新型變壓器的開(kāi)發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2019-07-13 17:18:52來(lái)源:
性能。
它的容量列在所有用電設(shè)備之首,而變壓器在電力傳輸過(guò)程中自身?yè)p耗較大,特別是目前廣泛使用的油浸式變壓器,它的損耗已超過(guò)總線損的50%,所以降低變壓器的損耗是降低電網(wǎng)線損的關(guān)鍵。另外,變壓器體積大、笨重、噪聲大、所用礦物油污染環(huán)境、鐵心飽和時(shí)產(chǎn)生諧波等問(wèn)題,促使國(guó)內(nèi)外電力專家不斷的進(jìn)行新型變壓器的開(kāi)發(fā)和研究。
1變壓器磁路(鐵心)的研究在變壓器的損耗中,變壓器的鐵損所占比重很高,而其中的空載損耗更為突出。為降低變壓器的空載損耗,目前在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)采取的主要措施是改變變壓器鐵心結(jié)構(gòu)和運(yùn)用新的鐵心材料,由此產(chǎn)生了如卷鐵心變壓器、非晶合金變壓器、新合金變壓器等新型變壓器。
卷鐵心變壓器。變壓器鐵心由硅鋼片帶材連續(xù)卷繞而成,由于鐵心無(wú)接縫,所以導(dǎo)磁性能大大改善,變壓器的空載電流、空載損耗和運(yùn)行噪聲相對(duì)降低,是目前比較先進(jìn)的節(jié)能型變壓器。以容量為315kVA的變壓器為例,采用卷鐵心結(jié)構(gòu)后,空載電流下降92%.,空載損耗下降46.8%.,負(fù)載損耗下降7.5%.,油箱體積減少1/4,重量減輕1/5,空載電流諧波降低80%.,運(yùn)行噪聲也降低了13dB.非晶合金變壓器。非晶合金變壓器的鐵心材料運(yùn)用了無(wú)向非晶體鋼板,與以往的硅鋼片相比損耗約為1/3~1/4,是損耗非常低的鐵心材料。無(wú)向非晶體鋼板比硅鋼片的厚度要薄,而且寬度要窄,使用受到局限。但隨著非晶體鋼板價(jià)格的降低,它的優(yōu)點(diǎn)將得到認(rèn)可。非晶配電變壓器是我國(guó)“九五”計(jì)劃重點(diǎn)推廣的新型節(jié)能產(chǎn)品,節(jié)能效果十分顯著,用非晶合金材料制造的變壓器空載損耗比現(xiàn)行S9型變壓器降低70%.~80%……
新合金變壓器。據(jù)海外媒體報(bào)道,鐵鈮硼鋯合金在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),這種合金有氧化和不易加工等缺點(diǎn),后來(lái)去掉了有磁性的鋯,比較終開(kāi)發(fā)成功只用鐵鈮硼三種金屬的合金,電力損耗比硅鋼片降低90.使用這種新的合金制造變壓器,不僅能夠大大減少電力損耗,而且還可節(jié)省材料成本、簡(jiǎn)化制造工藝。
測(cè)算表明,用這種新材料制造的變壓器,還會(huì)減少電力損耗所產(chǎn)生的溫室效應(yīng),在環(huán)保方面也有益處。
2變壓器電路(繞組)的發(fā)展在變壓器的損耗中,盡管變壓器的銅損所占比重相對(duì)較小,但是變壓器繞組內(nèi)阻的存在,會(huì)引起變壓器輸出電壓隨負(fù)載變化的波動(dòng),降低變壓器繞組的內(nèi)阻有利于維持變壓器輸出電壓的恒定,改善變壓器的性能,同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步降低變壓器的銅損,從而產(chǎn)生了超導(dǎo)變壓器、新繞組導(dǎo)線變壓器等新型變壓器。
高溫超導(dǎo)變壓器。高溫超導(dǎo)變壓器維持電磁轉(zhuǎn)換原理不變,用超導(dǎo)線材取代了現(xiàn)有的電磁線(銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線),所以需要給變壓器創(chuàng)造適合于高溫超導(dǎo)材料工作的低溫環(huán)境。這樣變壓器的基本結(jié)構(gòu),尤其是線圈結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu),發(fā)生了根本性的改變,冷卻介質(zhì)由變壓器油或空氣改變?yōu)橐旱?p> 高溫超導(dǎo)變壓器具有過(guò)載能力強(qiáng)、尺寸小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn),還有利于環(huán)保,也可以改善整個(gè)電力系統(tǒng)的抗短路性能。國(guó)外變壓器行業(yè)在高溫超導(dǎo)體應(yīng)用于變壓器技術(shù)上投入了大量的精力和資金,積極開(kāi)展超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用研究,并在超導(dǎo)變壓器實(shí)用化方面取得了許多成果。
繞組導(dǎo)線變壓器。這種新型電力變壓器高、低壓采用兩種不同形式的線圈,高壓線圈采用新設(shè)計(jì),它的繞組導(dǎo)線由和其并聯(lián)的絕緣導(dǎo)體組成,而低壓繞組不變,這是因?yàn)榈蛪壕€圈電壓低,載流量大,如果采用先進(jìn)線圈,其性能改進(jìn)并不顯著。新的繞組導(dǎo)線比傳統(tǒng)的繞組導(dǎo)線更寬更厚,每段允許更多的匝數(shù),并減少了導(dǎo)線的分段數(shù),而且這種新型電力變壓器的線圈是連續(xù)的,沒(méi)有任何交叉和內(nèi)部屏蔽,交叉換位和焊點(diǎn)也相應(yīng)減少,幾乎不存在人為的銅焊點(diǎn),繞組數(shù)量減少,過(guò)負(fù)荷能力增大。由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)費(fèi)用也有所減少。新的繞組設(shè)計(jì)可使變壓器損耗減少單相卷鐵心變壓器在農(nóng)網(wǎng)改造中的應(yīng)用李文勇江蘇省鹽城供電公司(224002)10kV單相卷鐵心變壓器的性能和在特定場(chǎng)合下的應(yīng)用情況。
