降低干式變壓器負(fù)荷損失的分析及措施

根據(jù)干式變壓器負(fù)載下漏磁場的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了線圈附加損耗和雜散損耗。其中，線圈線規(guī)的選擇、繞組換位方式的采用、安匝數(shù)的安排對線圈附加損耗影響較大。為此，提出了降低線圈附加損耗的措施。同時，詳細(xì)分析了雜散損耗的分布特征和變化規(guī)律，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施和方法。

關(guān)鍵詞：干式變壓器；負(fù)荷損失；漏磁場；分析；測量

一、前言

干式變壓器是電能的傳輸設(shè)備。干式變壓器在運(yùn)行過程中，空載損耗和負(fù)載損耗一直存在，并消耗一定的電能。為了滿足遠(yuǎn)距離輸電的要求，現(xiàn)代干式變壓器的發(fā)展趨勢是向超高壓、超大容量干式變壓器發(fā)展，其損耗絕對值非常大。因此，越來越多的干式變壓器生產(chǎn)廠家和單位重視降低干式變壓器的空載和負(fù)載損耗，提高性能指標(biāo)，提高運(yùn)行效率，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。

當(dāng)干式變壓器在負(fù)載下運(yùn)行時，電流通過繞組，這將導(dǎo)致導(dǎo)線和引線中的DC電阻損耗。同時，由于漏磁場的存在，漏磁通量會引起線圈導(dǎo)線中的雜散損耗(包括導(dǎo)線渦流損耗和換位不完全引起的環(huán)流損耗)，以及其他鋼結(jié)構(gòu)中的雜散損耗。干式變壓器的負(fù)荷損失包括上述部分。

由于干式變壓器的空載損耗與鐵心硅鋼片的材料和疊片方式有關(guān)，很多著作對此進(jìn)行了分析，本文不再討論。對如何降低干式變壓器的負(fù)荷損失進(jìn)行了初步的分析和探討，并提出了相應(yīng)的技術(shù)方法。

二、線圈和導(dǎo)線電阻損耗

1.線圈導(dǎo)體電阻損耗：其值按下式計算：

Pr=m I2R W (1)

對于小容量配電干式變壓器，負(fù)載損耗主要是繞組和引線的DC電阻損耗，漏磁場引起的雜散損耗很小，計算公式如下：

Pf=PrKf/100 W (2)

Kf為雜散損耗百分比，其值為3%-8%。有時它的雜散損耗可以忽略不計。

2.鉛電阻損失

當(dāng)電流通過導(dǎo)線時，導(dǎo)線損耗由導(dǎo)線電阻引起，可表示為線圈電阻損耗的百分比：

Py=PrKy/100 W (3)

公式中，Pr為線圈的DC電阻損耗(W)，Ky為導(dǎo)線損耗的百分比。當(dāng)電流較大時，導(dǎo)線經(jīng)過的鐵片會產(chǎn)生較大的渦流損耗，損耗值需要我們注意。

三.線圈附加損耗的分析與計算

1.渦流損耗

當(dāng)干式變壓器繞組通過電流時，不僅在鐵芯中產(chǎn)生連接主副繞組的主磁通，而且還產(chǎn)生連接自身的泄漏磁通，由空心或其他金屬部件封閉。大容量干式變壓器運(yùn)行時，繞組的安匝數(shù)會產(chǎn)生較大的漏磁場。此時繞組的導(dǎo)線都在漏磁場中。根據(jù)楞次定律，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流(稱為渦流)，從而在導(dǎo)線中造成渦流損耗。在繞組范圍內(nèi)，大部分漏磁通是軸向分布的，但在繞組端部和安匝不平衡部分存在幅值分量，兩者都會在繞組導(dǎo)線中產(chǎn)生渦流損耗。 #p#分頁標(biāo)題#e#

1.1軸向漏磁渦流損耗

在不考慮渦流影響的情況下，我們假設(shè)軸向漏磁密度隨繞組寬度呈線性分布，如圖(1)所示，因為縱向漏磁分布與線圈的幾何尺寸有關(guān)，即在線圈端部和外徑側(cè)，漏磁不呈直線分布，而是發(fā)散，線圈的外磁路有一定的磁阻，所以較大軸向漏磁密度也會減小，所以工程計算中采用以下公式：

BM=1.78iw/Hx104T(4)

其中，-羅克韋爾系數(shù)，IW是安培

需要注意的是，如果干式變壓器為三繞組干式變壓器，運(yùn)行方式為內(nèi)外繞組運(yùn)行，雖然中間繞組沒有電流流過，但由于位于內(nèi)外繞組的主漏氣通道，即縱向漏磁場較大的位置，所以存在渦流損耗。與圖1不同，這里的磁場不是對角分布的，而是可以近似認(rèn)為是均勻分布的。據(jù)推斷，它的渦流損耗是對角分布時的三倍。1來源：工業(yè)干式變壓器