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降低干式變壓器負(fù)荷損失的分析及措施

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文章來源:北京創(chuàng)聯(lián)匯通電氣 ????? 發(fā)布時(shí)間: 2021-02-24 08:30:00
導(dǎo)讀:根據(jù)干式變壓器負(fù)載下漏磁場(chǎng)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(duì)線圈附加損耗影響較大。為此,提出了降低

根據(jù)干式變壓器負(fù)載下漏磁場(chǎng)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(duì)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(shí),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(chǎng);分析;測(cè)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(shì)是向超高壓、超大容量干式變壓器發(fā)展,其損耗絕對(duì)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(shí),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(shí),由于漏磁場(chǎng)的存在,漏磁通量會(huì)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(duì)此進(jìn)行了分析,本文不再討論。對(duì)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(jì)算:

Pr=m I2R W (1)

對(duì)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(chǎng)引起的雜散損耗很小,計(jì)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(shí)它的雜散損耗可以忽略不計(jì)。

2.鉛電阻損失

當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí),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(shí),導(dǎo)線經(jīng)過的鐵片會(huì)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(jì)算

1.渦流損耗

當(dāng)干式變壓器繞組通過電流時(shí),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(shí),繞組的安匝數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大的漏磁場(chǎng)。此時(shí)繞組的導(dǎo)線都在漏磁場(chǎng)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(huì)在繞組導(dǎo)線中產(chǎn)生渦流損耗。 #p#分頁(yè)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?yàn)榭v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(huì)減小,所以工程計(jì)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(chǎng)較大的位置,所以存在渦流損耗。與圖1不同,這里的磁場(chǎng)不是對(duì)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(duì)角分布時(shí)的三倍。1來源:工業(yè)干式變壓器

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