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現實中的變壓器理想變壓器的三個條件,現實中的變壓器一個都達不到。下面我們一個一個詳談。是無窮大的電感值。即使我們采用世界上磁導率高的鐵芯材料,把鐵芯的橫截面做得很大,并且纏繞很多很多匝線圈,終的電感值依然是有限的,依然存在勵磁電流,只不過勵磁電流比較小,在很多場合可以忽略而已。事實上,受限于應用場景,產品的體積和成本通常是受限的,這意味著鐵芯不可能做得很大,也不可能纏繞很多線圈,甚至鐵芯也可能只能使用普通的軟磁材料。終的產品做下來,勵磁電感雖然也大,勵磁分支的電流較小,但也不可能小到忽略不計。去除了無窮大的電感值這個條件,我們的變壓器就退化到了全耦合變壓器。但即使退化為全耦合變壓器,它的兩個條件我們仍然達不到,因為無論我們怎么變換花樣去纏繞,也不可能 完全耦合,總有一部分磁通交鏈不到另一個線圈上。而且繞組使用的銅線本身就有電阻,交變磁場還會在磁芯中產生渦流,造成渦流損耗和磁滯損耗,根本不可能實現無損。
節能油浸式變壓器、10KV級節能變壓器采用進口硅鋼片鐵心性能質量,紫銅電磁線,電工級絕緣壓木,容量在630~2000kvA范圍內的低壓繞組采用筒式或螺旋式結構,安匝分布平衡、抗短路能力強、不變形、不爆裂、機械強度高。
這類發電機大的好處就是省掉變壓器投資,總投資上算下來有10%的降低,并且在效率上略常規的發電機變壓器組,還節省了無功功率需求,但是代價還是不小的。由于高壓導線的絕緣設計要求在電機上使用類似電纜的圓形導體而非傳統的扁線棒。圓形導體好處是電場設計相對簡單,基本解決電暈,提高安全性。由于絕緣設計,需要大量預先規定的不同尺寸的電纜,并且接頭部分有很高要求,無論是工藝還是接頭數量的設計;由于電機磁場特性,還要求在高壓電纜的多芯絞線之間有氧化層絕緣。由于高壓需要增加每槽導體數量,電機整體尺寸上付出了明顯代價,相當于常規發電機的120%~140%。鐵芯設計較為復雜,高壓繞組銅耗低,大部分損耗集中在定子鐵芯(磁密增加也加劇鐵損),但是鐵芯接地,水冷設計反而簡單,主要問題是導體在槽內固定、鐵芯溫升振動增加可能導致的變形。有的壓電機還設計用于廠用電的輔助繞組。這類壓電機在故障行為上和傳統的發變組區別也很大,繼電保護這塊也屬于探索階段,雖然可靠性理論上并不差,但內部故障后的修復工作會比較復雜。總的來講,這是一個很有潛力的新技術,但目前還是起步階段,未來在風電尤其是海上風電上可能會有很大應用;同類技術可以在干式變、高壓電機上應用。不過國內的壓電纜技術水平上并不是的,這種吃螃蟹的開發工作,進展和阿爾斯通會有比較大差距。
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