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配電變壓器發(fā)展及現(xiàn)狀
作者:重慶ups電源 ? 時間:2016-06-15
配電變壓器是將輸電電壓的電能降壓后,向用戶直接配送的主要設備,根據(jù)電磁原理進行設計制造。各電壓等級的繞組分別與輸電系統(tǒng)、用電設備相聯(lián),變壓器的導磁系統(tǒng)作為電磁能量轉(zhuǎn)換的部件,只要高壓繞組與輸電系統(tǒng)相聯(lián),不論低壓繞組是否接有負載,在導磁系統(tǒng)中就始終有空載損耗與空載噪聲產(chǎn)生,當?shù)蛪豪@組接有負載時,繞組中通過一、二次電流,兩個繞組中就有負載損耗產(chǎn)生。對配電變壓器而言,負載噪聲一般較小。從發(fā)展趨勢來看,重點要降低空載損耗,降低空載噪聲;發(fā)展全密封結構以滿足免維修要求。對防火有要求的場所,還需發(fā)展干式變壓器。我國配電變壓器行業(yè)經(jīng)過不斷努力,在90年代以后較過去有了突破性的進展,變壓器性能不僅是鐵心硅鋼片材質(zhì)的改進,而且在容量結構和制造工藝都有所突破,因而在節(jié)能降耗、降低空載電流和降低噪音等方面都取得了較大進展。以下從導磁系統(tǒng)(鐵心)、導電系統(tǒng)(繞組)、降低損耗和其他改進等四個方面介紹配電變壓器的發(fā)展及趨勢。
1、導磁系統(tǒng)發(fā)展的歷史回顧
自1885年匈牙利的岡茨工廠,研制成功世界上第一臺具有閉合磁路的單相變壓器以來,變壓器制造業(yè)已有117年的發(fā)展歷史。第一臺變壓器是采用一般碳素鋼絲作為鐵芯的導磁材料,將鋼絲繞成卷鐵芯結構,繞組繞在卷鐵芯上。這種變壓器雖可輸送電能,但損耗較大,輸電效率很低。由于受絕緣材料的影響,最早的配電變壓器都是干式結構,其電壓低,容量小。
1903年世界上出現(xiàn)了熱軋硅鋼片,于是鐵芯結構改為疊片式,當時的空載損耗雖比鋼絲作為導磁材料時下降50%以上,但絕對值還是很大的。我國是在20世紀40年代發(fā)展變壓器生產(chǎn)事業(yè)的。當時是以板料熱軋硅鋼片作為鐵芯的導磁材料,由于熱軋硅鋼片無方向性,故三相鐵芯都是采用直接縫,疊片上有沖孔,鐵芯柱與鐵軛都用螺捍夾緊,鐵芯拄較高時,在鐵芯柱上有接縫。如此導磁材料的材質(zhì)與鐵芯結構,都決定了空載損耗與空載噪聲都具有較大的值。由于配電變壓器都安裝在電線桿的平臺上,離居民區(qū)較遠,故一般多采用油浸式配電變壓器,在性能考核內(nèi)容中也不考核空載噪聲。
1964年日本發(fā)明了高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片,1968年起,世界上已可以買到這種硅鋼片的卷料,這就推動了導磁系統(tǒng)的結構改進,加工設備的現(xiàn)代化,使配電變壓器的空載損耗降低、空載噪聲降低。由縱剪生產(chǎn)線將1000mm寬的卷料剪裁成一定寬度的卷料,再由橫剪生產(chǎn)線剪切成一定形狀的疊片。由于冷軋硅鋼片有方向性,故接縫改為45°斜接縫。由于卷料可剪切成任意長度的疊片,故鐵芯柱上不再有接縫。由于疊片定位方法的改進,芯柱與軛片內(nèi)可不設孔,鐵芯柱由玻璃粘帶扎緊,鐵軛由粘帶制成的拉帶拉緊,這就使空載損耗得到大幅度的下降。
在開發(fā)新型配電變壓器中,導磁材料的作用十分重要,而這兩方面我國都比較落后,多年來沒有重大突破, 硅鋼片幾乎完全靠進口。
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