Wat is een driedimensionale wondkerntransformator?

I. Wat is een driedimensionale gewikkelde kerntransformator?

De driedimensionale gewikkelde kerntransformator is een energiebesparende vermogenstransformator die een driedimensionale driehoekige, driedimensionaal gerangschikte gewikkelde kern als magnetisch circuit gebruikt. Het bestaat uit drie kernen met één frame met exact dezelfde geometrische afmetingen, die continu op speciale apparatuur worden gewikkeld en vervolgens worden samengevoegd tot een gelijkzijdige driehoekige structuur. De lengtes van de driefasige magnetische circuits zijn volledig gelijk en het kortst, en er zijn geen naden tussen de lagen.

Bij de naamgeving van modellen wordt het meestal geïdentificeerd door de letter "RL" (zoals S13-M.RL-100/10, SCB11-RL-1000/10), waarbij "R" staat voor de gerolde kern en "L" voor de driedimensionale structuur.

Volgens isolatie- en koelmethoden zijn ze hoofdzakelijk onderverdeeld in:

• In olie ondergedompelde driedimensionale gewikkelde kerntransformator (zoalsS13/S20/S22-M.RL-serie): geschikt voor stroomdistributie buitenshuis, elektriciteitsnetten op het platteland, doostransformatoren, enz.

• Driedimensionale gewikkelde kerntransformatoren van het droge type (zoals SCB11-RL, SGB11-RL-serie): inclusief met hars ingekapselde en niet-ingekapselde typen, meestal gebruikt in binnengebouwen, hoge gebouwen, metro's en andere plaatsen met hoge brandveiligheidseisen.

II. Belangrijkste technische kenmerken en voordelen

Vergeleken met de traditionele vlakke gelamineerde kern heeft de driedimensionaal gewikkelde kern systematische optimalisatie bereikt in termen van magnetisch circuit, verlies, ruis, structuur, enz.:

1. Het magnetische circuit is volledig symmetrisch en kent geen gezamenlijk verlies.

• De ijzeren kern is gemaakt van continu gewikkelde siliciumstaalstrips, zonder naden of luchtspleten tussen de lagen. Het magnetische circuit is overal gelijkmatig verdeeld, waardoor gebieden met hoge weerstand en magnetische fluxvervorming worden geëlimineerd.

• De richting van de magnetische flux komt volledig overeen met de walsrichting (korreloriëntatie) van de siliciumstaalplaat, waardoor de magnetische permeabiliteit wordt gemaximaliseerd.

• De lengtes van de driefasige magnetische circuits zijn gelijk en het kortst, en de driefasige nullaststromen zijn gebalanceerd, waardoor de stroomkwaliteit aanzienlijk wordt verbeterd.

2. Nullastverlies en stroom worden aanzienlijk verminderd

• De procescoëfficiënt voor ijzerverlies wordt verlaagd van 1,3~1,5 bij het gelamineerde type tot ongeveer 1,05. Dit alleen al kan het kernverlies met 10% ~ 20% verminderen.

• De hoeveelheid materiaal die in het ijzeren juk wordt gebruikt, is met ongeveer 25% verminderd, het gewicht van de totale ijzeren kern is met 18%~25% verminderd en er is een besparing op siliciumstaalplaten met 25%~30%.

• Uit werkelijke meetgegevens blijkt dat het nullastverlies van de driedimensionale gewikkelde kerntransformator met 25% tot 35% (zelfs tot 50%) wordt verminderd in vergelijking met de nationale norm, en dat de nullaststroom met maximaal 70% tot 92% wordt verminderd. Het energiebesparende effect is aanzienlijk.

3. Het bedrijfsgeluid is aanzienlijk verminderd en vrijwel geruisloos.

Transformatorgeluid is voornamelijk afkomstig van magnetostrictie van siliciumstaalplaten en magnetische lektrilling van verbindingen. Door het naadloze, continue magnetische circuit en de strakke structuur van de driedimensionaal gewikkelde kern worden de trillingen sterk verminderd. Het bedrijfsgeluid is doorgaans 10~25dB(A) lager dan de nationale norm. Sommige producten hebben een geluidsniveau van slechts 40~47dB, waardoor ze geschikt zijn voor geluidsgevoelige omgevingen zoals woonwijken, ziekenhuizen en scholen.

