Хүчдэл дамжуулалтад трансформаторын энергийн алдагдалд хэрхэн бууруулах вэ?

Трансформаторны алдагдал: Цөмийн болон ачааны алдагдал

Нөөцгүй (нуур) хохирол: хистерез, эргэлтийн урсгал, төмрийн хохиролтой механизм

Тэмцээгүй алдагдал нь трансформатор нь ачаалалтай ч гэсэн эрчим хүчтэй байх үед тохиолддог бөгөөд цогцолборны урамшуулалнаас үүдэлтэй. Эдгээр тогтмол алдагдал нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ:

• Хистерез хохирол : Цорын материалын циклийн магнитжилт, магнитчиллээс ангилах явцад дулаан хэлбэрээр урсаж буй эрчим хүч.
• Эддийн урсгал : Цэргийн давхаргын урсгалын дулаан нь цөмний давхаргын давхаргын давхаргын дөрвөлжин, давхаргын нягталтай тэнцвэртэй.

Хамтдаа тэд нь типичнүүд зүүлт трансформаторуудын нийт энергийн алдагдалд 20–40% хувь оролцоо хайрхалдаг (Ponemon, 2023). Ачааллын алдагдалд харьцуулж, зүүлтийн цөмийн алдагдал ачааллын нөхцлүүд өөрчлөгдөх үед тогтвортой байдаг, гэтэдүүр хүчдлийн урсгал ба гармоник хурцалт үүсгэх үед илүү их өсөж, цөмийн материалын чанарын хувьд маш мөрдөлдүүр байдаг.

Ачааллын (зэс) алдагдал: I²R дулаан ялгаруулалт, гадаргуугийн үзэгдэл ба ойрхон байх үзэгдэл

Ачааллын алдагдал гүйдлийн квадратад (I²R) пропорциональ өсөж, өндөр ачааллын үед доминант болж, нийт алдагдалд 60–80% хувь оролцоо хайрхалдаг. Үүнд гол хувь оролцогчид нь:

• Бүтэн (Жоуль) дулаан ялгаруулалт : Ороолтын дамжуулагчид электрический энергийн шууд дулаан болойн хувирталт.
• Гадаргуугийн нөлөө : 50 Гц-с дээш давтамжид дамжуулагчийн гадаргуу ойрхон хэсгүүдэд гүйдлийн төвлөрөл, үүнээс үүдсэн бүтэн сүлжээний өсөлт.
• Ойрхон байх үзэгдэл : Зүүлтийн ороолтуудын хөрш дамжуулагчид үүсгэсэн соронзон орны нөлөөллөөр гүйдлийн тархалт хурцалтдаг, үүнээс үүдсэн хувьсах гүйдлийн бүтэн сүлжээ дахин өсөж.

Эдгээр нөлөөлөл гармоник баян ачаалал доор хүчтэрдүүр, температурын үсэртүүр ба изоляцины ахуйнхан хурдасгүүр. Түүнийг саархуулах нь оптимизированы кондукторын геометри, дэвшилтэт тавих техник, бат бүтээмжит дулаан зохицуулалтад суурилдаг — зөвхөн анхны кондукторын хэмжээд не.

Өндөр үр дүнтэй трансформаторуудын зүрхний алдагдалыг багасгах стратеги

Дэвшилтэт зүрхний материалын тухайд: чиглүүлсэн силикон ган vs. аморфный металл — харьцуулалт

