Yoqilma turg'unli to'g'ri chiqishning transformator effektivligi va shovqiniga ta'siri

1. Oʻzbekistondagi elektr energiyasi transformatorlarini ishlab chiqarish texnologiyasining rivojlanish tendentsiyalari

Elektr energiyasi transformatorlari asosan ikki yo'nalishda rivojlanmoqda:

Birinchi, qattiq o'lchamli juda yuqori voltajli transformatorlarga rivojlanish, voltaj darajalari 220kV, 330kV va 500kV dan 750kV va 1000kV ga qadar oshadi.

Ikkinchi, energiyasaf, kichik, past shovqin, yuqori impedansli va patlatmaga barqaror turlarga rivojlanish. Bu mahsulotlar asosan kichik va o'rtacha hajmdagi transformatorlardan iborat, masalan, shahar va qishloq elektrotarmoqlarini yangilash uchun tavsiya etilayotgan yangi S13 va S15 taqsimot transformatorlari.

Oʻzbekistonning kelajakdagi transformatorlarni rivojlantirish yo'nalishi hali-ham energiyasaf, past shovqin, oddiy va patlatmaga barqaror turlarga, va yuqori ishonchka e'tibor beriladi.

2. Yo'naltirilgan silitsium tillagining elektr energiyasi transformatorlari performansiga ta'siri

Rivojlangan sanoat mamlakatlarda, transformatorlar uchun mo'ljallangan silitsium tillagidagi demir zararatidan kelib chiqqan elektr energiyasi umumiy energetika ishlab chiqarishdan 4% ni tashkil etadi. Demak, yo'naltirilgan silitsium tillagidagi demir zararatinini kamaytirish har doim dunyo miqyosidagi silitsium tillagi korxonalari uchun muhim tadqiqot mavzusi bo'lgan. Demir zararati turli ravishda eddy tok zararati va giperbolik zararati bilan ajratilishi mumkin.

Silitsium tillagi materiali bo'yicha, yo'naltirilgan silitsium tillagidagi demir zararatinini kamaytirishning asosiy usullari silitsium miqdorini oshirish, tillaga qalinligini pasaytirish va magnit domenlarning sozlantirilish texnologiyasi hisoblanadi.

(1) Silitsium miqdorini oshirish

Hozirgi paytda, sanoatda ishlab chiqarilayotgan silitsium tillagida massa bo'yicha 3.0% dan ko'proq silitsium mavjud. U 6.5% ga oshirilsa, silitsium tillagidagi zararati nihoyat aniqroq pasayadi, bu 400Hz dan 10kHz gacha frekvenda oraliqda foydalanish uchun eng yaxshi material bo'lib hisoblanadi.

(2) Tillaga qalinligini pasaytirish

Hozirda foydalanilayotgan yo'naltirilgan silitsium tillagi yengilroq qilib aytilmoqda. 0.35mm qalinlikni o'chirib yuborish, hozirda 0.3mm, 0.27mm, 0.23mm va 0.18mm qalinliklar keng tarqalgan, bu yo'naltirilgan silitsium tillagidagi eddy tok zararati kamayishi uchun imkoniyat beradi.

• 0.20mm qalinlikdagi yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakasi 400Hz yoki undan past frekvendada ishlatilishi mumkin, magnit flux density 1.5T bo'lib, nisbatan kam demir zararati bor.

• 0.15mm qalinlikdagi yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakasi 1kHz frekvendada, magnit flux density 1.0T bo'lganda, demir zararati qiymati 30W/kg dan kam. Shuning uchun, bu tillakasi 1kHz yoki undan past frekvendada ishlatish uchun mos keladi.

• 0.10mm va 0.08mm qalinlikdagi yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakalari 3kHz dan past frekvendada ishlatish uchun yanada mos keladi. 3kHz frekvendada, 0.10mm qalinlikdagi yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakasi 0.50T magnit flux density bilan ishlaydi. Shunday shartlarda, 0.08mm qalinlikdagi tillaka bir oz yuqori magnit flux density qiymatlarini, masalan 0.50-0.80T, ishlatishi mumkin.

• 0.05mm qalinlikdagi yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakasi 5kHz frekvendada 0.5-0.6T magnit flux density bilan ishlaydi. Shuning uchun, 0.05mm qalinlikdagi yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakasi yuqorida aytilgan besh tillakadan eng keng qo'llanilish oraliqqa ega va 5kHz yoki undan past frekvendada ishlatish uchun mos keladi.

(3) Magnit domenlarning sozlantirilishi

Ko'tarish texnologiyasi: Yaponiya Narita yo'naltirilgan silitsium tillagidagi domen strukturasiga va zararatlarga ko'tarishning ta'siri haqida ma'lumot berdi, tillaga yo'nalishiga perpendikulyar ko'tarish domen divarlari orasidagi masofani va eddy tok zararatinini samarali tarzda pasaytirishi mumkinligi haqida ko'rsatdi.

Lazer ishlash texnologiyasi tez issiq va sovuq qilish xususiyatlaridan foydalanib, yo'naltirilgan silitsium tillagi tillakalarining yuzasini chiziq belgilash orqali ishlash, issiq qilingan joyda mikro plastik deformatsiya va yuqori sur'atli dislokatsiyalarni tortish, asosiy domen divar uzunligini kamaytirish, hamda bir qator ostki uzuv ichki qilish stressini yaratish, magnit domenlarni sozlantirish va demir zararatinini kamaytirish maqsadini bajardi.

Lazer ishlashning ikkita usuli mavjud: pulsdar va davomli lazerni ishlatish.

