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变压器的优化设计是目前国内变压器制造行业所面临的重点问题。变压器的优化设计可以从两个方面进行;①控制降低变压器制造的初始制造成本;②对变压器的绕组、空载损耗、负载损耗等各项性能进行优化设计。变压器的优化设计首先要考虑电磁优化设计,指在满足原有约束条件的基础上, 寻找 设计变量使得制造变压器所需的经济指标最小。电磁优化设计的两个关键因素是磁通密度和电流密度,这两个因素直接影响到变压器的电磁力大小和材料消耗的多少;在理论情况下,变压器的负载损耗只是评判产品损耗程度和判断产品质量的一个参考值,而不是实际工作中的真实损耗值。
一台变压器的空载损耗和短路损耗成反向变动关系,其它情况不变的情况下,当空载损耗数值越大,那么负载损耗就会越小;当一台变压器负载路损耗值较大时,可引发电流通过绕组时出现局部过热现象使得绕组绝缘出现问题。所以电力变压器的空载损耗和短路损耗数值应合理设计,而不能为了追求过低的空载损耗值而忽略负载损耗值的存在。
当磁通密度较大时,则需要的匝数较少,也就是需要的铜消耗量较少,这也从根本上控制减少了变压器制造的初始经济成本。目前国内的变压器空载损耗数值和负载损耗数值的确定一般是通过空载、短路试验在离线状态下测量得出的,这种方法浪费了大量的人力和财力,而且使供电中断。对变压器进行优化设计应实现对空载损耗和短路损耗数值实行在线测量,这样既可满足数值确定的要求,还能减少测量成本的投入。
变压器过负荷运行时注意事项
(1)全天满负荷运行的变压器不宜过负荷运行。
(2)变压器在低负荷运行,变压器高峰负荷所允许的过负荷情况和持续时间有严格的限制。
(3)夏季低负荷,冬季可适当过负荷运行,过负荷15%内。
(4)一般情况下,油浸自冷和油浸风冷变压器过负荷不得超过30%;强迫油循环风冷或水冷变压器过负荷不得超过20%。
(5)过负荷运行时,冷却器全部投入运行。当系统发生故障时,首要任务是设法保证不间断供电,而变压器绝缘的老化加速则是次要的,事故过负荷是以牺牲变压器的寿命为代价的。绝缘老化率允许比正常过负荷时高得多。工作中最常见的情况是,变压器经检修换油或滤油后,重新投入运行的开始一段时间内,一般2-3天,到放气无气体或气泡后,再把重瓦斯保护投到跳闸位置。事故过负荷也称急救负荷,是在较短的时间内,让变压器多带一些负荷,以作急用。为保证可靠性,在确定变压器事故过负荷的允许值时,一般事故过负荷时绕组最热点的温度也不得超过140℃,负荷电流不得超过额定值两倍。
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