مقدمه

عدم تلفات بار به توان اکتیو مصرف شده زمانی اشاره دارد که سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باز است-در مدار قرار می گیرد و سیم پیچ اولیه با ولتاژ نامی شکل موج سینوسی در فرکانس نامی اعمال می شود. عدم تلفات بار نیز تلفات ثابت نامیده می شود که مستقل از جریان عبوری است اما مربوط به ولتاژ متحمل شده توسط قطعات است. هر دوترانسفورماتور 1000kvaو ترانسفورماتور 300 kva از این قانون اساسی از نظر ویژگی‌های عدم تلفات بار پیروی می‌کنند. عوامل زیادی بر عملکرد بدون بار ترانسفورماتورها تأثیر می‌گذارند، مانند عملکرد مواد ورق‌های فولادی سیلیکونی، فناوری پردازش و تجهیزات، و شکل ساختاری هسته آهنی. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD به طور کامل این عوامل را برای بهینه سازی عملکرد بدون تلفات بار هنگام تولید ترانسفورماتورهای مختلف در نظر می گیرد.

1. بررسی اجمالی

JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD عمدتاً ترانسفورماتورهای قدرت غوطه ور در روغن، ترانسفورماتورهای قدرت خشک-ترانسفورماتورهای قدرت نوع خشک، ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچ سه بعدی غوطه ور در روغن، ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچی خشک نوع سه-ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچی بعدی، ترانسفورماتورهای ضد انفجار{6} در معدن{6} تولید می کند. پست‌های سیار ضد انفجار، ترانسفورماتورهای قدرت آلیاژی آمورف، ترانسفورماتورهای قدرت تنظیم‌کننده ظرفیت بار، ترانسفورماتورهای نوع خشک لوکوموتیو، و همچنین پست‌های پیش ساخته، پست‌های مدولار، پست‌های جعبه انرژی باد، تابلو برق فشار قوی و پایین و سایر تجهیزات انتقال و توزیع. این شرکت مفاهیم بهینه سازی بدون از دست دادن بار فوق را در فرآیند تولید همه خطوط محصول ادغام می کند.

ترانسفورماتورها یکی از مهمترین تجهیزات الکتریکی در سیستم قدرت هستند و کاهش تلفات برق آنها برای شبکه برق اهمیت اقتصادی زیادی دارد. عدم تلفات بار یکی از پارامترهای اصلی ترانسفورماتورها است. پس از اتصال به شبکه برق، هیچ-تلفات بار بدون توجه به عدم وجود-بار یا بزرگی بار ثابت باقی نمی‌ماند و هیچ ارتباطی با سطح بار ترانسفورماتور ندارد. به عبارت دیگر، تا زمانی که ترانسفورماتورهایی مانند ترانسفورماتور 1000kva و ترانسفورماتور 300kva در تمام طول سال به منبع تغذیه متصل باشند، اتلاف بار به طور مداوم وجود نخواهد داشت و انرژی مصرف می‌کند، بنابراین کاهش تلفات بار بسیار ضروری است.

عوامل مؤثر بر عملکرد بدون بار ترانسفورماتورها عمدتاً شامل عملکرد مواد ورق های فولادی سیلیکونی، فناوری و تجهیزات پردازش، و شکل ساختاری هسته آهنی است. برای ساخت ترانسفورماتورهایی با تلفات بدون بار کمتر، از یک طرف می توان از ورق های فولادی سیلیکونی با تلفات واحد کمتر استفاده کرد. از سوی دیگر، بهبود ساختار و سطح فرآیند ساخت ضروری است. با این حال، اتکا به ورق های فولادی سیلیکونی با تلفات واحد کمتر، هزینه ساخت هسته آهنی را افزایش می دهد، در حالی که بدون اتلاف بار با بهبود ساختار و فرآیند، نه تنها باعث صرفه جویی در مواد می شود، بلکه در هزینه ها و انرژی نیز صرفه جویی می کند. تنها زمانی که بهبودهای ساختاری و فرآیندی هنوز نتواند الزامات عملکرد را برآورده کند، ورق‌های فولادی سیلیکونی با کیفیت-در نظر گرفته می‌شوند.

