高效配电变压器设计与性能分析.pdf
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1、Telecom Power Technology 49 Oct.10,2023,Vol.40 No.19 2023 年 10 月 10 日第 40 卷第 19 期设计应用技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.19.017高效配电变压器设计与性能分析梁浩维,眭红蕊(国网陕西省电力有限公司渭南供电公司,陕西 渭南 714300)摘要:研究高效配电变压器的设计原理与性能,以提高电力系统的能源利用效率和经济性。分析配电变压器的工作原理和常见结构与类型,针对高效配电变压器设计,从能量损耗与效率分析、磁路设计与磁材料选择以及绕组设计与铜损耗优化等方面进行探讨,对配电变压器的性能进行实验测试
2、与数据采集,并进行性能参数的计算与分析,最后将高效配电变压器的性能与传统变压器进行对比分析,评估其在电力系统中的应用价值,旨在为电力系统的升级改造和能源利用效率的提高提供有益的参考与指导。关键词:配电变压器;高效设计;性能分析Efficient Distribution Transformer Design and Performance AnalysisLIANG Haowei,SUI Hongrui(State Grid Shaanxi Electric Power Co.,Ltd.,Weinan Power Supply Company,Weinan 714300,China)Abstr
3、act:This paper aims to study the design principles and performance analysis of efficient distribution transformers to improve the energy efficiency and economy of power systems.Firstly,the working principles and common structures and types of distribution transformers are analyzed.Subsequently,the d
4、esign of efficient distribution transformers is discussed,focusing on energy loss and efficiency analysis,magnetic circuit design and magnetic material selection,as well as winding design and copper loss optimization.Then,the performance of distribution transformers is analyzed through experimental
5、testing and data collection,and performance parameters are calculated and analyzed.Finally,the performance of efficient distribution transformers is compared with traditional transformers to assess their application value in power systems.Through this research,valuable references and guidance are pr
6、ovided for the upgrade and improvement of power systems and energy utilization efficiency.Keywords:distribution transformer;efficient design;performance analysis0 引 言配电变压器作为电力系统中的关键组件,用于将高压输电线路送来的电能转换为低压电能,以供给用户使用。然而,传统配电变压器在能量转换过程中存在能量损耗较大、效率不高的问题,不仅影响了电力系统的稳定运行,还导致了能源的浪费和能源利用效率低下。为了提高电力系统的能源利用效率和经
7、济性,研究高效配电变压器的设计原理和性能分析显得尤为重要。1 配电变压器原理与类型1.1 配电变压器的原理配电变压器是一种用于变换电压和电流的重要设备,工作原理基于电磁感应定律。在配电变压器中,有2个相互绝缘的线圈,分别称为主线圈(高压线圈)和副线圈(低压线圈)。当主线圈通入交流电源时,由于交变电流的存在,主线圈中会形成交变磁场。这个交变磁场会穿透到副线圈,由于磁通连续性的原理,副线圈中也会产生相应的交变电势,从而使得副线圈的电压发生变化。根据电磁感应定律,当副线圈中的匝数较主线圈大(N2 N1)时,副线圈的电压会降低,称为降压变压器;反之,当副线圈的匝数较主线圈小(N2 N1)时,副线圈的电
8、压会升高,称为升压变压器。这样配电变压器能够将高压的电能转换为低压的电能,或者将低压的电能转换为高压的电能,以适应不同电力系统的需求1。1.2 配电变压器的结构配电变压器的结构如图 1 所示,通常由铁心、绕组以及外壳等部分构成。铁心由硅钢片叠压而成,用于支撑和导磁,能有效减少铁损与涡流损耗。绕组由导电线圈组成,分为主线圈和副线圈,用于电能的输入和输出。外壳则用于保护变压器的内部零部件,具备散热和绝缘功能2。2 高效配电变压器的设计原理2.1 能量损耗与效率分析在高效配电变压器的设计中,能量损耗和效率是重要的考虑因素。能量损耗主要包括铁损耗和铜损收稿日期:2023-08-15作者简介:梁浩维(1
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