Азырғы уақытта май күнінің бағасы жоғары деңгейде, тонна бойынша 70,000-80,000 юан аралығында өзгереді. Сол сияқты, алюминийдің бағасы төмен, тонна бойынша 18,000-20,000 юан аралығында ұзақ уақыт бойы тұрады. Электр станцияларының трансформаторында проектирование кезінде майлык спиральдерді алюминийлік спиральдермен ауыстыру продукттың материалдық құнын ощады, сонымен қатар, аяқтық пайдаланушыларға зыянды қызмет етуге болады.
Узак уақыт бойы индустрияда алюминийлік спиральдерді 35кВ немесе одан төмен напряжение деңгейіндегі электр станцияларында ғана қолдануға болады деп көп ұсынылған. Осылайша, бұл негізгі мезгіл. Міне, алюминийлік спиральдерді жоғары напряжение деңгейіндегі электр станцияларында қолдану кезінде әлі де көбірек артықшылықтары болуы мүмкін. Алюминийлік спиральдерді кеңінен қолданудың және қолдануының шектеу факторы - алюминий проводтарының ысырауының қазіргі уақытта 70МПа дейін жетуі, бұл айнымалы сценарияларда трансформатор спиральдерінің жеткіліксіз короткое замыканияға қабілетіне әкелуі мүмкін.
1. Азырғы ақпарат және стандарттар
1.1 Алюминийлік спиральдерді пайдалану ағымдағы ақпараты
Еуропа мен Америкада, алюминийлік спиральдер распределительные трансформаторларда кеңінен қолданылады, ал основные трансформаторларда әлі де аз қолданылады. Китаеде, халықаралық трансформаторларда алюминийлік спиральдер қолданылғанымен, 110кВ-1000кВ напряжение деңгейіндегі негізгі трансформаторларда әлі де заңды қолдану жүргізілген жоқ.
1.2 Алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін қолданылатын стандарттар
Халықаралық IEC стандарты және ұлттық GB стандарты трансформаторларда май же алюминийнің спираль материалы ретінде қолданылуын ресми түрде растайды. Еңбек министрлігі 2016 жылдың қаңтарында алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін өнеркәсіптік стандарттарды шығарды, мысалы, 6кВ-35кВ маңызды алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін техникалық параметрлер және талаптар және 6кВ-35кВ суық алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін техникалық параметрлер және талаптар. Бұл стандарттардың қолдануы алюминийлік спиральдерді пайдаланудың легалдығын толық көрсетеді.
2. Көлемді қозғалыс мөлшерлерінің салыстырылуы
Дәлдік дизайн тәжірибесіне сүйене отырып, трансформаторлардың (мысалы, бос қысқарту, жүкті қысқарту, короткое замыкания, короткое замыканияға қабілеті) қарым-қатынасын сақтау шартында, қазіргі материалдардың бағаларына (майлык проводтардың бағасы тонна бойынша 70,000 юан, алюминийлік проводтардың бағасы тонна бойынша 20,000 юан) қарай, алюминийлік спиральдерді пайдалану майлык спиральдерді пайдалануға қарағанда бірнеше заттардың құнын 20% астам теңдей етеді.
Төмендегі SZ20-50000/110-NX2 электр трансформаторы мысалында конкретті салыстыру көрсетіледі.
Жоғарыдағы салыстыру нәтижелерінен көрінетінімен, бірдей қарым-қатынас параметрлерін сақтау шартында, 50МВА/110кВ екі спиралды II класс энергетикалық эффективті электр трансформаторы үшін, алюминийлік спиральдерді пайдалану майлык спиральдерге қарағанда құны 23,5% аз болады, қызмет ету нәтижесі көрінетінімен өте маңызды.
Көлемді қозғалыс мөлшерлерінің сапасын салыстыру
Алюминийлік және майлык спиральдерді пайдалану үшін электр трансформаторларының негізгі сапасын салыстыру төмендегі аспекттерге бөлінеді:
3.1 Бос қысқарту
Алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформатордың темір ядрасының өлшемі әлі де үлкен. Бірдей бос қысқарту үшін, бұл магниттық потенциалдың тығыздығын немесе темір ядрасының диаметрін азайту немесе бірлік қысқартуы төменгі кремний бетті қолдану арқылы жеткіліксіз болуы мүмкін.
