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降低变压器负载损耗的分析与措施(3)

北极星电力网技术频道    作者:金兆伟   2011/5/3 17:45:00   

 关键词:  变压器 负载损耗 漏磁场

  图3 变压器漏磁分布示意图

  因为在绕组端部20%的区域里,纵向漏磁产生严重的弯曲,如图(3)所示。绕组端部漏磁密度要比中部低得多,大约为50%左右。在端部漏磁弯曲所产生的幅向分量在线圈内不感应出漏磁电势,因而只考虑纵向分量产生的环流。因此,对于螺旋式线圈,若按传统“242”方式,即在线圈的1/4,1/2,3/4进行换位,虽然导线长度一致,但并联导线间的漏感电势差仍然很大,变压器容量越大其漏感电势差越明显,这势必影响环流损耗的降低效果,因此应使绕组端部的换位区匝数比中部换位区匝数略多一些,使各并联导线间的漏感电势差降至最小,减小环流损耗。

  3. 自粘换位导线的优点及应用特点

  由以上的分析可知,变压器的容量越大,漏磁场越强,从而使漏磁场引起的各种杂散损耗增加,因此,在大容量变压器中,除了由纵向漏磁场引起的涡流损耗外,由幅向漏磁场引起的涡流损耗的计算也是必须的。同时在变压器设计时,为降低纵向漏磁引起的涡流耗,应适当减小导线厚度,其范围在1.5-2.24mm;为降低幅向漏磁引起的涡流耗,应适当减小导线宽度,最好小于12.5mm,且导线的宽厚比控制在2-6之间,两者可调整至合适值,以满足要求。

  对于大容量变压器来说,因线圈的附加损耗与导线的线规关系很大。因此为降低线圈的附加损耗,目前比较多的采用自粘换位导线,同以往的单根导线及组合导线相比,它有很多优点:

  1. 因换位导线是由多股小截面的导线经过编织而成,且换位节距为线宽的16-22倍,换位极为充分,因而在线圈的绕制过程中不需要进行换位,从而减少了环流耗。同时缩短了绕线工时,提高了线圈的可靠性。

  2. 由于使用的单股导线线规较小且相互绝缘,可使纵向及幅向漏磁通产生的涡流损耗减小,经计算,其涡流损耗约为多根并联导线的涡流损耗的30%。

  3. 由于单根导线绝缘较薄,而统包绝缘可按具体绝缘要求,这样可以使导体的填充系数得到改善,并能缩小线圈尺寸,同时还有利于散热。

  4. 现在采用的自粘性换位导线,单股线表面涂有特制的环氧树脂,线圈经恒压干燥后,牢固的粘合在一起,形成一刚体,其抗弯、抗拉等机械强度自然大大增强,提高了导线的纽矩,增强了线圈抗短路能力。

  5. 如所知,在大容量高电压的变压器中为降低杂散损耗常采用磁屏蔽方式,这会使绕组端部的幅向漏磁更加严重。对于因幅向漏磁引起的涡流损耗与导线宽度b的平方成正比,因此采用导线宽度很小的换位导线就缓解了这种状况。

  但应注意的是,采用自粘换位导线时,线圈宜采用恒压干燥法,这样才能在导线固化成型后,使线圈一次干燥便达到最终尺寸,消除二次整形时线圈导线产生的内应力,减少线圈套装时的二次加压对导线造成的损伤。

  当采用多根自粘换位导线绕制螺旋式线圈时,应采用改进型的潘戈换位法进行换位,以减小各换位导线间的环流损耗。

来源:变压器工业

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