電力變壓器負(fù)載損耗的特性分析與降低措施
一、文章前言
變壓器是電能的傳輸設(shè)備，在變壓器運(yùn)行的過程中，其空載損耗與負(fù)載損耗始終存在并消耗掉一定的電能。為了適應(yīng)遠(yuǎn)距離傳輸電的要求，現(xiàn)代變壓器的發(fā)展趨勢(shì)是向超高壓、超大容量變壓器方向發(fā)展，其損耗的絕對(duì)值是很大的，因此，降低變壓器的空載、負(fù)載損耗，改善性能指標(biāo)，提高運(yùn)行效率來達(dá)到節(jié)能增效的目的為越來越多的變壓器生產(chǎn)、使用廠家和單位所重視。
變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，繞組內(nèi)通過電流，由于導(dǎo)線存在電阻，因此將在導(dǎo)線及引線中產(chǎn)生直流電阻損耗，同時(shí)，由于漏磁場(chǎng)的存在，漏磁通將在線圈的導(dǎo)線中產(chǎn)生雜散損耗(包括導(dǎo)線的渦流損耗及不完全換位引起的環(huán)流損耗)，及其他鋼鐵結(jié)構(gòu)件中的雜散損耗。變壓器的負(fù)載損耗即包括以上幾部分。
因變壓器空載損耗與鐵心硅鋼片的材質(zhì)及疊片方式有關(guān)，且有很多著作對(duì)其進(jìn)行了分析，本文不再論述。下面從如何降低變壓器的負(fù)載損耗方面做了初步的分析與探討，并提出了一些相應(yīng)的工藝方法。
二、線圈及引線電阻損耗
1. 線圈導(dǎo)線的電阻損耗：其值按下式計(jì)算：
Pr=m I2R W (1)
對(duì)于小容量配電變壓器來說，負(fù)載損耗主要是繞組和引線的直流電阻損耗，由漏磁場(chǎng)引起的雜散損耗比例很小，計(jì)算式如下：
Pf =Pr×Kf / 100 W (2)
Kf為雜散損耗百分?jǐn)?shù)，其值選取3%--8%。有時(shí)其雜散損耗可忽略不計(jì)。
2. 引線電阻損耗
當(dāng)電流通過引線時(shí)，由于引線有電阻，從而產(chǎn)生引線損耗，它可用占線圈電阻損耗的百分?jǐn)?shù)表示：
Py=Pr×Ky / 100 W (3)
式中Pr為線圈直流電阻損耗(W)，Ky為引線損耗百分?jǐn)?shù)，當(dāng)電流較大時(shí)，引線經(jīng)過的鐵件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗，其損耗值需要我們注意。
三、線圈附加損耗的分析、計(jì)算
1. 渦流損耗
變壓器繞組通過電流時(shí)，除了在鐵心中產(chǎn)生鏈接主、副繞組的主磁通外，還產(chǎn)生只鏈接自身的漏磁通，這部分漏磁通過空氣鐵心或其他金屬件閉合。大容量變壓器運(yùn)行時(shí)，繞組的安匝會(huì)產(chǎn)生很大的漏磁場(chǎng)。此時(shí)繞組的導(dǎo)線均處在漏磁場(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)線中產(chǎn)生渦流損耗。在繞組范圍內(nèi)，漏磁通大部分是軸向分布的，但在繞組端部及安匝不平衡部分，也有幅向分量，這兩個(gè)分量均會(huì)在繞組導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗。
1.1 軸向漏磁渦流損耗
當(dāng)不考慮渦流影響時(shí)，我們假定軸向漏磁通密度隨繞組寬度成線性分布如圖(1)，因縱向漏磁分布與線圈的幾何尺寸有關(guān)，即在線圈端部及外徑側(cè)，漏磁不按直線分布，而是發(fā)散，而且線圈外部磁路具有一定的磁阻，最大軸向漏磁通密度也將減小，因此工程計(jì)算中，用下面公式表示：
Bm=1.78×IWρ / Hx ×10 –4 T (4)
式中，ρ —洛氏系數(shù) ，IW為安匝數(shù)，Hx為線圈電抗高度(cm)。
上式中是假定在繞組所占的空間里，軸向漏磁通是相等的，因此軸向漏磁通在繞組中產(chǎn)生的渦流損耗與導(dǎo)線厚度的平方成正比。
應(yīng)當(dāng)注意，如果變壓器為三繞組變壓器，且運(yùn)行方式為內(nèi)—外繞組運(yùn)行時(shí)，雖然中間繞組沒有電流流過，由于它處于內(nèi)—外繞組的主漏磁空道之中，即位于最大縱向漏磁場(chǎng)位置處，也存在渦流損耗。該處的磁場(chǎng)與圖1不同，不是斜線分布，而是可近似看成均勻分布，根據(jù)推導(dǎo)，其渦流損耗為按斜線分布時(shí)的3倍。
