Cómo la conductividad de la tira de aluminio afecta la eficiencia del transformador

Los transformadores son el núcleo de la transmisión y distribución de energía y su eficiencia afecta directamente el consumo de energía y el costo del sistema eléctrico. Como núcleo de la transmisión de energía, la conductividad de la tira de aluminio utilizada en el devanado es crucial para determinar las pérdidas, la eficiencia y la estabilidad del transformador.

Requisitos de conductividad para tiras de aluminio para transformadores

Los diferentes entornos operativos, potencias nominales y niveles de voltaje requieren diferentes conductividades de las tiras de aluminio, pero existen estándares en toda la industria que equilibran la conductividad, las propiedades mecánicas y el rendimiento del procesamiento.

Las normas internacionales exigen que la conductividad de las tiras de aluminio utilizadas en los transformadores no sea inferior al 61% IACS (20 ℃), correspondiente a una resistividad ≤0,0283 Ω·mm²/m. Los transformadores de mediano y gran voltaje tienen requisitos de conductividad más altos, y algunos productos de alta gama requieren entre un 62% y un 63% de IACS para reducir las pérdidas de aluminio.

Es importante tener en cuenta que una mayor conductividad de la tira de aluminio no siempre es mejor. Una conductividad excesivamente alta depende del aluminio de alta pureza, lo que puede provocar una disminución de la dureza y resistencia, haciéndolo propenso a deformarse y romperse durante el bobinado y el ensamblaje. Por lo tanto, se debe lograr un equilibrio entre la conductividad y las propiedades mecánicas para cumplir con los requisitos de "bajas pérdidas, fácil procesamiento y alta estabilidad".

Pérdida por corrientes de Foucault

Además de las pérdidas resistivas, la conductividad de la tira de aluminio también afecta las pérdidas por corrientes parásitas, lo que afecta la eficiencia del transformador. Las pérdidas por corrientes parásitas están estrechamente relacionadas con la conductividad, el espesor y la distribución de la densidad del flujo magnético de la tira de aluminio, y son una forma inevitable de pérdida durante el funcionamiento.

Durante el funcionamiento del transformador, el campo magnético alterno del núcleo induce corrientes parásitas en la tira de aluminio. Estas corrientes parásitas generan calor Joule, lo que provoca pérdidas. La magnitud de estas pérdidas es directamente proporcional a la conductividad de la tira de aluminio, el cuadrado de su espesor, la frecuencia del campo magnético y el cuadrado de su densidad de flujo magnético. Una conductividad excesivamente alta aumenta las pérdidas por corrientes parásitas, mientras que una conductividad excesivamente baja aumenta las pérdidas de aluminio; por lo tanto, es necesario un control adecuado.

Esto requiere que durante el diseño, al seleccionar tiras de aluminio de alta conductividad para reducir las pérdidas de aluminio, se supriman las corrientes parásitas optimizando el espesor de la tira y utilizando devanados segmentados, equilibrando estos dos tipos de pérdidas para minimizar las pérdidas generales.

Tiras de aluminio 1350 y 1070

Las tiras de aluminio 1350 y 1070 son los modelos de tiras de aluminio más utilizados en los transformadores. Ambos son aluminio puro de calidad industrial con excelente conductividad y difieren ligeramente en pureza y rendimiento para adaptarse a diferentes aplicaciones.

1. Tira de aluminio 1350

1350 es una tira de aluminio especial para ingeniería eléctrica, con una pureza de aluminio ≥99,5 % y una conductividad de 61 %~62 % IACS a 20 ℃, lo que cumple con los estándares básicos y lo convierte en uno de los materiales preferidos para los devanados de transformadores.

aleación de aluminio 1350 ofrece un rendimiento estable, un coeficiente de resistencia de temperatura controlable, una película de óxido superficial uniforme y fluctuaciones mínimas de resistencia de contacto, lo que lo hace adecuado para transformadores de alto voltaje de tamaño mediano a grande y equipos de exportación, ofreciendo una excelente rentabilidad.

2. Tira de aluminio 1070

1070 es aluminio puro de alta pureza, con una pureza de aluminio ≥99,7% y una conductividad de 62%~63% IACS a 20 ℃. Su conductividad es superior al 1350, con menores pérdidas en el aluminio.

tira de aluminio 1070 Es adecuado para aplicaciones de alta corriente, como subestaciones de alto voltaje, reduciendo el consumo de energía. Sin embargo, tiene una resistencia ligeramente menor, es más propenso a deformarse y es más caro, lo que lo hace más adecuado para transformadores de alta gama o de precisión.

3. Recomendaciones de comparación y selección

Recomendaciones de selección: Para alta conductividad y bajas pérdidas, elija 1070; Para un rendimiento estable, procesamiento sencillo y rentabilidad, 1350 es la opción principal y es adecuado para los escenarios más comunes.

Original source: https://www.alcustrip.com/es/a/how-aluminum-strip-conductivity-affects-transformer-efficiency.html