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立體卷鐵心變壓器產品專題Stereo roll iron core transformer
 
 
專題報道介紹
 【立體卷鐵心Tridimensional Toroidal-Core】由三個幾何尺寸相同的卷繞式鐵心單
  框拼合成的三角形立體布置的鐵心。
 
【立體卷鐵心配電變壓器Tridimensional Toroidal-Core Distribution Transformer】以立體卷鐵心為磁路的配電變壓器。
  
三維立體卷鐵心變壓器、立體組合式卷鐵心變壓器、立體組合式三相卷鐵心變壓器、三角形立體卷鐵心變壓器、立體三角形卷鐵心變壓器等說法均是指【立體卷鐵心變壓器】,其型號中出現字母RL,如S13-MRL-100/10、SCB11-RL-1000/10,其中,R表示卷鐵心,L表示立體結構。
  
【立體卷鐵心變壓器】 是一種節能型電力變壓器,它創造性地改革了傳統電力變壓器的疊片式磁
   
路結構和三相布局,使產品性能更為優化,如三相磁路完全對稱,節電效果顯著、噪音大大降低、散熱及過載能力更強、結構緊湊體積小等。
   歷史與現狀
       
卷鐵心分為【平面卷鐵心】(又稱卷鐵心)與【立體卷鐵心】,兩者存在很大的不同。
我國在20世紀60年代開始研制立體結構的變壓器,如漸開線式鐵心、立體疊鐵心等,限于材料和技術的原因,到了20世紀90年代末,國內的一些廠家才研發出合理的【立體卷鐵心變壓器】。2003年以后,卷鐵心變壓器才逐步得到用戶的認可,得到一些應用。
       全國現有形成一定的生產能力的立體卷鐵心變壓器生產廠家不多,限于技術原因,立體卷鐵心變壓器的生產主要集中在10kV315kVA以下油浸式配電變壓器,主要應用于農網改造項目
        國內率先批量生產【干式立體卷鐵心變壓器】的是江西豐電三維電氣有限公司(現名為江西大族電源科技有限公司),從2003年開始批量生產干立體卷鐵心變壓器
         

政策導向

編輯
2000年,原國家電力公司農電工作部、成套設備部、電力機械局聯合召開了S11卷鐵心變壓器應用研討會,明確各地可根據實際情況推廣使用。[5] 
2003年,中國電能成套公司在北京組織召開了《SGB11-RL型三維立體卷鐵心干式變壓器高效節能新產品應用研討會》。國家科技部、國家電網公司電力規劃設計總院武漢高壓研究所沈陽變壓器研究所、中鐵電氣化局等單位的領導和專家參加了會議。江西豐電三維電氣有限公司在會介紹了其研制生產的立體卷鐵心干式變壓器,會議鑒定認為立體卷鐵心變壓器處于國內外領先水平。[2] 
2002年9月,原國家經貿委以國經貿廳電力[2002]122號文發出《關于在農村電網建設與改造工程中應積極推廣使用卷鐵心變壓器的通知》,要求在農村電網建設與改造工程中應積極推廣使用這一產品。[4] 
2003年11月,中國電器工業協會關于變壓器行業發展的導向性意見中將配電變壓器向“小型化、卷鐵心”方向發展,作為國內變壓器行業技術發展方向之一。[6] 
2010年11月,國家標委會發布新標準《三相油浸式立體卷鐵心配電變壓器技術參數和要求》,詳細規定了電壓等級為6/10kV級、額定頻率為50Hz、額定容量為30-1600kVA的三相油浸式立體卷鐵心無勵磁調壓配電變壓器的性能參數和技術要求。[1] 
        

型號種類

編輯
配電變壓器一般分為2大類,立體卷鐵心配電變壓器也可以同樣劃分:
1、干式立體卷鐵心變壓器,包括:
非包封式(紙絕緣)干式變壓器,例:SGB11-RL-1000/10
包封式(樹脂絕緣)干式變壓器,例:SCB11-RL-1000/10
2、油浸式立體卷鐵心變壓器,例:S13-M.RL-100/10
此外,部分廠家也開發了一些以立體卷鐵心為核心的特種變壓器,如整流變、隔離變、勵磁變、分裂變等。

結構與特點

編輯
1、磁路優化
(1)三維立體卷鐵心層間沒有接縫,磁路各處分布均勻,沒有明顯的高阻區,沒有接縫處磁通密度的畸變現象。
(2)磁通方向與硅鋼片晶體取向完全一致
(3)三相磁路長度完全相等,三相磁路長度之和最短
(4)三相磁路完全對稱,三相空載電流完全平衡[3] 
2、損耗低,節電效果顯著
(1)三維立體卷鐵心的磁化方向完全與硅鋼片的軋制方向一致,且鐵心層間沒有搭頭接槰,磁路各處的磁通分布均勻,沒有明顯的高阻區、沒有接縫處磁通密度的畸變現象。在材質相同的前提下,卷繞式鐵心與疊片式鐵心相比,其鐵損工藝系數從1.3-1.5之間下降到1.05左右,僅此一項可使鐵心損耗降低10-20%。[3] 
(2)由于特殊的三維立體結構,使鐵心的鐵軛部分用材量比傳統疊片鐵心減少25%,且減少的角重量占鐵心總重約6%。[3] 
(3)對硅鋼片的剪切處理會使其導磁性能惡化,三維立體卷鐵心經高溫(800℃)真空充氮退火處理,不僅消除了鐵心的機械應力,而且細化了硅鋼片的磁疇,提高了硅鋼片二次再結晶能力,使硅鋼片的性能大大優于其出廠時的性能。[7] 
(4)經檢測認定,三維立體變壓器空載損耗較國標降低25-35%,空載電流最高可降低92%。[8] 
3、噪音低
變壓器本體振動產生噪音的根源在于:
- 硅鋼片的磁致伸縮引起鐵心振動,產生噪音
- 硅鋼片接縫處和疊片之間存在著因漏磁而產生的電磁吸引力,引起鐵心振動,產生噪音
變壓器工作磁密選取過高,接近或達到飽和點,漏磁太大,產生噪音
由于三維立體卷鐵心是將硅鋼片條料在專用的鐵心卷繞機上不間斷、緊密連續卷制而成,沒有接縫,不會產生如疊片式匆忙那樣因磁路不連續而發出的噪音。同時,三相磁路、磁通完全對稱,工作磁密設計合理,因而產品噪音大大降低。[3] 
SGB10-RL-2000/10型產品的型式試驗聲級測定只有47dB,比國標規定的66dB降低了19dB,幾乎達到環保靜音狀態,最適合室內和居民小區使用。
4、過載能力強
(1)產品本身的發熱量很低:卷鐵心變壓器空載損耗空載電流都非常小,產品本身發熱量就很低;
(2)如圖所示,三相線圈呈“品”字形排布,在線圈間形成一條上下貫通的中心天然氣道——“抽風煙筒”,由于上下鐵軛溫差30-40℃,產生強烈的空氣對流,冷空氣從下面往中心通道補充,熱量從上鐵軛內斜面輻射出去,自然循環中迅速帶走變壓器產生的熱量。
5、結構緊湊,占地小
特殊的三維立體鐵心使產品結構緊湊、布局合理,器身平面占用面積比傳統產品減少10-15%,器身高度降低10-20%,若安裝在箱式變電站中可縮小箱變體積近1/4。
 
 
圖片報道
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