Trasformatore di distribuzione a bagno d'olio in lega amorfa da 10 kV

I trasformatori di distribuzione che servono le reti elettriche rurali e alcuni utenti industriali spesso funzionano in condizioni di carico leggero per periodi prolungati, dove le perdite a vuoto spesso rappresentano una quota maggiore delle perdite totali rispetto alle perdite a carico. I nuclei in lega amorfa offrono notevoli vantaggi in termini di risparmio energetico in tali scenari operativi. Yulan Transformer utilizza materiali in lega amorfa nei suoi trasformatori di distribuzione a bagno d'olio in lega amorfa da 10 KV, che variano in capacità da 30 kVA a 2500 kVA; queste unità supportano tensioni primarie di 6 kV, 10 kV o 35 kV e un'uscita secondaria di 0,4 kV. La produzione e i test aderiscono agli stessi rigorosi processi e standard utilizzati per i trasformatori di classe 110 kV dell'azienda, con passaggi chiave tra cui l'essiccazione dell'assemblaggio del nucleo e della bobina, il trattamento dell'isolamento e la verifica delle perdite di accettazione in fabbrica.

Caratteristiche dei materiali e dell'efficienza energetica

La perdita a vuoto dei nastri di lega amorfa è pari a circa un terzo-un quinto di quella dei fogli di acciaio al silicio a grani orientati laminati a freddo con le stesse specifiche e la sua coercività è significativamente inferiore. Ciò si traduce in un ridotto consumo di potenza attiva e una minore corrente di eccitazione durante il funzionamento a vuoto o con carico leggero. I benefici in termini di risparmio energetico sono particolarmente evidenti nei siti con un fattore di carico annuo inferiore al 30%.

Il nucleo presenta una struttura avvolta trifase a cinque rami che garantisce un circuito magnetico continuo e meno giunti rispetto ai nuclei impilati. Per il bloccaggio viene utilizzato un telaio sagomato a piastra sottile, che riduce al minimo lo spostamento vibrazionale della striscia durante il funzionamento e aiuta a mantenere le prestazioni del nucleo stabili. Poiché le leghe amorfe sono sensibili alle sollecitazioni meccaniche, il processo di fabbricazione prevede severi controlli sulla tensione degli avvolgimenti e sulla pressione di assemblaggio.

Confronto con trasformatori in lamiera di acciaio al silicio

Bobina e assemblaggio

Le bobine a bassa tensione vengono avvolte utilizzando un foglio di rame, mentre le bobine ad alta tensione sono formate utilizzando carta patinata adesiva che viene polimerizzata a caldo sotto pressione; entrambi i tipi possiedono un'elevata resistenza meccanica e possono resistere alle forze elettromagnetiche di cortocircuito. Dopo l'assemblaggio, la parte attiva viene sottoposta a lavorazione in un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene per rimuovere umidità e gas dai materiali isolanti. Il serbatoio e i componenti strutturali esterni sono sottoposti a pallinatura per la rimozione della ruggine seguita da verniciatura a polvere elettrostatica, garantendo uniformità e adesione del rivestimento che soddisfano i requisiti per il funzionamento all'aperto.

Specifiche chiave

Dati di riferimento per le perdite

I seguenti dati rappresentano valori tipici in condizioni di efficienza energetica di Grado 1, derivati ​​dai registri dei test di fabbrica delle unità prodotte in serie.

Nota: i dati finali sono soggetti all'accordo tecnico per l'ordine; le perdite di carico possono variare leggermente a seconda del gruppo vettore.

Produzione e verifica

Prima di lasciare la fabbrica, ogni unità viene sottoposta a test di routine, tra cui la resistenza CC dell'avvolgimento, il rapporto di tensione, la resistenza di isolamento, la tensione di tenuta alla frequenza industriale, la tensione di tenuta indotta, la perdita a vuoto, la perdita di carico e l'impedenza di cortocircuito. I dati dei test vengono archiviati in base al numero di serie, garantendo la tracciabilità di processi di produzione e lotti di materiali specifici. L'azienda possiede le certificazioni ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Domande e risposte sulla selezione e sul funzionamento

D: Come posso determinare se il mio sito è adatto per un trasformatore in lega amorfa?

È possibile rivedere i record di carico dell'anno passato. Se il fattore di carico medio annuo è inferiore al 30%, o se il trasformatore rimane sotto tensione per lunghi periodi con un basso consumo energetico effettivo, la soluzione in lega amorfa offre in genere vantaggi in termini di costi per quanto riguarda le bollette elettriche. Per gli utenti con un fattore di carico costantemente superiore al 50%, un trasformatore in acciaio al silicio può offrire un costo totale di proprietà inferiore.

D: Come viene garantita la consistenza lotto per lotto dei materiali in lega amorfa?

Il materiale del nastro proviene principalmente da produttori nazionali in grado di fornire forniture di massa; all'arrivo, i campioni di ciascun lotto vengono testati per le proprietà magnetiche e la deviazione dello spessore. I processi di avvolgimento e ricottura seguono parametri fissi e i dati sulle perdite a vuoto del prodotto finito sono collegati al lotto di materiale, consentendo una rapida identificazione dei problemi in caso di anomalie.

D: Come viene calcolato il costo dell'intero ciclo di vita?

Oltre al prezzo di acquisto dell’apparecchiatura bisogna considerare il costo della perdita di energia durante il funzionamento. Sebbene i trasformatori in lega amorfa abbiano un costo iniziale leggermente più elevato, la loro bassa perdita a vuoto significa che, in scenari a basso carico, il risparmio di energia elettrica in pochi anni può compensare la differenza di prezzo. Il periodo di ammortamento specifico dipende dalle tariffe elettriche locali e dai profili di carico; l'ufficio tecnico può effettuare un'analisi dedicata.

D: Il livello di rumore è superiore a quello dei trasformatori in acciaio al silicio?

In effetti è leggermente più alto nello stato a vuoto perché le leghe amorfe hanno un coefficiente di magnetostrizione più elevato. Tuttavia, attraverso l’uso di strutture di bloccaggio del nucleo, design rigido dei serbatoi e misure di isolamento acustico, i livelli di rumore possono essere mantenuti entro i limiti stabiliti dalla State Grid e dalla China Southern Power Grid. I valori effettivi variano in base alla capacità e alle condizioni di installazione; gli standard di misurazione possono essere specificati nel contratto.

D: Quali precauzioni devono essere prese durante l'installazione e il trasporto?

L'unità deve essere mantenuta in posizione verticale. Durante il sollevamento utilizzare gli appositi punti di sollevamento sulla parte superiore del serbatoio; assicurarsi che i cavi d'acciaio non entrino in contatto con i radiatori o le boccole. I nuclei in lega amorfa sono sensibili agli urti, pertanto durante il trasporto si dovrebbero evitare forti sobbalzi e frenate improvvise. All'arrivo, si consiglia di consentire all'unità di stabilizzarsi prima di ispezionare il livello dell'olio, le guarnizioni e il dispositivo di limitazione della pressione e successivamente eseguire i test di consegna.

Scenari applicativi tipici

I siti di installazione comuni per i trasformatori in lega amorfa includono sottostazioni di distribuzione rurali, linee di alimentazione elettrica in aree montuose, sale di distribuzione in complessi residenziali, strutture per piccoli utenti industriali e sistemi di distribuzione di energia ausiliaria per centrali elettriche di nuova energia. Per i siti caratterizzati da lunghi orari di funzionamento annuali e bassi tassi di carico medio, la riduzione delle perdite a vuoto si traduce in un risparmio diretto sui costi operativi.