Uvod

Gubitak bez-opterećenja se odnosi na aktivnu snagu koja se troši kada je sekundarni namotaj transformatora otvoren-a primarni namotaj se primjenjuje sa nazivnim naponom sinusoidnog talasnog oblika na nazivnoj frekvenciji. Gubitak bez-opterećenja se takođe naziva konstantnim gubitkom, koji je nezavisan od struje koja prolazi, ali je povezan sa naponom koji nose komponente. Oba1000kva transformatori transformator od 300 kva slijede ovaj osnovni zakon u smislu karakteristika gubitaka bez opterećenja. Mnogo je faktora koji utiču na performanse transformatora bez opterećenja, kao što su performanse materijala silikonskih čeličnih limova, tehnologija obrade i oprema, te strukturni oblik željeznog jezgra. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD u potpunosti uzima u obzir ove faktore kako bi optimizirao performanse gubitka bez opterećenja prilikom proizvodnje različitih transformatora.

1. Pregled

JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD uglavnom proizvodi uljne energetske transformatore, suhe energetske transformatore-tipa, trodimenzionalne namotane energetske transformatore sa uljem, suhe-tip trodimenzionalne-dimenzionalne namotane energetske transformatore, rudarske transformatore otporne na eksploziju- min. pokretne trafostanice-otporne na eksploziju, energetski transformatori od amorfne legure, energetski transformatori za regulaciju nosivosti, suvi transformatori lokomotivskog-tipa, kao i montažne trafostanice, modularne trafostanice, trafostanice tipa vjetroelektrana, rasklopna postrojenja visokog i niskog napona i druga oprema za prijenos i distribuciju. Kompanija integriše gore navedene{10}}koncepte optimizacije gubitka opterećenja u proizvodni proces svih proizvodnih linija.

Transformatori su jedna od najvažnijih elektro opreme u elektroenergetskom sistemu, a smanjenje njihovog gubitka snage je od velikog ekonomskog značaja za elektroenergetsku mrežu. Gubitak bez{1}}opterećenja je osnovni parametar transformatora. Kada se jednom poveže na električnu mrežu, gubitak bez-opterećenja ostaje konstantan bez obzira na-opterećenje ili veličinu opterećenja, i nema korelaciju sa nivoom opterećenja transformatora. Drugim riječima, sve dok su transformatori kao što su transformator od 1000 kva i transformator od 300 kva priključeni na napajanje tokom cijele godine, nema-gubitaka opterećenja će postojati kontinuirano i trošiti energiju, tako da je smanjenje gubitka bez{9}}opterećenja izuzetno neophodno.

Faktori koji utiču na performanse transformatora bez opterećenja uglavnom uključuju performanse materijala silikonskih čeličnih limova, tehnologiju obrade i opremu, te strukturni oblik željeznog jezgra. Za proizvodnju transformatora sa manjim gubitkom bez-opterećenja, s jedne strane, mogu se koristiti silikonski čelični limovi sa manjim jediničnim gubicima; s druge strane, potrebno je poboljšati strukturu i nivo proizvodnog procesa. Međutim, jednostavno oslanjanje na čelične limove od silikona sa manjim gubitkom jedinice povećat će troškove proizvodnje željeznog jezgra, dok smanjenje gubitka bez-opterećenja poboljšanjem strukture i procesa može ne samo uštedjeti materijale, već i uštedjeti troškove i energiju. Samo kada strukturna i procesna poboljšanja još uvijek ne mogu ispuniti zahtjeve performansi, razmatrat će se -kvalitetni čelični limovi od silikona.

2. Ne-Gubitak opterećenja transformatora

Da bi se smanjili-gubici transformatora bez opterećenja, potrebno je prvo razjasniti njihov sastav i faktore koji utiču na svaki dio, a zatim poduzeti ciljane mjere. Gubitak bez opterećenja transformatora uglavnom se sastoji od gubitka na histerezi, gubitka vrtložne struje i dodatnog gubitka u željeznoj jezgri, što je zajednička karakteristika i kod transformatora od 1000 kva i kod transformatora od 300 kva.

2.1 Gubitak histereze

Zbog periodične promjene naizmjenične struje na željeznoj jezgri, raspored dipola u feromagnetnom materijalu će se periodično mijenjati i proizvoditi fenomen histereze. Gubitak snage naizmjenične magnetizacije željeznog jezgra uzrokovan ovim je gubitak na histerezi. Njegova veličina je proporcionalna površini petlje histereze, a formula za proračun je: Pₕ=kₕ·f·B¹·⁶ (kW), gdje je kₕ koeficijent histereze materijala, f je frekvencija, a B je gustina magnetnog fluksa.

