如何降低變壓器空載損耗?
空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)是(shi)指(zhi)變(bian)壓(ya)器(qi)二(er)次(ci)繞(rao)組(zu)開(kai)路(lu),一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)施(shi)加(jia)額(e)定(ding)頻(pin)率(lv)正(zheng)弦(xian)波(bo)形(xing)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)時(shi)消(xiao)耗(hao)的(de)有(you)功(gong)功(gong)率(lv)。空(kong)載(zai)損(sun)失(shi)不(bu)變(bian)。與(yu)通(tong)過(guo)的(de)電(dian)流(liu)無(wu)關(guan),但(dan)與(yu)元(yuan)件(jian)承(cheng)受(shou)的(de)電(dian)壓(ya)有(you)關(guan)。影(ying)響(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)空(kong)載(zai)性(xing)能(neng)的(de)因(yin)素(su)很(hen)多(duo),如(ru)矽(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)、加工工藝和設備、鐵芯的結構形式等。
引文作者:上海蓋能電氣市場部(專注幹式變壓器30年)電話:189 1886 3098(微信同號)
空載損耗是指變壓器二(er)次(ci)繞(rao)組(zu)開(kai)路(lu),一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)施(shi)加(jia)額(e)定(ding)頻(pin)率(lv)正(zheng)弦(xian)波(bo)形(xing)的(de)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)時(shi)消(xiao)耗(hao)的(de)有(you)功(gong)功(gong)率(lv)。空(kong)載(zai)損(sun)失(shi)不(bu)變(bian)。與(yu)通(tong)過(guo)的(de)電(dian)流(liu)無(wu)關(guan),但(dan)與(yu)元(yuan)件(jian)承(cheng)受(shou)的(de)電(dian)壓(ya)有(you)關(guan)。影(ying)響(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)空(kong)載(zai)性(xing)能(neng)的(de)因(yin)素(su)很(hen)多(duo),如(ru)矽(gui)鋼(gang)片(pian)的(de)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)、加工工藝和設備、鐵芯的結構形式等。
為了減少變壓器dekongzaisunhao,youbiyaolejiekongzaisunhaodezuchenghegebufendeyingxiangyinsu。zhenduizhexieyinsu,caiquyixiekexingdefangfalaijianshaokongzaisunshi。bianyaqidekongzaisunhaozhuyaoyoutiexinpianzhongdecizhisunhao、渦流損耗和附加損耗組成。
1.磁滯損失
由(you)於(yu)鐵(tie)芯(xin)受(shou)交(jiao)變(bian)電(dian)流(liu)周(zhou)期(qi)性(xing)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang),鐵(tie)磁(ci)材(cai)料(liao)偶(ou)極(ji)子(zi)的(de)排(pai)列(lie)也(ye)隨(sui)著(zhe)周(zhou)期(qi)性(xing)變(bian)化(hua)而(er)產(chan)生(sheng)磁(ci)滯(zhi),導(dao)致(zhi)鐵(tie)芯(xin)交(jiao)變(bian)磁(ci)化(hua)的(de)功(gong)率(lv)損(sun)失(shi),通(tong)常(chang)稱(cheng)為(wei)磁(ci)滯(zhi)損(sun)失(shi)。
2.渦流損耗
dangtongguotiexindecitongliangfashengbianhuashi,tiexinzhonghuichanshengwoliu,qihuanliuzaichuizhiyucitongxiangliangdepingmianshang。woliuchanshengdecihualizongshishituzuzhiyuancihualidebianhua,congerchanshengwoliusunshi。
3.鐵芯附加損耗
鐵芯的附加損耗主要由以下因素決定:
(1)材料特性。如矽鋼片的方向特性、加工劣化特性、絕緣膜特性等。
(2)設計結構。如鐵芯接縫形式、鐵芯疊積方式、鐵芯搭接寬度等。
(3)工藝加工。例如衝剪加工的尺寸精度和毛刺大小,矽鋼片在搬運和疊裝過程中輕拿輕放,疊裝質量等。
變壓器降低空載損耗的方法
通(tong)過(guo)對(dui)空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)的(de)分(fen)析(xi),鐵(tie)芯(xin)的(de)磁(ci)滯(zhi)損(sun)耗(hao)和(he)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao)主(zhu)要(yao)由(you)矽(gui)鋼(gang)片(pian)製(zhi)造(zao)商(shang)決(jue)定(ding),附(fu)加(jia)損(sun)耗(hao)由(you)變(bian)壓(ya)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)決(jue)定(ding)。