В съвременната електроразпределителна мрежа запечатаните разпределителни трансформатори с дълъг живот играят решаваща роля. Като водещ доставчик на запечатани разпределителни трансформатори с дълъг живот, ние непрекъснато изследваме работата на тези трансформатори при различни работни условия. Един от най-предизвикателните сценарии е условията на несинусоидално натоварване, които стават все по-често срещани поради широкото използване на силови електронни устройства.
Разбиране на несинусоидалните натоварвания
Несинусоидалните товари са електрически товари, които черпят ток във форма на вълна, която не е чиста синусоида. Това се дължи главно на широкото използване на силови електронни устройства като задвижвания с променлива честота, захранващи устройства с превключващ режим и непрекъсваеми захранващи устройства. Тези устройства въвеждат хармонични токове в електроенергийната система, което може да окаже значително влияние върху работата на разпределителните трансформатори.
Хармониците са токове или напрежения с честоти, които са цели числа, кратни на основната честота (обикновено 50Hz или 60Hz). Например, 3-тият хармоник има честота 150Hz (в 50Hz система) или 180Hz (в 60Hz система). Наличието на хармоници може да доведе до увеличени загуби, прегряване и намален живот на електрическото оборудване, включително разпределителни трансформатори.
Ефективност на запечатани разпределителни трансформатори с дълъг живот при несинусоидални натоварвания
1. Повишени загуби
Едно от най-значимите въздействия на несинусоидалните натоварвания върху дълготрайните запечатани разпределителни трансформатори е увеличаването на загубите. Има два основни вида загуби в трансформаторите: загуби на мед и загуби на желязо.
Загубите на мед са пропорционални на квадрата на тока, протичащ през намотките. При наличие на хармоници, ефективният ток (средноквадратичен ток) е по-висок от този в синусоидална система. Това е така, защото хармоничните токове се добавят към основния ток, увеличавайки общата величина на тока. В резултат на това загубите на мед в намотките на трансформатора се увеличават значително.
Загубите от желязо, от друга страна, се състоят от загуби от хистерезис и загуби от вихрови токове. Загубите от хистерезис са свързани с намагнитването и размагнитването на материала на сърцевината, докато загубите от вихрови токове са причинени от индуцираните токове в сърцевината. Хармониците могат да увеличат както хистерезиса, така и загубите от вихров ток. Високочестотните компоненти на хармониците причиняват по-бързи промени в магнитното поле, което води до увеличени загуби от хистерезис. В допълнение, загубите от вихрови токове са пропорционални на квадрата на честотата, така че наличието на високочестотни хармоници може да причини значително увеличение на загубите от вихрови токове.
2. Прегряване
Увеличените загуби в трансформатора при несинусоидални натоварвания водят до повече генериране на топлина. Запечатаните разпределителни трансформатори с дълъг живот са проектирани да работят в определен температурен диапазон. Прекомерното нагряване може да ускори стареенето на изолационните материали, намалявайки живота на трансформатора.
Изолационните материали в трансформатора, като хартия и масло, имат ограничен температурен толеранс. Когато температурата надвиши номиналната стойност, изолацията може да се влоши, което води до разрушаване на изолацията и потенциално късо съединение. В запечатан трансформатор, разсейването на топлината е по-голямо предизвикателство в сравнение с трансформатор от отворен тип. Запечатаният корпус ограничава естествената конвекция на въздуха, а преносът на топлина зависи главно от маслото и радиатора. Ако генерираната топлина поради хармоници не се разсейва ефективно, температурата вътре в трансформатора може да се повиши бързо, което представлява сериозна заплаха за надеждността на трансформатора.
3. Намалена ефективност
Ефективността е важен показател за ефективност на трансформатора. Определя се като съотношението на изходната мощност към входната мощност. Поради увеличените загуби при несинусоидални натоварвания, ефективността на дълготрайния запечатан разпределителен трансформатор намалява.
По-ниската ефективност означава, че повече електрическа енергия се губи като топлина, което не само увеличава оперативните разходи, но има и отрицателно въздействие върху околната среда. В една електроразпределителна система дори малко намаляване на ефективността на голям брой трансформатори може да доведе до значителни загуби на енергия.