2. بدون -از دست دادن بار ترانسفورماتورها

برای کاهش تلفات بدون بار ترانسفورماتورها، لازم است ابتدا ترکیب آنها و عوامل مؤثر بر هر قطعه مشخص شود و سپس اقدامات هدفمند انجام شود. تلفات بدون بار ترانسفورماتورها عمدتاً از تلفات پسماند، تلفات جریان گردابی و تلفات اضافی در هسته آهنی تشکیل شده است که یک ویژگی مشترک در ترانسفورماتور 1000kva و ترانسفورماتور 300kva است.

2.1 از دست دادن هیسترزیس

با توجه به تغییر دوره ای جریان متناوب بر روی هسته آهنی، آرایش دوقطبی در ماده فرومغناطیسی به صورت دوره ای تغییر می کند و پدیده هیسترزیس ایجاد می کند. از دست دادن توان مغناطش متناوب هسته آهنی ناشی از این از دست دادن پسماند است. بزرگی آن متناسب با مساحت حلقه پسماند است، و فرمول محاسبه این است: Pₕ=kₕ·f·B1·6 (kW)، که kₕ ضریب پسماند ماده، f فرکانس، و B چگالی شار مغناطیسی است.

2.2 از دست دادن جریان گردابی

هنگامی که شار مغناطیسی عبوری از هسته آهنی تغییر می کند، جریان دایره ای در هسته آهنی ایجاد می شود که در صفحه عمود بر بردار شار مغناطیسی گردش می کند و جریان گردابی نامیده می شود. تلفات توان تولید شده توسط جریان گردابی در مقاومت هسته آهنی، تلفات جریان گردابی است و فرمول محاسبه آن این است: Pₑ=kₑ·f²·B²·t² (kW)، که در آن t ضخامت ورق فولاد سیلیکونی است. فولاد سیلیکونی لیزری مدرن{3}}می تواند تلفات جریان گردابی را تا 30 تا 40 درصد کاهش دهد.

2.3 از دست دادن هسته آهن اضافی

مقدار تلفات اضافی هسته آهن عمدتاً توسط عوامل زیر تعیین می شود: (1) ویژگی های مواد، مانند ویژگی های جهت ورق های فولادی سیلیکونی، ویژگی های تخریب پردازش و ویژگی های فیلم عایق. (2) ساختار طراحی، مانند فرم اتصال هسته آهن، حالت لایه لایه شدن هسته آهن، عرض دامان هسته آهن، و غیره. (3) پردازش فرآیند، مانند دقت ابعادی و اندازه سوراخ‌کاری پردازش برش و برش، رسیدگی دقیق و لمینیت ورق‌های فولادی سیلیکونی در حین حمل و نقل و لمینیت، و کیفیت ورقه‌کاری. برای ترانسفورماتور 1000kva و ترانسفورماتور 300kva، کنترل معقول این عوامل می تواند به طور موثری تلفات اضافی را کاهش دهد.

3. روش‌هایی برای کاهش -تلفات بار

تجزیه و تحلیل نشان می دهد که تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی هسته آهنی عمدتاً توسط سازندگان ورق فولادی سیلیکونی تعیین می شود، در حالی که تلفات اضافی توسط سازندگان ترانسفورماتور کنترل می شود. چگالی شار مغناطیسی هسته آهنی یک پارامتر کلیدی است که بر عدم تلفات بار تأثیر می‌گذارد. بنابراین، با این فرض که مقطع مؤثر هسته آهنی بدون تغییر باقی می‌ماند، لازم است توزیع چگالی شار مغناطیسی هر قسمت از هسته آهنی یکنواخت باشد و چگالی شار مغناطیسی موضعی در گوشه هسته آهنی کاهش یابد. این ایده بهینه سازی برای ترانسفورماتورهای مختلف از جمله ترانسفورماتور 1000 kva و ترانسفورماتور 300 kva قابل اجرا است.