網(wǎng)絡(luò)的布局、客戶受電端的電壓和經(jīng)濟(jì)效益都有很大影響,因此要根據(jù)當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況、客戶的地理位置和用電性質(zhì)等因素,合理選擇配電變壓器的型號(hào),才能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)水平和生產(chǎn)工藝條件下,三相卷鐵心配電變壓器選用的容量一般為315kVA及以下。因此,在二期農(nóng)網(wǎng)改造后期,我市少數(shù)縣(市)在特定的場(chǎng)合下選用了單相卷鐵心變壓器。
1 10kV單相卷鐵心變壓器的性能利用硅鋼片制造變壓器鐵心主要有疊裝式和卷繞式兩種,卷繞式適用于1000kVA及以下變壓器。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有不少?gòu)S家生產(chǎn)卷鐵心變壓器,*11-M*R- 1/4.全部費(fèi)用減少15%. 3變壓器其它性能指標(biāo)的發(fā)展由于現(xiàn)代城市的擴(kuò)大和環(huán)保要求的提高,要求變壓器具有防爆性、無(wú)油化特點(diǎn),另外由于電力系統(tǒng)中非線性負(fù)載的不斷增多,電力網(wǎng)的諧波非常嚴(yán)重,因此要求變壓器具有很好的隔離作用,將原邊和副邊的電壓隔離,從而解決日益嚴(yán)峻的電力網(wǎng)“諧波污染”問(wèn)題和電能質(zhì)量問(wèn)題。由此產(chǎn)生了如干式變壓器、氣體絕緣變壓器、電力電子配電變壓器等新型變壓器。
干式變壓器。環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器(簡(jiǎn)稱干變),國(guó)外從20世紀(jì)60年代生產(chǎn),技術(shù)日趨成熟。這種變壓器有帶填料的(石英粉)、純樹(shù)脂的、繞包的,各種工藝、結(jié)構(gòu)并存。干式變壓器的主要特色是可靠性高;安全性好。由于干式變壓器的耐熱等級(jí)高,因而變壓器的體積小、重量輕,特別適合于高原、沿海地區(qū)及運(yùn)行條件比較惡劣的環(huán)境。
電力電子配電變壓器。電力電子變壓器又稱固態(tài)變壓器,是近年來(lái)隨著電力電子技術(shù)發(fā)展而引起人們關(guān)注的新型配電變壓器,它采用比較新的電力電子變流技術(shù),將工頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電或直流電,然后用高頻變壓器進(jìn)行隔離以實(shí)現(xiàn)電壓電流的變換,比較后將高頻交流電轉(zhuǎn)化為工頻交流電或?qū)⒅绷麟娤嗑龛F心變壓器。
能產(chǎn)品,聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為I,i.具有繞制工藝簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、噪音低、損耗少、維護(hù)簡(jiǎn)便、運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省、節(jié)能效果明顯等特點(diǎn),是農(nóng)村照明、單相用電的理想產(chǎn)品。
(1)單相卷鐵心變壓器的特點(diǎn):采用薄型冷軋硅鋼片,電磁特性好,且單相卷鐵心變壓器只有一個(gè)框,鐵心經(jīng)退火后,其工藝系數(shù)僅為1.05,可大幅度降低空載損耗和空載電流。
卷繞式鐵心沒(méi)有接縫,鐵心繞制及鐵心和繞組逆變?yōu)楣ゎl交流電供電網(wǎng)用戶使用。由于電力電子變壓器使電網(wǎng)與用戶隔離,所以消除了來(lái)自電網(wǎng)側(cè)的電壓波動(dòng)、電壓波形失真以及電網(wǎng)頻率的波動(dòng),也消除了由用戶端所產(chǎn)生的無(wú)功、諧波、瞬時(shí)短路對(duì)供電電網(wǎng)的影響。電力電子變壓器可以避免傳統(tǒng)變壓器由于鐵心磁飽和而造成系統(tǒng)中電壓、電流的波形畸變,從而改善了供電質(zhì)量。
電力電子變壓器采用了高頻變壓器,體積將大大減小,價(jià)格也將不斷下降而低于傳統(tǒng)工頻變壓器。
氣體絕緣變壓器。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市向大型化、繁華化發(fā)展,人口密集,高層建筑成群。
城網(wǎng)改造中規(guī)定110kV線路進(jìn)城,變電所以110kV變壓器布點(diǎn)。但是大型變壓器在城市中心就好比是一顆顆定時(shí)炸彈。因此,人們開(kāi)始對(duì)SF6氣體絕緣變壓器重視起來(lái),SFi氣體作為絕緣介質(zhì)具有不燃、無(wú)毒、無(wú)臭、優(yōu)越的耐電弧性、很高的絕緣性能。
由于電力網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載的多樣性,要求變壓器的性能和各項(xiàng)指標(biāo)也具有多樣性,變壓器的形式很多,隨著電力應(yīng)用的日益廣泛,還會(huì)對(duì)變壓器提出新的要求,所以新型變壓器研究的腳步永遠(yuǎn)不會(huì)停下來(lái)。
(:2004-01