Нүүрсний чиглэсэн цахилгаан зэс буюу GOES нь ихэнх аж үйлдвэрийн хувьд хэвээрээ байдаг бөгөөд учир нь түүний ногоо нэг чиглэлд байрладаг. Энэ нь хэвийн чиглэлгүй зэстэй харьцуулахад гистерезын алдагдал 30 орчим хувиар багасдаг. Мөн аморф металлын элсэлүүд бий. Тэд үр ашигтай байдлыг өөр түвшинд хүргэдэг. Эдгээр материалууд нь үндсэн алдагдлыг 65-70 хувиар бууруулж чадна. Яагаад? Учир нь атомын түвшинд тэд бүгд эвдрэлтэй байдаг бөгөөд энэ санамсаргүй байрлал нь байгалийн хувьд энэ бухимдалтай эргэлтийн урсгалыг үүсгэхгүй болгодог. Гэхдээ аморф цөмийн асуудал нь: тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд онцгой эмчилгээ хийх хэрэгтэй, болгоомжтой ажиллах ёстой, нэмэлт багтаан шаардлагуудтай байдаг. Энэ бүхэн үнийг 15-25 хувь нэмж өгдөг. Гэхдээ бүх зүйлийг авч үзвэл үнэ цэнэтэй. Байнга ажилладаг тоног төхөөрөмжүүдийн хувьд эрчим хүчний үнэлгээний үр дүн нь эхэн үеийн хөрөнгө оруулалтыг 5-8 жилийн дотор нөхөх боломжтой. Энэ нь эдгээр материалыг цахилгаан эрчим хүчний компаниудад урт хугацаанд цахилгаан сүлжээг үр ашигтай байлгахад анхаардаг.

Урсгалын нягтшлын сонголт ба B _макс дүүрэлт ба алдагдалд тэнцвэржүүлэх зүүрлүүр

Магнит материалаа түүний хамгийн их ашиглагдах урсгалын нягтшл (Bmax) илүү доор ажиллуулж, гистерезис алдагдалд илт бууралт үүсгэдэг, учир нь эдгээр алдагдалд урсгалын нягтшл B-тэй шугаман хамаарал байхгүй. Жишээлбэл, типичны дүүрэлтийн цэгүүд — 1,7–1,8 Тесла орчим — дээрх ажиллалтаас ойролцоогоор 10% бууруулж, ачаалалгүй ажиллалтын алдагдалд 20–25% хүртэл бууралт үүсгэж чаддаг. Гэтэдүүр, түүн дагуу цөмийн хөндлөн огтлосын талбайг ойролцоогоор 15% нэмж үүрдлүүр хэрэглэх шаардлагатай, гэвч трансформаторын 30 жилийн үйлдлийн хугацаанд икономик хувьд үүнээс ашиг олж болдог, түүнд хүчдлийн зохицуулалт яаж сайн хадгалагдаж буйг тооцож. Инженерүүд анхаарах ёстой нөгөө нь — сүлжээний гармоник ба давтамжийн колебраци, ялангуяа цөмийн тодорхой хэсгүүдэд локаль дүүрэлтийн цэгүүд үүсгэж чаддаг. Хэрэв дизайны үед түүнүүдийг хангалттай тооцоонд аваагүй бол, ажиллалтын урсгалын нягтшлыг нормаль түвшнээс доор барьж, ашиг олж чадахгүй.

Зэсийн алдагдал бууруулах нь хувилбарын зураг төсөл, үйл ажиллагааны тохируулалтаар

Үндсэндээ, дутагдал, эргэлтийн алдагдал багасгахын тулд дамжуулагчийн сонгон шалгаруулалт, хатуужил, геометрийн оптималжуулалт

Өндөр дамжуулалттай зэс нь одоо ч гэсэн эргэлтийн хамгийн сайн сонголт юм. Учир нь энэ нь үндсэн DC эсэргүүцлийг бууруулдаг. Энэ муухай эрчим хүчний алдагдалтай тэмцэхэд инженерүүд ихэвчлэн шилжүүлсэн эсвэл Лиц утасны тохиролцоог ашигладаг. Эдгээр нь цахилгаан эрчим хүчийг дамжуулагчийн хатуу замаар тэгш хувааж, арьсны нөлөө, ойртох асуудлуудыг эсэргүүцдэг. Өөр нэг арга бол хуудасдаа хуудастайгаар хуудасдаа хуудастайгаар хуулбарлах. Энэ нь урсгалын реактанциг бууруулж, дундаж эргэлтийн урт нь багасдаг. Үүний үр дүнд үр дүнтэй загваруудад алдагдсан хохирол 10-15 хувиар буурдаг. Энэ бүхнийг ямар ач холбогдолтой вэ? Эдгээр арга нь бүрэлдэхүүний бүтцийн бат бөх байдлыг хадгалахын зэрэгцээ дулаан хуримтлалыг бууруулах, дараа нь асуудал үүсгэх хатуу цэгүүдийг багасгах ач холбогдолтой.

