu erzeugen und magnetische Leckagen und Gewichtsabschirmungen in der Tankwand zu reduzieren. Im Allgemeinen ist eine magnetische Abschirmung besser als eine elektrische Abschirmung, wodurch die Streuverluste des Tanks verringert werden können.
(4) Quantitative Berechnung des Ölströmungskreislaufs, Verwendung von Leitblechen, angemessene Trennung der Wicklungen, gleichmäßige Kühlung, Optimierung von Wellöltank, Chip-Kühler, Kühler, Energiesparventilator, Ölpumpe, um die wirtschaftlichste Energie zu erhalten. Schonende Kühlung, weniger Streuverluste.
(5) Lüfter aus glasfaserverstärktem Kunststoff, hoher Wirkungsgrad, geräuscharm. Der Austausch des alten Kühlers durch einen neuen Kühler und die Einführung eines Netzteilkühlers mit variabler Frequenz können den Verlust von Zusatzgeräten reduzieren.