3.1 تغییر مفاصل پلکانی به سه-مفاصل سطح

در محل اتصال ورق فولادی سیلیکونی هسته آهنی ترانسفورماتور شکافی وجود دارد که در هنگام عبور شار مغناطیسی منجر به افزایش ناگهانی مقاومت مغناطیسی می شود. شار مغناطیسی شکاف را دور می زند و از طریق ورق ها به لایه های مجاور می گذرد، مدار مغناطیسی محلی را افزایش می دهد، مقاومت مغناطیسی را افزایش می دهد و در نتیجه اتلاف بدون بار و ظرفیت تحریک را افزایش می دهد. هر چه سطوح مفصلی بیشتر باشد، از دست دادن موضعی در ناحیه مفصل کمتر می شود، اما دامنه کاهش به تدریج کاهش می یابد. در همان زمان، تعداد لمینیت‌های هسته آهنی، ساعت‌های برشی و لمینیت{4}}و دشواری فرآیند بر این اساس افزایش می‌یابد.

از منظر عملی، سه{0}}مفصل هم سطح یک انتخاب ایده آل هستند. این از سه نوع لایه لایه تشکیل شده است که به طور متناوب روی هم چیده شده اند و تنها یک نوع لایه لایه به ستون هسته اضافه می شود که کمی پیچیدگی فرآیند را افزایش می دهد اما عملکرد مغناطیسی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. با در نظر گرفتن ترانسفورماتور 1000kva به عنوان مثال، با استفاده از طرح، ساختار و مواد مشابه، آزمایش‌ها به ترتیب با اتصالات پلکانی و سه اتصال سطحی انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که وقتی مقطع{6}}ستون هسته بدون تغییر باقی می‌ماند، اتلاف بدون بار سه-مفصل سطح به طور متوسط ​​7٪ تا 8٪ کمتر از اتصالات پلکانی است. برایترانسفورماتور 300 kva، با استفاده از این فناوری می توان به همان اثر کاهش تلفات چشمگیر دست یافت.

3.2 کاهش پهنای دور هسته آهنی

در گوشه لایه لایه آهنی، پهنای ناحیه اتصال بین ورق ستون هسته و ورق یوغ تأثیر مستقیمی بر عملکرد بدون بار دارد. هر چه مساحت لپ بزرگ‌تر باشد، ناحیه‌ای که شار مغناطیسی از آن عبور می‌کند بزرگ‌تر می‌شود و بدون{2}}اتلاف بار بر این اساس افزایش می‌یابد. داده‌های آزمایشی نشان می‌دهد که به ازای هر 1% افزایش در ناحیه دامان، اتلاف بدون بار در اتصالات 45 درجه 0.3% افزایش می‌یابد. بنابراین، لازم است منطقه دامان با بهترین-بدون تلفات بار و استحکام مکانیکی با فرض برآورده شدن مقاومت مکانیکی انتخاب شود.

JINSHANMEN TECHNOLOGY CO.، LTD ترانسفورماتور توزیع را بهینه کرد، زاویه لایه لایه سازی هسته آهنی را از 10 میلی متر به 5 میلی متر تغییر داد، که سطح مقطع در حفره مثلثی گوشه هسته آهنی را افزایش داد، چگالی شار مغناطیسی موضعی را کاهش داد و اثر کاهش تلفات خوبی را به دست آورد. این طرح بهینه‌سازی برای هر دو ترانسفورماتور 300 kva و ترانسفورماتور 1000 kva قابل اجرا است، که می‌تواند به طور موثر بدون تلفات بار را کنترل کند و در عین حال پایداری سازه را تضمین کند.

