会员注册
发布信息

高阻抗变压器附加损耗增大的原因分析
    


      由于漏磁场的大小及分布规律决定变压器的漏抗,而变压器的漏抗大小又决定了变压器的阻抗。因此,分析高阻抗变压器的附加损耗,应从漏磁场分析入手。漏磁场在绕组中产生涡流损耗,在油箱及结构件中产生杂散损耗,下面重点分析阻抗电压、漏磁场和损耗三者间的关系。


      1 导线中涡流损耗的计算


      为了便于分析涡流损耗,首先讨论在均匀纵向漏磁场中单根导线情况。在导线上截取长度为L,厚度为a,轴向宽度为b(L>>a,)至少L≥10 a)的一段,并假设纵向均匀漏磁通密度为Bx,如图1所示。


      当磁通的频率为f时,在a的中点取一个纵剖面作为x=0位置,则在长L,宽2x的矩形内产生的感应电动势有效值为


      


     


      Ex=2√2πfxLBx.


      式中 Ex———导体内产生的感应电动势,V;


      f———磁通的频率,Hz;


      L———截取导线的长度,m;


      Bx———漏磁通密度,T。


      因为L≥10a,可不考虑两个2 x长度上的电阻。厚度为d x矩框回路沿L方向的电阻为


      


     


      式中 Px———涡流损耗,W;


      ρ———导线的电阻率,Ω·m;


      a———截取导线的厚度,m;


      b———截取导线的宽度,m。


      若导线的密度为γ,则导线质量m=abLγ。将m代入上式,则有


      


     


      式中 P———双绕组变压器涡流损耗,W;


      Bm———最大漏磁通密度,T。


      


     


      对高阻抗变压器,最大漏磁通密度为


      Bm=1.78×10-4 NI/HK,


      式中 NI———电流链(安匝),A;


      HK———绕组电抗高度,cm。


      由于UK∝NI/HK较大,因此,涡流损耗较大。这正是高阻抗变压器涡流损耗增大的原因。


      2 杂散损耗的计算


      漏磁通穿过钢结构件,路径比较复杂,精确计算有一定的困难。下面设想每柱绕组所产生的漏磁通ΦS在走向上分为两组,穿过绕组后进入油箱壁的一组为Φt,它存在的断面为Sx1+Sx2,长度为HK+2(R1-Rt),导磁率为μ0的空间里,并通过钢板油箱壁构成回路,其等值截面为S01+S02,长度为HK,如图3所示。


      


     


      其中 Rt———漏磁通Φt的等值半径;


      R0———漏磁通Φ′的等值半径;


      R2———漏磁通ΦS的等值半径,近似取为主间隙的平均半径。


      


     


      式中K3=K1K2(St1+1/2St2)/(S01+1/2S02).


      变压器的杂散损耗正比于Φt在箱壁内产生的损耗。根据图3,在箱壁内d x厚度产生的损耗为d Px,lt′为箱壁上的涡流长度,并使lt′=K4 lt,其中lt为油箱周长。按武汉变压器厂编写的《变压器设计讲义》的推导,求出一个铁心柱上的绕组


      的Φt产生的损耗为


      


     


      其中 ΣD为漏磁通等效漏磁断面,


      


     


      U′K———折算到原边的阻抗电压,V;


      Ur———原边的额定电压,V;


      UK———原边阻抗电压与额定电压之比;


      α———漏磁因数,α=ΣD/ΣD1。


      将(7)式代入(6)式,得


      


     


      由上式知Px∝UK2。变压器的附加损耗和阻抗电压的平方是正比关系,这正是高阻抗变压器附加损耗较高的原因。


      3 结论


      a)对于高阻抗变压器,要减小涡流损耗,应使绕组导线细化,即将a减小,在设计时可采用组合换位导线,保证涡流损耗不因阻抗的增大而增大。对于横向涡流损耗,主要是由安匝不平衡造成的,只要在设计时注意安匝平衡的计算即可解决。  b)为了减小杂散损耗,可简化夹件结构,最好取消漏磁较大的下夹件,采用其他方式固定下轭。另外,油箱采用磁屏蔽结构,即在油箱壁靠近线圈部位放置高导磁材料,使漏磁通沿高导磁材料闭合而不进入箱壁。


      参考文献:


      [1]沈阳变压器研究所.电力变压器设计计算[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1990.


      [2]冯慈璋.电磁场[M].北京:高等教育出版社,1983.


相关阅读:  
  • 变压器空载损耗和空载电流增大的原因
  • 变压器油介损增大的原因分析和处理方法
  • 降低变压器负载损耗的分析与措施
  • 变压器损耗高的原因分析与解决方案
  • 变压器空载损耗、负载损耗、阻抗电压的计算
  • 变压器损耗产生的两大原因分析
  • 变压器损耗产生的两大原因分析
  • 配电变压器三相不平衡运行带来的附加损耗、电压偏差及
  • 变压器空载损耗、负载损耗、阻抗电压的计算
  • 开关变压器第九讲变压器铁芯的涡流损耗分析
  • 造成变压器空载损耗增加一般的原因,变压器空载损耗的
  • 变压器油介质损耗受污染与影响的原因分析
  • 10kva变压器空载损耗与负载损耗的计算方法
  • 高阻抗变压器两种方案比较分析
  • 10KVA变压器损耗计算分析
  • 高频电源变压器的设计原则,要求和程序
  • 变压器空载损耗和负载损耗有什么区别?什么是阻抗电压?
  • 基于小损耗电能的变压器漏磁的影响和减少漏磁的方法
  • 10KVA变压器损耗的计算公式及方法
  •  
     
     

    时间:2011年06月15日 10:25:35 来源:中国变压器论文网 作者: 上一篇:110 kV分级绝缘变压器中性点过电压保护探讨 下一篇:变压器5次谐波的产生及其对负序电压继电器的影响  (电脑版  手机版)
    Copyright by www.chinabaike.com;All rights reserved.