Электротехническая лаборатория в Москве и МО до 750 кВ

Сопротивление изоляции, испытания и ремонт трансформаторов,Пусконаладка и РЗА

пн—пт: с 9:00 до 18:00
сб: с 10:00 до 17:00
вс: выходной

г. Москва
ул. Искры, 31к1+7 (495) 181-50-34

info@energiatrend.ru

Потери холостого хода трансформатора и их последствия

04/08/15

Энергопотери всегда приводят к перерасходу средств и материалов. Они являются главным источником удорожания энергии. Соответственно, борьба с ними основана на своевременном выявлении неполадок и профилактике возможных сбоев работоспособности в целом. Основной, самый распространенной  проблемой принято считать  потери холостого хода трансформатора.

Содержание:

Составляющие потерь холостого хода

Холостой ход - это один из режимов работы всех трансформаторных устройств, который основан на выделенном питании какой-то одной обмотки в то время, как состояние всех остальных разомкнутое. При таком типе работы  все утечки, которые неизбежно возникают при номинальных значениях уровня напряжения и частоты, принято называть потерями холостого хода.

Утрата мощностных показателей холостого хода трансформирующего устройства включают в себя несколько обязательных составляющих:

  • магнитные потери мощности холостого хода, наблюдающиеся в стальных частях;
  • потери в первичной обмотке из-за тока холостого хода;
  • диэлектрические - в изоляционном слое.

Стоит отметить, что диэлектрические "утечки" актуальны только для приборов, работающих при повышенных частотах. Для силовых же трансформаторов, которые рассчитаны на определенную среднюю частоту в 50 Гц, такие потери несущественны и, как правило, не берутся в расчет при комплексном анализе причин.

Меньше одного процента от потери холостого хода в том числе и в силовых устройствах составляют и утечки в первичной обмотке.

Основная, самая существенная  доля «утечки» приходится на магнитные потери. Этот вид обсуждаемого явления также можно разделить на два типа: от гистерезиса и от вихревых токов. В современных устройствах, где используется холоднокатаная электротехническая сталь на первую причину приходится чуть менее трети всех объемов. А вот вихревые токи вытягивают до 75 процентов.

Значение качества электротехнической стали 

Для правильных исчислений, а при частоте 50 Гц, соотношение частей в магнитных потерях вычисляется математическим путем, используются эмпирически полученные данные характеристик различных видов стали.

Кроме того, большое значение играет конфигурация магнитной системы, ее массой, а также технологией производства пластик.

Совокупность всех факторов условно стоит разделить на конструктивные и технологические:

  • К первым следует отнести способ и форму стыковки пластин, тип сечения ярма и  метод прессовки и обработки стержней.
  • Ко вторым относятся способы резки стали на пластины, тщательность и методы удаления заусенцев, качество отжига пластин, лакировка, а также прессовка всей магнитной системы. Кстати, резка стали из рулонов производится с совпадением  условно видимой продольной оси пластин с направлением прокатки стального листа.

Кстати, еще одной из существенных причин увеличения потерь в уже эксплуатируемом трансформаторе могут являться нестабильные качественные характеристики используемой стали, а также небрежная сборка с допущением механических повреждений.

При этом, правильно рассчитанный и собранный трансформатор имеет отклонение фактических потерь от расчетных всего около пяти процентов. Это значение следует учитывать, контролируя предельные показатели ПХХ в рамках определенных технической документацией норм, которые соответствуют ГОСТ с прибавлением половины допуска. Кстати, по ГОСТу допуск потерь холостого хода в трансформаторных устройствах обозначен на уровне 15 процентов. То есть, нужно контролировать потери холостого хода в рамках половины этого значения, то есть 7,5 процентов.

На что влияют потери холостого хода трансформатора? 

На данный момент общий процент потерь от генерирующих мощностей до потребителя составляет порядка 18 процентов. Большая часть энергии теряется именно на этапе работы трансформаторных систем. На что влияют данные потерь и где применяются полученные в результате расчетов результаты?

Прежде всего такого рода информация учитывается при расчетах потери электроэнергии, а также при планировании модернизации оборудования и уровне затрат на обновление и ремонт.

От чего зависят потери холостого хода трансформатора? 

В середине прошлого столетия сталь горячей прокатки, используемую для производства основных трансформаторных узлов, заменили на холоднокатаный материал с ориентированной структурой зерен. Плюс новинки состоял в том, что она отличалась высокой магнитной проницаемостью и большей эффективностью. К началу XXI века характеристики используемой холоднокатаной стали в значительной мере улучшились. Причиной такого технологического роста стала очевидность соотнесения затрат с конечной стоимостью энергии.

В общем же снижению потерь в холостом режиме поспособствовали три важных причины:

  • применение стали с более совершенными свойствами;
  • совершенствование конструкции магнитной системы в целом, а кроме того новые принципы раскроя рулонов;
  • модернизация конструкции основного элемента - сердечников.
  • Что же касается самой стали, то производители работали сразу в трех направлениях:
  • постоянно улучшали ориентацию доменов;
  • стремились к максимальному уменьшению толщины исходных листов;
  • опробовали и внедрили новый способ очищения доменов — лазерную обработку стальных пластин.

Инженерный центр "ПрофЭнергия" имеет все необходимые инструменты для качественного проведения диагностики трансформаторов, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории "ПрофЭнергия" вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать диагностику трансформаторов или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.

Причины потери холостого хода трансформатора 

Используемые сегодня трансформаторы можно разделить на сухие и масляные. Масляные до недавнего времени довольно активно использовались практически во всех сферах. Но так как они имеют некоторые ограничения по размещению и нюансы обслуживания, а также низкую пожаробезопасность, в последнее время все большей популярностью стали пользоваться модели сухих трансформаторов, не использующих в системе охлаждения масляные составы.

  • Активные потери холостого хода трансформатора есть и в тех, и в других устройствах. Основными их причинами являются:
  • Коррозия металла, которая происходит из-за нарушения целостности лакового слоя. В результате это значительно увеличивает вихревые токи и усиливает  нагрев стали, используемой в трансформаторе.
  • Витковое замыкание, происходящее в обмотках и приводящее к резкому скачку напряжения.
  • Недостаточная или некачественная изоляция стягивающих шпилек, приводящая к замкнутому накоротко контуру.
  • Магнитные зазоры или некачественная шихтовка.
  • Недостаточное или избыточное число витков на вольт, которое зависит от целого ряда характеристик. Числом витков можно не только увеличить потери холостого хода, но и значительно уменьшить их при правильном расчете.
  • Перегрев стальных узлов и элементов трансформатора неизбежно снижает качество работы трансформатора, все зависит только от скорости и прогрессии этих ухудшений. Чем выше температура, тем быстрее прибор выйдет из строя.

Это далеко не все возможные причины потери холостого хода силового трансформатора, многое также зависит и от условий эксплуатации, и от уровня обслуживания устройства. Но это частные случаи, причины в которых следует искать индивидуально.

Наши клиенты Смотреть работы

Заказать звонок

Отправить
Лицензии Все лицензии
Вернуться назад в новости