2.2 Gubitak vrtložne struje

Kada se magnetski fluks koji prolazi kroz željezno jezgro promijeni, u željeznom jezgru će se stvoriti kružna struja, koja cirkulira u ravni okomitoj na vektor magnetskog fluksa i naziva se vrtložna struja. Gubitak snage generiran vrtložnim strujama na otporu željeznog jezgra je gubitak vrtložne struje, a njegova formula za proračun je: Pₑ=kₑ·f²·B²·t² (kW), gdje je t debljina lima od silikonskog čelika. Moderni laserski-silicijumski čelik može smanjiti gubitak vrtložnih struja za 30%-40%.

2.3 Dodatni gubitak željezne jezgre

Veličina dodatnog gubitka željeznog jezgra uglavnom je određena sljedećim faktorima: (1) karakteristike materijala, kao što su karakteristike smjera silikonskih čeličnih limova, karakteristike degradacije obrade i karakteristike izolacijskog filma; (2) Struktura dizajna, kao što je oblik spoja gvozdenog jezgra, način laminacije gvozdenog jezgra, širina preklopa gvozdenog jezgra, itd.; (3) Procesna obrada, kao što je tačnost dimenzija i veličina šiljaka pri obradi slepljivanja i smicanja, pažljivo rukovanje i laminiranje limova od silikonskog čelika tokom transporta i laminacije, i kvaliteta laminacije. Za transformator od 1000 kva i transformator od 300 kva, razumna kontrola ovih faktora može efikasno smanjiti dodatne gubitke.

3. Metode za smanjenje bez-gubitaka opterećenja

Analiza pokazuje da gubitak na histerezi i vrtložna struja željeznog jezgra uglavnom određuju proizvođači silikonskog čeličnog lima, dok dodatni gubitak kontroliraju proizvođači transformatora. Gustoća magnetskog fluksa gvozdenog jezgra je ključni parametar koji utiče na gubitak bez-opterećenja. Stoga, uz pretpostavku da efektivni poprečni - presjek željeznog jezgra ostaje nepromijenjen, potrebno je učiniti da raspodjela gustine magnetnog fluksa svakog dijela željeznog jezgra bude ujednačena i smanjiti lokalnu gustinu magnetskog fluksa na uglu željeznog jezgra. Ova ideja optimizacije je primjenjiva na različite transformatore uključujući transformator od 1000 kva i transformator od 300 kva.

3.1 Promjena raspoređenih spojeva u tri-spojeve

Postoji zazor u spoju silikonskog čeličnog lima jezgre transformatora, što će dovesti do naglog povećanja magnetskog otpora kada magnetski tok prođe. Magnetski fluks zaobilazi prazninu i prolazi kroz listove u susjedne slojeve, povećavajući lokalni magnetni krug, povećavajući magnetni otpor, i na taj način povećavajući gubitak bez{1}}opterećenja i kapacitet pobude. Što je više nivoa zglobova, to je manji lokalni gubitak u području zgloba, ali raspon redukcije se postepeno smanjuje. U isto vrijeme, broj laminacija gvozdenog jezgra, radni sati za smicanje i laminiranje, te poteškoće procesa će se u skladu s tim povećati.

Iz praktične perspektive, tri-fuge su idealan izbor. Sastoji se od tri vrste laminacija koje su naslagane naizmjenično, a samo jedna vrsta laminacije je dodana jezgri stuba, što malo povećava složenost procesa, ali značajno poboljšava magnetne performanse. Uzimajući za primjer transformator od 1000kva, koristeći istu konstrukcijsku shemu, strukturu i materijale, ispitivanja su obavljena sa raspoređenim spojevima i spojevima u tri-stepene spojnice. Rezultati pokazuju da kada poprečni -presjek stuba jezgra ostane nepromijenjen, gubitak bez opterećenja na tri- spojevima je u prosjeku 7%~8% manji od onog kod raspoređenih spojeva. Za300 kva transformator, isti značajan efekat smanjenja gubitaka može se postići upotrebom ove tehnologije.

