低損耗大型電力變壓器設(shè)計(jì)

劉 超1 董曉暉 菅榮萍

(1.沈陽海為電力設(shè)備有限公司 遼寧 沈陽 110000； 2.特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司 遼寧 沈陽 110000)

一、前言

為降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本及環(huán)保要求，目前變壓器的制造正朝著低損耗方向發(fā)展，所謂低損耗就是低空載損耗(P0)和低負(fù)載損耗(PK)。本文將對(duì)低損耗電力變壓器的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題加以論述。

二、低空載損耗電力變壓器的設(shè)計(jì)

空載損耗是指變壓器在一側(cè)繞組上施加額定電壓，其它繞組開路的情況下測(cè)得的損耗?？蛰d損耗包括兩個(gè)部分，一部分為磁滯損耗，另一部分為渦流損耗，理論和生產(chǎn)實(shí)踐證明下面的方法對(duì)降低空載損耗的效果是十分明顯的。

①鐵心接縫形式，目前大型電力變壓器均采用冷軋取向高導(dǎo)磁硅鋼片，其導(dǎo)磁有嚴(yán)格的方向性，如果磁通方向與輾壓方向一致，則損耗很小，如果方向不一致，則損耗會(huì)顯著增加，生產(chǎn)實(shí)踐表明，一個(gè)45°斜接縫較90°直接縫的空載損耗可降低3%左右，故大型電力變壓器均采用45°全斜接縫方式，對(duì)降低空載損耗的效果是十分明顯的。

②接縫級(jí)數(shù)，大型電力變壓器鐵心接縫采用五級(jí)接縫，大大降低了空載損耗，國(guó)外的變壓器公司已做到六級(jí)接縫。

③鐵心夾緊方式，目前鐵心夾緊方式采用粘帶機(jī)器綁扎夾件夾緊方式，這樣就避免了以前穿心螺桿式在硅鋼片上打孔的弊端，因?yàn)楣桎摪迳洗蚩缀髸?huì)使局部磁通發(fā)生畸變，大大增加損耗。

④選擇合理的磁通密度，在考慮經(jīng)濟(jì)性的前提下盡量選擇較低的磁密，因?yàn)榭蛰d損耗與磁密大約為1.25次方的關(guān)系，故適當(dāng)減低磁密能降低空載損耗。

⑤選擇優(yōu)質(zhì)冷扎硅鋼片，23ZH090或B23R080單位鐵損很低，但成本相對(duì)較高，30ZH120或B30P105是性價(jià)比較高的硅鋼片。

⑥制造工藝方面，在剪片時(shí)減小毛刺，生產(chǎn)過程中輕拿輕放，另外在工藝條件允許的條件下不疊上鐵軛也會(huì)對(duì)降低空載損耗有一定作用。

三、低負(fù)載損耗變壓器設(shè)計(jì)

負(fù)載損耗是指變壓器一側(cè)繞組短路達(dá)到額定電流，另一側(cè)施加阻抗電壓時(shí)測(cè)得的損耗，主要有三部分組成，即電阻耗(I2R)，線圈附加損耗及引線附加損耗、結(jié)構(gòu)耗三部分，下面分別加以論述。

①電阻耗(I2R)，基本銅耗可以通過線圈電阻R和電流I利用P=I2R準(zhǔn)確求得，從上面可以看出，這部分損耗主要取決于線圈的電阻，所以應(yīng)選擇較大的導(dǎo)線截面以降低電阻，條件允許的情況下使用換位導(dǎo)線，因?yàn)閾Q位導(dǎo)線是漆包扁線經(jīng)換位外包絕緣而形成，這樣可以大大提高導(dǎo)線占比率，減小電阻，對(duì)降低電阻耗是十分明顯的。

③結(jié)構(gòu)耗是由于漏磁通在夾件、油箱等鋼鐵件中產(chǎn)生的損耗引起的，由于漏磁通比較復(fù)雜，工程上常用近似公式計(jì)算，即：K×UK%×P，式中K為結(jié)構(gòu)耗系數(shù)，它與變壓器結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，UK%為變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，P為變壓容量(對(duì)多繞組變壓器，隨運(yùn)行方式不同有變化)。從上面公式可以看到，只有改變K才能改變結(jié)構(gòu)耗，目前國(guó)內(nèi)外主要采用屏蔽措施，既電屏蔽及磁屏蔽兩種，電屏蔽就是在油箱內(nèi)壁琢設(shè)銅板，使漏磁通少進(jìn)入箱壁，減少損耗，磁屏蔽的基本原理是將漏磁通吸引到用硅鋼片制成的磁屏蔽中，因?yàn)楣桎撈瑢?dǎo)磁性能好，而減小損耗。

四、結(jié)束語

節(jié)能和環(huán)保型電力變壓器是未來變壓器行業(yè)的發(fā)展趨墊，變壓器制造行業(yè)應(yīng)加大科研開發(fā)力度，以滿足電力運(yùn)行部門的需要，做到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有機(jī)結(jié)合。