1.2 幅向漏磁渦流損耗
由于漏磁通是由二次線圈磁勢(shì)和與其相平衡的一次線圈磁勢(shì)負(fù)載分量共同產(chǎn)生。根據(jù)變壓器的磁勢(shì)平衡定律可知，變壓器的磁勢(shì)總是平衡的，但由于縱絕緣結(jié)構(gòu)要求線圈的起始部分加強(qiáng)絕緣，或有調(diào)壓線段，使一、二次線圈在整個(gè)高度上的安匝分布并不完全處于平衡狀態(tài)。即在一些區(qū)域里，一次線圈的安匝數(shù)大于二次線圈的安匝數(shù)，而在另一些區(qū)域里，二次線圈的安匝數(shù)大于一次線圈的安匝數(shù)。每一區(qū)域里的一二次線圈等效安匝相平衡，而平衡的磁勢(shì)將產(chǎn)生漏磁通，所以在一二次線圈所占據(jù)的空間里還有一種流通方向與線圈軸向方向相垂直的漏磁通，稱為幅向漏磁通，它在線圈的導(dǎo)線中也產(chǎn)生渦流損耗
幅向漏磁通比縱向漏磁通小很多，但在特大容量變壓器中，幅向漏磁通要占一定的比例，因此由它產(chǎn)生的渦流損耗也不可忽視。工程上的計(jì)算也可參照縱向漏磁的計(jì)算方法。
k fw =k×102(b Br /δ)2×(f / 50)2 (5)
式中b——導(dǎo)線寬度 (mm)
δ——導(dǎo)線中的電流密度(A/mm2)
Br——主漏磁空道磁密幅值(T)
文獻(xiàn)[3]針對(duì)變壓器不平衡安匝對(duì)幅向漏磁產(chǎn)生的影響做了分析?？芍?，除繞組端部外，縱向漏磁分布與不平衡安匝相似。同時(shí)高低壓繞組的幅向漏磁分布在主空道內(nèi)存在一個(gè)分界帶，分界帶兩側(cè)的幅向漏磁各自閉合。即低壓繞組的幅向漏磁由心柱及上下鐵軛閉合，并對(duì)其漏磁起主要作用;外繞組的幅向漏磁通過外部氣隙閉合，并對(duì)其漏磁起主要作用。由于內(nèi)繞組與鐵心柱距離較近，其磁路的磁阻較小，磁導(dǎo)大，因此內(nèi)繞組的幅向漏磁比外繞組的幅向漏磁大約1倍，為減小端部的幅向漏磁，可適當(dāng)增加高低壓線圈的軸向高度差，來制約鐵心柱及上下鐵軛所引起的橫向漏磁以改善變壓器性能參數(shù)。
2. 漏磁場(chǎng)對(duì)環(huán)流損耗的影響
當(dāng)繞組電流比較大時(shí)，為減少渦流損耗，以及便于繞制線圈，導(dǎo)線被分成數(shù)根截面積較小的導(dǎo)線并聯(lián)。因漏磁通在導(dǎo)線中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，并聯(lián)導(dǎo)線在漏磁場(chǎng)中的位置不同，此電動(dòng)勢(shì)的大小也不同，從而在并聯(lián)導(dǎo)線中會(huì)引起循環(huán)電流，所產(chǎn)生的損耗，稱為環(huán)流損耗。
為減少環(huán)流損耗，需要對(duì)并聯(lián)導(dǎo)線進(jìn)行換位，使并聯(lián)導(dǎo)線回路中的漏電勢(shì)大小相等，方向相反，從而使并聯(lián)導(dǎo)線中不出現(xiàn)循環(huán)電流，稱為完全換位;有時(shí)并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)較多，換位后仍存在循環(huán)電流，稱為不完全換位。
對(duì)于多根并聯(lián)導(dǎo)線的不完全換位，需計(jì)算其由不完全換位引起的環(huán)流損耗。同樣，我們忽略漏磁場(chǎng)畸變，現(xiàn)討論單螺旋式線圈的環(huán)流耗計(jì)算。當(dāng)并繞根數(shù)較多時(shí)，單螺旋線圈進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)換位及“212”換位的環(huán)流損耗均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“242”換位，因此工程上只采用“242”換位。其計(jì)算公式如下(推導(dǎo)略)：
Kb=kbcm(fasWρ / Hx)2 (6)
