مقدمة

لا يشير فقدان الحمل- إلى الطاقة النشطة المستهلكة عندما يكون الملف الثانوي للمحول مفتوحًا-ويتم تطبيق الملف الأساسي بجهد مقدر لشكل موجة جيبية عند التردد المقدر. يُطلق على عدم فقدان الحمل - أيضًا الخسارة الثابتة، وهي مستقلة عن التيار المار ولكنها مرتبطة بالجهد الذي تتحمله المكونات. كلاهمامحول 1000 كيلو فولت أمبيرومحولات 300 كيلو فولت أمبير تتبع هذا القانون الأساسي من حيث عدم وجود-خصائص فقدان الحمل. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على أداء عدم التحميل للمحولات-، مثل أداء المواد لصفائح السيليكون الفولاذية، وتكنولوجيا ومعدات المعالجة، والشكل الهيكلي للقلب الحديدي. تأخذ شركة JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD في الاعتبار هذه العوامل بشكل كامل لتحسين أداء عدم فقدان التحميل- عند إنتاج محولات متنوعة.

1. نظرة عامة

تنتج شركة JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD بشكل أساسي محولات طاقة مغمورة بالزيت، ومحولات طاقة من النوع - الجاف، ومحولات طاقة ملفوفة ثلاثية الأبعاد- مغمورة بالزيت، ومحولات طاقة ملفوفة جافة من النوع -النوع ثلاثي الأبعاد-، ومحولات طاقة ملفوفة من النوع -مقاومة للانفجار الجاف-، ومحطات فرعية متنقلة مقاومة للانفجار التعديني-، ومحولات طاقة من السبائك غير المتبلورة، عند التحميل محولات الطاقة التي تنظم القدرة، والمحولات من النوع الجاف -القاطرة، بالإضافة إلى المحطات الفرعية الجاهزة، والمحطات الفرعية المعيارية، والمحطات الفرعية من نوع صندوق طاقة الرياح، والمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض وغيرها من معدات النقل والتوزيع. تدمج الشركة مفاهيم تحسين فقدان التحميل- المذكورة أعلاه في عملية الإنتاج لجميع خطوط الإنتاج.

تعد المحولات من أهم المعدات الكهربائية في نظام الطاقة، كما أن تقليل فقدان الطاقة لها أهمية اقتصادية كبيرة لشبكة الكهرباء. لا يعد فقدان التحميل - معلمة أساسية للمحولات. بمجرد الاتصال بشبكة الطاقة، لا يظل فقدان الحمل - ثابتًا بغض النظر عن عدم وجود حمل أو حجم حمل، وليس له أي ارتباط بمستوى حمل المحول. بمعنى آخر، طالما أن المحولات مثل محول 1000 كيلو فولت أمبير ومحول 300 كيلو فولت أمبير متصلة بمصدر الطاقة على مدار السنة، فلن يكون هناك -فقدان للحمل بشكل مستمر وسيستهلك الطاقة، لذا فإن تقليل فقدان الحمل- أمر ضروري للغاية.

تشتمل العوامل التي تؤثر على أداء عدم التحميل للمحولات بشكل أساسي على الأداء المادي لصفائح السيليكون الفولاذية، وتكنولوجيا ومعدات المعالجة، والشكل الهيكلي للقلب الحديدي. لتصنيع المحولات مع فقدان أقل للحمل-، من ناحية، يمكن استخدام صفائح الفولاذ السليكونية مع فقدان أقل للوحدة؛ ومن ناحية أخرى، فمن الضروري تحسين الهيكل ومستوى عملية التصنيع. ومع ذلك، فإن الاعتماد ببساطة على صفائح الفولاذ السليكونية مع فقدان أقل للوحدة سيؤدي إلى زيادة تكلفة تصنيع قلب الحديد، في حين أن تقليل فقدان الحمل-من خلال تحسين الهيكل والعملية لا يمكن أن يوفر المواد فحسب، بل يوفر أيضًا التكاليف والطاقة. فقط عندما لا تتمكن التحسينات الهيكلية والعملية من تلبية متطلبات الأداء، سيتم أخذ صفائح الفولاذ السيليكونية عالية الجودة في الاعتبار.

