結構組成
鐵芯
采用硅鋼片疊裝而成,表面涂有絕緣漆,減少磁滯損耗和渦流損耗。
結構形式有芯式和殼式,芯式鐵芯的繞組套在鐵芯柱上,殼式鐵芯的繞組被鐵芯包圍。
繞組
由高導電率的銅或鋁導線繞制而成,分為高壓繞組和低壓繞組。
繞組間采用絕緣材料(如Nomex紙、聚酯薄膜)隔離,確保電氣絕緣。
絕緣系統(tǒng)
包括繞組絕緣、鐵芯絕緣和層間絕緣,采用固體絕緣材料,確保在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下仍能穩(wěn)定運行。
冷卻方式
自然空氣冷卻(AN):適用于小容量變壓器,通過空氣自然對流散熱。
強迫空氣冷卻(AF):在繞組上安裝風扇,強制空氣流通,提高散熱效率,適用于大容量變壓器。
附件
包括溫度控制器、風機、分接開關、外殼等,確保變壓器安全可靠運行。
絕緣等級:通常分為A、E、B、F和H級,對應不同的高允許溫度和繞組溫升限值。
局部放電量:10kV級及以下小于等于5pC,35kV級及以下小于等于10pC。
溫升:運行溫度在140℃以內(nèi)安全,F(xiàn)級絕緣系統(tǒng)可承受的高溫度為155℃。
空載損耗和負載損耗:銘牌上標注空載電流和空載損耗,阻抗電壓和負載損耗用于評估性能和效率。
六、發(fā)展趨勢
智能化:集成溫度監(jiān)控和保護系統(tǒng),實現(xiàn)遠程監(jiān)控、故障預警和自動調壓。
化:研發(fā)更低損耗的鐵芯材料和繞組結構,提升能源利用效率。
環(huán)?;翰捎每苫厥盏慕^緣材料,減少全生命周期碳排放。
小型化:通過優(yōu)化設計和新材料應用,減小變壓器體積,適應緊湊型設備需求。
節(jié)能環(huán)保要求高”是指對設備或系統(tǒng)在能源利用效率和環(huán)境影響控制方面提出的嚴格標準,強調通過技術手段減少能源消耗和污染物排放,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
一、節(jié)能環(huán)保要求高的具體含義
能源效率
核心目標:在滿足功能需求的前提下,大限度降低能源消耗。
衡量標準:如變壓器的空載損耗、負載損耗需低于國家能效標準(如GB20052-2020中的1級能效)。
案例:數(shù)據(jù)中心采用節(jié)能變壓器,年耗電量可降低10%-20%。
環(huán)境影響小化
關鍵指標:減少污染物排放(如二氧化碳、氮氧化物)和資源浪費(如水資源、原材料)。
技術路徑:采用無油設計(如干式變壓器)、可回收材料、低噪聲技術等。
案例:醫(yī)院使用低噪聲變壓器,避免對醫(yī)療設備造成電磁干擾,同時減少運行噪音污染。
全生命周期管理
覆蓋范圍:從原材料采購、生產(chǎn)制造、運輸安裝到運行維護、報廢回收的全過程。
實踐要求:產(chǎn)品需符合RoHS、REACH等環(huán)保法規(guī),支持循環(huán)經(jīng)濟。
案例:工業(yè)廠房選用全封閉結構變壓器,延長設備壽命至30年以上,減少廢棄物產(chǎn)生。
二、節(jié)能環(huán)保要求高的典型應用場景
配電變壓器是配電系統(tǒng)中用于變換交流電壓和電流、傳輸交流電能的關鍵設備,廣泛應用于10-35kV電壓等級的配電網(wǎng),直接向終端用戶供電。以下從定義、分類、技術特點、應用及發(fā)展趨勢等方面展開介紹:
一、定義與作用
配電變壓器(簡稱“配變”)是利用電磁感應原理,將某一數(shù)值的交流電壓(電流)轉換為頻率相同的另一數(shù)值電壓(電流)的靜止電氣設備。其核心作用包括:
電壓變換:將高壓電轉換為適合用戶使用的低壓電(如10kV降至400V)。
電能傳輸:通過電磁感應實現(xiàn)電能的傳輸,減少線路損耗。