3.2 Smanjenje širine preklopa željeznog jezgra

Na uglu laminacije sa gvozdenim jezgrom, širina preklopa područja spoja između lima stuba jezgra i lima sa jarmom ima direktan uticaj na performanse bez-opterećenja. Što je veća površina preklopa, veća je površina kroz koju prolazi magnetni tok, a prema tome se povećava i gubitak bez{2}}opterećenja. Podaci testa pokazuju da se za svakih 1% povećanja površine kruga, gubitak bez opterećenja zglobova od 45 stepeni povećava za 0,3%. Stoga je potrebno odabrati područje kruga sa najboljim gubitkom bez-opterećenja i mehaničkom čvrstoćom na osnovu premise zadovoljavanja mehaničke čvrstoće.

JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD je optimizirao distribucijski transformator, mijenjajući ugao laminacije željeznog jezgra sa 10 mm na 5 mm, što je povećalo površinu poprečnog-poprečnog presjeka na trouglastom šupljini ugla željeznog jezgra, smanjilo gustinu lokalnog magnetnog fluksa i postiglo dobar efekat smanjenja gubitaka. Ova šema optimizacije je primjenjiva i na transformatore od 300 kva i na transformatore od 1000 kva, koji mogu efikasno kontrolisati gubitak bez-opterećenja, istovremeno osiguravajući strukturnu stabilnost.

3.3 Razuman izbor širine lima sa gvozdenim jezgrom

Gubitak transformatora bez opterećenja povezan je sa jediničnim gubitkom željeza i težinom željeznog jezgra. Kao dio težine, težina ugla gvozdenog jezgra direktno utiče na-gubitak bez opterećenja i troškove proizvodnje. Odabir širine lima od željeznog jezgra mora slijediti sljedeće premise: (1) jednak je broj nivoa željeznog jezgra; (2) Kada je promjer željeznog jezgra D, glavna širina lima se bira oduzimanjem 5 mm ili 10 mm od D kako bi se osiguralo da maksimalna razlika u prečniku željeznog jezgra ne prelazi +0.3 mm, što ne utiče na sklop namotaja; (3) Efektivne površine poprečnog-površine različitih gvozdenih jezgara u obliku lima- su teoretski jednake kako bi se osigurala konzistentna gustina magnetnog fluksa i jedinični gubitak gvožđa; (4) Poprečni -presjek stuba od željeznog jezgra je u skladu sa presjekom jarma.

Praksa pokazuje da je nakon određivanja odgovarajućeg prečnika gvozdene jezgre izbor glavne širine lima od D minus 10 mm bolji od D minus 5 mm, čime se može ostvariti postepeno smanjenje svakog nivoa širine lima, smanjiti težina ugla gvozdenog jezgra i smanjiti visina gvozdenog jezgra i rezervoara za ulje za 10 mm, čime se uštede materijali i troškovi. Ova metoda je posebno značajna za kontrolu troškova i smanjenje gubitaka bez{4}}opterećenja transformatora od 1000 kva, a može postići i značajnu uštedu energije i smanjenje gubitaka za transformator od 300 kva.

4. Sažetak

(1) Upotreba više-spojeva može smanjiti gubitak-neopterećenja željeznog jezgra transformatora. U kombinaciji sa stvarnom proizvodnjom (vrsta lista, radni sat, performanse, itd.), uglavnom se koriste tri{6}}fuge. Ova šema može postići značajno smanjenje gubitaka i za transformator od 1000 kva i za transformator od 300 kva. (2) Smanjenje preklopne površine gvozdenog jezgra može efikasno smanjiti gubitak bez-opterećenja, a optimalnu površinu preklopa treba odrediti prema strukturi proizvoda. (3) Razuman izbor širine lima sa gvozdenim jezgrom (širina glavnog lima 10 mm manja od prečnika je bolja od 5 mm manja) može smanjiti težinu ugla gvozdenog jezgra i potrošnju materijala, i smanjiti gubitak bez-opterećenja.

Osim toga, tokom procesa proizvodnje željeznog jezgra, detalji kao što su veličina zaoštravanja lima sa gvozdenim jezgrom, stepen savijanja i sudara silikonskog čeličnog lima tokom podizanja i stepen stezanja lima sa gvozdenim jezgrom takođe će uticati na gubitak bez-opterećenja, koji treba strogo kontrolisati.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDu potpunosti primjenjuje gore navedene tehnologije optimizacije i mjere kontrole kvaliteta na proizvodnju različitih transformatora. Sa profesionalnim mogućnostima dizajna i proizvodnje, kupcima pruža opremu za prijenos i distribuciju energije s malim-gubicima i visokim-učinkom.