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变压器安全性指标研究

2022-08-04 02:07:08

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  专家认为,安全和高效是变压器产品最重要的两个指标,电动车、新能源等大功率市场在保证效率的同时,更强调安全性。

  一、无变压器逆变器可降低复杂性并实现功率最大化

  (一)、对整个行业来说,继续增强性能、提高效率以及降低成本才是至关重要的。提高大型投资设备的质量和性能是不断增加收益的一种途径,此外,逆变器的性能和效率与光伏模块和数组同样重要。例如,通常规模在1到2兆瓦的商业项目,在连接点位于大楼入口变压器低压侧要求配有一至八个逆变器,并且每个逆变器都要配有单独的、定制的隔离变压器--即使变压器已与逆变器集成。而真正的无变压器设计的逆变器才能支持直接的连接,不需要任何其它的变压器设备和定制修改,而且也不会产生系统平衡成本。对于那些中压变压器连接点在5到12.7千伏之间的公用安装项目,可将多个无变压器逆变器整合成一个大小适当的标准中压变压器。变压器可以放在电场的任何位置,以靠近逆变器是最合适的。

  (二)、无变压器逆变器技术和两极数组配置

  采用了无变压器逆变器技术的太阳能光伏系统在发电时,光伏模块和负载之间不需要任何变压器--通常为高压交流电 (HVAC) 设备和商业荧光照明。真正的无变压器逆变器可将电力从逆变器直接转换并传输到所附负载中。这要归功于采用双极 ±600 VDC 数组配置。真正的无变压器逆变器直接固定在建筑物的入口处,甚至是固定在一个尺寸足够大的配电安装板上。由于没有隔离变压器,从光伏模块电源获得的额外的1%到2%能源效率直接进入负载,在功率为500千瓦的时候,这意味着最低免费额外提供了5千瓦的输出。此外,直接转变成可用的电压,而不是较低的单极逆变器交流电压,而交流电电流降低一半以上,从而降低了交流电一端的电线成本。

  (三)、无变压器逆变器的尺寸约为传统逆变器的一半,可直接转换成更高的电压,这就减少了所需占地面积、运输和起重设备成本(加上递增的设备垫板或公用机箱建造成本)以及连接绕组的大小和数量。目前,许多机构都纷纷采用了无变压器的逆变器技术,这种新的配置正在改变着行业面貌。

  二、变压器本体噪声的高低也是衡量制造厂设计能力和生产水平的重要指标之一。现从变压器噪声产生的机理出发,分析变压器噪声的形成、传播及设计低噪声变压器采取的技术措施和计算方法。

  (一)、 变压器噪声产生机理

  变压器的噪声是由变压器本体振动及冷却装置振动而产生的一种连续性噪声。变压器噪声的大小与变压器的容量、硅钢片材质及铁心磁通密度等因素有关。

  (1)变压器本体产生噪声机理:国内外的研究结果表明,变压器本体振动的根源在于硅钢片的磁致伸缩引起的铁心振动。

  (2)冷却装置产生噪声机理:冷却装置噪声也是由于其振动而产生。冷却装置振动的根源在于冷却风扇和变压器油泵在运行时产生的振动;变压器本体的振动通过绝缘油、管接头及其装配零件等,传递给冷却装置,使冷却装置的振动加剧,辐射的噪声加大。

  (二)、 噪声的传播路径

  变压器通过空气向四周辐射的噪声是由两部分组成,一部分是由铁心绕组的振动通过结构件和绝缘油传给油箱,由油箱振动而产生的本体噪声;另一部分是由冷却风扇和变压器油泵振动而产生的冷却装置噪声。变压器本体噪声完全取决于铁心的磁致伸缩振动。