引言
由于我国科技、经济飞速发展,对于电力资源的需求也变得日益迫切,所以为了节约资源保护环境实现可持续发展,相关部门逐渐加强了对于新型节能型变压器的使用。变压器作为电力基础设施中极为重要的组成部分,最大限度的提升变压器的整体性能,加大对变压器结构设计与制造工艺的分析、研究力度就显得特别关键与重要。实际中广泛应用的平面框架的铁心在叠铁心的过程中,由于不良的铁柱的填充率,直接影响到空载损耗、铁芯直径、以及线圈内径,所以立体三相变压器与之相比占有很大优势。以下对三相立体叠铁心变压器工艺进行研究,并且进行成本对比分析。
1 概述对变压器结构分析
变压器结构复杂,更加合理科学的设计和采用优质性能的材料显得十分重要。由于铁心作为变压器结构中极其重要的一个组成部件,所以其设计是否科学关系对变压器的实际性能有很大影响。为了改善磁路导磁系数,降低涡流损耗,采用厚度为0.3mm的硅钢片为铁心材料更为科学合理,还有调整硅钢片的夹紧面积来使铁芯的受力更加均匀,并且也因此使铁芯框架的强度得到有效的提升,进一步提高变压器整体结构的稳定性。绕组是由绝缘纸包裹铜线缠绕而成,它作为基本部分,通常来说,对于其线圈的绕制扎实程度有着较高的要求,以便提升绕组结构设计的可靠性、稳定性。为了提升本体强度的同时使绕组的抗短路符合标准的要求,通常会尽可能地减少线圈之间的间隙。变压器油箱的设计在于通过设计合理的油箱结构,从而降低油箱漏油的概率。并且尽可能减少油箱与外部连接的密封面,从而有助于提升油箱整体的抗渗性。要考虑引线电缆形式、线间距离等因素的影响,以免故障发生,影响变压器的运行质量。要考虑合理设计导体之间、引线之间的绝缘距离,以此降低放电击穿在变压器中出现的概率,使变压器可以更加平稳、安全的运行。
2对此变压器工艺的分析
此三相立体叠铁心电力变压器由三个竖直放置、结构相同的口字形叠片铁芯组成,三个口字型叠片铁芯完全相同,相邻两个口字型铁心柱拼接成变压器的铁心柱。相比于立体卷铁心需要在铁心上绕线圈,其铁心由硅钢片卷制而成,此三相立体叠铁心变压器采用的相同叠片制作工序使得其可简单化、机械化的处理,节省人力成本且生产效率很高。由于三角形结构具有稳定性,绕组压紧均匀对称,因此整体强度高,受力时不易变形,支撑力强。
三相铁心磁路对称等长,继而由此推动了三相供电的平衡性,能够降低空载损耗以及电流从而节约电能。另外这种结构也促使了铁心的机械强度提高,增强了变压器的抗短路能力。从而能够有效节省材料,降低变压器的整机综合成本。
三相绕组对称分布,三相平衡减少三次谐波。已知变压器小体积容易降低变压器的散热性能,因此变压器局部因为长时间工作加大发生危险的可能性。但是此三相立体叠铁心三角形结构的设计使其温度分布均匀,其中三角区形成烟囱原理,油流动快,能够快速散热。
平面非晶合金变压器运行过程产生噪音较高,很大程度上影响了人们的生活质量,而此三相立体叠铁心变压器降低运行噪音分贝数,更实用适于推广。
3成本分析
立体叠铁心可采用厚度更薄的优质铁心材料,在选材上具有更广的提升空间,具有一定的推广应用价值。与普通变压器相比,本三相叠铁心电力变压器结构紧凑,铁心材料节省10%以上,解决了线圈压紧问题,并减少了所占空间。也具有普通叠铁心的便利,不像卷铁心变压器那样需要在铁心上绕线圈,采用常规方法套装,叠积铁心,插拔上轭,线圈绕制方便。
将此结构推广到110kV电压等级的产品上,按照相同铁心截面积,进行成本分析计算50000kVA/110kV产品在相同铁心截面积对比计算,本项目方案可减少直径约1.2%,减少空负载损耗约0.90%,减少铁心重量约0.69%,减少线圈重量约0.77%,减少结构件重量约0.17%,减少油箱装油重量约0.36%,节省成本共约7000元左右。
4结语
与普通变压器相比,本三相叠铁心电力变压器抗短路能力更好。铁心材料节省大概10%以上, 能够降低原材料用量,节约成本;解决了线圈压紧问题,并结构紧凑,体积较小,外形美观,减少了所占空间;还可以降低运行噪音。因此次结构更合理,性能更优良,更加经济、适用,适于推广。
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