降低干式變壓器負荷損失的分析及措施

根據干式變壓器負載下漏磁場的特點，重點研究了線圈附加損耗和雜散損耗。其中，線圈線規的選擇、繞組換位方式的采用、安匝數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，詳細分析了雜散損耗的分布特征和變化規律，并提出了相應的改進措施和方法。

關鍵詞：干式變壓器；負荷損失；漏磁場；分析；測量

一、前言

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

當干式變壓器在負載下運行時，電流通過繞組，這將導致導線和引線中的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線中的雜散損耗(包括導線渦流損耗和換位不完全引起的環流損耗)，以及其他鋼結構中的雜散損耗。干式變壓器的負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，很多著作對此進行了分析，本文不再討論。對如何降低干式變壓器的負荷損失進行了初步的分析和探討，并提出了相應的技術方法。

二、線圈和導線電阻損耗

1.線圈導體電阻損耗：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

當電流通過導線時，導線損耗由導線電阻引起，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為導線損耗的百分比。當電流較大時，導線經過的鐵片會產生較大的渦流損耗，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

當干式變壓器繞組通過電流時，不僅在鐵芯中產生連接主副繞組的主磁通，而且還產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行時，繞組的安匝數會產生較大的漏磁場。此時繞組的導線都在漏磁場中。根據楞次定律，在閉合回路中產生感應電流(稱為渦流)，從而在導線中造成渦流損耗。在繞組范圍內，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，兩者都會在繞組導線中產生渦流損耗。 #p#分頁標題#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，即在線圈端部和外徑側，漏磁不呈直線分布，而是發散，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，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，運行方式為內外繞組運行，雖然中間繞組沒有電流流過，但由于位于內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，而是可以近似認為是均勻分布的。據推斷，它的渦流損耗是對角分布時的三倍。1來源：工業干式變壓器