對(duì)于連續(xù)式線圈，若導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)為兩根時(shí)，換位是完全的，超過三根時(shí)，則是不完全換位，計(jì)算其損耗仍可采用(6)式
同時(shí)可看出，對(duì)于同一種換位，并聯(lián)導(dǎo)線數(shù)越多，渦流損耗降低，環(huán)流耗將增加，但總的雜散損耗還是下降。并聯(lián)導(dǎo)線多，對(duì)于螺旋式線圈來說，施工及繞制難度上并未變化，但連續(xù)式線圈卻要增加底位及連位的換位次數(shù)，工藝性不好。這樣，針對(duì)三根以上并聯(lián)導(dǎo)線的連續(xù)式繞組的換位提出了兩種典型的完全換位方式。
(a)“改進(jìn)型”換位 (b)“類潘戈”換位
文獻(xiàn)[7]對(duì)傳統(tǒng)型換位、改進(jìn)型換位、類潘戈換位在繞組端部產(chǎn)生的漏感電勢(shì)差進(jìn)行了計(jì)算與討論。在繞組端部，改進(jìn)型換位所產(chǎn)生的漏感電勢(shì)差最小，因而在繞組端部20%左右的線段內(nèi)采用改進(jìn)型換位，換位段數(shù)根據(jù)并繞根數(shù)確定。因類潘戈換位的工藝性較好，在繞組中部，可采用類潘戈換位。
因?yàn)樵诶@組端部20%的區(qū)域里，縱向漏磁產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲，繞組端部漏磁密度要比中部低得多，大約為50%左右。在端部漏磁彎曲所產(chǎn)生的幅向分量在線圈內(nèi)不感應(yīng)出漏磁電勢(shì)，因而只考慮縱向分量產(chǎn)生的環(huán)流。因此，對(duì)于螺旋式線圈，若按傳統(tǒng)“242”方式，即在線圈的1/4，1/2，3/4進(jìn)行換位，雖然導(dǎo)線長度一致，但并聯(lián)導(dǎo)線間的漏感電勢(shì)差仍然很大，變壓器容量越大其漏感電勢(shì)差越明顯，這勢(shì)必影響環(huán)流損耗的降低效果，因此應(yīng)使繞組端部的換位區(qū)匝數(shù)比中部換位區(qū)匝數(shù)略多一些，使各并聯(lián)導(dǎo)線間的漏感電勢(shì)差降至最小，減小環(huán)流損耗。
3. 自粘換位導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)
由以上的分析可知，變壓器的容量越大，漏磁場(chǎng)越強(qiáng)，從而使漏磁場(chǎng)引起的各種雜散損耗增加，因此，在大容量變壓器中，除了由縱向漏磁場(chǎng)引起的渦流損耗外，由幅向漏磁場(chǎng)引起的渦流損耗的計(jì)算也是必須的。同時(shí)在變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，為降低縱向漏磁引起的渦流耗，應(yīng)適當(dāng)減小導(dǎo)線厚度，其范圍在1.5-2.24mm;為降低幅向漏磁引起的渦流耗，應(yīng)適當(dāng)減小導(dǎo)線寬度，最好小于12.5mm，且導(dǎo)線的寬厚比控制在2-6之間，兩者可調(diào)整至合適值，以滿足要求。
對(duì)于大容量變壓器來說，因線圈的附加損耗與導(dǎo)線的線規(guī)關(guān)系很大。因此為降低線圈的附加損耗，目前比較多的采用自粘換位導(dǎo)線，同以往的單根導(dǎo)線及組合導(dǎo)線相比，它有很多優(yōu)點(diǎn)：
1. 因換位導(dǎo)線是由多股小截面的導(dǎo)線經(jīng)過編織而成，且換位節(jié)距為線寬的16-22倍，換位極為充分，因而在線圈的繞制過程中不需要進(jìn)行換位，從而減少了環(huán)流耗。同時(shí)縮短了繞線工時(shí)，提高了線圈的可靠性。
2. 由于使用的單股導(dǎo)線線規(guī)較小且相互絕緣，可使縱向及幅向漏磁通產(chǎn)生的渦流損耗減小，經(jīng)計(jì)算，其渦流損耗約為多根并聯(lián)導(dǎo)線的渦流損耗的30%。
3. 由于單根導(dǎo)線絕緣較薄，而統(tǒng)包絕緣可按具體絕緣要求，這樣可以使導(dǎo)體的填充系數(shù)得到改善，并能縮小線圈尺寸，同時(shí)還有利于散熱。
