据介绍,我国变压器经历了s7、s8、s9、s10、s11等几个系列的替代过程。早在上世纪80年代中期,我国政府强制性地采用s7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰当时在电网运行的jb1300-73和jb500-64标准的高能耗变压器。从1998年开始,全国推行城乡电网改造,用s9系列配电变压器取代s7系列。在近年的 城网、农网改造中又开始大批量采用s13及s15型产品,其空载损耗较s9型变压器降低50%-80%。
为推动节能变压器应用,财政部、工信部和 发改委早在2012年就联合出台了《节能产品惠民工程高效节能配电变压器推广实施细则》,对节能型变压器进行4元-30元/千伏安的财政补贴。
油浸式scb10干式变压器运行时温升的限值gb1094.2-1996《scb10干式变压器第2部分:温升》对油浸式scb10干式变压器在连续额定容量稳态下的温升限值规定。对于铁芯、油箱中的结构件,以及绕组的外部联结件虽然不规定温升限值,但也不宜超过80k。dl/t572-2010《scb10干式变压器运行规程》对运行中的变压器顶层油温结合现场条件进一步作出了具体规定,见下表。并指出,自然循环冷却变压器的顶层油温一般不宜经常超过85℃,以免绝缘材料的劣化加剧。 目前,变压器主要向两个方面发展。
一 是向特大型超高压方面发展,电压等级由220v、380v和500kv将向750kv、1000kv发展。这些变压器一般都用在大型电站或电力的输送上,其可靠性至关重要,因此制造厂为改善电、磁、热、力的性能和分布的合理性采取了很多措施。二是铁芯制造所涉及的工艺及装配要使变压器的空载损耗加工系数尽可能降低,目前采用的硅钢片都是冷轧晶格取的优质硅钢片,片型也越来越薄,0.35mm的已淘汰,一般为0.3mm、0.27mm和0.23mm厚的硅钢片.叠片时为减少不必要的工时和损耗,生产厂家已经采用不叠上轭工艺。铁芯绑扎一般都是人工用无纬玻璃粘带绑扎,这样绑批的力量不够也不均匀,目前个别厂家用铁芯绑扎机绑效果良好,应逐渐推广。线圈制造所涉及的工艺与工装要保证较低负载损耗,较高承受短路机械力的能力和较好的散势性能,电磁线目前很少用电解铜杆拉拔,基本上都用电阻率低,表面质量较好的无氧铜杆,但还有些小厂仍然采用电解铜,对于大型产品为提高机械强度可采用半硬线。在绕线圈时为保证线圈的绕紧,线圈幅向尺寸尽可能做到零公差,尤其是换流变压器的阻抗误差要求非常严,这就要选用立式绕线机或者带有拉紧、幅向和轴向压紧装置的卧式绕线机,线圈干燥时尽可能采用带压干燥或恒压干燥,这样线圈承受短路机械力的能力大大提高。绝缘件加工,有不少厂家对绝缘件加工不重视绝缘车间环境不好,这样很难保证线圈的绝缘强度。甚至有的小企业绝缘件加工和金属作加工共用同一台设备。应该做到恒温、恒湿。
变压器不论工作频率高低,都是通过电磁感应来传输能量的。传输能量的大小,与变压器所用的材料、结构、尺寸和工作频率有关。如果传输的能量为定值,工作频率高,在一定时间内传输能量的次数多,每一次传输的能量可以少,则变压器用的材料少,结构尺寸小。那种认为变压器传输能量有限,要用高频来增加传输能量的说法,是一种本末倒置的误解。用脉宽调制(pwm)方式改变变压器传输能量和电压大小,只是一种外加控制方法,不单高频变压器可以用,低频变压器也可以用。那种认为有pwm控制后,高频变压器和低频变压器传输能量方式有差异,高频变压器和低频变压器改变电压的方式有差异的说法,也是一种误解。其次,弄清什么是电子变压器?电子变压器是在电子电路和电子设备中使用的变压器。如果把范围扩大一些,包括所有电子电路和电子设备中使用的变压器、电感器、互感器等电磁元件。