3. Yo'naltirilgan silitsium tillagi yuzasining transformator shovqiniga ta'siri

Transformator shovqinining asosiy sabablari orasida yo'naltirilgan silitsium tillagi yuzasidagi magnitoskriksiya bo'lib, bu ferromagnit materialning magnetlashtirishda uzunligidagi o'zgarishni anglatadi. Yo'naltirilgan silitsium tillagi yuzasidagi magnitoskriksiya, yuzasida izolyatsiya qopqoq mavjudligi bilan bog'liq. Qopqoq silitsium tillagi tillakalardan chiqqan bosim stresini kompensatsiya qilishi mumkin, bu esa transformator shovqinini kamaytiradi. Izolyatsiya qopqoqlari yo'q tillakalar bosim stresiga juda o'zgaruvchan. Bosim oshganda, magnitoskriksiya qiymati tezkor oshadi, lekin qopqoqli tillakalar bosim stresi oshganda magnitoskriksiya qiymati kamroq oshadi, bu esa uning bosim stresiga o'zgaruvchanligi pastligini ko'rsatadi.

Yo'naltirilgan silitsium tillagi uchun past magnitoskriksiya aniqlik bilan stressga o'zgaruvchanlikni kamaytirish kerak, bu esa shovqinini kamaytiradi. Transformator yuzasini yig'ishda stress paydo bo'ladiganligi sababli, materialning stressga o'zgaruvchanligini kamaytirish lozim. Izolyatsiya qopqoqlari yo'naltirilgan silitsium tillagi stressga o'zgaruvchanligini kamaytiradi, shuning uchun transformator shovqinini ham kamaytiradi.

Qo'shimcha, yo'naltirilgan silitsium tillagiga izolyatsiya qopqoq qo'yilganda, umumiy zararati 9%-14% miqdorda kamayadi. Izolyatsiya qopqoqning sifati 5g/m² dan yuqori bo'lishi talab qilinadi.

4. Yuqori penetratsiyali yo'naltirilgan silitsium tillagi noqoldiqtan va shovqin darajasiga ta'siri

Hi-B yuqori mazmunli yo'naltirilgan kremniy liyosining afzalliklari quyidagilardir:

(1) A'lo magnetlash xususiyatlari

Magnetlash xususiyatlari adolatini baholash uchun adashiq o'lchov birlikida 800A/m bo'lganda magnit flux sifatini o'lchanadi. Hi-B yuqori mazmunli yo'naltirilgan kremniy liyosi 800A/m da nisbiy penetratsiyasi 1920 ga teng, CGO liyosi esa 1820. Hi-B yuqori mazmunli yo'naltirilgan kremniy liyosini asos materiali sifatida ishlatish, bo'sh yuk zararini kamaytirish va energiya saqlashning eng samarali usuli hisoblanadi.

(2) Past magnetostricciya

Magnetostricciya AC magnetlashda asosning magnetlash yo'nalishida uzunligi o'sishi va pasayishi ni ifodalaydi, bu transformator shovqinining asosiy sabablari orasidagi biridir. Hi-B yuqori mazmunli yo'naltirilgan kremniy liyosining past magnetostricciyasi transformator shovqinini va atrof-muhit zinoqini aniq darajada kamaytiradi.

5. Elektr energetika transformatorlarining asos tahlil texnologiyasiga ta'siri

Ishlab chiqarish va tahlil jarayonida yo'naltirilgan kremniy liyosi kesish stressiga va qo'lda boshqaruv ta'siriga tug'iladi. Mexanik tahlil va tashqi yomonlashish omillari kremniy liyosi plastirlarining xususiy yutib olishini ko'ra notevfik ravishda oshiradi, ba'zan 3.08%-31.6% gacha oshadi.

Yo'naltirilgan kremniy liyosining bo'linishidan hosil bo'lgan burrlar: Agar kesish sifati yomon bo'lsa, katta o'lchovda farq bo'lsa, asoslarni joylashtirishda plastirlar orasida katta bo'shliklar, ko'p tortishlar va tasodifiy asos qatlamalari paydo bo'lib, bo'sh yuk arusi oshadi, ba'zan standartlarni o'tkazadi. Burrlarni olib tashlagandan so'ng, xususiy yutib olish kamayadi. Sinovlar ko'rsatadi, ki 30QG120 burrlarini olib tashlagandan so'ng, P1.5 xususiy yutib olish 2.1%-2.6% (o'rtacha 2.3%) ga, P1.7 esa 1.6%-3.5% (o'rtacha 2.5%) ga kamaydi.

Yo'naltirilgan kremniy liyosining kesish sifatini yaxshilash, burrlarni kamaytirish, to'g'ri tortishni oshirish va asos ustunlariga moslashgan bosimni ta'minlash. Transformator ishlab chiqaruvchilaridan olingan ma'lumotlar ko'rsatadi, ki 0.02mm gacha burrlarni kamaytirish, umumiy joylashtirilgan qalinlikni (bosim nuqtalarida) 2-3mm ga, shovqin 3-4dB ga kamaytiradi. Shuning uchun, burrlarni 0.03mm ichiga o'lib borish kerak.

Yo'naltirilgan kremniy liyosining kesish, stamping va joylashtirishdan o'tkazilishi, ichki stresslarga sabab bo'lib, kristallar deformatsiyasiga olib keladi, bu esa magnit penetratsiyasini kamaytiradi va xususiy demir yutib olishni oshiradi. Kesish, stamping, joylashtirish va boshqa tahlil operatsiyalarda yo'naltirilgan kremniy liyosida yaratilgan stresslarni annealing usuli bilan kamaytirish mumkin, bu sovuq saralangan yo'naltirilgan kremniy liyosining xususiy demir yutib olishini takriban 30% ga kamaytiradi.