3.3 انتخاب معقول از عرض ورق هسته آهنی

اتلاف بی‌{0}بار یک ترانسفورماتور به افت واحد آهن و وزن هسته آهنی مربوط می‌شود. به عنوان بخشی از وزن، وزن گوشه هسته آهنی مستقیماً بر عدم کاهش بار-هزینه ساخت تأثیر می گذارد. انتخاب عرض ورق هسته آهنی باید از شرایط زیر پیروی کند: (1) تعداد سطوح هسته آهن برابر است. (2) وقتی قطر هسته آهنی D است، عرض ورق اصلی با کم کردن 5 یا 10 میلی‌متر از D انتخاب می‌شود تا اطمینان حاصل شود که حداکثر اختلاف قطر هسته آهنی از +0.3 میلی‌متر تجاوز نمی‌کند، که بر مجموعه سیم‌پیچ تأثیری نمی‌گذارد. (3) سطح مقطع مؤثر{10}}هسته‌های آهنی به شکل ورق‌های مختلف از نظر تئوری برابر است تا از چگالی شار مغناطیسی و تلفات واحد آهن اطمینان حاصل شود. (4) مقطع{13}} ستون هسته آهنی با سطح یوغ مطابقت دارد.

تمرین نشان می دهد که پس از تعیین قطر هسته آهنی مناسب، انتخاب عرض ورق اصلی D منهای 10 میلی متر بهتر از D منهای 5 میلی متر است که می تواند کاهش تدریجی هر سطح از عرض ورق را متوجه شود، وزن گوشه هسته آهنی را کاهش دهد و ارتفاع هسته آهنی و مخزن روغن را تا 10 میلی متر کاهش دهد و در نتیجه در مواد و هزینه ها صرفه جویی شود. این روش به ویژه برای کنترل هزینه و کاهش اتلاف بار 1000kva ترانسفورماتور بسیار مهم است و همچنین می تواند مزایای قابل توجهی در صرفه جویی در انرژی و کاهش تلفات برای ترانسفورماتور 300 kva داشته باشد.

4. خلاصه

(1) استفاده از اتصالات چند سطحی می‌تواند اتلاف بدون بار هسته آهنی ترانسفورماتور را کاهش دهد. در ترکیب با تولید واقعی (نوع ورق، ساعت کار، عملکرد، و غیره)، معمولاً از سه اتصال سطحی استفاده می‌شود. این طرح می تواند کاهش تلفات قابل توجهی را برای ترانسفورماتور 1000kva و ترانسفورماتور 300kva بدست آورد. (2) کاهش سطح دامان هسته آهنی می‌تواند به طور موثری بدون{12}}تلفات بار را کاهش دهد، و منطقه دور بهینه باید با توجه به ساختار محصول تعیین شود. (3) انتخاب معقول عرض ورق هسته آهنی (عرض ورق اصلی 10 میلی متر کمتر از قطر بهتر از 5 میلی متر کوچکتر است) می تواند وزن گوشه هسته آهن و مصرف مواد را کاهش دهد و اتلاف بار را کاهش دهد.

علاوه بر این، در طول فرآیند تولید هسته آهنی، جزئیاتی مانند اندازه سوراخ ورق هسته آهنی، درجه خمش و برخورد ورق فولادی سیلیکونی در حین بالا‌کشی، و درجه گیره ورق هسته آهنی نیز بر عدم تلفات بار- تأثیر می‌گذارد که باید به شدت کنترل شود.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDفناوری های بهینه سازی فوق و اقدامات کنترل کیفیت را به طور کامل در تولید ترانسفورماتورهای مختلف به کار می گیرد. با قابلیت‌های طراحی و ساخت حرفه‌ای، تجهیزات انتقال و توزیع توان با عملکرد کم{1}}و{2}}کارایی بالا را در اختیار مشتریان قرار می‌دهد.