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山东信平变压器:非晶合金铁心变压器的研究——图文并茂、详细分析!

2018-06-05 11:29:17 德州信平电子有限公司 阅读

1、 前言

跟着我国电力事业的开展及城农电网建造与改造的不断深入,非晶合金铁心变压器以其空载损耗低、节能、环保的显着优势,契合了我国政府倡导的“节省资源、维护环境、建造节省型社会”的产业政策,越来越遭到广阔电力用户的喜爱。为了加速变压器产品的更新换代,进步节能水平,下降线路损耗,全国各地的变压器出产企业纷纷加大了对非晶合金铁心变压器的出产、研制力度。本文将结合笔者多年的工作经验,对非晶合金铁心变压器在规划和出产中的相关问题进行剖析,以供咱们学习参阅。

 

2 、非晶合金资料

非晶合金资料是一种新式节能资料,其首要是以铁、镍、钴、铬、锰等金属为合金基,并参加少数的硼、碳、硅、磷等金属元素制成的,它具有杰出的铁磁性。

非晶合金资料选用快速急冷凝结出产工艺,其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体摆放,它与硅钢的晶体结构完全不同,更有利于被磁化和去磁,加工成的非晶合金铁心带材厚度仅0.025mm厚,这种新式资料用于变压器铁心磁化进程适当简单。能够大幅度下降变压器的空载损耗。不过其磁通饱满值较传统的硅钢资料低(1.57T—1.59T),故非晶合金铁心在规划磁通密度时单相变压器一般取1.3T—1.4T,三相变压器一般1.25T—1.35T之间取值较抱负。

非晶合金铁心资料对机械应力十分敏感,无论是张引力仍是弯曲应力都会影响其磁功能,所以,铁心的损耗会跟着应力的增大而添加。这需要在器身结构规划中加以充分考虑。

3、 非晶合金铁心变压器的结构及特点

3.1 铁心结构

非晶合金铁心选用的非晶合金带材加工工艺杂乱,原料硬而脆,难以剪切,变形加工困难. 因此现在带材标准只有142mm、170mm、213mm三种宽度,非晶金铁心只能依据变压器容量需要选用相应宽度的带材制生长矩形截面,从结构方式上看,一般将下铁轭部分规划成有交织搭接安置接缝的开口单卷卷铁心结构,以便于组合成单相或三相变压器铁心。

现在国内三相非晶合金铁心变压器铁心结构,首要有三相五柱(如图一)和三相平面式卷铁心(如图二)两种。其间选用三相五柱式的较为遍及,一般10KV级、容量500KVA以下的小型配变选用4个卷铁心的四框五柱结构,容量较大时由于遭到非晶合金带材宽度的约束,一般选用8个卷铁心分前后两排叠放在一同,构成较大截面积的铁心结构,选用这种叠放结构,可使非晶合金铁心变压器单台容量达到2500KVA。

在非晶变压器规划中,非晶带材铁心的叠片系数取值一般在0.82—0.86区间,而空载损耗工艺系数一般取1.4左右较为适宜,在铁心开口叠加处厚度系数上国内大致有1.25和1.18两种。其值的详细选用应在出产前与所选用的非晶合金铁心出产厂家断定。

 

3.2 线圈结构

由于非晶合金铁心变压器的铁心选用长方形截面,因此非晶合金铁心变压器的高低压线圈也相应的选用长方形(如图三),在规划中应合理挑选矩形线圈的长宽比,使导线均匀匝长与非晶合金铁心分量最优化,发达地区线圈导线一般选用漆包扁铜线或铜箔来加工。.

 

非晶合金铁心变压器绕组的结构方式根本同于一般S9或S11型绕组,即高压选用多层圆筒式,低压选用双层、四层圆筒式或箔式线圈结构。在国内,非晶合金铁心变压器绕组考虑到高次谐波等原因,联合组别一般选用DYN11居多,即高压绕组为D联合,低压绕组为YN联合,然后对改进高低压线圈电压波形,下降电力网高次谐波垃圾都起到很好的作用。

非晶合金铁心变压器的高低压绕组均为矩形线圈,在绕制中及绕制成形后会发作涨包现象,因此从规划上应对高低压线圈的尺度断定合理的误差,有必要确保相同安装间隙和有用绝缘尺度,厂家一般的作法是用成形机来压装线圈的长轴面以确保相间间隔,而把涨出的尺度赶到非相间方向上去,这样非相间方向上的幅向尺度就大了,但终究扩大多少,各厂家是不同的,这就需依据本身状况经实践来断定。

矩形线圈绕完后有涨力存在,安装及安装完工后可能在线圈层间呈现离层而影响安装质量,为避免这种线匝离层后串匝及方位改变的发作,线圈的层间一概运用双面点胶纸,经专用压装模具加压、加热压装后构成一个全体,并在器身安装前铺开后,便进行套装工序,确保相间尺度不发作变形。

