非晶立体卷铁心干式变压器具备更强的过载能力,能在一定范围内承受更高负载而不损坏。在一些用电需求波动较大的场所,如商业综合体,在节假日或特定促销活动期间,用电负荷会急剧增加,此时非晶立体卷铁心干式变压器的高过载能力就能保障电力供应的稳定性,避免因过载而引发停电事故。
由于采用干式结构,相比于油浸式变压器,不存在油液泄漏引发火灾爆炸的风险,特别适用于对防火防爆要求高的场所,如机场候机楼、地下商场、学校图书馆等人员密集且对安全要求极高的区域,能为这些场所提供安全可靠的电力保障。
立体卷铁心结构减少了振动和噪音的产生,运行过程更加安静。在学校、医院、居民小区等对噪音敏感的环境中使用,不会对周边人员的学习、工作和生活造成干扰,能营造安静舒适的环境。
通过优化设计的散热通道和散热片等结构,以及非晶合金材料的特性,使得变压器在运行过程中能够及时有效地将热量散发出去,保证变压器在各种工况下都能保持在合适的温度范围内运行,延长设备使用寿命,提高运行可靠性。例如在高温的夏季,非晶立体卷铁心干式变压器能凭借良好的散热性能,稳定运行,满足人们大量的用电需求。
采用非晶合金材料和立体卷铁心结构,使得变压器的体积和重量相比传统干式变压器有所减小,便于安装和运输。在一些空间有限的老旧小区进行电力改造时,体积小、重量轻的非晶立体卷铁心干式变压器能够更方便地安装在狭窄的配电室或楼道角落等位置,降低了安装难度和成本。
虽然非晶合金材料本身价格相对较高,但是非晶立体卷铁心变压器在设计结构上更加优化,相比传统变压器,能减少非晶合金材料的使用量。如立体三角形结构的非晶合金变压器铁芯的铁轭重量降低 20% 以上,铁芯角重轻 。并且,由于其高效节能的特性,在长期运行过程中,能显著降低用电成本,从全生命周期来看,综合成本更具优势。对于一些长期运行且负载率较低的配电网变压器,其节能带来的成本降低效果在多年的运行过程中会逐渐积累,远超初始材料成本的差异。
立体卷铁心的结构特点使得变压器的生产加工工艺有所改变。例如,铁轭处可不设置接缝,无需打开和再闭合,变压器线圈可直接绕制在心柱上,减少了生产加工工时,提高了劳动效率。同时,针对非晶材料研发出的高精度曲线开料机和立体卷铁心卷绕机,实现开料、卷绕一体化,进一步提高生产效率,降低了单位产品的生产制造成本。在大规模生产过程中,生产效率的提升和人工成本的降低,能有效压缩总成本,使产品在市场上更具价格竞争力。
非晶立体卷铁心变压器具有诸多性能优势,如抗短路能力强、热点升温均匀、低噪音、低损耗等,这些优势使得变压器在运行过程中的故障率大大降低,减少了因故障维修带来的人力、物力和财力成本。同时,其良好的散热性能和稳定的运行状态,也延长了设备的使用寿命,减少了设备更换频率,从而降低了总体的运行维护成本。对于电力运营企业来说,降低运行维护成本意味着提高了企业的经济效益和管理效率。
非晶材料坚硬、薄、脆的特点,给开料和卷绕加工带来极大困难。传统的加工设备和工艺难以满足高精度的要求,容易造成材料的浪费和损坏。为解决这一难题,研发出高精度曲线开料机和立体卷铁心卷绕机。高精度曲线开料机能够根据非晶合金材料的特性,精确地裁剪出所需的形状和尺寸,减少材料的浪费。立体卷铁心卷绕机则通过先进的控制技术,实现对卷绕过程的精准控制,确保卷绕的质量和稳定性,同时实现开料、卷绕一体化,提高生产效率。
非晶合金材料的磁性能对温度、应力等因素较为敏感,在生产制造和运行过程中,容易受到各种因素的影响而发生变化,从而影响变压器的性能。为了稳定非晶合金的磁性能,在生产过程中采用先进的热处理工艺,如多热电偶测温技术和热风循环差异导流技术相结合的热处理工艺。通过在铁心不同部位插入热电偶,精确监测温度,结合热风循环差异导流技术,有效减小同一铁心不同部位的温差,确保热处理过程的均匀性,从而稳定非晶合金的磁性能,使非晶合金立体卷铁心的性能参数达到在 1.35T 磁密时,单位励磁功率为 0.35VA/kg,单位损耗为 0.18W/kg。
要充分发挥非晶立体卷铁心变压器的优势,需要对其结构进行优化设计,涉及到磁路设计、力学结构设计、散热设计等多个方面,且各方面相互关联,需要综合考虑。利用先进的变压器验证分析软件,对电磁场、短路机械力、温升、油流分布等进行仿真验证。通过 “验证→优化→验证” 流程,结合多轮专家评审,不断优化产品的结构设计。例如在设计大容量非晶闭口立体卷铁心油浸式电力变压器时,针对非晶合金材料在大容量铁心应用中的特点,对设计方案的工艺可行性进行反复调研、验证和改进,制定了一套完整的工艺控制方案,创新性采用铁心卷绕可调节内外模具,避免同一铁心直径下重复制作模具,从而实现结构设计的优化,提高变压器的性能和可靠性。 |