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降低变压器负载损耗的分析与措施

作者: 时间:2013-12-22 来源:网络 收藏
会造成局部过热,因此对于线圈来说,为了减小线圈端部的局部过热,需要增大油隙以利于散热。

  对于油箱,通过的漏磁通较大,在其中产生的损耗(涡流损耗)和局部过热也较为明显。为减小油箱壁中的杂散损耗,国外曾采用非导磁材料制造油箱,如英国曾制造过铝油箱,但国内最为常见的办法是采用屏蔽措施:

  (1)电屏蔽方式:它是在油箱内壁铺设铝板或铜板。当漏磁进入铝板或铜板后,在其中产生涡流损耗并随之建立反安匝,从而减少进入油箱壁的漏磁通,同时也就降低了油箱中漏磁损耗。从宏观上来说降低油箱壁中的漏磁损耗的效果较磁屏蔽差,但涡流反安匝作用的结果,却使绕组端部的漏磁通减弱了。对于容量大,电压不很高的变压器采用电屏蔽较好,它不但能减少油箱中的杂散损耗,同时能使漏磁力线弯曲程度减小,从而时线圈导线中的由幅向漏磁分量产生的涡流损耗减小。一般用铜板时其厚度取4-5mm,用铝板时其厚度取8-10mm比较合适。如果屏蔽太厚,既不经济,屏蔽效果也不会明显提高。

  (2)磁屏蔽方式:它是在油箱内壁铺设硅钢片。由于硅钢片导磁性能好,使漏磁通大量的进入损耗很小的磁屏蔽中,从而减少进入油箱壁的漏磁通。对于磁屏蔽的厚度,一般在30mm左右,其高度应超过线圈总高度,且应尽可能的高,否则漏磁通会绕过磁屏蔽而进入油箱壁中,降低了屏蔽效果,同时也会产生局部过热。磁屏蔽铺设方式一般有立放(硅钢片与油箱垂直)和平放(硅钢片与油箱壁平行)两种。当立放时漏磁通容易进入磁屏蔽,在磁屏蔽中产生的杂散损耗较小,但由于油箱结构限制往往不能尽量增高;平放时则相反,但它可以随着油箱壁弯曲并可伸得很高。


图4 变压器油箱磁屏蔽

  需要注意的是,采用磁屏蔽后,由于它的磁阻极小,会使得漏磁力线弯曲更加严重,导致线圈导线中幅向漏磁分量产生的涡流损耗增大,所以,一般仅用于大容量高电压的变压器。因其线圈对油箱的距离较大,磁通的弯曲程度相对较小,对线圈端部杂散损耗影响比较小。

  国外曾报道过杂散损耗与油箱屏蔽方式之间的关系,见下表:


  从表中可以看出,当采用磁屏蔽后虽可大量降低油箱中的杂散损耗,但却使绕组端部的附加损耗增加了,会造成线圈的局部过热,降低了变压器运行的可靠性,因此,采用何种屏蔽方式,需要仔细考虑。

  因放置磁屏蔽会增加绕组端部的幅向漏磁通,因此,可在上下夹件相对线圈侧的肢板上加装由硅钢片制成的磁分路,它可以改善漏磁分布,吸引磁力线并进入铁心(见图5)。或者压板靠近线圈的一侧采用硅钢板制作的磁屏蔽,或采用硅钢板卷制并用环氧树脂浇注成的压板,这不但可减少这些结构件中的杂散损耗,同时也会减少幅向漏磁通分量,从而使线圈中的涡流损耗也相应减少,采用这种夹件磁屏蔽措施,一般可减少总杂散损耗40%左右。


图5 夹件磁屏蔽示意图

  象变压器夹件及铁心拉板等大金属结构件,漏磁通通过量较大,因此,对于夹件,理想的方式是使用低磁钢板,但对于生产厂家来说,采用低磁钢,其费用及焊接工艺的限制,难以普及。但为减少杂散损耗,对某些小件(如压钉板及其加强筋)仍可采用低磁钢。相对于夹件,铁心拉板的钢板材料用量较少,故可使用低磁钢。通常做法是在低磁钢拉板上开槽。文献[3]表明,通过增加铁心拉板开槽数目和长度,可明显降低其涡流损耗,并能有效地减少局部过热;增加开槽宽度也有同样效果,但不如前者显著。

  2.引线漏磁对杂散损耗影响

  变压器在工作时,由于引线电流的漏磁场与线圈的漏 电子负载相关文章:电子负载原理
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