Тогтвортой хамгийн тохиромжтой гүйдлийн нягтыг хадгалахын тулд дулааны удирдлага ба ачааллын профилийн тааруулалт

10 градус дулаантай бол хуурайшилт 3-4 хувиар нэмэгддэг. Энэ нь сайн хүйтэнжилт нь зүгээр л сайхан биш, харин ч хүдрийн алдагдал бага байхын тулд маш шаардлагатай гэсэн үг юм. Зарим суурилуулалтад хүчээр агаар хөдөлгөөн нь сайн ажилладаг, бусад нь тосны усанд орсон эсвэл тосны хүйтэн сэргээлт нь удирдлагын температурыг тогтвортой байлгах, эсэргүүцлийг хяналтаас гаргахаас сэргийлэхэд шаардлагатай. Үйл ажиллагааны тэнцвэрийг зөв тогтоох нь хэтэрхий чухал. Өргөтгөлийн 30%-аас доош хүчин чадлаар үргэлж ажилладаг трансформаторүүд нь цөмийн алдагдал ордог тул эрчим хүчийг хохироодог. Гэхдээ тэдгээрийг үргэлж хязгаарлахаас хэтрүүлснээр тусгаарлалтыг хүссэнээсээ илүү хурдан үржих болно. Ухаалаг үйлдвэрийн ажилчид ачааллыг бодит цаг хугацааны хяналт тавих, тогтмол засвар үйлчилгээний шалгалтыг нэгтгэн хийхэд ачааллыг динамик хэлбэрээр зохицуулж, шаардлагатай үедээ багасгаж болно. IEEE стандартын дагуу нэг хавтгай нэг хавтгай нэг хавтгай нэг хавтгай нэг хавтгай нэг хавтгай нэг хавтгай хооронд цаашид 1.5 болон 2.5 ампер байх нь бүх зүйл мөчлөхгүйгээр үр ашигтай ажиллахаа баталгаажуулна.

Трансформаторын энергийн алдагдалыг бүрэн систем түвшинд бүүрнүүр хөнгөвчлөх арга зүй

Трансформаторын хэмжээг үнэнхүү хэрэглээний загваруудад тохируулах ба дутуу ачаалалын штрафаас сарниулах

Трансформорын хэт хэмжээ нь хэрэгцээгүй хэмжээний мөнгө зарцуулдаг их тохиолдол хэвээр байна. Эдгээр төхөөрөмжүүд бага ачаалалтай байх үед хамгийн сайн гүйцэтгэлийн түвшинээсээ бага ажилладаг. Учир нь хамгийн өндөр үр ашиг нь ихэвчлэн 50-75 хувийн ачаалалтай байдаг. Цөмийн алдагдал нь бага хэмжээний үр дүн гарч байгаа ч гэсэн нийт хэрэглэгддэг эрчим хүчний 30 орчим хувийг эзэлж болно. DOE TP1 болон IEC 60076 20 зэрэг стандарт нь 35-50% -ийн ачаалалтай үед тодорхой үр ашгийн шаардлагыг тогтоодог боловч цаг хугацааны туршид бодит ачаалал хэмжих бус онолын үндсэн дээр маш олон байгууламжийг үргэлжлүүлэн хэмжээг нь тогтоодог. Мэдээлэл дээр суурилсан арга барилд шилжин орсон эрчим хүчний компаниуд бодит сайжруулалтыг олж илрүүлжээ. 15 минут тутамд тоймчны тоон үзүүлэлтийг ашиглаж, улирлын талаараа эрэлт хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг хардаг хүмүүс нийт системд хохирол 12-18% -ийн дундажд буурдаг. Мөн энэ арга нь хэрэгцээгүй тоног төхөөрөмжийн хүчин чадал дээр нэмэлт мөнгө зарцуулахгүй байхыг нь тусгадаг.

