Amorfházú ligazsűrítő transzformátor alkalmazása a METRO villamosenergiaellátási rendszerében
Az elmúlt évek során Kínában a városi közlekedési hálózatok gyors fejlődésével párhuzamosan növekedett a metrók áram- és villamos terhelése, s egyre nagyobb problémát jelent az elosztó transzformátorok saját veszteségei által fogyasztott energia. Az ország energiatakarékos és környezetbarát megoldásokra történő felhívása ellenére az amorf fémes alapanyagból készült transzformátorok, melyek kiváló mágnesvezető tulajdonságokkal rendelkező amorf fémből készülnek, relatíve alacsony üresjárati veszteségeket és üresjárati áramokat értek el, ezáltal az energiatakarékos transzformátorok egyik fejlesztési irányát képezve. A Pekingi Metró 14. vonalának háttérben e tanulmány az amorf fémből készült szárított elosztó transzformátorok (a továbbiakban "amorf szárított transzformátorok" néven említve) elvi, szerkezeti és technológiai jellemzőit kezdi, röviden ismerteti a helyszíni végrehajtási hatásokat, valamint javaslatokat tesz a hosszú távú működésre, célul téve a metrókban használt elosztó transzformátorok kiválasztásához és alkalmazásához kapcsolódó utasítások és tapasztalatok biztosítását.
Az amorf szárított transzformátorok szerkezete és működési elve
Az amorf szárított transzformátorok szerkezete
Az amorf fémből készült elosztó transzformátorok szilíciumvasból készült maganyagot választanak ki, ami melegmágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ez magas telítő mágneses indukciójú, ultraszükséges veszteségekkel, alacsony indító árammal és alacsony erőtartással bír, így egy energiatakarékos és környezetbarát, jól stabilitált transzformátor. Az amorf szárított transzformátorok az epoxidharccal öntött szárított transzformátorok jellemzőivel, mint a halogének alacsony tartalma, lángoltó, kevés gőz előállítása, és öniszentesedés, kombinálva az amorf fémből készült szeletek alacsony veszteségeinek előnyeivel, hogy jobban megfeleljenek a metrókhoz hasonló közvetlen környezeti igényeknek.
Az amorf fémszeletek egy vékony (kb. 0,03 mm vastagságú) és rugalmatlanná tevő mágnesvezető anyag. Ezért ésszerűen kerülnek be egy tekercs szerkezetbe. Jelenleg az epoxidharccal öntött amorf szárított transzformátorok szerkezete két fő csoportba osztható, nevezetesen a háromfázis-háromtagú és a háromfázis-ötfarkú szerkezet, ahogy az 1. ábrán látható. A háromfázis-ötfarkú szerkezet magja négy keret kombinációjából alakul, lásd 2. ábra a; a háromfázis-háromtagú szerkezet magja három keret kombinációjából alakul, lásd 2. ábra b. Mivel az amorf fémből készült transzformátorok mágnesvezető részei téglalap alakúak, a magas- és alacsony feszültségű tekercsek általában kerek szárú téglalap alakban vannak kialakítva. Emellett, mivel az amorf fémből készült mágnesvezető részek mágneses fluxussűrűsége és rétegzettsége alacsonyabb, mint a szilíciumvasból készült mágnesvezető részek, az amorf fémből készült mágnesvezető részek térfogata ugyanolyan kapacitáshoz képest sokkal nagyobb. Egy adott metróvonalon található amorf szárított transzformátorok háromfázis-ötfarkú magtervezést követnek, ami jó hőtovábbítást, kompakt egész szerkezetet, és viszonylag kisebb térfogatot biztosít.
Az amorf szárított transzformátorok működési elve
Az amorf fémből készült mágnesvezető anyag kristályai, a szilíciumvas, struktúrájuk és jellemzőik miatt könnyebben mágnesszen és demágnesszen. A tipikus amorf fémben kb. 80%-os vas arány van, a többi fő összetevő pedig silikon és bor. Számos teszt arra utalt, hogy az amorf fémből készült anyag kristályosodási hőmérséklete 550°C, a Curie-pontja pedig körülbelül 415°C. Ezek a hőmérsékletek megfelelnek az amorf fémből készült anyag feldolgozásának, a mágnesvezető rész alakítás után történő annealinghez, a normál működési hőmérsékletnek, és a rövidzárlat idő alatt bekövetkező hőstabilitásnak, így nincsenek akadályok az amorf szárított transzformátorok alkalmazásában.
Példaként vegyük egy háromfázis, négy keret, ötfarkú amorf fémből készült elosztó transzformátort, mivel minden tekercs két kereten van, melyeknek független mágnesi útvonalai vannak, minden keret mágneses fluxusa alapvолноливання не відбувалося.
