Vitambaa za Aluminum na Copper katika Transformers ya Nishati: Mlinganishi wa Gharama na Ufanisi

Sasa hivi, bei ya soko ya chuma bado ni juu, inaingia kati ya 70,000 hadi 80,000 yuan kwa toni. Kwa upande mwingine, bei ya aluminum inabakia chache, inaingia kati ya 18,000 hadi 20,000 yuan kwa toni. Kwa transforma za umeme, kutumia windings za aluminum badala ya windings za chuma katika udhibiti utatafsiri kwa ujumla kupunguza gharama ya vifaa vya ubuni, kuhamisha faida kubwa kwa wateja wa mwisho.

Kwa muda mrefu, kwenye sekta, limetambuliwa kuwa windings za aluminum zinaweza kutumika tu katika transforma za umeme ambazo ni chini ya kiwango cha volti 35kV. Hata hivyo, hii ni msongo mkubwa. Kweli, windings za aluminum zinaweza kuonyesha faida kubwa zaidi wakati zitumika katika transforma za umeme yenye volti-juu. Namba muhimu ambayo kweli inaweka hatari uzalishaji na matumizi ya windings za aluminum ni kwamba nguvu ya kupasua ya madara ya aluminum sasa inaweza kupata faragha ya asili tu ya 70MPa, ambayo inaweza kusababisha ukosefu wa uwezo wa kupambana na majanga ya kitambo katika baadhi ya mazingira.

1. Hali ya Sasa na Viwango
1.1 Hali ya Sasa ya Transforma za Windings za Aluminum

Nje, transforma za windings za aluminum zinatumika kwa ukuaji katika sekta ya transforma za maeneo na zina tumizi ndogo katika transforma kuu. China, ingawa windings za aluminum zimeanzishwa katika transforma za maeneo, transforma kuu zenye kiwango cha volti 110kV hadi 1000kV hazijatumii halisi.

1.2 Viwango Vyanzio vya Transforma za Windings za Aluminum

Viwango vyenye kimataifa IEC na viwango vyenchi GB vinatukuza kwa undani kuwa transforma za umeme zinaweza kutumia chuma au aluminum kama madara ya ubuni kwa windings. Pia, Chama cha Uendeshaji wa Nishati nchini China lilitangaza viwango vya sekta kwa transforma za windings za aluminum tarehe Januari 2016, ikiwa ni Technical Parameters and Requirements for 6kV～35kV Oil-immersed Aluminum Winding Distribution Transformers na Technical Parameters and Requirements for 6kV～35kV Dry-type Aluminum Winding Transformers. Hii linatudumu kwa undani kuwa, kutokana na viwango, matumizi ya transforma za windings za aluminum ni halali.

2. Mulingano wa Gharama kwa Kiasi

Kulingana na uzoefu wa ubuni wa siku-siku, kwa sababu ya kuhakikisha usawa wa parameta za ufanyikazi wa transforma (kama vile hasara la mtazamo, hasara la mizigo, impendansa ya majanga, mara ya kupambana na majanga, na kadhalika), pamoja na bei za vifaa vya sasa (bei ya soko ya chuma safi ni umbali wa 70,000 yuan kwa toni, na bei ya soko ya aluminum safi ni umbali wa 20,000 yuan kwa toni), gharama kuu ya vifaa vya transforma zinazotumia windings za aluminum zinaweza kupunguzika zaidi ya 20% kwa hisaabu na zinazotumia windings za chuma.

Hapa chini ni mlingano wa kutosha kwa mfano wa transforma ya umeme SZ20-50000/110-NX2.

Inaweza kujua kutokana na matokeo ya mlingano huu kwamba, kwa sababu ya kuhakikisha parameta sawa, kwa transforma ya umeme ya miaka 50MVA/110kV ya kategoria II ya ustawi wa nishati, gharama ya winding za aluminum ni umbali wa asilimia 23.5 chini ya gharama ya winding za chuma, na athari ya kupunguza gharama ni kubwa sana.

