既存の電力変圧器の効率または容量を装置や技術を使用して増加させることは可能でしょうか

効率を高める方法

コア材質と構造の最適化

• 高性能コア材質の使用：非晶質合金などの新しいコア材質が使用されます。非晶質合金は優れた磁気特性を持ち、ヒステリシス損失と渦電流損失が非常に低いです。従来のシリコン鋼板コアと比較して、非晶質合金コアトランスフォーマーの空載損失は70-80%減少します。例えば、同じ容量の非晶質合金鉄心トランスフォーマーは、長期間の運転中に電力の浪費を大幅に削減し、エネルギー利用効率を向上させることができます。

• コア構造設計の改善：コアの積層構造を最適化します。例えば、段階的な接合を持つ積層構造です。この構造はコア内の磁気回路の歪みを減らし、磁気抵抗を減らし、ヒステリシス損失を減らすことができます。同時に、鉄心の製造プロセスを正確に制御し、鉄心の密着性を確保し、エアギャップを減らすこともトランスフォーマーの効率向上に役立ちます。

巻線材質と巻線プロセスの改善

• 高導電性巻線材質の使用：高純度銅またはアルミニウムを巻線材質として使用し、先進的な製造プロセスを使用して材料の導電性を向上させます。例えば、無酸素銅を巻線材質として使用すると、通常の銅よりも高い導電性があり、巻線の抵抗損失を減らすことができます。大容量トランスフォーマーでは、巻線抵抗損失が総損失の大部分を占め、巻線抵抗損失を減らすことはトランスフォーマーの効率向上に大きな影響があります。

• 巻線プロセスの最適化：巻線方法を改善します。例えば、位置交換巻線技術を使用します。複数のワイヤを同時に巻く場合、位置交換巻線は各ワイヤが巻線内の異なる位置で均等に電流を耐えられるようにします。これにより、皮膚効果や近接効果による追加の損失を減らすことができます。例えば、大容量パワートランスフォーマーの高圧巻線では、位置交換巻線技術は巻線の渦電流損失を効果的に減らし、トランスフォーマーの動作効率を向上させることができます。

冷却システムの改善

• 冷却効率の改善：トランスフォーマーの冷却システムをアップグレードします。例えば、自然空冷から強制空冷、または油浸自冷から強制油循環空冷へと変更します。強制空冷はファンを通る空気の流量を増やし、放熱効率を向上させます。強制油循環空冷は油ポンプを使用してトランスフォーマーオイルをラジエータ内で迅速に循環させ、より多くの熱を取り去ります。より効果的な冷却方法によって、トランスフォーマーの動作温度を低減し、温度上昇による抵抗増加や絶縁劣化などの問題を減らし、トランスフォーマーの効率を向上させることができます。

• 冷却システム制御の最適化：インテリジェントな冷却システム制御技術を使用して、トランスフォーマーの負荷と温度に応じて冷却設備の動作を自動調整します。例えば、トランスフォーマーの負荷が軽く温度が低い場合、冷却設備の電力を自動的に減らしたり、一部の冷却設備を停止したりします。負荷が増加し温度が上昇した場合、より多くの冷却設備をタイムリーに起動します。このインテリジェント制御は、トランスフォーマーの正常な動作を保証するだけでなく、冷却システムのエネルギ消費を減らし、間接的にトランスフォーマー全体の効率を向上させることができます。

容量を増やす方法

• 巻線の改良：巻線ターン数またはワイヤ断面積の増加  トランスフォーマーコアのサイズが許す限り、巻線のターン数または巻線ワイヤの断面積を適切に増やすことができます。ターン数を増やすことでトランスフォーマーの電圧比を改善し、ワイヤ断面積を増やすことで巻線の抵抗を減らし、より大きな電流を通過させることができます。例えば、降圧トランスフォーマーの場合、もとの基础上で低圧巻線のターン数とワイヤ断面積を適切に増やすことで、他の性能を確保しながらトランスフォーマーの容量を向上させることができます。

• 多本並列巻線の使用：複数のワイヤを並列に巻いて巻線を作成します。これにより、巻線の電流容量を増やし、トランスフォーマーの容量を増やすことができます。同時に、多本並列巻線は巻線の放熱性能を一定程度改善することもでき、高容量でのトランスフォーマーの安定動作に有利です。
  

絶縁システムの最適化

• 高性能絶縁材料の使用：高性能絶縁紙、絶縁塗料などの新しい絶縁材料を使用します。これらの新しい材料は、より高い絶縁強度と耐熱性を持ち、トランスフォーマーの体積を増やさずにより高い電圧と電流を通すことができます。例えば、新しいナノ複合絶縁材料を使用することで、同じ絶縁距離でもより高い電界強度に耐えることができ、トランスフォーマーの容量を増やす可能性があります。

• 高性能絶縁材料の使用：トランスフォーマーの絶縁構造を最適化します。例えば、絶縁層のエアギャップを減らし、よりコンパクトな絶縁配置を採用します。良い絶縁構造はトランスフォーマーの絶縁性能を改善し、より高い電圧と大きな電流に耐えられるようにすることで、トランスフォーマーの容量を向上させることができます。