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    如何降低电力变压器的损耗?

    发布时间:2017/5/4 16:31:25    访问量:

    1)附加损耗。附加损耗主要有绕组涡流损耗、环流损耗和杂散损耗三种损耗:

    (a)绕组涡流损耗。大容量变压器运行时,绕组的安匝会产生很大的漏磁场。所谓漏磁场是指磁通有一部分通过空气,有一部分磁路是铁心。由于绕组的导线处在漏磁场中,漏磁通会在导线中引起涡流损耗。

    (b)引线损耗。引线损耗是变压器各引线电阻损耗的总和折算。

    (c)杂散损耗。杂散损耗是漏磁通穿过钢结构件(如板式夹件、钢压板、压钉螺栓及油箱壁等)等所产生的损耗。

    负载损耗占总损耗70%~80%,包括绕组直流电阻损耗(基本损耗)、导线中涡流损耗、并绕导线间环流损耗、引线损耗和结构件(如夹板、钢压板、箱壁、螺栓、铁心拉板等)的杂散损耗。降低负载损耗的主要有如下几种方法:

    (1)限制漏磁引起的附加损耗。进行安匝平衡计算,按结果进行安匝调整;绕组采用“低-高-低”或“高-低-高”排列;限制扁线的宽度和厚度;按磁场计算选定最适宜的换位方法;采用换位导线或组合导线。

    (2)缩小主、纵绝缘结构尺寸。在高压绕组上采用“等冲击电压梯度”分布的技术,可缩小纵绝缘尺寸;绕组之间采用薄纸筒、小油隙;用瓦楞纸作主绝缘;采用形状与等电位完全相同的成型件,角环形状符合等位线形状,以分瓣成型角环作为结构件;绕组内径绕在绝缘纸上,但在线段中间设轴向油道;多采用缩醛漆包线,用QQ-2或QQB型缩醛线代替0.45 mm厚纸包扁线,因前二者匝绝缘为2×(0.056~0.079)mm,绕组填充系数高,且满足匝绝缘要求;多采用筒式绕组,因无饼间油道,冷却主要靠轴向垂直油道,散热好、填充系数和冲击特性好,安匝匀、短路力小;适当缩小主绝缘(径、端)距离。

    (3)根据计算采用有关工艺。据冲击计算确定纵绝缘结构,垫块、撑条、金属件倒角保持较好形状;计算漏磁场和涡流分布指导换位方式;绕组轴向均布,心柱绑带用非磁性材料;心柱和轭铁部分设特殊屏蔽以缓和电场;调压绕组采用一层一个分接;工艺上采用组装式,内绕组直接绕在绝缘筒上,严控高度、直径公差,套装间隙小,采用热套新工艺,采用整体托板和压板,绕组换位处用迪耐松纸,带压干燥,绕组放在保温烘房内防止受潮。

    (4)采用低损低阻导线。用无氧铜线采用上引法拉拔而成,如采用铜连续挤压机而制成。如能用到变压器上,可节能和降体积,具有一定的应用前景。

    (5)利用绝缘结构特点来设计可缩小体积。利用变压器油液体电介质特性,适当设置覆盖层、屏障、屏蔽、绝缘层;利用油的“距离效应”加隔板成小油隙;利用油的“体积效应”采用瓦楞纸;利用油中绝缘层“厚度效应”加包绝缘提高击穿电压,但不宜太厚;利用油中隔板离最大场强极距离特点来设置隔板。

    (6)采用先进的绝缘结构。采用适用绕组,提高填充系数,采用轴向油道的新型螺旋式(或连续式)绕组,有效地降低了绕组体积。在漏磁集中部位采用非金属或非磁性材料的压紧结构,采用电磁屏蔽使漏磁通槽路化,可使负载损耗降3%~8%。

    (7)优选绕组内部保护。绕组内部保护措施有电容环、静电线匝、串联补偿(附加饼间电容)、等电位屏,也可采用纠结式绕组或内屏蔽式绕组。它们都有减小冲击作用下作用于主、纵绝缘上的过电压,从而减小变压器的体积和能耗。

    (8)采用长圆形等绕组和Yyn0联结及降高度节能。用长圆形铁心、绕组或椭圆形绕组或矩形带圆角绕组经实践都比圆形传统截面节能。采用Yyn0比Dyn11联结的分接头电压低,三项可共用一盘分接开关,结构简单、体积小,前者比后者对500kVA变压器,导线重减2%、铁重减6%、油重减11%,故节材节能。对干式变压器,绕组越高,上下温差越明显,适当降高,有利于散热和节能。


    杂散损耗为负载损耗中的特例,故单独讨论降低它的方法。杂散损耗包括结构件(铁心夹件、屏蔽环等)的损耗;穿过导体地方(套管座)损耗;平行导体(通过大电流的引线)的损耗和油箱损耗。降低杂散损耗的方法主要有以下几种方法:

    (1)根据磁分析和实物测量,采用铁心夹件小型化、取消单相中心柱铁心垫板、增加铁心表面部分的缝隙、对铁心拉板和漏磁场中的结构件(如螺栓等)采用低磁性或非磁性材料等,可以降低内部结构的杂散损耗。

    (2)对套管出线盒及箱盖的一部分,认真配置引线以对磁场控制,采用铜板屏蔽或非磁性材料,套管罩用铝制造。还可在绕组与夹件间设置硅钢片压板,用以吸收夹件、油箱等处磁通。在磁场最强地方埋入带状的有色金属,这样可以降低大电流套管和引线部分的杂散损耗。 (3)对大变压器,沿箱壁内置磁导率高的硅钢板作磁分路,吸收箱壁磁通称磁屏蔽;或者用电导率高的有色金属铜和铝作内衬,产生涡流的反作用使进入油箱壁漏磁减少,称电屏蔽。一般磁屏蔽比电屏蔽好,这样可以降低油箱杂散损耗。

    (4)定量计算油流回路,采用挡板,合理分隔绕组,达到均匀冷却,优选波纹油箱、片式散热器、冷却器、节能风扇、油泵,得到最经济节能冷却方式,以此来降低杂散损耗。

    (5)采用玻璃纤维强化塑料风扇,效率高噪声小。将旧型冷却器换成新型冷却器,采用变频调压式电源供冷却器,可以降低辅助设备损耗。


    综上所述,本文主要分析了电力变压器的空载损耗和负载损耗产生的原因,并对如何降低空载降低电力变压器损耗的方法损耗和负载损耗提出了详细的处理方法,这些方法可以有效地降低电力变压器损耗大的问题。虽然文中提出许多可操作性的措施,但是对于在实际工程应用中遇到的繁杂的问题,仍然是不一而足的。因此,在对于如何降低电力变压器损耗的问题仍需进一步的深入研究。


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