4. 現(xiàn)在采用的自粘性換位導(dǎo)線，單股線表面涂有特制的環(huán)氧樹脂，線圈經(jīng)恒壓干燥后，牢固的粘合在一起，形成一剛體，其抗彎、抗拉等機(jī)械強(qiáng)度自然大大增強(qiáng)，提高了導(dǎo)線的紐矩，增強(qiáng)了線圈抗短路能力。
5. 如所知，在大容量高電壓的變壓器中為降低雜散損耗常采用磁屏蔽方式，這會(huì)使繞組端部的幅向漏磁更加嚴(yán)重。對(duì)于因幅向漏磁引起的渦流損耗與導(dǎo)線寬度b的平方成正比，因此采用導(dǎo)線寬度很小的換位導(dǎo)線就緩解了這種狀況。
但應(yīng)注意的是，采用自粘換位導(dǎo)線時(shí)，線圈宜采用恒壓干燥法，這樣才能在導(dǎo)線固化成型后，使線圈一次干燥便達(dá)到最終尺寸，消除二次整形時(shí)線圈導(dǎo)線產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減少線圈套裝時(shí)的二次加壓對(duì)導(dǎo)線造成的損傷。
當(dāng)采用多根自粘換位導(dǎo)線繞制螺旋式線圈時(shí)，應(yīng)采用改進(jìn)型的潘戈換位法進(jìn)行換位，以減小各換位導(dǎo)線間的環(huán)流損耗。
四、變壓器雜散損耗的分析、計(jì)算及改善措施
變壓器運(yùn)行時(shí)，由于漏磁場(chǎng)的存在，在穿過變壓器各結(jié)構(gòu)件時(shí)要產(chǎn)生損耗，統(tǒng)稱為雜散損耗。包括漏磁在油箱、夾件、鐵心拉板等金屬件內(nèi)產(chǎn)生的損耗。對(duì)于小容量變壓器來說，其漏磁通較小，因此雜散損耗的比例很小，可忽略不記。當(dāng)變壓器容量很大時(shí)，隨著容量、電流的增大，其漏磁通較大，漏磁場(chǎng)在鋼結(jié)構(gòu)件中引起的雜散損耗的比例也增大(通常30%—40%)，需要對(duì)這部分損耗進(jìn)行分析。
考慮到漏磁通路的復(fù)雜性，要精確計(jì)算是困難的，因此雜散損耗計(jì)算只能采用近似的方法計(jì)算。對(duì)于800KVA及以上的中大型變壓器，目前工廠通用的簡易計(jì)算方法為：
Pzs = K×Ux×S kW (7)
其中K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，Ux為阻抗電壓，S為變壓器容量(KVA)。對(duì)于K的取值，根據(jù)變壓器的容量、結(jié)構(gòu)及繞組數(shù)量等多個(gè)因素有關(guān)，是工廠根據(jù)自己的生產(chǎn)條件、制造工藝、試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，各個(gè)企業(yè)有少許的不同，但對(duì)于制造來說，其精度已能滿足生產(chǎn)要求。
1. 線圈漏磁對(duì)雜散損耗影響
由于線圈漏磁要穿過各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)件，其大小與鋼夾件及油箱至線圈的距離有關(guān)，當(dāng)鋼壓板或夾件至線圈距離愈大，而油箱至線圈距離愈小時(shí)，其幅向分量愈大;反之，當(dāng)鋼壓板或夾件至線圈距離愈小，而油箱至線圈距離愈大時(shí)，其幅向分量愈小。而對(duì)于軸向分量則影響不大，且軸向漏磁(占總漏磁的80%-90%)引起的雜散損耗所占比例較大。
為了減小雜散損耗，工程上常將線圈附近的較大的金屬結(jié)構(gòu)件采用非磁材料制造。如用層壓紙板或木板制作線圈壓板;鐵心夾件采用低磁鋼板制造，這樣，在這些結(jié)構(gòu)件中產(chǎn)生的雜散損耗將會(huì)明顯減少。但需要注意的是，采用層壓紙板壓板，相當(dāng)于增大線圈端部距鋼結(jié)構(gòu)件的距離，這樣會(huì)導(dǎo)致幅向漏磁通分量的增大，使線圈導(dǎo)線中幅向漏磁的渦流損耗增加，同時(shí)在線圈端部還會(huì)造成局部過熱，因此對(duì)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(duì)于油箱，通過的漏磁通較大，在其中產(chǎn)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(dǎo)磁材料制造油箱，如英國曾制造過鋁油箱，但國內(nèi)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(nèi)壁鋪設(shè)鋁板或銅板。