4. Изкривяване на напрежението
Несинусоидалните натоварвания също могат да причинят изкривяване на напрежението в електроенергийната система. Хармоничните токове, протичащи през импеданса на трансформатора и електропроводите, водят до спадове на напрежението с хармонични компоненти. Това изкривяване на напрежението може да повлияе на работата на друго електрическо оборудване, свързано към същата енергийна система.
Например чувствителните електронни устройства могат да работят неизправно или да имат намалена производителност поради изкривеното напрежение. В допълнение, изкривяването на напрежението може също да причини допълнителни загуби в друго електрическо оборудване, което допълнително намалява общата ефективност на електроенергийната система.
Мерки за смекчаване на въздействието на несинусоидални натоварвания
1. Правилно оразмеряване на трансформаторите
Когато избирате запечатан разпределителен трансформатор с дълъг живот за система с несинусоидални натоварвания, важно е правилно да оразмерите трансформатора. Трансформатор с по-голяма номинална стойност kVA може да се справи по-ефективно с увеличените загуби и генериране на топлина, причинени от хармоници.
Коефициентът k е често използван параметър за определяне на способността на трансформатора да се справя с несинусоидални натоварвания. Трансформатор с по-висок коефициент k е проектиран да издържа на допълнителните топлинни ефекти на хармоници. Например, трансформатор ak - 4 може да се справи с определено ниво на хармонични токове, докато трансформатор ak - 13 може да се справи с по-високо ниво на хармоници.
2. Използване на хармонични филтри
Хармонични филтри могат да бъдат инсталирани в електроенергийната система за намаляване на хармоничните токове. Има два основни вида хармонични филтри: пасивни филтри и активни филтри.
Пасивните филтри се състоят от индуктори, кондензатори и резистори. Те са проектирани да осигурят път с нисък импеданс за хармоничните токове, отклонявайки ги далеч от трансформатора и другото електрическо оборудване. Активните филтри, от друга страна, използват силова електроника, за да генерират компенсиращ ток, който неутрализира хармоничните токове в системата.
3. Висококачествени изолационни материали
Използването на висококачествени изолационни материали може да подобри термичната стабилност и издръжливостта на дълготрайния запечатан разпределителен трансформатор при несинусоидални натоварвания. Усъвършенстваните изолационни материали могат да издържат на по-високи температури и имат по-добра устойчивост на стареене.
Нашите продукти и решения
Като доставчик на запечатани разпределителни трансформатори с дълъг живот, ние предлагаме широка гама от продукти, които са проектирани да работят добре при условия на несинусоидално натоварване. НашитеНапълно запечатан маслен разпределителен трансформаторе херметически затворен, което предпазва вътрешните компоненти от влага, прах и други фактори на околната среда. Този дизайн не само удължава живота на трансформатора, но също така помага да се поддържа стабилна работа при различни условия на натоварване.
НашитеВисокоефективен маслен запечатан трансформаторе проектиран с модерни материали и технологии за справяне с увеличените загуби и генериране на топлина, причинени от хармоници. Той има висок коефициент на k, което означава, че може ефективно да работи в системи със значителни несинусоидални натоварвания.
Освен това нашитеПотопен в масло самоохлаждащ се трансформаторе проектиран с ефективни механизми за разсейване на топлината. Потопеният в масло дизайн позволява по-добър пренос на топлина, а функцията за самоохлаждане намалява необходимостта от външно охлаждащо оборудване, което го прави рентабилно решение за разпределение на мощността.
Свържете се с нас за поръчки
Ако търсите висококачествени запечатани разпределителни трансформатори с дълъг живот, които могат да работят добре при условия на несинусоидално натоварване, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашият екип от експерти може да ви предостави подробна техническа информация и персонализирани решения въз основа на вашите специфични изисквания. Свържете се с нас днес, за да започнем процеса на доставка и да осигурим надеждна и ефективна система за електроразпределение за вашия бизнес.
Референции
- „Инженеринг на трансформатори: дизайн, технология и диагностика“ от JC Das
- „Качество на електроенергията в енергийните системи и електрическите машини“ от EO Schweitzer III и GJ Karady
- Стандарт IEEE C57.110 - 2008, "Препоръчителна практика за установяване на капацитет на трансформатор при подаване на несинусоидални токове на натоварване"