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电力变压器新技术
电力变压器新技术 电力变压器新技术 一、非晶合金变压器 二、干式变压器 三、超导变压器 四、电子式互感器 非晶合金变压器 电力系统包括发电、输电、配电、用电四个环节。 变压器核心部件是铁芯和绕组 农村电网中配电变压器损耗占农村电网损耗的60~70% 非晶合金变压器 非晶合金变压器型号 1、什么是非晶合金变压器 非晶合金是以铁、硅、硼、碳、钴为原料,用急速冷却等特殊工艺使内部原子呈现无序化排列的合金。在铁、钴、镍、铬等金属中添加硅、硼、碳等非金属,将1400℃高温下一定比例的铁、硅、硼等混合热溶液,以相当于每秒冷却100万摄氏度的高速冷却。从溶液到薄带成品一次成型。由于高速旋转和冷却时的高温骤降,合金箔的原子结构呈现无序排列,类似于玻璃,不存在通常金属合金所表征的晶体结构,故称其为“非晶合金” 什么是非晶合金 我们先从非晶材料说起,在日常生活中人们接触的材料一般有两种:一种是晶态材料,另一种是非晶态材料。所谓晶态材料,是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之,内部原子排列处于无规则状态,则为非晶态材料, 一般的金属,其内部原子排列有序,都属于晶态材料。科学家发现,金属在熔化后,内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却,原子就会随着温度的下降,而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来,形成晶体。如果冷却过程很快,原子还来不及重新排列就被凝固住了,由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却,仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下,形成非晶带材。 非晶态合金与晶态合金相比,在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。以铁元素为主的非晶态合金为例,它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。由于这样的特性,非晶态合金材料在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。例如,用于航空航天领域,可以减轻电源、设备重量,增加有效载荷。用于民用电力、电子设备,可大大缩小电源体积,提高效率,增强抗干扰能力。微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。非晶条带用来制造超级市场和图书馆防盗系统的传感器标签。非晶合金神奇的功效,具有广阔的市场前景。 非晶合金铁心材料 2、非晶合金的主要特点 非晶合金铁心配电变压器的最大优点是,空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值,是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时,除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外,同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。除此设计思路外,还须遵循以下三点要求: (1)由于非晶合金材料的饱和磁密较低,在产品设计时,额定磁通密度不宜选得太高,通常选取1.3~1.35T磁通密度便可获得较好的空载损耗值。 (2)非晶合金材料的单片厚仅为0.03mm,所以其叠片系数也只能达到82%~86%。 (3)为了使用户能获得免维护或少维护的好处,现把非晶合金配电变压器的产品,都设计成全密封式结构。 变压器非晶合金结构特点 利用导磁性能突出的非晶合金,来用作制造变压器的铁心材料,最终能获得很低的损耗值。但它具有许多特性,在设计和制造中是必须[3][4]保证和考虑的。主要体体现以下几个方面: (1)非晶合金片材料的硬度很高,用常规工具是难以剪切的,所以设计时应考虑减少剪切量。 (2)非晶合金单片厚度极薄,材料表面也不是很平坦,则铁心填充系数较低。 2、非晶合金的主要特点 (3)非晶合金对机械应力非常敏感。结构设计时,必须避免采用以铁心作为主承重结构件的传统设计方案。 (4)为了获得优良的低损耗特性,非晶合金铁心片必须进行退火处理。 (5)从电气性能上。为了减少铁心片的剪切量,整台产品的铁心由四个单独的铁心框并列组成,并且每相绕组是套在磁路独立的两框上。每个框内的磁通除基波磁通外,还有三次谐波磁通的存在,一个绕组中的两个卷铁心框内,其三次谐波磁通正好在相位上相反,数值上相等,因此,每一组绕组内的三次谐波磁通向量和为零。如一次侧是D接法,有三次谐波电流的回路,当在感应出的二次侧电压波形上,就不会有三次谐波电压的分量。 根据上面分析,三相非晶合金配电变压器最合理的结构为: 铁心,由四个单独铁心框在同一平面内组成三相五柱式,必须经退火处理,并带有交叉铁轭接缝,截面形状呈长方形。绕组,为长方形截面,可单独绕制成型的,双层或多层矩形层式。油箱,为全密封免维护的波纹结构。 非晶合金变压器使用效果 三相非晶合金铁心配电变压器与新S9型配电变压器相比,其年节约电能量是相当可观的。 以800kVA为例,△P
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