4. Goede warmteafvoer, sterke overbelastingscapaciteit en compacte structuur

• De driefasige spoelen zijn in een "pin"-vorm gerangschikt, waarbij in het midden een natuurlijke luchtdoorgang op en neer loopt. Het temperatuurverschil wordt gebruikt om luchtconvectie te genereren voor een efficiënte warmteafvoer, met een lage temperatuurstijging en een sterke overbelastingscapaciteit.

• Het vloeroppervlak van de machinebehuizing wordt met 10%~15% verkleind, en de hoogte met 10%~20%. Het volume van het box-type onderstation kan met bijna 1/4 worden verkleind, waardoor installatieruimte wordt bespaard.

5. Sterke kortsluitweerstand en hoge materiaalbezettingsgraad

• De wikkelingen zijn concentrisch op het driedimensionale frame gewikkeld en gelijkmatig belast; de klemmen zijn meestal in een geïntegreerde driehoekige structuur gelast, die effectief bestand is tegen de axiale en radiale spanning van plotselinge kortsluiting.

• De siliciumstaalplaten worden verticaal gesneden, met een materiaalbenuttingsgraad van bijna 100% en vrijwel geen randafval. De productie is materiaalbesparend en milieuvriendelijk.

III. Vergelijking met traditionele gelamineerde transformatoren

Over het algemeen heeft de driedimensionale gewikkelde kern duidelijke voordelen op het gebied van energie-efficiëntie, geluid en volume; de gelamineerde kern heeft nog steeds ruimte voor toepassing bij productie van grote volumes en flexibiliteit bij latere demontage en onderhoud.

IV. Belangrijkste toepassingsgebieden en marktvooruitzichten

1. Typische toepassingsscenario's

• Stedelijk en landelijk distributienetwerk: Woonwijken, commerciële centra, elektriciteitsdistributie op straat, waarbij wordt geprofiteerd van het lage geluidsniveau, de energiebesparing en de kleine voetafdruk.

• Publiek en infrastructuur: hoge gebouwen, ziekenhuizen, scholen, metro's, luchthavens, stations en andere plaatsen met hoge geluids- en veiligheidseisen.

• Nieuwe energie en industrie: aansluiting op het fotovoltaïsche en windenergienet, datacentra, industriële en mijnbouwbedrijven, olieboorplatforms, enz.

• Box-type substations en elektriciteitsnetten op het platteland: compacte structuur geschikt voor box-type substations, volledig afgedicht en vochtbestendig, geschikt voor landelijke gebieden en gebieden met zware omstandigheden.

2. Trends in marktontwikkeling

Gedreven door beleid ter verbetering van de energie-efficiëntie en groene transformatie blijft de penetratiegraad van driedimensionale gewikkelde kerntransformatoren toenemen. Op dit moment hebben de producten spanningsniveaus van 10 kV ~ 110 kV en capaciteiten van tientallen kVA tot tienduizenden kVA, en breiden ze zich uit naar intelligentie (geïntegreerde bewaking op afstand), driedimensionaal gewikkelde kernen van amorfe legeringen en grootschalige. Er wordt verwacht dat de binnenlandse markt voor driedimensionale wondkerntransformatoren een dubbelcijferige samengestelde groei zal behouden en een van de belangrijkste selecties zal worden voor de transformatie van distributienetwerken.

V. Selectie samenvatting en conclusie

De driedimensionale gewikkelde kerntransformator is geen eenvoudige "vervanging van de structuur", maar een energiebesparende systeeminnovatie gebaseerd op de aard van het magnetische circuit: een continu en naadloos driedimensionaal magnetisch circuit wordt vervangen voor minder verlies, minder ruis en een compacter formaat, en de bedrijfskosten over de hele levenscyclus (TCO) zijn aanzienlijk lager dan die van traditionele producten.

Selectiesuggesties:

• Indien het project zich in het kerngebied van de stad, een dichtbevolkt gebied, een geluidsgevoelig gebied of een nieuw gestandaardiseerd gebied bevindt, wordt voorrang gegeven aan de eerste/secundaire energiezuinige driedimensionale gewikkelde kerntransformator;

• Als het landelijke elektriciteitsnet verspreid is over een stationsgebied, een grote capaciteit heeft (zoals sommige scenario's boven 315 kVA) en in een later stadium flexibele aanpassingen vereist, kan de gelamineerde oplossing worden geëvalueerd op basis van kosten en onderhoudsvereisten.

Naarmate het productieproces volwassener wordt en er schaalvoordelen ontstaan, zal de volledige levenscycluseconomie van driedimensionale gewikkelde kerntransformatoren verder worden benadrukt, die een sleutelrol spelen in de koolstofarme transformatie van elektrische energie.