Der Hauptgrund besteht darin, Zirkulationsströme zwischen parallelen Leitern zu eliminieren, wodurch zusätzliche Verluste reduziert und der Temperaturanstieg gesenkt werden.
Grundursache: Ungleiche Streuflussverkettung
In Transformatorwicklungen ist das Streumagnetfeld sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ungleichmäßig verteilt. Wenn mehrere Leiter parallel geschaltet sind, um eine einzige Windung zu bilden, nimmt jeder Leiter eine unterschiedliche radiale Position innerhalb der Wicklung ein und verkettet somit eine unterschiedliche Menge an Streufluss:
Ψ₁ ≠ Ψ₂ … ≠ Ψₙ
Nach der Lenzschen Regel sind die induzierten elektromotorischen Kräfte in den einzelnen Leitern ungleich. Da sie jedoch parallel geschaltet sind und dieselbe Klemmenspannung teilen, werden Zirkulationsströme erzeugt:
Icirc = ΔE / Rloop
Diese Zirkulationsströme verrichten keine nutzbare Arbeit; sie erzeugen lediglich Wärme und tragen so zu zusätzlichen Wirbelstromverlusten bei. Bei Großtransformatoren können solche Verluste 20 %–40 % der gesamten Kupferverluste ausmachen.
Rockwill S(F)-Serie 138-kV-ölgefüllter Leistungstransformator
Wie transponierte Leiter das Problem lösen
Ein transponierter Leiter ist so aufgebaut, dass jede einzelne Litze periodisch ihre radiale Position über die gesamte Höhe der Wicklung ändert. Dies stellt sicher, dass über eine vollständige Windung der gesamte von jeder Litze verkettete Streufluss annähernd gleich wird:
∑Ψᵢ ≈ Konstante
Infolgedessen werden die Unterschiede der elektromotorischen Kräfte beseitigt und die Zirkulationsströme auf nahezu Null reduziert.
Haupttypen von transponierten Leitern
Der Rockwill 138-kV-Transformator verwendet transponierte Leiter, die durch ihre spezielle transponierte Anordnung mehrerer isolierter Litzen die Wirbelstrom- und Zirkulationsstromverluste grundlegend und erheblich reduzieren und dadurch die Energieeffizienz stark steigern.
Darüber hinaus bilden die Leiter in Kombination mit der Selbstverklebungstechnologie eine robuste, integrierte Struktur, die die Fähigkeit der Wicklung, Kurzschlusskräften standzuhalten, erheblich stärkt und so die Gerätesicherheit unter Fehlerbedingungen gewährleistet. Darüber hinaus bietet diese Technologie zusätzliche Vorteile, einschließlich einer kompakten Struktur, einer hervorragenden Wärmeableitung und vereinfachten Herstellungsprozessen—was sie zu einem Kernfaktor für die Erzielung von hoher Effizienz, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz im Transformatordesign macht.
Bearbeitet von：Echo
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