電氣隔離:提供原邊與副邊的電氣隔離,保障用電安全。
二、分類方式
配電變壓器可根據(jù)不同標準分類:
按絕緣介質
油浸式變壓器:以變壓器油為冷卻和絕緣介質,散熱性能好,適用于戶外及大容量場景。
干式變壓器:采用空氣或固體絕緣材料(如環(huán)氧樹脂),防火防爆性能,常用于室內(nèi)及對安全要求高的場所。
按調壓方式
無勵磁調壓變壓器:需停電后手動調節(jié)分接開關,適用于負荷變化較小的場合。
有載調壓變壓器:可在帶電狀態(tài)下自動調節(jié)電壓,適應負荷波動大的場景。
鐵芯:由硅鋼片疊制而成,提供磁路,減少磁滯和渦流損耗。
繞組:包括初級繞組(接電源)和次級繞組(接負載),通過匝數(shù)比實現(xiàn)電壓變換。
絕緣結構:確保繞組間及繞組與鐵芯間的電氣隔離。
油箱和冷卻系統(tǒng):油浸式變壓器通過變壓器油散熱,干式變壓器采用空氣自然冷卻或強迫風冷。
附件:包括分接開關(調節(jié)電壓)、溫度計、油位計、氣體繼電器等。
四、核心功能
電壓變換:升壓以減少輸電損耗,降壓以滿足用戶用電需求。
電能傳輸:通過電磁感應實現(xiàn)電能的傳輸,降低線路損耗。
電氣隔離:提供原邊與副邊的電氣隔離,保障用電安全。
穩(wěn)定電壓:調節(jié)電壓波動,確保供電質量。
五、應用場景
電力系統(tǒng):發(fā)電、輸電、配電各環(huán)節(jié)的核心設備。
工業(yè)領域:為工廠、礦山等提供穩(wěn)定電力,需承受大負荷和惡劣環(huán)境。
商業(yè)建筑:商場、寫字樓等場所要求低噪音、高可靠性,干式變壓器更適用。
居民區(qū):配電變壓器需緊湊設計,滿足空間限制,同時確保安全性。
新能源領域:風電、光伏等分布式能源接入電網(wǎng)時,需變壓器進行電壓匹配。
六、發(fā)展趨勢
節(jié)能:研發(fā)更低損耗的鐵芯材料(如非晶合金)和繞組結構,提升能源利用效率。
智能化:集成傳感器和通信模塊,實現(xiàn)遠程監(jiān)控、故障預警和自動調壓。
環(huán)保化:推廣環(huán)保型絕緣介質(如天然酯油)和冷卻技術,降低全生命周期碳排放。
小型化:通過優(yōu)化設計和新材料應用,減小變壓器體積,適應緊湊型設備需求。
高可靠性:提升材料和制造工藝,增強變壓器的抗短路能力和環(huán)境適應性。
防火防爆 無油介質,避免火災和爆炸風險,適用于人員密集場所。
環(huán)保 不含變壓器油,無泄漏風險,符合環(huán)保要求。
維護簡單 無需定期檢測油位、油質,減少維護工作量。
過載能力強 可在短時間內(nèi)承受1.5倍額定負載,適應負荷波動。
噪音低 鐵芯和繞組結構優(yōu)化,運行噪音低于油浸式變壓器。
安裝靈活 體積小、重量輕,可安裝在室內(nèi)、室外或高層建筑中。
四、應用場景
商業(yè)建筑
商場、寫字樓、酒店等場所,要求低噪音、高可靠性。
工業(yè)領域
工廠、礦山、油田等,適應惡劣環(huán)境,滿足大負荷用電需求。
公共設施
地鐵、機場、醫(yī)院等,對防火、防爆要求高。
新能源領域
風電、光伏等分布式能源接入電網(wǎng)時,提供電壓匹配。
特殊環(huán)境
海上平臺、沙漠等極端環(huán)境,油浸式變壓器難以適應。
五、優(yōu)缺點對比
優(yōu)點
安全性高:無油介質,避免火災和爆炸風險。
環(huán)保性強:無泄漏,符合環(huán)保法規(guī)。
維護簡單:無需油樣檢測,減少維護成本。
安裝靈活:體積小,適應多種安裝環(huán)境。
缺點
成本較高:材料和制造工藝復雜,價格油浸式變壓器。
散熱能力有限:自然冷卻時容量受限,需強迫風冷才能提升容量。
抗短路能力弱:繞組結構需特別設計,防止短路時損壞。