Kann die Effizienz oder Kapazität bestehender elektrischer Stromtransformer durch Geräte oder Techniken erhöht werden?

Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz

Optimieren des Kernmaterials und der Struktur

• Hochleistungskernmaterialien werden verwendet：Neue Kernmaterialien, wie amorphe Legierungen, werden eingesetzt. Amorphe Legierungen haben ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, und ihre Hystereseverluste und Wirbelstromverluste sind sehr gering. Im Vergleich zum herkömmlichen Siliziumstahlkern kann der Leerlaufverlust eines Transformators mit amorphen Legierungskern um 70-80% reduziert werden. So kann beispielsweise ein Transformatorkern aus amorphen Legierungen gleicher Kapazität den Verlust elektrischer Energie erheblich verringern und die Energienutzungsrate bei langfristigem Betrieb im Vergleich zu einem Siliziumstahlkerntransformatorkern verbessern.

• Verbesserung des Kernstrukturdesigns：Optimieren der Laminierung des Kerns, z.B. durch eine Laminierstruktur mit Stufenverbindungen. Diese Struktur kann die magnetische Kreisverzerrung im Kern reduzieren, den magnetischen Widerstand verringern und somit die Hystereseverluste reduzieren. Gleichzeitig trägt die präzise Kontrolle des Fertigungsprozesses des Eisens dazu bei, die Dichtigkeit des Eisens sicherzustellen und die Luftlücke zu reduzieren, was die Effizienz des Transformators verbessert.

Verbesserung des Wicklungsmaterials und des Wicklungsprozesses

• Wicklungsmaterial mit hoher Leitfähigkeit wird verwendet：Hochreines Kupfer oder Aluminium wird als Wicklungsmaterial verwendet, und fortschrittliche Fertigungsprozesse werden angewendet, um die Leitfähigkeit des Materials zu verbessern. Zum Beispiel hat Sauerstofffreies Kupfer als Wicklungsmaterial eine höhere Leitfähigkeit als gewöhnliches Kupfer, was den Widerstandsverlust in der Wicklung reduzieren kann. Bei großen Transformatoren macht der Widerstandsverlust in der Wicklung einen großen Teil des Gesamtverlustes aus, und seine Reduzierung hat einen signifikanten Einfluss auf die Verbesserung der Transformatoreffizienz.

• Optimierung des Wicklungsprozesses：Verbessern der Wicklungsmethode, z.B. durch die Verwendung von Umspannungswicklungstechnologie. Bei gleichzeitiger Wicklung mehrerer Drähte ermöglicht die Umspannungswicklung, dass jeder Draht gleichmäßig an verschiedenen Positionen in der Wicklung Strom führt, wodurch zusätzliche Verluste durch Haut- und Nachbarschaftseffekte reduziert werden. Beispielsweise kann die Umspannungswicklungstechnologie in der Hochspannungswicklung von Großleistungstransformatoren wirksam die Wirbelstromverluste in der Wicklung reduzieren und die Betriebswirkungsgrad des Transformators verbessern.

Verbesserung des Kühlungssystems

• Verbesserung der Kühlleistung：Aktualisieren des Transformator-Kühlungssystems, z.B. von natürlicher Luftkühlung auf gezwungene Luftkühlung oder von ölgetränkter Selbstkühlung auf gezwungene Öl-Zirkulations-Luftkühlung. Gezwungene Luftkühlung kann den Luftdurchfluss durch den Ventilator erhöhen und die Wärmeabgabe verbessern; gezwungene Öl-Zirkulations-Luftkühlung nutzt Ölpumpen, um das Transformatoröl schnell im Kühler zu zirkulieren und mehr Wärme abzuführen. Durch effektivere Kühlmethoden kann die Arbeits temperatur des Transformators reduziert werden, und Probleme wie erhöhte Widerstände und Alterung der Isolation aufgrund steigender Temperaturen können reduziert werden, was die Effizienz des Transformators verbessert.

• Optimierung der Kühlungssteuerung：Intelligente Kühlungssteuerungstechnologie wird verwendet, um die Betriebsweise der Kühlgeräte automatisch an die Last und Temperatur des Transformators anzupassen. Zum Beispiel, wenn die Transformatorlast gering und die Temperatur niedrig ist, wird die Leistung der Kühlgeräte automatisch reduziert oder ein Teil der Kühlgeräte angehalten; Wenn die Last zunimmt und die Temperatur steigt, werden mehr Kühlgeräte rechtzeitig gestartet. Diese intelligente Steuerung kann nicht nur den normalen Betrieb des Transformators sicherstellen, sondern auch den Energieverbrauch des Kühlungssystems reduzieren und indirekt die Gesamteffizienz des Transformators verbessern.

Möglichkeiten zur Erhöhung der Kapazität

• Modifizierte Wicklung：Erhöhung der Wicklungszahlen oder der Querschnittsfläche des Drahtes  Falls die Größe des Transformator-Eisens es zulässt, kann die Anzahl der Wicklungszahlen oder die Querschnittsfläche des Wickeldrahtes angemessen erhöht werden. Die Erhöhung der Wicklungszahlen kann das Spannungsverhältnis des Transformators verbessern, und die Erhöhung der Querschnittsfläche des Drahtes kann den Widerstand der Wicklung reduzieren, sodass stärkere Ströme passieren können. Beispielsweise kann bei einem Spannungsreduziertransformator, wenn die Anzahl der Wicklungszahlen und die Querschnittsfläche des Drahtes der Niederspannungswicklung auf der Grundlage des Originals angemessen erhöht werden, die Kapazität des Transformators unter Sicherstellung anderer Leistungsmerkmale verbessert werden.

• Verwendung von mehrfach parallelen Wicklungen：Die Wicklung wird durch die Parallelwicklung mehrerer Drähte hergestellt. Auf diese Weise kann die Stromtragfähigkeit der Wicklung erhöht werden, was die Kapazität des Transformators steigert. Gleichzeitig kann die mehrfach parallele Wicklung auch die Wärmeabgabeleistung der Wicklung bis zu einem gewissen Grad verbessern, was für den stabilen Betrieb des Transformators bei hoher Kapazität günstig ist.
  

Optimierte Isoliersysteme

• Verwendung von hochleistungsfähigen Isoliermaterialien：Die Verwendung neuer Isoliermaterialien, wie hochleistungsfähiges Isolierpapier, Isolierfarbe usw. Diese neuen Materialien haben eine höhere Isolationsstärke und Wärmebeständigkeit, was es ermöglicht, höhere Spannungen und Ströme ohne Volumenerhöhung des Transformators zu übertragen. Beispielsweise kann die Verwendung neuer Nanokomposit-Isoliermaterialien höhere elektrische Feldstärken bei gleicher Isolationsdistanz aushalten, was die Möglichkeit bietet, die Kapazität von Transformatoren zu erhöhen.

• Optimierung der Isolierstruktur des Transformators：Reduzierung der Luftspalte in der Isolierschicht und Verwendung einer kompakteren Isolieranordnung. Eine gute Isolierstruktur kann die Isolierleistung des Transformators verbessern, sodass der Transformat