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        降低變壓器負載損耗的分析與措施

        作者: 時間:2013-12-22 來源:網絡 收藏
        會造成局部過熱,因此對于線圈來說,為了減小線圈端部的局部過熱,需要增大油隙以利于散熱。

          對于油箱,通過的漏磁通較大,在其中產生的損耗(渦流損耗)和局部過熱也較為明顯。為減小油箱壁中的雜散損耗,國外曾采用非導磁材料制造油箱,如英國曾制造過鋁油箱,但國內最為常見的辦法是采用屏蔽措施:

          (1)電屏蔽方式:它是在油箱內壁鋪設鋁板或銅板。當漏磁進入鋁板或銅板后,在其中產生渦流損耗并隨之建立反安匝,從而減少進入油箱壁的漏磁通,同時也就降低了油箱中漏磁損耗。從宏觀上來說降低油箱壁中的漏磁損耗的效果較磁屏蔽差,但渦流反安匝作用的結果,卻使繞組端部的漏磁通減弱了。對于容量大,電壓不很高的變壓器采用電屏蔽較好,它不但能減少油箱中的雜散損耗,同時能使漏磁力線彎曲程度減小,從而時線圈導線中的由幅向漏磁分量產生的渦流損耗減小。一般用銅板時其厚度取4-5mm,用鋁板時其厚度取8-10mm比較合適。如果屏蔽太厚,既不經濟,屏蔽效果也不會明顯提高。

          (2)磁屏蔽方式:它是在油箱內壁鋪設硅鋼片。由于硅鋼片導磁性能好,使漏磁通大量的進入損耗很小的磁屏蔽中,從而減少進入油箱壁的漏磁通。對于磁屏蔽的厚度,一般在30mm左右,其高度應超過線圈總高度,且應盡可能的高,否則漏磁通會繞過磁屏蔽而進入油箱壁中,降低了屏蔽效果,同時也會產生局部過熱。磁屏蔽鋪設方式一般有立放(硅鋼片與油箱垂直)和平放(硅鋼片與油箱壁平行)兩種。當立放時漏磁通容易進入磁屏蔽,在磁屏蔽中產生的雜散損耗較小,但由于油箱結構限制往往不能盡量增高;平放時則相反,但它可以隨著油箱壁彎曲并可伸得很高。


        圖4 變壓器油箱磁屏蔽

          需要注意的是,采用磁屏蔽后,由于它的磁阻極小,會使得漏磁力線彎曲更加嚴重,導致線圈導線中幅向漏磁分量產生的渦流損耗增大,所以,一般僅用于大容量高電壓的變壓器。因其線圈對油箱的距離較大,磁通的彎曲程度相對較小,對線圈端部雜散損耗影響比較小。

          國外曾報道過雜散損耗與油箱屏蔽方式之間的關系,見下表:


          從表中可以看出,當采用磁屏蔽后雖可大量降低油箱中的雜散損耗,但卻使繞組端部的附加損耗增加了,會造成線圈的局部過熱,降低了變壓器運行的可靠性,因此,采用何種屏蔽方式,需要仔細考慮。

          因放置磁屏蔽會增加繞組端部的幅向漏磁通,因此,可在上下夾件相對線圈側的肢板上加裝由硅鋼片制成的磁分路,它可以改善漏磁分布,吸引磁力線并進入鐵心(見圖5)。或者壓板靠近線圈的一側采用硅鋼板制作的磁屏蔽,或采用硅鋼板卷制并用環氧樹脂澆注成的壓板,這不但可減少這些結構件中的雜散損耗,同時也會減少幅向漏磁通分量,從而使線圈中的渦流損耗也相應減少,采用這種夾件磁屏蔽措施,一般可減少總雜散損耗40%左右。


        圖5 夾件磁屏蔽示意圖

          象變壓器夾件及鐵心拉板等大金屬結構件,漏磁通通過量較大,因此,對于夾件,理想的方式是使用低磁鋼板,但對于生產廠家來說,采用低磁鋼,其費用及焊接工藝的限制,難以普及。但為減少雜散損耗,對某些小件(如壓釘板及其加強筋)仍可采用低磁鋼。相對于夾件,鐵心拉板的鋼板材料用量較少,故可使用低磁鋼。通常做法是在低磁鋼拉板上開槽。文獻[3]表明,通過增加鐵心拉板開槽數目和長度,可明顯降低其渦流損耗,并能有效地減少局部過熱;增加開槽寬度也有同樣效果,但不如前者顯著。

          2.引線漏磁對雜散損耗影響

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