Mulingano wa Athari wa Kasi

Mulingano wa athari kasi wa uzoefu wa transforma za umeme zinazotumia windings za aluminum na windings za chuma unaweza kuonyesha kwa njia ifuatavyo:

3.1 Hasara la Mtazamo

Ukubwa wa core ya transforma ya windings za aluminum ni kubwa zaidi. Kuhakikisha hasara sawa la mtazamo, inaweza kufikiwa kwa kupunguza densiti ya magnetic flux au diameter ya core au kuchagua sheets za silicon steel zinazopata hasara ndogo.

3.2 Hasara la Mzigo

Kwa sababu ya resistivity ya madara ya aluminum ni umbali wa 1.63 mara ya madara ya chuma, kuhakikisha hasara sawa la mzigo, density ya current ya madara ya windings za aluminum mara nyingi huondolewa.

3.3 Uwezo wa Kupambana na Majanga

Kwa masharti ya impedance ya majanga ya kimataifa na uwezo wa rated chini ya 100MVA, ingawa kwa ubuni sahihi, transforma ya windings za aluminum pia inaweza kuwa na uwezo wa kupambana na majanga. Lakini, wakati uwezo wa rated wa transforma unaenda zaidi ya 100MVA au impedance ni chini sana, transforma ya windings za aluminum inaweza kuonyesha tabia ya kupunguza uwezo wa kupambana na majanga.

3.4 Margin ya Insulation

Kwa sababu ya ukubwa wa gauge ya madara ya aluminum na radius mkubwa wa curvature, windings za aluminum zitapata electric field zaidi ya sawa kuliko windings za chuma. Kwa separation ya insulation ya winding na division ya oil gap, itakuwa na margin kubwa zaidi. Kwa insulation ya longitudinal ya winding, ukubwa wa madara ya aluminum inamaanisha capacitance kubwa zaidi, ambayo pia ni vizuri zaidi kwa distribution ya wave process. Hii ni msingi muhimu ambao unafanya windings za aluminum ziwe vizuri zaidi kwa transforma za volti-juu.

3.5 Kiwango cha Joto

Kwa sababu ya ukubwa wa gauge ya madara ya aluminum, transforma ya windings za aluminum itakuwa na surface kubwa zaidi ya kupunguza joto kuliko transforma ya windings za chuma. Kwa sababu ya heat source sawa, temperature rise ya copper-oil itakuwa chini. Pia, kwa sababu ya skin effect ya madara ya aluminum ni chache zaidi kuliko windings za chuma na loss ya eddy current ni chache, windings za aluminum zitakuwa na hot-spot temperature rise chini.

3.6 Overload na Umri wa Huduma

Kwa sababu ya skin effect chache ya winding yenyewe na hot-spot temperature rise chini, kwa masharti sawa, transforma ya windings za aluminum itakuwa na umri wa huduma mrefu zaidi na uwezo wa overload mkubwa zaidi.

4 Mwisho

Kwa sababu ya kuhakikisha parameta sawa, kulingana na bei za soko za sasa za chuma na aluminum, transforma za umeme zinazotumia windings za aluminum zinaweza kupunguza gharama zaidi ya 20% kwa hisaabu na zinazotumia windings za chuma. Kwa teknolojia, kwa uwazi, isipo kwa uwezo wa kupambana na majanga, uzoefu wa transforma za umeme zinazotumia windings za aluminum ni kabisa kubwa zaidi kuliko zinazotumia windings za chuma.

Kwa asili, matumizi maingi ya transforma za umeme zinazotumia windings za aluminum haiwezi kuwa kwa sababu ya volti-juu, bali kwa sababu ya uwezo mkubwa. Kwa hakika, ni kwa sababu ya insufficiency ya asili ya yield strength ya madara ya aluminum, kufanya kwa sababu ya kutosha kwa uwezo wa kupambana na majanga wa baadhi ya transforma za uwezo mkubwa au impedance chache. Utuaji wa madara ya aluminum alloy kwa windings za transforma ni jaribio la kutatua tatizo hili.

Hata hivyo, kuongeza impedance ya majanga ya transforma za umeme inaweza kusaidia kusuluhisha tatizo hili haraka. Baada ya kuongeza impedance ya majanga ya transforma za umeme, current ya majanga itapungua. Hata kwa transforma za uwezo mkubwa (kama zaidi ya 180MVA), uwezo wa kupambana na majanga wa windings za aluminum si tatizo lenga.