降低干式变压器负荷损失的分析及措施

根据干式变压器负载下漏磁场的特点，重点研究了线圈附加损耗和杂散损耗。其中，线圈线规的选择、绕组换位方式的采用、安匝数的安排对线圈附加损耗影响较大。为此，提出了降低线圈附加损耗的措施。同时，详细分析了杂散损耗的分布特征和变化规律，并提出了相应的改进措施和方法。

关键词：干式变压器；负荷损失；漏磁场；分析；测量

一、前言

干式变压器是电能的传输设备。干式变压器在运行过程中，空载损耗和负载损耗一直存在，并消耗一定的电能。为了满足远距离输电的要求，现代干式变压器的发展趋势是向超高压、超大容量干式变压器发展，其损耗绝对值非常大。因此，越来越多的干式变压器生产厂家和单位重视降低干式变压器的空载和负载损耗，提高性能指标，提高运行效率，以达到节能增效的目的。

当干式变压器在负载下运行时，电流通过绕组，这将导致导线和引线中的DC电阻损耗。同时，由于漏磁场的存在，漏磁通量会引起线圈导线中的杂散损耗(包括导线涡流损耗和换位不完全引起的环流损耗)，以及其他钢结构中的杂散损耗。干式变压器的负荷损失包括上述部分。

由于干式变压器的空载损耗与铁心硅钢片的材料和叠片方式有关，很多著作对此进行了分析，本文不再讨论。对如何降低干式变压器的负荷损失进行了初步的分析和探讨，并提出了相应的技术方法。

二、线圈和导线电阻损耗

1.线圈导体电阻损耗：其值按下式计算：

Pr=m I2R W (1)

对于小容量配电干式变压器，负载损耗主要是绕组和引线的DC电阻损耗，漏磁场引起的杂散损耗很小，计算公式如下：

Pf=PrKf/100 W (2)

Kf为杂散损耗百分比，其值为3%-8%。有时它的杂散损耗可以忽略不计。

2.铅电阻损失

当电流通过导线时，导线损耗由导线电阻引起，可表示为线圈电阻损耗的百分比：

Py=PrKy/100 W (3)

公式中，Pr为线圈的DC电阻损耗(W)，Ky为导线损耗的百分比。当电流较大时，导线经过的铁片会产生较大的涡流损耗，损耗值需要我们注意。

三.线圈附加损耗的分析与计算

1.涡流损耗

当干式变压器绕组通过电流时，不仅在铁芯中产生连接主副绕组的主磁通，而且还产生连接自身的泄漏磁通，由空心或其他金属部件封闭。大容量干式变压器运行时，绕组的安匝数会产生较大的漏磁场。此时绕组的导线都在漏磁场中。根据楞次定律，在闭合回路中产生感应电流(称为涡流)，从而在导线中造成涡流损耗。在绕组范围内，大部分漏磁通是轴向分布的，但在绕组端部和安匝不平衡部分存在幅值分量，两者都会在绕组导线中产生涡流损耗。 #p#分页标题#e#

1.1轴向漏磁涡流损耗

在不考虑涡流影响的情况下，我们假设轴向漏磁密度随绕组宽度呈线性分布，如图(1)所示，因为纵向漏磁分布与线圈的几何尺寸有关，即在线圈端部和外径侧，漏磁不呈直线分布，而是发散，线圈的外磁路有一定的磁阻，所以较大轴向漏磁密度也会减小，所以工程计算中采用以下公式：

BM=1.78iw/Hx104T(4)

其中，-罗克韦尔系数，IW是安培

需要注意的是，如果干式变压器为三绕组干式变压器，运行方式为内外绕组运行，虽然中间绕组没有电流流过，但由于位于内外绕组的主漏气通道，即纵向漏磁场较大的位置，所以存在涡流损耗。与图1不同，这里的磁场不是对角分布的，而是可以近似认为是均匀分布的。据推断，它的涡流损耗是对角分布时的三倍。1来源：工业干式变压器