变压器是输配电的基础设备,广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。我国在网运行的变压器约1700万台,总容量约110亿千伏安。变压器损耗约占输配电电力损耗的40%,具有较大节能潜力。为加快节能变压器推广应用,提升能源资源利用效率,推动绿色低碳和高质量发展,2021年1月,工业和信息化部、市场监管总局、国家能源局联合制定了《变压器能效提升计划(2021-2023年)》
变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、 引线)、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。具体组成及功能: [1]
(1)铁芯。 铁芯是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高,厚度分别为0.35mm、0.3mm、0.27mm,表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯分为铁芯柱和横片两部分,铁芯柱套有绕组;横片是闭合磁路之用。 [1]
(2)绕组。绕组是变压器的电路部分,它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压U1时,流过电流I1,在铁芯中就产生交变磁通O1,这些磁通称为主磁通,在它的作用下,两侧绕组分别感应电势,后带动变压器调控装置。
优化设计和改进工艺
从结构设计和制造工艺入手改善变压器的损耗特征,是制造厂的主要研究课题。电子计算机应用于变压器设计,为设计工作开拓了广阔的前景,可在理想的铜(电磁线 )铁(硅钢片)比例下,以损耗和铜铁耗量少为设计 目标。使优质材料和优化设计的曲线相交于一点,从而获得效果。铁心结构由原来的直接缝改为半直半斜和全斜接缝,则是结构设计的突破性改进,可使晶粒取向硅钢片(即目前广泛应用的Q10、Q11)在铁心接缝区的导磁方向得到缓和,降低了空载损耗。
非晶合金变压器
非晶合金变压器虽然抗短路性能差,噪声大,但是节能,因此未来发展前景可观。目前,中国的非晶合金变压器铁心生产企业具有3000~4000t的铁心年产能力,铁心及变压器的生产技术并不是制约推广非晶合铁心金变压器的关键性因素,非晶合金带材的突破才能促成产品质的飞跃