四、变压器杂散损耗的分析、计算及改善措施

　　变压器运行时，由于漏磁场的存在，在穿过变压器各结构件时要产生损耗，统称为杂散损耗。包括漏磁在油箱、夹件、铁心拉板等金属件内产生的损耗。对于小容量变压器来说，其漏磁通较小，因此杂散损耗的比例很小，可忽略不记。当变压器容量很大时，随着容量、电流的增大，其漏磁通较大，漏磁场在钢结构件中引起的杂散损耗的比例也增大(通常30%—40%)，需要对这部分损耗进行分析。

　　考虑到漏磁通路的复杂性，要精确计算是困难的，因此杂散损耗计算只能采用近似的方法计算。对于800KVA及以上的中大型变压器，目前工厂通用的简易计算方法为：

　　Pzs = K×Ux×S kW (7)

　　其中K为经验系数，Ux为阻抗电压，S为变压器容量(KVA)。对于K的取值，根据变压器的容量、结构及绕组数量等多个因素有关，是工厂根据自己的生产条件、制造工艺、试验结果总结出来的经验系数，各个企业有少许的不同，但对于制造来说，其精度已能满足生产要求。

　　1. 线圈漏磁对杂散损耗影响

　　由于线圈漏磁要穿过各个钢结构件，其大小与钢夹件及油箱至线圈的距离有关，当钢压板或夹件至线圈距离愈大，而油箱至线圈距离愈小时，其幅向分量愈大;反之，当钢压板或夹件至线圈距离愈小，而油箱至线圈距离愈大时，其幅向分量愈小。而对于轴向分量则影响不大，且轴向漏磁(占总漏磁的80%-90%)引起的杂散损耗所占比例较大。

　　为了减小杂散损耗，工程上常将线圈附近的较大的金属结构件采用非磁材料制造。如用层压纸板或木板制作线圈压板;铁心夹件采用低磁钢板制造，这样，在这些结构件中产生的杂散损耗将会明显减少。但需要注意的是，采用层压纸板压板，相当于增大线圈端部距钢结构件的距离，这样会导致幅向漏磁通分量的增大，使线圈导线中幅向漏磁的涡流损耗增加，同时在线圈端部还会造成局部过热，因此对于线圈来说，为了减小线圈端部的局部过热，需要增大油隙以利于散热。

　　对于油箱，通过的漏磁通较大，在其中产生的损耗(涡流损耗)和局部过热也较为明显。为减小油箱壁中的杂散损耗，国外曾采用非导磁材料制造油箱，如英国曾制造过铝油箱，但国内最为常见的办法是采用屏蔽措施：

　　(1)电屏蔽方式：它是在油箱内壁铺设铝板或铜板。当漏磁进入铝板或铜板后，在其中产生涡流损耗并随之建立反安匝，从而减少进入油箱壁的漏磁通，同时也就降低了油箱中漏磁损耗。从宏观上来说降低油箱壁中的漏磁损耗的效果较磁屏蔽差，但涡流反安匝作用的结果，却使绕组端部的漏磁通减弱了。对于容量大，电压不很高的变压器采用电屏蔽较好，它不但能减少油箱中的杂散损耗，同时能使漏磁力线弯曲程度减小，从而时线圈导线中的由幅向漏磁分量产生的涡流损耗减小。一般用铜板时其厚度取4-5mm，用铝板时其厚度取8-10mm比较合适。如果屏蔽太厚，既不经济，屏蔽效果也不会明显提高。

　　(2)磁屏蔽方式：它是在油箱内壁铺设硅钢片。由于硅钢片导磁性能好，使漏磁通大量的进入损耗很小的磁屏蔽中，从而减少进入油箱壁的漏磁通。对于磁屏蔽的厚度，一般在30mm左右，其高度应超过线圈总高度，且应尽可能的高，否则漏磁通会绕过磁屏蔽而进入油箱壁中，降低了屏蔽效果，同时也会产生局部过热。磁屏蔽铺设方式一般有立放(硅钢片与油箱垂直)和平放(硅钢片与油箱壁平行)两种。当立放时漏磁通容易进入磁屏蔽，在磁屏蔽中产生的杂散损耗较小，但由于油箱结构限制往往不能尽量增高;平放时则相反，但它可以随着油箱壁弯曲并可伸得很高。

　　图4 变压器油箱磁屏蔽

　　需要注意的是，采用磁屏蔽后，由于它的磁阻极小，会使得漏磁力线弯曲更加严重，导致线圈导线中幅向漏磁分量产生的涡流损耗增大，所以，一般仅用于大容量高电压的变压器。因其线圈对油箱的距离较大，磁通的弯曲程度相对较小，对线圈端部杂散损耗影响比较小。