當(dāng)漏磁進(jìn)入鋁板或銅板后，在其中產(chǎn)生渦流損耗并隨之建立反安匝，從而減少進(jìn)入油箱壁的漏磁通，同時(shí)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(jié)果，卻使繞組端部的漏磁通減弱了。對(duì)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(shí)能使漏磁力線彎曲程度減小，從而時(shí)線圈導(dǎo)線中的由幅向漏磁分量產(chǎn)生的渦流損耗減小。一般用銅板時(shí)其厚度取4-5mm，用鋁板時(shí)其厚度取8-10mm比較合適。如果屏蔽太厚，既不經(jīng)濟(jì)，屏蔽效果也不會(huì)明顯提高。
(2)磁屏蔽方式：它是在油箱內(nèi)壁鋪設(shè)硅鋼片。由于硅鋼片導(dǎo)磁性能好，使漏磁通大量的進(jìn)入損耗很小的磁屏蔽中，從而減少進(jìn)入油箱壁的漏磁通。對(duì)于磁屏蔽的厚度，一般在30mm左右，其高度應(yīng)超過線圈總高度，且應(yīng)盡可能的高，否則漏磁通會(huì)繞過磁屏蔽而進(jìn)入油箱壁中，降低了屏蔽效果，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生局部過熱。磁屏蔽鋪設(shè)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(dāng)立放時(shí)漏磁通容易進(jìn)入磁屏蔽，在磁屏蔽中產(chǎn)生的雜散損耗較小，但由于油箱結(jié)構(gòu)限制往往不能盡量增高;平放時(shí)則相反，但它可以隨著油箱壁彎曲并可伸得很高?！ ?/div>
需要注意的是，采用磁屏蔽后，由于它的磁阻極小，會(huì)使得漏磁力線彎曲更加嚴(yán)重，導(dǎo)致線圈導(dǎo)線中幅向漏磁分量產(chǎn)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(duì)油箱的距離較大，磁通的彎曲程度相對(duì)較小，對(duì)線圈端部雜散損耗影響比較小。
國外曾報(bào)道過雜散損耗與油箱屏蔽方式之間的關(guān)系。
從表中可以看出，當(dāng)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(huì)造成線圈的局部過熱，降低了變壓器運(yùn)行的可靠性，因此，采用何種屏蔽方式，需要仔細(xì)考慮。
因放置磁屏蔽會(huì)增加繞組端部的幅向漏磁通，因此，可在上下夾件相對(duì)線圈側(cè)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(jìn)入鐵心(見圖5)?；蛘邏喊蹇拷€圈的一側(cè)采用硅鋼板制作的磁屏蔽，或采用硅鋼板卷制并用環(huán)氧樹脂澆注成的壓板，這不但可減少這些結(jié)構(gòu)件中的雜散損耗，同時(shí)也會(huì)減少幅向漏磁通分量，從而使線圈中的渦流損耗也相應(yīng)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。
象變壓器夾件及鐵心拉板等大金屬結(jié)構(gòu)件，漏磁通通過量較大，因此，對(duì)于夾件，理想的方式是使用低磁鋼板，但對(duì)于生產(chǎn)廠家來說，采用低磁鋼，其費(fèi)用及焊接工藝的限制，難以普及。但為減少雜散損耗，對(duì)某些小件(如壓釘板及其加強(qiáng)筋)仍可采用低磁鋼。相對(duì)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(xiàn)[3]表明，通過增加鐵心拉板開槽數(shù)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(duì)雜散損耗影響
變壓器在工作時(shí)，由于引線電流的漏磁場(chǎng)與線圈的漏磁場(chǎng)同時(shí)存在，大電流引線在其附近的鋼結(jié)構(gòu)件(如箱壁、夾件等)中同樣產(chǎn)生渦流損耗，雖然這部分損耗對(duì)總雜散損耗影響不大，但在局部損耗密度很高時(shí)，可能引起油箱或夾件的局部過熱。