电子并不只限于功率电子(国内更通用的术语是电力电子),还包括工业电子、息电子、无线电子和电子,电子变压器虽然区别于电力变压器,但是并不区别于射频号变压器,也不只限于“开关功率变换器电路中的功率变压器”。功率变压器只是电子变压器中的一种。如果把电子变压器只看成功率变压器,难免会画地为牢。所以,把电子只限于功率电子,把电子变压器只限于功率变压器的说法是一种误解。弄清什么是高频电子变压器?现在,对电子变压器工作频率的高、中、低划分有一个通行的说法,即工作频率50hz或60hz叫工频,或者在它以下的叫低频;60hz至20khz叫中频,400hz是中频,而不是工频;20khz以上叫高频。为什么选20khz为界限?因为,20khz是声频上限,超过它就听不见可闻噪声。所以,工作频率超过20khz,从20khz起到mhz级、ghz级是高频。那种把“应用频率范围从几十khz到几兆khz的”电子变压器的提法,有两个误解:一个是20khz,不同于几十khz。一个是几ghz,不是几兆khz(注:请按规范的词头,不能自己乱造)。
变压器通过空气向四周发射的噪声是由两部分噪声合成的,一部分是由于箱壁振动而产生的本体噪声;另一部分是由于冷却风扇和油泵振动产生的冷却装置噪声。变压器本体噪声完全取决于铁心的磁致伸缩振动。铁心的磁致伸缩振动是通过两条路径传递给油箱的,一条是固体传递路径——铁心的振动通过其垫脚传至油箱;另一条是液体传递路径——铁心的振动通过绝缘油传至油箱。由这两条路径传递过来的振动能量,使箱壁振动而产生本体噪声。通过空气,本体噪声以声波的形式均匀地向四周发射。同样,冷却风扇和油泵振动产生的噪声,也是通过空气以声波的形式向四周发射。在变压器噪声的发射过程中,噪声会随发射距离的增加而逐渐减弱。另外,在噪声发射过程中,往往会遇到障碍物,当障碍物的尺寸小于噪声的波长时,噪声会绕过障碍物;当障碍物的尺寸大于噪声的波长时,一部分噪声将被障碍物吸收,一部分噪声将被障碍物反射回去,其余部分才穿过障碍物发射出去。 《住宅设计规范》中规定:住宅建筑中不宜布置锅炉、变压器及其它有噪声振动源等设备用房。如受条件限制需要布置时,应符合现行的建筑防火、建筑隔声及相关规范的规定。而《民用建筑隔声设计规范》规定:条件许可时,易将噪声源设置在地下,但不宜比邻主题建筑或设在主体建筑下。如不能避免时,必须采取可靠的隔振、隔声措施。在2008年我国环境保护部发布的强制标准《gb 3096-2008 声环境质量标准》中规定声环境按区域的使用功能特点和环境质量要求,声环境功能区分为以下五种类型:各类声环境功能区适用表1规定的环境噪声等效声级限值。
油浸式变压器结构包括铁心、绕组、油箱三大主要部分,各自的功能介绍如下:
油浸式变压器低压绕组除小容量采用铜导线以外,一般都采用铜箔绕抽的圆筒式结构;高压绕组采用多层圆筒式结构,使之绕组的安匝分布平衡,漏磁小,机械强度高,抗短路能力强。
油箱采用波纹片,它具有呼吸功能来补偿因温度变化而引起油的体积变化,所以该产品没有储油柜,显然降低了变压器的高度。
由于波纹片取代了储油柜,使变压器油与外界隔离,这样就有效地防止了氧气、水份的进入而导致绝缘性能的下降。
铁心和绕组各自采用了紧固措施,器身高、低压引线等紧固部分都带自锁防松螺母,采用了不吊心结构,能承受运输的颠震。
线圈和铁心采用真空干燥,变压器油采用真空滤油和注油的工艺,使变压器内部的潮气降至 。
根据以上五点性能,保证了油浸式变压器在正常运行内不需要换油,大大降低了变压器的维护成本,同时延长了变压器的使用寿命。
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