Эрчим хүчний хүчин зүйлээр засах, хармоник тайлагнах нь хүдрийн үр дүнтэй алдагдал багасгах

Эрчим хүчний хүчин зүйл нь трансформатор нь хэтрүүлэн реактив эрчим хүчтэй ажиллахыг тусалдаг. Энэ нь I^2 R-ийн алдагдалд хүргэдэг. Эрчим хүчний хүчин зүйл 0.95-ээс дээш байлгаж, дамжуулагчийн дулаанжуулалтыг бууруулахын тулд их хэмжээний индуктив ачаалалтай ойрхон конденсатор байршуулах нь зүйтэй бөгөөд эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд автоматжуулж өөрчлөх боломжтой. Үүний зэрэгцээ, идэвхтэй эсвэл идэвхтэй гармоник шүүлтүүд нь дарамттай тавдугаар болон долоодугаар зэрэглэлийн гармоникүүдийг хамардаг бөгөөд энэ нь даралтын долгионы хэлбэртэй эвлэрдэг бөгөөд трансформаторын цөмд хүсэхгүй байгаа эргэлтийн урсгалыг үүсгэдэг. Эдгээр аргыг нэгтгэн үзвэл үр дүнтэй болно.

Түгээмэл асуулт

Трансформаторны цөм хохирол гэж юу вэ?

Хувиртагчийн цөмд үүсдэг алдагдал нь цөмийг соронзонжоох үед ялгарах энергид үүсдэг, үүнд үүрдүүлэлт ба вихрүүдийн гүйдлийн алдагдал гол үүрэгтэй. Түүн дээр хувиртагч идэвхтжүүлснээс хойш тогтмол алдагдал үүсдэг.

Хувиртагчийн цөмд үүсдэг алдагдалыг как багасгаж болох вэ?

Цөмд үүсдэг алдагдалыг багасгахын тулд чиглүүлсэн силикон бүхий ган, аморфных металлын хавсралтууд зэрэг дэвшилтэй цөмийн материалыг ашиглах, мөн соронзон урсгалын нягтыг хамгийн их утгаас доош оптимизацийн замаар багасгах шаардлагатай.

Хувиртагчийн ачааллын алдагдал гэж юу вэ?

Хувиртагчийн ачааллын алдагдал нь I²R дулааны үүсэл, гадаргуугийн үзэгдэл ба ойрхон байх үзэгдлүүдтэй холбоотой, түүн дээр ачааллын гүйдэл нэмэгдэх тусам түүнүүд илүү интенсив болдог; үүн дээр өндөр ачаалал үед нийт алдагдалын ихэнх хувьд ноороглодог.

Хувиртагчийн ачааллын алдагдалыг как хамгийн бага түвшинд хадгалах вэ?

Ачааллын алдагдалыг хамгийн бага түвшинд хадгалахын тулд өндөр дамжуулалттай хүрэдний ороолт, холбогдсон ороолтын технологи (жишээ нь: холбогдсон ороолт), мөн оптимал гүйдлийн нягт хадгалах, хүрэдний бүх төрлийн алдагдал (постоянный ток ба хувьсах ток) багасгахын тулд үр дүнтэй дулааны удирдлага хэрэглэх шаардлагатай.

Хувиртагчийн үр дүнтэй бүтээмжид чадал коэффициент ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Хүчлэлтийн коэффициент нь реактив гүйдлийг ихэсгэж, I²R алдагдалд нөлөөлж, трансформаторын үр дүнтэй бүтээмжийг бууруулж. Хүчлэлтийн коэффициентийг засварлах арга хэрэгсэл ашиглан улучшить бол түүн дээрх алдагдалд бууруулж, нийт үр дүнтэй бүтээмжийг сайжруулж.