干式变压器设计的重要因素是什么
干式变压器的设计取决于影响其性能、效率和耐用性的几个因素。设计干式变压器时需要考虑的一些重要因素有:绝缘类型的选择:绝缘类型决定了变压器的额定温度、介电强度、机械强度和抗热震性。干式变压器一般采用F级和h级绝缘材料,因为它们能耐高温(分别可达155℃和180℃),具有良好的电气性能和机械性能。常见的绝缘材料有清漆、环氧树脂、聚酯树脂等。
绕组材料的选择:绕组材料决定了变压器的导电性、电阻、损耗和机械强度。干式变压器一般采用铜和铝作为绕组材料,因为它们的导电性高,成本低。铜具有比铝更好的导电性和机械强度,但它更昂贵,更重。对于相同的电流额定值,铜比铝需要更小的横截面面积。
磁滞损耗低的铁芯材料的选择:铁芯材料决定了变压器的磁通密度、磁导率、磁滞损耗和涡流损耗。铁芯材料应具有高磁导率和低磁滞损耗,以减少空载损耗,提高变压器效率。常用的芯材有硅钢、冷轧晶粒取向钢(CRGO)、非晶金属等。稳压:变压器的稳压是满载时电压降与空载电压的比值。调节表明变压器在不同负载条件下保持恒定输出电压的能力。调节取决于变压器的阻抗和电阻。低阻抗和电阻导致低调节和更好的电压调节。干式变压器在设计时应将漏抗控制在2%以内,以达到低稳压的目的。
预期寿命:变压器的预期寿命是指变压器在不发生故障或劣化的情况下运行的预期时间。预期寿命取决于绕组绝缘因温升、潮湿、灰尘、腐蚀或其他因素而击穿。干式变压器的绝缘等级和质量应选择能承受高温和恶劣环境而不劣化的。变压器的温升不应超过绝缘等级规定的限值。损耗:变压器的损耗是输入功率与输出功率之差。损耗包括空载损耗和负载损耗。空载损耗与负载无关,包括铁心损耗和涡流损耗。负载损耗与负载成正比,包括铜损耗和杂散损耗。损耗会影响变压器的效率、加热和冷却。应选择铁芯材料、绕组材料、绝缘材料和设计参数,使干式变压器的损耗最小,效率最大化。
过载:变压器的过载是指变压器超出其额定容量或温度限制的运行状态。过载会导致变压器过热、绝缘击穿、短路或起火。过载可能由负载需求过大、谐波、故障或环境温度引起。干式变压器应设计有足够的余量来处理过载而不损坏其部件或性能。干式变压器还应配备风扇冷却系统或空调系统,以散发过载产生的热量。
k系数:k系数是衡量变压器在其绕组中承受非正弦电流产生的热量的能力。非正弦电流是由在电压和电流波形中产生谐波的各种电子设备引起的。谐波会增加变压器的损耗、发热和变形。高k因子表明变压器可以处理更高水平的谐波而不会过热或退化。干式变压器应设计具有高k因子,以便在涉及非正弦电流的应用中提供持久的使用寿命和可靠的性能。