3.2 Жүкті қысқарту
Алюминийлік проводтардың қандықтықтың өлшемі майлардың қандықтықтың өлшемінен 1,63 есе үлкен, бірдей жүкті қысқарту үшін, алюминийлік спиральдердің қандықтықтың өлшемін азайту керек.
3.3 Короткое замыканияға қабілеті
Қысқа короткое замыканияға және 100МВАнан төмен рейтингтік қуаты бар шарттарда, дизайны тура болса, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың короткое замыканияға қабілеті жеткіліксіз болуы мүмкін. Бірақ, трансформаторлардың рейтингтік қуаты 100МВАнан жоғары болса немесе импеданс өте төмен болса, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін короткое замыканияға қабілеті жеткіліксіз болуы мүмкін.
3.4 Диэлектрикалық маржа
Алюминийлік проводтардың өлшемі әдетте үлкен, олардың радиусы да үлкен, сондықтан алюминийлік спиральдер майлык спиральдерге қарағанда өзара тең электрлық поле алған. Спираль мен масла бөлшектерінің бірдей диэлектрикалық аралығында, бірнеше заттардың үлкен диэлектрикалық маржасы болады. Спиральдің вертикальді диэлектрикалық аралығында, алюминийлік проводтардың өлшемі үлкен, олардың интервалдық конденсаторы да үлкен, бұл волна процессін таралуына ыңғайлы. Бұл принцип алюминийлік спиральдерді жоғары напряжение деңгейіндегі трансформаторлар үшін өте ыңғайлы етеді.
3.5 Температура өсу деңгейі
Алюминийлік проводтардың өлшемі әдетте үлкен, сондықтан алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың жылу алу ауданы майлык спиральдерге қарағанда үлкен. Бірдей жылу басқару шартында, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың температура өсуі төмен. Сонымен қатар, алюминийлік проводтардың майларға қарағанда өте аз құбылдық эффекті бар, олардың вихревые қысқартулары да аз, сондықтан алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың жылу центрінің температура өсуі төмен болады.
3.6 Жүктеу және өмір сүру мерзімі
Спиральдердің өзінде құбылдық эффекті әдетте аз, олардың жылу центрінің температура өсуі де төмен, сондықтан, бірдей шарттарда, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың өмір сүру мерзімі ұзақ, олардың жүктеу қабілеті де үлкен.
4. Қорытынды
Бірдей қарым-қатынас параметрлерін сақтау шартында, май және алюминийнің қазіргі бағаларына қарай, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың құны майлык спиральдерге қарағанда 20% астам теңдей етеді. Техникалық жағынан айтқанда, короткое замыканияға қабілетінен басқа, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың жалпы сапасы майлык спиральдерге қарағанда өте жақсы.
Негізгі түрде, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін трансформаторлардың қолданылуының шектеуі жоғары напряжение деңгейінде емес, үлкен қуатта. Негізінен, алюминий проводтарының ысырауының өзінде жеткіліксіздігі, олардың қандайда бір үлкен қуатты немесе төмен импедансы бар трансформаторлар үшін короткое замыканияға қабілетін қанағаттандыру үшін өте қиын. Алюминий сплавын пайдалану үшін трансформаторлардың спиралдерін қолдану - бұл проблеманы шешу үшін жасалған әрекет.
Бірақ, трансформаторлардың короткое замыканияға импедансын арттыру арқылы бұл проблеманы тез шешуге болады. Трансформаторлардың короткое замыканияға импедансын арттыру арқылы, короткое замыканияға арналған ағым өседі. Үлкен қуатты (мысалы, 180МВАнан жоғары) трансформаторлар үшін, алюминийлік спиральдерді пайдалану үшін короткое замыканияға қабілеті жеткіліксіз болуы мүмкін емес.
