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降低变压器损耗的方法

放大字体  缩小字体 发布日期: 2017-08-29 浏览次数:54
  电力变压器是电力系统中最重要的设备之一,是保证供电可靠性的基础。随着整个国民经济的高速发展,对变压器的需求量还将不断增加。然而随着电力变压器装机量的增加,其自身所消耗的能量也越来越大,这与我国提倡建设节能性社会是不相符合的,有必要采取相应的技术措施来减少变压器自身的损耗,因此研究如何降低变压器损耗的方法就变得非常有必要了。

  电力变压器的损耗主要包含空载损耗与负载损耗两部分,其中负载损耗又包括杂散损耗。

  电力变压器的空载损耗

  变压器的空载损耗主要包括铁心材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗几部分,又因为变压器的空载损耗属于励磁损耗,所以与负载无关。

  1)磁滞损耗是铁磁材料在反复磁化过程中由于磁滞现象所产生的损耗。磁滞损耗的大小与磁滞回线的面积成正比。

  2)涡流损耗。由于铁心本身为金属导体,所以由于电磁感应现象所产生的电动势将在铁心内产生环流,即为涡流。由于铁心中有涡流流过,而铁心本身又存在电阻,故引起了涡流损耗。3)附加铁损。附加铁损是不完全决定于变压器材料本身,而主要与变压器的结构及生产工艺等有关。通常引起附加铁损的原因主要有:磁通波形中有高次谐波分量,它们将引起附加涡流损耗;由于机械加工所引起的磁性能变坏所导致损耗增大;在铁心接缝以及芯柱与铁轭的T型区等部位所出现的局部损耗的增大等。

  降低空载损耗的主要方法

  由于空载损耗是变压器的重要参数,仅占变压器总损耗的20%~30%,要降低空载损耗,必须要降低铁心总量、单位损耗和工艺系数。降低空载损耗的主要方法如下:

  (1)采用高导磁硅钢片和非晶合金片。普通硅钢片厚度0.3~0.35 mm,损耗低,可用0.15~0.27 mm。同时,若采用阶梯叠积,则又可减少铁损8%左右。用激光照射、机械压痕和等离子处理可使高导磁硅钢片损耗更低。而非晶合金片和按速冷原理制成的含硅量为6.5%的硅钢片,其涡流损耗部分比一般高导磁硅钢片小。

  (2)减少工艺系数。工艺损耗系数与硅钢片材料、冲剪设备是否退火、夹紧程度等诸多因素有关。对冲剪设备的刀具精度、装刀合理和调整也很重要。

  (3)改进铁心结构。铁心不冲孔,不绑扎玻璃粘带,端面涂固化漆,相间铁轭用高强度钢带绑扎。心柱两侧连接上下夹件的拉板用非磁性钢板。对大容量铁心片不涂漆处理,提高填充系数和冷却性能。用强压工装和粘胶使铁心两轭成为一个坚固、平整、垂直精度高的整体。减少铁心搭接宽度可降损,搭接面积每减1%,空载损耗会降0.3%。铁心中混入不同牌号硅钢片会耗能,故应少混或不混片。

  (4)减少铁心窗口尺寸。将绕组不变匝绝缘(厚度)改成变匝绝缘,如将一台120 000/110变压器根据冲击电压分布,高压绕组首端和调压段的匝绝缘厚度为1.35 m m,其他段为0.95 mm,结果因缩小窗口尺寸后,降铁重1.67%。在安全前提下,合理缩小高、低间主空道距离、降低饼间油道、缩小相间距离、加强绝缘处理(加角环、隔板等),绕组采用半油道结构,就缩短了心柱中心距,减小了铁心重,也降铁损。

  (5)设计无共振铁心。将铁心的共振频率设计在合适的频率段,使之无法产生强烈共振,对减小噪声有明显效果,就能节约为降噪而多用的能源。

  (6)采用卷铁心变压器和立体铁心变压器。卷铁心比传统的叠片式铁心少4个尖角,连续卷绕充分利用了硅钢片取向性,采用退火工艺,降低了附加损耗。对R型卷铁心,其截面占空系数接近于100%。而立体铁心的铁轭为三角形立体布置,比平面卷铁心铁轭重减轻25%。这些因素说明卷铁心和立体铁心更节能。

  电力变压器的负载损耗

  电力变压器在运行时,绕组内通过电流,会产生负载损耗。负载损耗又称铜损,除基本绕组直流损耗外,还有附加损耗。

  1)基本铜损。对于小容量的变压器,负载损耗主要是指基本铜损,漏磁场引起的附加损耗比例很小。

  2)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。

文章来源地址: http://spyl.chanpin818.com/info/xxsp/art_102873.html

 
 

 
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