2. لا-خسارة تحميل المحولات

لتقليل فقدان الحمل- للمحولات، من الضروري أولاً توضيح تكوينها والعوامل المؤثرة في كل جزء، ثم اتخاذ التدابير المستهدفة. يتكون فقدان الحمل - للمحولات بشكل أساسي من فقدان التباطؤ، وفقدان التيار الدوامي، والخسارة الإضافية في القلب الحديدي، وهي سمة مشتركة في كل من محولات 1000 كيلو فولت أمبير ومحولات 300 كيلو فولت أمبير.

2.1 فقدان التباطؤ

بسبب التغير الدوري للتيار المتردد على قلب الحديد، فإن ترتيب ثنائيات القطب في المادة المغناطيسية الحديدية سوف يتغير بشكل دوري وينتج عنه ظاهرة التباطؤ. فقدان الطاقة الناتج عن المغنطة المتناوبة للقلب الحديدي الناتج عن ذلك هو فقدان التباطؤ. يتناسب حجمها مع مساحة حلقة التباطؤ، وصيغة الحساب هي: Pₕ=kₕ·f·B¹·⁶ (kW)، حيث kₕ هو معامل التباطؤ المادي، وf هو التردد، وB هي كثافة التدفق المغناطيسي.

2.2 خسارة إيدي الحالية

عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر قلب الحديد، سيتم توليد تيار دائري في قلب الحديد، والذي يدور في المستوى المتعامد مع ناقل التدفق المغناطيسي ويسمى التيار الدوامي. فقدان الطاقة الناتج عن التيار الدوامي على مقاومة قلب الحديد هو فقدان التيار الدوامي، وصيغة حسابه هي: Pₑ=kₑ·f²·B²·t² (kW)، حيث t هو سمك صفائح الفولاذ السيليكونية. يمكن للصلب السيليكوني المكتوب بالليزر - الحديث أن يقلل من فقدان التيار الدوامي بنسبة 30%-40%.

2.3 خسارة الحديد الأساسية الإضافية

يتم تحديد حجم الخسارة الإضافية للنواة الحديدية بشكل أساسي من خلال العوامل التالية: (1) خصائص المواد، مثل الخصائص الاتجاهية لصفائح الفولاذ السيليكونية، وخصائص تدهور المعالجة وخصائص الفيلم العازل؛ (2) هيكل التصميم، مثل شكل مفصل الحديد الأساسي، ووضع التصفيح الأساسي للحديد، وعرض اللفة الأساسية للحديد، وما إلى ذلك؛ (3) معالجة العمليات، مثل دقة الأبعاد وحجم الأزيز في عملية التقطيع والقص، والتعامل الدقيق مع صفائح فولاذ السيليكون وتصفيحها أثناء النقل والتصفيح، وجودة التصفيح. بالنسبة لمحولات 1000 كيلو فولت أمبير ومحولات 300 كيلو فولت أمبير، فإن التحكم المعقول في هذه العوامل يمكن أن يقلل بشكل فعال من الخسائر الإضافية.

3. طرق تقليل-فقدان التحميل

يوضح التحليل أن فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي للقلب الحديدي يتم تحديدهما بشكل أساسي من قبل الشركات المصنعة لألواح الصلب السيليكون، في حين يتم التحكم في الخسارة الإضافية من قبل الشركات المصنعة للمحولات. تعد كثافة التدفق المغناطيسي للنواة الحديدية من العوامل الأساسية التي تؤثر على عدم فقدان الحمل-. لذلك، على فرضية أن المقطع العرضي الفعال- للنواة الحديدية يظل دون تغيير، فمن الضروري جعل توزيع كثافة التدفق المغناطيسي لكل جزء من نواة الحديد يميل إلى أن يكون موحدًا ويقلل كثافة التدفق المغناطيسي المحلية عند زاوية نواة الحديد. تنطبق فكرة التحسين هذه على المحولات المختلفة بما في ذلك محولات 1000 كيلو فولت أمبير ومحولات 300 كيلو فولت أمبير.

