Cum se reduce pierderea miezului în transformatoarele immerse în ulei?

Pierderea miezului (sau pierderea fără sarcină) este un parametru critic de eficiență în transformatoare scufundate în ulei s-au rupt , impactând direct consumul de energie și costurile operaționale. Aceste pierderi constau în principal din pierderi de histerezis și pierderi de curent turbionar, generate din cauza fluxului magnetic alternativ în miezul transformatorului.

1. Înțelegerea pierderii miezului în transformatoare
A. Tipuri de pierderi de bază
Pierderea histerezisului

Cauzat de realinierea domeniului magnetic din materialul de bază.

Depinde de proprietățile materialului de bază și de densitatea fluxului magnetic (B).

Pierderea curentului turbionar

Curenți de circulație induși în laminările miezului.

Redus de laminări mai subțiri și materiale de bază de înaltă rezistență.

B. Impactul pierderii de bază
Crește temperatura de funcționare, reducând durata de viață a izolației.

Scade eficiența energetică, ceea ce duce la costuri mai mari ale energiei electrice.

Poate provoca puncte fierbinți localizate, accelerând îmbătrânirea.

2. Metode cheie pentru a reduce pierderea de bază
A. Optimizați selecția materialului de bază

Cea mai bună alegere:

Oțelul Hi-B CRGO oferă cel mai bun echilibru între cost și performanță.

Miezurile amorfe sunt ideale pentru transformatoarele cu eficiență ultra-înaltă (de exemplu, rețelele inteligente).

B. Utilizați laminate mai subțiri și izolate
Laminarile mai subtiri (0,23 mm - 0,30 mm) reduc curentii turbionari.

Acoperirile izolate (clasele C3, C5 sau C6) minimizează scurtcircuitarea la interlaminare.

C. Îmbunătățiți designul și stivuirea de bază
Îmbinare în trepte

Reduce golurile de aer și scurgerea fluxului la îmbinări.

Reduce curentul de magnetizare și pierderile de histerezis.

Colțuri cu oglindă (tăieri la 45°)

Îmbunătățește fluxul magnetic, reducând pierderile localizate.

Geometrie optimă a miezului

Miezurile circulare sau în trepte minimizează lungimea căii de flux.

D. Reduceți densitatea fluxului (B) în proiectare
Funcționarea la o densitate de flux mai mică (1,5T - 1,7T în loc de 1,8T) reduce pierderea prin histerezis.

Compensație: necesită o dimensiune mai mare a miezului, crescând costul materialului.

E. Fabricare și asamblare de precizie
Presiunea de prindere strânsă previne vibrațiile și golurile interlaminare.

Evitați solicitarea mecanică în timpul tăierii/stivuirii pentru a păstra proprietățile magnetice.

Miezurile marcate cu laser îmbunătățesc alinierea domeniului magnetic.

F. Utilizați ulei de transformator de înaltă calitate
Uleiul cu vâscozitate scăzută și conductivitate termică ridicată îmbunătățește răcirea.

Inhibitorii de oxidare previn formarea nămolului, menținând eficiența.

G. Cele mai bune practici operaționale
Evitați condițiile de supratensiune (mărește exponențial pierderea miezului).

Testare regulată a uleiului (DGA, conținut de umiditate) pentru a preveni degradarea izolației.

Încărcați transformatoarele în mod optim (pierderea miezului este constantă, dar eficiența se îmbunătățește odată cu sarcina).

3. Tehnici avansate pentru reducerea pierderilor de bază
A. Miezuri nano-cristaline (tendință viitoare)
Pierdere mai mică decât metalele amorfe (~0,1 W/kg).

Densitate de flux de saturație mai mare (1,2T) decât Metglas.

B. Predicția pierderilor de bază asistată de AI
Modelele de învățare automată optimizează designul de bază înainte de fabricare.

C. Materiale de bază hibride
Combinând CRGO cu aliaje amorfe pentru un echilibru cost-performanță.

4. Studiu de caz: Reducerea pierderii miezului într-un transformator de 50MVA

Cheie la pachet:

Îmbunătățirile de proiectare a materialelor reduc semnificativ pierderile.

5. Concluzii & Recomandări
Rezumatul celor mai bune practici
Utilizați oțel Hi-B CRGO pentru costuri și performanțe echilibrate.
Laminari mai subtiri (0,23mm-0,30mm) cu strat izolator.
Optimizați geometria miezului (articulații trepte, colțuri mitralate).
Controlați densitatea fluxului (1,5T-1,7T) pentru a minimiza pierderea prin histerezis.
Fabricare de precizie pentru a evita stresul mecanic.
Ulei de transformator de înaltă calitate pentru o răcire mai bună.

Recomandare finală
Pentru transformatoare noi, investiți în designul Hi-B CRGO step-lap.
Pentru transformatoarele existente, asigurați întreținerea corespunzătoare și calitatea uleiului.

Prin implementarea acestor strategii, producătorii și operatorii pot spori eficiența, pot reduce costurile cu energia și pot prelungi durata de viață a transformatorului.

Perspective viitoare:

Miezurile amorfe/nano-cristaline pot domina transformatoarele de înaltă eficiență de generație următoare.

Tehnologia digitală dublă va permite monitorizarea în timp real a pierderilor de bază.