ИХО ДС - МИИТ

ОТЧЁТ

на тему: концепция “Трансформатор”

Москва 2011

Содержание.

1. Проблемы в электроэнергетике. 3

2. Критерии эффективности работы трансформатора 3

3. Формирование задачи повышения эффективности работы трансформатора. 4

3.1. Варианты улучшения критериев эффективности. 4

3.2. Теоретические и экспериментальные заделы. 4

4. Формирование концепции высоко эффективного трансформатора. 6

5. Ведущаяся работа по реализации концепции 7

5.1. Проводимые испытания. 7

5.2. Результаты исследований. 7

6 Предполагаемая программа исследований 7

6.1. Программа фундаментальных исследований. 7

1. Проблемы в электроэнергетике.

На сегодняшний день, в связи с постоянным ростом производственных мощностей в нашей стране и повышения эффективности энергопотребления, всё острее ставится вопрос об улучшении эффективности передачи электроэнергии на дальние расстояния, а также снижение затрат связанных с работой трансформаторов.

На эффективность передачи электроэнергии во многом влияет проблема компенсации реактивной энергии и мощности, которая возникла одновременно с применением на практике переменного и особенно трехфазного тока. При включении в цепь индуктивной или емкостной составляющей нагрузки между электроустановкой и источником возникает обмен потоками энергии, суммарная мощность которого равна нулю, но при этом он вызывает дополнительные потери активной энергии, потери напряжения и снижает пропускную способность электрических сетей. Так как избежать подобных негативных воздействий невозможно, необходимо просто свести их к минимуму.

Эксплуатационная надежности электрического оборудования, в частности силовых трансформаторов, в значительной мере определяет качество и надежность системы электроснабжения. Существующие сегодня темпы ввода новых энергетических мощностей не успевают за темпами роста энергопотребления. Это в ряде российских регионов уже сегодня является фактором, сдерживающим рост экономики, поэтому особого внимания заслуживают силовые трансформаторы, как самое дорогостоящее и сложное оборудование.

2. Критерии эффективности работы трансформатора

Исследования в этой области не стоят на месте, но значительных улучшений достигнуто не было, и это связано со спецификой работы этого вида оборудования.

Для оценки работы силового трансформатора выделяют критерии эффективности, под которыми понимаются следующие характеристики: уровень потерь (нагрузочные потери и потери холостого хода), КПД, стойкость при КЗ, технико-экономические характеристики при снижении уровня изоляции, теплоотвод.

3. Формирование задачи повышения эффективности работы трансформатора.

3.1. Варианты улучшения критериев эффективности.

В свою очередь выше изложенные критерии эффективности зависят от следующих параметров: топология, ёмкость, частота, коэффициент трансформации, габариты, теплоотвод.

Каждый из этих параметров также может быть критерием для оценки эффективности работы трансформатора.

3.2. Теоретические и экспериментальные заделы.

На основе имеющихся в ООО «ДС» теоретических и экспериментальных заделов в области топологии магнитопровода и обмотки, предлагаются следующие варианты повышения эффективности работы трансформатора:

3.2.1. Изменение топологии.

Изменение топологии (конфигурации) обмотки и магнитопровода, которое базируется на изобретениях: “сопротивление Девиса” и “Конфигурация магнитопровода с однородностью магнитного поля”. Эти изобретения дают нам следующее:

- уменьшение реактивного сопротивления и реактивных ;

- улучшение работы магнитопровода, т.е. снижение потерь на перемагничивание путём выравнивания магнитного поля по магнитопроводу.

- улучшение теплоотведения, поскольку магнитопровод выполненный в виде ленты Мебиуса эффективно улучшит теплоотвод.

Также необходимо учитывать, что изменение топологии обмоток влияет на эффективное изменение коэффициента трансформации, в связи с тем, что мебиусная топология эффективно увеличивает длину проводника.

Но надо иметь в виду, что изобретения эти идеализированы, т.е. каждое из них проявляет свои свойства в отдельности, без воздействия внешних факторов, а если рассматривать трансформатор, то и магнитопровод и обмотки в нём работают вместе и взаимодействуют друг с другом, что усложняет процесс в целом.