在油箱內(nèi)部，對(duì)于一般的電力變壓器，當(dāng)引線電流不太大時(shí)，引線長度相對(duì)較小，引線電流引起的漏磁損耗可以忽略不計(jì)，但當(dāng)電流在1000A以上時(shí)，引線的布置、引線相互間的排列及對(duì)結(jié)構(gòu)件的位置就應(yīng)仔細(xì)考慮。對(duì)于夾件，引線漏磁場(chǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，會(huì)在各金屬件的尖角處積累大量電荷，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生局部放電，同時(shí)引起角板及加強(qiáng)筋等局部過熱。通常的做法是將各金屬件全部尖角加工成圓角，以改善該處的電場(chǎng)分布。有的廠家還加裝電屏蔽來降低該處的渦流損耗。當(dāng)引線采用銅排時(shí)，通常將其窄面對(duì)著油箱壁布置，這比平行于油箱壁布置時(shí)的損耗要小得多(在相同的距離條件下)。
同時(shí)，為減少引線的漏磁通，引線相互之間的距離應(yīng)盡量縮小(在滿足機(jī)械力的前提下)，引線應(yīng)交錯(cuò)排列，使相鄰引線的電流可以互相補(bǔ)償，相互抵消產(chǎn)生的漏磁，降低損耗。
當(dāng)引線通過套管引出油箱且電流較大時(shí)，在套管周圍的零件如套管法蘭，金屬罩，螺栓及箱蓋等部位的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)值也很大，產(chǎn)生渦流損耗并發(fā)熱。為了消除這種影響，上述零件可采用非導(dǎo)磁材料。為限制箱蓋的損耗，可以采用幾只套管并列的方式，即在箱蓋上開一個(gè)公共孔，將幾只套管同裝在一起，以使電流互相補(bǔ)償，使通過箱蓋開孔的瞬時(shí)電流之和為零。這樣，穿過套管周圍的箱蓋的漏磁通將大大減少，從而減小箱蓋的雜散損耗。
五、文章結(jié)語
對(duì)于變壓器負(fù)載損耗來說，直流電阻損耗為主要部分，且與導(dǎo)線材質(zhì)有關(guān)，因此使用優(yōu)質(zhì)銅導(dǎo)線是關(guān)鍵，這樣可控制電阻損耗在允許范圍之內(nèi)。從上述分析可知，導(dǎo)線的渦流損耗與環(huán)流損耗及油箱等金屬件的雜散損耗均由變壓器的漏磁通引起的，因此，在變壓器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)化變壓器的結(jié)構(gòu)，將繞組的安匝分布調(diào)整至最佳，同時(shí)采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，減少繞組端部幅向漏磁，來降低這部分損耗。但應(yīng)注意的是，控制繞組的安匝分布是難點(diǎn)，因?yàn)樵趯?duì)線圈進(jìn)行干燥過程中，由于墊塊等絕緣材料的限制及線圈整形的工藝原因，很難將安匝控制在理想狀態(tài)。這就需要采取更先進(jìn)的干燥設(shè)備和方法，如恒壓干燥法，墊塊預(yù)密化處理，使用恒溫箱減少絕緣件的返潮等，可提高線圈軸向尺寸的可控性，保證其安匝分布，降低漏磁損耗。
在降低變壓器漏磁，減少雜散損耗的同時(shí)，需注意局部的磁場(chǎng)畸變，雖然其絕對(duì)值很小，但會(huì)引起局部的溫升過高，影響變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。
因此，在變壓器結(jié)構(gòu)中需要充分考慮各結(jié)構(gòu)件的尖角影響，必要時(shí)可使用屏蔽措施來保證其溫升。
總之，變壓器的漏磁場(chǎng)量的大小及分布規(guī)律極其復(fù)雜，對(duì)于生產(chǎn)廠家和運(yùn)行部門來說，采取相應(yīng)的技術(shù)措施來降低由漏磁引起的損耗，節(jié)約成本，有著一定的積極意義。
信息整理：揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司 信息來源：m.ewkbg.com
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