3.1 تغيير المفاصل المتداخلة إلى ثلاثة-مفاصل ذات مستوى

هناك فجوة في مفصل صفائح السيليكون الفولاذية في قلب حديد المحولات، مما سيؤدي إلى زيادة مفاجئة في المقاومة المغناطيسية عندما يمر التدفق المغناطيسي. يتجاوز التدفق المغناطيسي الفجوة ويمر عبر الصفائح إلى الصفائح المجاورة، مما يزيد من الدائرة المغناطيسية المحلية، ويزيد من المقاومة المغناطيسية، وبالتالي يزيد من فقدان الحمل وقدرة الإثارة. كلما زادت مستويات المفصل، انخفض الفقد الموضعي في منطقة المفصل، لكن نطاق التخفيض يتناقص تدريجيًا. وفي الوقت نفسه، سيزداد عدد تصفيح قلب الحديد وعدد ساعات رجل القص والتصفيح- وصعوبة العملية وفقًا لذلك.

من الناحية العملية، تعتبر الوصلات الثلاثة-المستوى خيارًا مثاليًا. وهو يتألف من ثلاثة أنواع من التصفيحات المكدسة بالتناوب، ويتم إضافة نوع واحد فقط من التصفيح إلى العمود الأساسي، مما يزيد قليلاً من تعقيد العملية ولكنه يحسن الأداء المغناطيسي بشكل ملحوظ. بأخذ محول 1000 كيلو فولت أمبير كمثال، وباستخدام نفس مخطط التصميم والهيكل والمواد، تم إجراء الاختبارات باستخدام الوصلات المتداخلة وثلاثة -وصلات على التوالي. تظهر النتائج أنه عندما يظل المقطع العرضي للعمود الأساسي- بدون تغيير، يكون فقدان الحمل -لثلاث وصلات مستوى-أقل بنسبة 7%~8% من الوصلات المتداخلة في المتوسط. لمحولة 300 كيلو فولت أمبير، يمكن تحقيق نفس التأثير الكبير في تقليل الخسارة باستخدام هذه التقنية.

3.2 تقليل عرض اللفة الأساسية للحديد

في زاوية تصفيح قلب الحديد، فإن عرض اللفة لمنطقة المفصل بين صفيحة العمود الأساسية وصفيحة المقرن له تأثير مباشر على أداء عدم التحميل-. كلما كبرت مساحة اللفة، زادت المساحة التي يمر من خلالها التدفق المغناطيسي، وبالتالي يزداد فقدان الحمل - وفقًا لذلك. تظهر بيانات الاختبار أنه مقابل كل زيادة بنسبة 1% في مساحة الحضن، فإن فقدان الحمل -لمفاصل 45 درجة يزيد بنسبة 0.3%. لذلك، من الضروري تحديد منطقة اللفة التي تتمتع بأفضل عدم فقدان للحمل وقوة ميكانيكية على أساس تلبية القوة الميكانيكية.

قامت JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD بتحسين محول التوزيع، وتغيير زاوية تصفيح قلب الحديد من 10 مم إلى 5 مم، مما أدى إلى زيادة مساحة المقطع العرضي - في التجويف المثلث لزاوية قلب الحديد، وتقليل كثافة التدفق المغناطيسي المحلي، وتحقيق تأثير جيد في تقليل الخسارة. ينطبق مخطط التحسين هذا على كل من محولات 300 كيلو فولت أمبير ومحولات 1000 كيلو فولت أمبير، والتي يمكنها التحكم بشكل فعال في عدم فقدان الحمل مع ضمان الاستقرار الهيكلي.