鐵(tie)芯(xin)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)是(shi)影(ying)響(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)芯(xin)空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)的(de)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)。因(yin)此(ci),為(wei)了(le)減(jian)少(shao)空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao),在(zai)鐵(tie)芯(xin)有(you)效(xiao)截(jie)麵(mian)不(bu)變(bian)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),鐵(tie)芯(xin)各(ge)部(bu)分(fen)的(de)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)分(fen)布(bu)必(bi)須(xu)均(jun)勻(yun),鐵(tie)芯(xin)拐(guai)角(jiao)處(chu)的(de)局(ju)部(bu)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)必(bi)須(xu)降(jiang)低(di)。
1.交錯接縫改為三階接縫
youyubianyaqitiexinguigangpianjiefengzhijiancunzaijianxi,citongguojiefengchudecizuturanzengda,citongbudeburaoguojiefengjianxi,tongguopianjianjinruxianglindiepian,congerzengjiajubucilu,zengjiapianjiandecizu,zengjiaxianglindiepiandejubucimidu,zengjiakongzaisunhaohelicirongliang。
變壓器鐵芯接縫級數越多,接縫區域的局部損耗越低,但局部損耗的減少幅度越小,隨著接縫級數的增加,鐵芯疊片的種數、矽鋼片剪切和鐵芯疊加過程中鐵芯疊加過程的難度會增加。
shijishang,kaolvdaodengjidezengjia,guigangpiandejianqiehetiexindediejiashijianxiangyingzengjia,diejiagongyibiancha。kaolvdaoruguocaiyongsanjijiefeng,xuanzeheshidepianzhuang,xinzhuzhizengjiayigepianzhuang,gongyifuzadulveyouzengjia,cixingnengmingxiantigao。tiexinsanjijiefengyousanzhongleixingdediepianlunliudiejia。genjuyejindianxiuqiyedegongyishuipinghejiefengchucixingnengshuju,caiyongsanjijiefengshigaishanjiaocuojiefengtiexindelixiangxuanze。
以S9-800/10和S9-1000/10電力變壓器為例,同一變壓器采用相同的設計方案、結構和材料,鐵芯采用不同的搭接方式,其中800kVA4采用三級接縫,1000kVA2采用三級接縫。
通過測試數據可以得出結論,在鐵芯柱截麵不變的情況下,三級接縫的空載損耗平均比交錯接縫減少7%~8%左右。三級接縫隻是芯柱的一種片狀,矽鋼片的剪切和鐵芯的疊加時間略有增加,但效果顯著。
2.降低鐵芯搭接寬度和空載損耗
在鐵芯疊片的拐角處,芯片與橫軛接縫區的搭接寬度對變壓器的空載性能有一定的影響。搭接麵積大,磁通過麵積相應增加,導致空載損耗增加。根據鐵芯模型試驗,搭接麵積每增加1%,45°接縫的空載損耗將增加0.3%。為了減少空載損耗,必須在滿足機械強度的前提下,選擇空載損耗和機械強度是最佳的搭接麵積。
gaibiantiexindiepiandetajiemianji,jianxiaotiexinzhongbufensanjiaokongdedaxiao,jiangdisanjiaokongdejubucitongmidu,jianshaobianyaqidekongzaisunshi。bengongsipeidianbianyaqiyuantiexinpianchujiaowei10mm,現已改為5mm,達到一定的降耗效果。鐵芯疊片的出角由10毫米改為5毫米,增加了鐵芯拐角三角空穴的截麵積,必然會降低三角空穴的局部磁通密度。
合理選擇鐵芯片寬度,減少鐵芯角重,減少鐵芯材料,減少空載損耗。
tiexindekongzaisunhaoyutiexindedanweitiesunhaohetiexindezhongliangyouguan,tiexindejiaozhongshitiexinzhongliangdeyibufen,yincitiexindejiaozhongbujinyingxiangbianyaqidechengben,erqiezhijieyingxiangbianyaqidekongzaisunhao。
探討鐵芯片寬度選擇和鐵芯角重變化規律的前提是:
鐵芯的等級必須相等。
鐵芯直徑為D,鐵芯主級片寬按D減5mm或10mm選擇片形組合。鐵芯的鐵芯直徑由不同級別的片寬和疊厚組成,兩個鐵芯的最大差值控製在+0.3mm以下,即繞組套裝不能因為鐵芯直徑超差而受到影響。
理論上,不同片形鐵芯的有效截麵積相等。
這樣做的目的是確保選擇相同的磁通密度,從而獲得相同的單位鐵損傷。
鐵芯柱截麵的片寬和疊厚必須與鐵芯軛截麵一致。
在設計過程中,在確定合適的鐵芯直徑後,選擇主鐵芯的片寬時,建議選擇片寬D減10mm的效果優於D減5mm。其優點是:
各級片寬逐級遞減;
在保證鐵芯有效截麵積相等的情況下,減少了鐵芯的角重;
鐵芯高度降低10mm,油箱整體高度降低10mm,變壓器材料也節省。
鐵芯采用多級接頭,可以減少變壓器鐵芯的空載損耗,根據實際生產情況采用接頭級數。考慮到變壓器片型、工時和性能,一般采用三級接頭。
減少鐵芯搭接麵積,可減少鐵芯空載損耗。搭接麵積的大小可根據產品結構確定。
合理選擇鐵芯片寬度,減少鐵芯角重,減少鐵芯材料,減少空載損耗。鐵芯直徑確定後,主級片寬比直徑小10mm的效果優於比直徑小5mm的效果。
除上述三個方麵外,在鐵芯的生產過程中,鐵芯片的毛刺大小、起重過程中矽鋼片的彎曲程度、碰撞程度、鐵芯片的夾緊程度都會影響變壓器的空載損失,這些情況不容忽視。