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我国成功研制世界首台大型节能卷铁牵引变压

发布时间:2019-08-15 17:41:21

  我国首台拥有自主知识产权的220kV/56.5MVA卷铁芯牵引变压器日前通过了国家变压器质检监督检验中心最严酷的短路试验和全套型式试验,标志着世界上第一台大型卷铁芯节能牵引变压器在我国研制成功。相比目前被广泛使用的叠片式变压器,卷铁芯牵引变压器能够降低空载能耗40%以上,即将被安装到中南通道王家庄牵引变电所做示范应用。

  隐性能耗不容忽视

  卷铁芯牵引变压器的研制成功是我国产学研用结合的典型案例。该项目由中国铁路总公司立项支持,常州太平洋电力设备(集团)有限公司、西南交通大学电气工程学院和中铁工程设计咨询集团有限公司联合攻关,沈阳变压器研究院提供技术支撑,常州西电变压器有限公司提供生产支撑。

  近年来,我国节能减排工作力度已然不小,但往往对显性能耗关注较多,而忽略了隐性能耗,如电气设备的空载损耗。这是由变压器、发等产品本身铁芯部分的导磁材料 硅钢产生的损耗,俗称 铁损 。这些空载损耗不仅带来巨大的经济损失,更加重了节能减排的压力。

  以电气化铁路这个用电大户来说,牵引变压器是其牵引供电系统最重要的电能传送设备。由于牵引变压器只在列车通过时短暂工作几分钟,平均一天中至少有一大半以上时间处于空载状态,因此造成的空载能耗不容小觑。

  西南交通大学电气工程学院院长高仕斌介绍,目前广泛使用的叠片式变压器铁芯由硅钢板裁剪拼接而成,不可避免会产生气隙,使两片相接处磁路方向与硅钢片的导磁方向不一致,造成一定空载损耗;而卷铁芯牵引变压器由硅钢带连续紧密卷绕而成,整个磁路中无气隙,硅钢带的导磁方向和磁路方向完全一致,能够减少磁阻,降低空载损耗。

  在同等容量情况下,卷铁芯牵引变压器可降低空载损耗40%以上。 常州太平洋电力设备公司牵引变研发项目组总设计师吴志强为算了这样一笔账,截至201 年底,我国电气化铁路总里程约为5.4万公里。按每50公里一个牵引变电所,每个牵引变电所安装4台牵引变压器计算,卷铁芯牵引变压器每年可节约电能7亿千瓦时(度)。如果将其推广到AT变压器和动力变压器上,每年可为铁路系统节电10亿度,以一度电0.8元计算,可节约电费支出约8亿元。同时,节约10亿度电还意味着减少 2万吨标准煤的消耗和8 万吨二氧化碳的排放。

  此外,铁芯结构的不同还影响着硅钢的使用量。与叠铁芯相比,一台卷铁芯牵引变压器能够节约硅钢使用量10%~15%,相当于间接节省了硅钢生产时所需耗能。同时卷铁芯牵引变压器还具有抗突发短路能力强、噪音低的综合优点。

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