3.3 الاختيار المعقول لعرض صفائح الحديد الأساسية

يرتبط فقدان الحمل- للمحول بوحدة فقدان الحديد ووزن قلب الحديد. كجزء من الوزن، يؤثر وزن زاوية القلب الحديدي بشكل مباشر على عدم فقدان الحمل وتكلفة التصنيع. يجب أن يتبع اختيار عرض صفائح الحديد الأساسية الفرضيات التالية: (1) عدد مستويات قلب الحديد متساوٍ؛ (2) عندما يكون قطر قلب الحديد D، يتم تحديد عرض الورقة الرئيسية عن طريق طرح 5 مم أو 10 مم من D لضمان أن الحد الأقصى للفرق في قطر قلب الحديد لا يتجاوز +0.3 مم، مما لا يؤثر على مجموعة اللف؛ (3) تكون مساحات المقطع العرضي- الفعالة لنوى حديدية مختلفة الشكل- متساوية من الناحية النظرية لضمان كثافة التدفق المغناطيسي المتسقة وفقدان وحدة الحديد؛ (4) المقطع العرضي-للعمود الأساسي الحديدي يتوافق مع المقطع العرضي للنير.

توضح الممارسة أنه بعد تحديد قطر اللب الحديدي المناسب، فإن اختيار عرض اللوح الرئيسي D ناقص 10 مم أفضل من D ناقص 5 مم، والذي يمكن أن يحقق الانخفاض التدريجي لكل مستوى من عرض اللوح، وتقليل وزن زاوية اللب الحديدي، وتقليل ارتفاع اللب الحديدي وخزان الزيت بمقدار 10 مم، وبالتالي توفير المواد والتكاليف. تعتبر هذه الطريقة ذات أهمية خاصة للتحكم في التكاليف وعدم تقليل-فقد الحمل لمحول بقدرة 1000 كيلو فولت أمبير، ويمكن أيضًا تحقيق فوائد كبيرة في توفير الطاقة وتقليل الخسارة لمحول بقدرة 300 كيلو فولت أمبير.

4. ملخص

(1) يمكن أن يؤدي استخدام الوصلات متعددة المستويات- إلى تقليل فقدان الحمل - للقلب الحديدي للمحول. بالإضافة إلى الإنتاج الفعلي (نوع الورقة،-ساعة العمل، والأداء، وما إلى ذلك)، يتم استخدام ثلاث وصلات على مستوى -بشكل عام. يمكن لهذا المخطط أن يحقق تقليلًا كبيرًا في الخسارة لكل من محولات 1000 كيلو فولت أمبير ومحولات 300 كيلو فولت أمبير. (2) يمكن أن يؤدي تقليل منطقة اللفة الأساسية الحديدية إلى تقليل فقدان الحمل بشكل فعال، ويجب تحديد منطقة اللفة المثالية وفقًا لهيكل المنتج. (3) التحديد المعقول لعرض لوح الحديد الأساسي (عرض الصفيحة الرئيسية أصغر بمقدار 10 مم من القطر أفضل من 5 مم أصغر) يمكن أن يقلل من وزن زاوية قلب الحديد واستهلاك المواد، ويقلل من فقدان الحمل.

بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية إنتاج اللب الحديدي، فإن التفاصيل مثل حجم نتوء الصفائح الحديدية الأساسية، ودرجة الانحناء والاصطدام لصفائح السيليكون الفولاذية أثناء الرفع، ودرجة التثبيت للصفائح الحديدية الأساسية ستؤثر أيضًا على فقدان الحمل -، والذي يجب التحكم فيه بشكل صارم.جينشانمن TECHNOLOGY CO., LTDتطبق بشكل كامل تقنيات التحسين المذكورة أعلاه وتدابير مراقبة الجودة على إنتاج المحولات المختلفة. بفضل إمكانيات التصميم والتصنيع الاحترافية، فإنها توفر للعملاء معدات نقل وتوزيع الطاقة منخفضة-وذات أداء عالٍ-.