¿Cómo reducir la pérdida de núcleo en los transformadores inmersos en petróleo?

La pérdida de núcleo (o la pérdida sin carga) es un parámetro de eficiencia crítica en Los transformadores de aceite se desgarraron , impactando directamente el consumo de energía y los costos operativos. Estas pérdidas consisten principalmente en pérdida de histéresis y pérdida de corriente de Foucault, generadas debido al flujo magnético alterno en el núcleo del transformador.

1. Comprender la pérdida de núcleo en transformadores
A. Tipos de pérdida de núcleo
Pérdida de histéresis

Causado por la realineación del dominio magnético en el material central.

Depende de las propiedades del material del núcleo y la densidad de flujo magnético (B).

Pérdida actual de Eddy

Corrientes circulantes inducidas en las laminaciones del núcleo.

Reducido por laminaciones más delgadas y materiales de núcleo de alta resistencia.

B. Impacto de la pérdida de núcleo
Aumenta la temperatura de funcionamiento, reduciendo la vida útil del aislamiento.

Reduce la eficiencia energética, lo que lleva a mayores costos de electricidad.

Puede causar puntos calientes localizados, acelerando el envejecimiento.

2. Métodos clave para reducir la pérdida de núcleo
A. Optimizar la selección de material del núcleo

La mejor opción:

Hi-B CRGO Steel ofrece el mejor equilibrio de costo y rendimiento.

Los núcleos amorfos son ideales para transformadores de ultra alta eficiencia (por ejemplo, cuadrículas inteligentes).

B. Use laminaciones más delgadas y aisladas
Laminaciones más delgadas (0.23 mm - 0.30 mm) reducen las corrientes de remolino.

Los recubrimientos aislados (calificaciones C3, C5 o C6) minimizan el cortocircuito de la interlaminación.

C. Mejorar el diseño y el apilamiento del núcleo
Articulación de la vuelta

Reduce los espacios de aire y la fuga de flujo en las juntas.

Reduce la corriente magnetizante y la pérdida de histéresis.

Esquinas mitredes (cortes de 45 °)

Mejora el flujo de flujo magnético, reduciendo las pérdidas localizadas.

Geometría de núcleo óptimo

Los núcleos circulares o escalonados minimizan la longitud del camino del flujo.

D. Reducir la densidad de flujo (b) en el diseño
El funcionamiento a una densidad de flujo más baja (1.5T - 1.7T en lugar de 1.8t) reduce la pérdida de histéresis.

Comercio: requiere un tamaño de núcleo más grande, aumentando el costo del material.

E. Manufactura y ensamblaje de precisión
La presión de sujeción apretada previene la vibración y los espacios interlaminares.

Evite el estrés mecánico durante el corte/apilamiento para preservar las propiedades magnéticas.

Los núcleos escritos con láser mejoran la alineación del dominio magnético.

F. Use aceite de transformador de alta calidad
La baja viscosidad, el aceite de alta conductividad térmica mejora el enfriamiento.

Los inhibidores de la oxidación evitan la formación de lodos, manteniendo la eficiencia.

G. Las mejores prácticas operativas
Evite las condiciones de sobretensión (aumenta la pérdida de núcleo exponencialmente).

Prueba de aceite regular (DGA, contenido de humedad) para evitar la degradación del aislamiento.

Transformadores de carga de manera óptima (la pérdida de núcleo es constante, pero la eficiencia mejora con la carga).

3. Técnicas avanzadas para la reducción de pérdidas de núcleo
A. núcleos nanocristalinos (tendencia futura)
Pérdida más baja que los metales amorfos (~ 0.1 w/kg).

Densidad de flujo de saturación más alta (1.2T) que los metgglas.

B. predicción de pérdida de núcleo asistida por AI-AI
Los modelos de aprendizaje automático optimizan el diseño de núcleo antes de la fabricación.

C. Materiales de núcleo híbrido
Combinando CRGO con aleaciones amorfas para el saldo de costo de rendimiento.

4. Estudio de caso: reducción de la pérdida de núcleo en un transformador de 50 mVa

Takeaway clave:

Las mejoras de diseño de actualización del material reducen significativamente las pérdidas.

5. Conclusión y recomendaciones
Resumen de las mejores prácticas
Use acero Hi-B CRGO para costos y rendimiento equilibrados.
Laminaciones más delgadas (0.23 mm-0.30 mm) con recubrimiento de aislamiento.
Optimice la geometría del núcleo (juntas de colchón, esquinas mitred).
Densidad de flujo de control (1.5t-1.7t) para minimizar la pérdida de histéresis.
Fabricación de precisión para evitar el estrés mecánico.
Aceite de transformador de alta calidad para un mejor enfriamiento.

Recomendación final
Para los nuevos transformadores, invierta en el diseño de laps de CRGO Hi-B.
Para los transformadores existentes, garantice el mantenimiento adecuado y la calidad del aceite.

Al implementar estas estrategias, los fabricantes y operadores pueden mejorar la eficiencia, reducir los costos de energía y extender la vida útil del transformador.

Perspectiva futura:

Los núcleos amorfos/nanocristalinos pueden dominar transformadores de alta eficiencia de próxima generación.

La tecnología gemela digital habilitará el monitoreo de pérdidas de núcleo en tiempo real.