3.3 绝缘结构

非晶合金的首要问题集中在绝缘结构中,怎样即经济又合理地节省原资料,绝缘是十分重要的课题。

非晶合金铁心变压器的高低压线圈是矩形线圈,线圈在加工完成后加热整形进程中,点胶纸能够有用地确保线圈整形尺度不发作回弹,所以非晶合金铁心变压器线圈层间绝缘选用0.08双面点胶纸较遍及。

线圈的一、二次之间的主空油道及高压层间油道或低压层间油道,一般选用绝缘纸板条(木条)粘在点胶纸上的方式,并按规划要求断定其巨细尺度,这样做既可进步线圈机械强度又可添加线圈的散热面积。

线圈端绝缘一般选用0.5或1.0纸板条制作,在线圈绕制进程顶用胶带粘在线圈导线上,用以下降线圈的幅向裕度。其它方面方式根本同于一般S9或S11型绕组结构的绝缘方式。

4 、出产非晶合金铁心变压器的技术难点及相应工艺确保办法

(1)非晶合金铁心片对压力、碰击及弯折等有十分的敏感性。在遭到压力、碰击及弯折后其空载损耗会添加,一起很简单呈现开裂、掉渣等现象,然后可能引发变压器绝缘呈现毛病。因此,要求在操作及转移进程中做到轻拿、轻放,避免呈现碰击、受压现象。特别是对铁轭开口的交织接缝处,进行挑直及在线圈套装后弯折回复原状进程中有必要精心操作。

一起在整个操作进程中,要做到用洁净布料或绝缘纸隐瞒在线圈及绝缘的上端,以避免铁心片发作的粉未掉入线匝内。为避免下轭交织缝处非晶合金片在今后的安装进程中掉落碎片,在安装下夹件及夹件绝缘之前,须先用吸尘器吸净金属碎片及尘埃,再对接缝部位的两旁边面涂刷绝缘漆进行关闭化处理。

(2)非晶合金铁心方式尽管可视为卷铁心,但为了方便地套装线圈,铁心厂家将其下轭部分规划成对缝多层交织叠装方式。为何将接缝部位非要安置鄙人铁轭部位,而不能安置在上铁轭部位呢?

前面已说到,非晶合金铁心的下轭是可拆起的,也就对错晶片是活片,极易遭到损害,安装后不能承受压力。在变压器器身安装结束后,全体器身需要翻转180°,不能发作磕碰和歪曲现象。非晶合金铁心在变压器安装后以至于今后的变压器运转中一直要处于悬挂状态,为避免非晶合金铁心遭到较大的应力而呈现损耗增大现象或掉落金属粉末的缺点而进行的规划,因此把这部分安置到下面去。一般较小标准产品能够直接用吊车翻转。产品标准较大些时运用吊车翻转就很不方便,有必要运用专用翻转台翻转才能确保质量。

(3)由于非晶合金铁心所特有的压敏性,对夹件结构提出来了特别的要求,即要求夹件对铁心除应起到夹持作用外,还要有防护作用。因此其夹件结构较特别,与S9或S11变压器夹件全然不同。在规划中首要应做到在铁轭两边及顶部或下部,以及在边柱两旁边面均应设有绝缘板进行绝缘,外面要有钢板夹件结构件进行维护。在产品的规划上要体现出相应的办法。

5 、结束语

依据中国电力开展相关数据核算,2004年度,我国配电变压器产值为2.4亿KVA,如果30%运用非晶合金铁心变压器,可节省电能11.4亿KWH,削减燃煤发电有害气体排放11000吨,一起在节省能源、下降线损方面作用显着。

经过上表咱们能够看出,三相油浸式非晶合金铁心配电变压器与S11型三相油浸式配电变压器比较,非晶合金铁心变压器的空载损耗节省60%以上。空载电流下降约80%,是现在节能作用较抱负的配电变压器,特别适用于乡村电网和欠发达地区等负载率较低的当地。但其有用资料消耗较大,制作消耗工时较多,因此本钱较高。

按现在资料价格核算,前者的价格约为后者的1.3倍。这一价格与前些年比较,供需双方仍是能够承受的,这就有利于大范围推广应用。别的,收购变压器不能只看价格,应对总费用(TOC)进行评价,看其在寿命期内的总本钱是否最低。这也是国际上通用的办法。2005年6月,国家电网公司农电工作部在安排评论非晶合金变压器标准时,已将此办法作为该标准的附录。

经过对非晶合金铁心变压器的运转本钱、有用资料本钱及出资回收期等方面进行剖析咱们能够得出如下的结论:

(1)SH15型非晶合金铁心变压器与S11型变压器比较,其年运转本钱均匀下降23%。

(2)SH15型非晶合金铁心变压器仅经过其节省电费,能够用4年多时刻就能回收出资差值。

(3)SH15型非晶合金铁心变压器在规划结构上,加工工艺上均采取了先进的技术办法,具有较高的可靠性,完全能够满意电力用户的需求。

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