三相三柱非晶合金干式變壓器的結(jié)構(gòu)與性能分析
介紹了三柱式非晶合金環(huán)氧澆注干式變壓器的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn),并與普通環(huán)氧澆注干式變壓器進(jìn)行了性能成本和經(jīng)濟(jì)效益比較。
關(guān)鍵詞:非晶合金;干式變壓器;結(jié)構(gòu)要點(diǎn);節(jié)能。
非晶合金干式變壓器是一種新型節(jié)能干式變壓器,鐵芯采用新型導(dǎo)磁材料(非晶合金)制成。與以硅鋼片為鐵芯的干式變壓器相比,空載損耗降低70%以上,空載電流降低80%左右。是目前節(jié)能效果理想的配電干式變壓器,特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和低負(fù)荷率的發(fā)展中地區(qū)。
1.非晶合金材料及其干式變壓器特性
非晶合金環(huán)氧澆注干式變壓器的繞組和夾緊裝置與普通環(huán)氧澆注干式變壓器基本相同,但鐵芯材料有很大不同,選用了一種叫做非晶合金的高新技術(shù)產(chǎn)品。非晶合金是一種非常薄的磁性材料,厚度約為0.03 mm,是由一定比例的合金原料通過超快速冷卻技術(shù)(冷卻速率107/s)并通過冷卻浮筒制成的條狀薄片。與冷軋硅鋼片相比,非晶合金材料有五個優(yōu)點(diǎn),但也有五個缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)給干式變壓器的設(shè)計和制造帶來了許多困難。
五個方面的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)各向同性軟磁材料;(2)損耗很低,約為硅鋼片的30%;(3)電阻率高,約為硅鋼片的3倍;(4)后續(xù)加工方便(后續(xù)加工可獲得所需磁性);(5)制造工藝環(huán)保。
五大缺點(diǎn)是:(1)厚度很薄,材料表面不光滑,芯部填充系數(shù)在0.86左右;(2)硬度遠(yuǎn)高于硅鋼片,給切割加工帶來不便;(3)必須進(jìn)行退火處理;(4)退火后的材料易碎;(5)機(jī)械應(yīng)力對其性能有很大影響。
由于非晶合金帶的形成,鐵芯橫截面一般為矩形,繞組也是矩形。一個磁軛有斷口,打開斷口蓋住繞組,然后閉合斷口。鐵芯采用從外部購買的三相三柱新結(jié)構(gòu)。非晶合金干式變壓器具有阻燃、高可靠性和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),在配電市場具有廣闊的發(fā)展前景。
2.非晶合金干式變壓器的設(shè)計及工藝要點(diǎn)
2.1鐵芯形狀和磁密度的選擇
三柱非晶合金芯的形狀見圖1。鐵芯的有效截面等于鐵芯截面乘以系數(shù),即S1=k ^ s,S1為有效截面,s為截面,k為分層系數(shù)。非晶合金芯不同供應(yīng)商提供的產(chǎn)品K值略有不同。因?yàn)榉蔷Ш辖鹦镜奶畛湎禂?shù)低,K值一般在0.86左右。選擇鐵芯截面時磁通密度約為1.3T,低于硅鋼鐵芯。這是因?yàn)榉蔷Ш辖鹪?5時的飽和磁密度只有1.55T,而硅鋼片的飽和磁密度是2.03T,非晶合金飽和后的損耗和發(fā)熱非常嚴(yán)重,可能導(dǎo)致單向磁化。鐵芯重量GF等于內(nèi)兩個框架和外一個框架的重量。公司研發(fā)的SCBH15-2000/10,磁密度B=1.153T,單位損耗0.19W/kg。
三柱式非晶合金型芯與五柱式非晶合金型芯的比較:
與五柱鐵芯相比,三柱鐵芯重量輕3~5%,整體制造消耗工時少,空載損耗略低。三柱式非晶合金干式變壓器是一種新型設(shè)計,五柱式非晶合金干式變壓器是一種傳統(tǒng)型設(shè)計。 #p#分頁標(biāo)題#e#
圖1三柱非晶合金鐵芯圖2高壓線圈(矩形)
2.2過程系數(shù)和空載損耗
在干式變壓器的制造過程中,當(dāng)組裝鐵心架和繞組時,需要打開接頭,套住繞組,并重新連接鐵心架和繞組
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