Czy wydajność lub pojemność istniejących transformatorów elektrycznej energii może być zwiększona przy użyciu urządzeń lub technik?

Sposoby zwiększenia efektywności

Optymalizacja materiału i struktury rdzenia

• Używane są wysokowydajne materiały rdzenia:Stosowane są nowe materiały rdzenia, takie jak amorficzne stopy. Amorficzna stopa ma doskonałe właściwości magnetyczne, a jej straty hysteresyjne i wirnikowe są bardzo niskie. W porównaniu z tradycyjnym rdzeniem ze stali silikonowej, straty bezobciążeniowe transformatora z rdzeniem z amorficznej stopy mogą być obniżone o 70-80%. Na przykład, transformator z rdzeniem z amorficznej stopy o tej samej mocy może znacznie zmniejszyć marnowanie energii elektrycznej i zwiększyć wykorzystanie energii podczas długotrwałej eksploatacji w porównaniu z transformatorem o rdzeniu ze stali silikonowej.

• Poprawiona konstrukcja rdzenia:Optymalizacja laminowania rdzenia, takiego jak laminacja z połączeniami schodkowymi. Ta struktura może zmniejszyć zniekształcenia obwodu magnetycznego w rdzeniu, obniżyć opór magnetyczny, a tym samym zmniejszyć straty hysteresyjne. W tym samym czasie, poprzez precyzyjne kontrolowanie procesu produkcji rdzenia, zapewnienie szczelności rdzenia i zmniejszenie luki powietrznej również pomaga zwiększyć efektywność transformatora.

Poprawa materiału i procesu nawijania

• Używany jest materiał nawijania o wysokiej przewodności:W jako materiał nawijania stosowany jest wysokoczysty miedź lub aluminium, a zaawansowane procesy produkcyjne służą do poprawy przewodności materiału. Na przykład, użycie miedzi beztlenowej jako materiału nawijania ma wyższą przewodność niż zwykła miedź, co może zmniejszyć straty rezystancji w nawijce. W dużych transformatorach straty rezystancji nawijki stanowią duży udział w całkowitych stratach, a zmniejszenie tych strat ma istotny wpływ na zwiększenie efektywności transformatora.

• Optymalizacja procesu nawijania:Poprawa metody nawijania, takiej jak technologia nawijania transpozycyjnego. W przypadku jednoczesnego nawijania wielu przewodów, nawijka transpozycyjna pozwala każdemu przewodowi równomiernie przenosić prąd w różnych miejscach nawijki, zmniejszając dodatkowe straty spowodowane efektami skórnymi i bliskościowymi. Na przykład, w wysokonapiętowej nawijce dużego transformatora, technologia nawijki transpozycyjnej może efektywnie zmniejszyć straty wirnikowe nawijki i zwiększyć efektywność działania transformatora.

Poprawiony system chłodzenia

• Poprawiona wydajność chłodzenia:Modernizacja systemu chłodzenia transformatora, np. od naturalnego chłodzenia powietrza do wymuszonego chłodzenia powietrza lub od samo-chłodzenia oleju do wymuszonego cyrkulacji oleju z chłodzeniem powietrza. Wymuszone chłodzenie powietrza może zwiększyć przepływ powietrza przez wentylatory i poprawić wydajność odprowadzania ciepła; wymuszona cyrkulacja oleju z chłodzeniem powietrza używa pomp olejowych, aby szybko krążył olej transformatora w chłodnicy, zabierając więcej ciepła. Dzięki bardziej efektywnej metodzie chłodzenia można obniżyć temperaturę pracy transformatora i zmniejszyć problemy, takie jak wzrost oporu i starzenie się izolacji spowodowane wzrostem temperatury, co zwiększa efektywność transformatora.

• Optymalizacja kontroli systemu chłodzenia:Stosowane są inteligentne technologie kontroli systemu chłodzenia, które automatycznie dostosowują pracę urządzeń chłodzących w zależności od obciążenia i temperatury transformatora. Na przykład, gdy obciążenie transformatora jest małe i temperatura niska, moc urządzeń chłodzących jest automatycznie obniżana lub część urządzeń chłodzących jest zatrzymywana; gdy obciążenie zwiększa się i temperatura rośnie, uruchamiane są dodatkowe urządzenia chłodzące. Ta inteligentna kontrola nie tylko zapewnia prawidłowe działanie transformatora, ale także zmniejsza zużycie energii przez system chłodzenia i pośrednio zwiększa całościową efektywność transformatora.

Sposoby zwiększenia mocy

• Modyfikacja nawijki:Zwiększenie liczby zwinięć lub przekroju przewodnika  Jeśli rozmiar rdzenia transformatora to pozwala, można odpowiednio zwiększyć liczbę zwinięć nawijki lub przekrój przewodnika nawijki. Zwiększenie liczby zwinięć może poprawić stosunek napięcia transformatora, a zwiększenie przekroju przewodnika może zmniejszyć opór nawijki, pozwalając na przepuszczanie większego prądu. Na przykład, dla transformatora obniżającego napięcie, jeśli liczba zwinięć nawijki niskonapiętoowej i przekrój przewodnika zostaną odpowiednio zwiększone na bazie oryginalnej, moce transformatora mogą być zwiększona przy zachowaniu innych parametrów.

• Stosowanie nawijki wieloprzewodowej:Nawijka wykonana przez nawijanie wielu przewodników równolegle. W ten sposób można zwiększyć zdolność nośną nawijki, co zwiększa moc transformatora. W tym samym czasie, nawijka wieloprzewodowa może również w pewnym stopniu poprawić właściwości odprowadzania ciepła nawijki, co sprzyja stabilnemu działaniu transformatora pod wysoką mocą.
  

Optymalizacja systemu izolacji

• Używanie materiałów izolacyjnych o wysokich wydajnościach:Stosowanie nowych materiałów izolacyjnych, takich jak papier izolacyjny wysokiej wydajności, farba izolacyjna itp. Te nowe materiały mają wyższe wytrzymałość izolacyjną i odporność na ciepło, umożliwiając przepuszczanie wyższych napięć i prądów bez zwiększenia objętości transformatora. Na przykład, użycie nowych nanokompozytowych materiałów izolacyjnych może znieść wyższe natężenie pola elektrycznego przy tej samej odległości izolacyjnej, co daje możliwość zwiększenia mocy transformatorów.

• Optymalizacja struktury izolacji:Redukcja luki powietrznej w warstwie izolacyjnej i zastosowanie bardziej zwartej struktury izolacyjnej. Dobra struktura izolacyjna może poprawić właściwości izolacyjne transformatora, umożliwiając mu znieść wyższe napięcia i większe prądy, co zwiększa jego moc.