論10KV大容量變壓器負(fù)載損耗大的原因分析與處理方法

劉思振，李洪鵬

1. 引言

①產(chǎn)品基本信息：在生產(chǎn)的一臺鋁芯油浸式變壓器中，變壓器的型號為S11-4000KVA/10±2*2.5%/0.4，YNyn0，變壓器的標(biāo)準(zhǔn)損耗為：空載損耗3.26KW，負(fù)載損耗30.2KW，阻抗7.0%。低壓為鋁箔高壓鋁線繞制，高低壓分別為側(cè)出線。

②計(jì)算單設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：

空載損耗：1.23*鐵芯重量*單位損耗=3.15kW；

負(fù)載損耗：電阻*電流的平方*1.38（負(fù)載系數(shù)）=33.5kW

2. 成品實(shí)測數(shù)據(jù)：

  采用電阻試驗(yàn)法，第一次整體試驗(yàn)負(fù)載損耗為45.65KW，電阻損耗24.27KW，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為線阻的1.88倍。試驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)差距比較大，逐步分析原因。

①分析原因，吊芯后試驗(yàn)損耗值43.37kW，減少了2.3KW（為油箱產(chǎn)生的損耗）；然后拆掉上夾件，損耗值37.37kW，減少了6kW。

  ②為了降低損耗能順利交貨，把低壓鋁箔改成了銅箔繞制，并且銅箔的厚度減少到1.9mm。第二次試驗(yàn)數(shù)據(jù)為吊芯損耗值36.8kW，電阻損耗19.41kW，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為線阻的1.9倍。損耗沒有按推算的減少很多。

3. 原因分析

  變壓器的損耗值基本由四部分組成，PK=電阻損耗+附加損耗。附加損耗包括：渦流損耗+雜散損耗。

經(jīng)過兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)電阻損耗減少后，其他損耗值基本沒有變化。然后從每部分組成逐步分析：

（1）電阻損耗 低壓為箔繞，高壓線繞，電流密度取的比較低，線的截面積是足夠的。

（2）引線損耗 低壓為160*16銅排，低壓電流5773.7A，引線電流密度相對比較低，沒有可降的空間。

（3）附加損耗 由渦流和環(huán)流組成，低壓箔繞渦流環(huán)流比較大，高壓用的三根并繞線，線寬大于3mm，也是產(chǎn)生渦流和環(huán)流的重要因素。

（4）雜散損耗 其損耗是漏磁通在鋼鐵結(jié)構(gòu)件上產(chǎn)生的渦流。

附有結(jié)構(gòu)圖：

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，產(chǎn)生的雜散損耗比較大，分析原因是首先低壓銅排為側(cè)出線，正好和上夾件平行，這樣銅排上的電磁對夾件產(chǎn)生了很大的影響，其次是上夾件為槽鋼鋼鐵結(jié)構(gòu)，漏磁與夾件形成了閉環(huán)。結(jié)構(gòu)不合理。

 經(jīng)分析降低電阻損耗解決不了實(shí)質(zhì)的問題，影響最大的還是附加損耗，首先應(yīng)從雜散損耗入手處理。

4. 處理方案

  根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)論，制定了處理措施如下：

（1）低壓建議改成線繞，高壓也為線繞，并且保證線的寬度小于3mm，減少渦流損耗。但是低壓電流比較大，線繞難度比較大。

（2）鐵芯夾件換成不銹鋼夾件，最好換成電工壓木，阻斷漏磁。

（3）低壓油箱壁采用不銹鋼板，器身與油箱壁距離比平常的大些。

（4）將銅排連接用的螺栓全部改成不銹鋼螺栓。

5、處理后的試驗(yàn)結(jié)果。電阻損耗：19.6kW；成品損耗：29.6kW。

這個(gè)結(jié)果顯示附加損耗從原來的21.38kw降為10kW。通過上述處理措施，附加損耗降低了11.38kW，效果還是比較明顯的。

5. 結(jié)束語

  對于較容量大的配變，附加損耗是不可忽視的一個(gè)重要因素，這個(gè)數(shù)值也直接影響變壓器的溫升和使用壽命。所以損耗的每一個(gè)組成部分都要充分考慮，特別是工藝方面，避免引線排和夾件平行。

參考文獻(xiàn)：

GB 10094-2013試驗(yàn)手冊

《變壓器設(shè)計(jì)手冊》----沈陽變壓器研究所主編

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，產(chǎn)生的雜散損耗比較大，分析原因是首先低壓銅排為側(cè)出線，正好和上夾件平行，這樣銅排上的電磁對夾件產(chǎn)生了很大的影響，其次是上夾件為槽鋼鋼鐵結(jié)構(gòu)，漏磁與夾件形成了閉環(huán)。結(jié)構(gòu)不合理。

 經(jīng)分析降低電阻損耗解決不了實(shí)質(zhì)的問題，影響最大的還是附加損耗，首先應(yīng)從雜散損耗入手處理。

4. 處理方案

  根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)論，制定了處理措施如下：

（1）低壓建議改成線繞，高壓也為線繞，并且保證線的寬度小于3mm，減少渦流損耗。但是低壓電流比較大，線繞難度比較大。

（2）鐵芯夾件換成不銹鋼夾件，最好換成電工壓木，阻斷漏磁。

（3）低壓油箱壁采用不銹鋼板，器身與油箱壁距離比平常的大些。

（4）將銅排連接用的螺栓全部改成不銹鋼螺栓。

5、處理后的試驗(yàn)結(jié)果。電阻損耗：19.6kW；成品損耗：29.6kW。

這個(gè)結(jié)果顯示附加損耗從原來的21.38kw降為10kW。通過上述處理措施，附加損耗降低了11.38kW，效果還是比較明顯的。

5. 結(jié)束語

  對于較容量大的配變，附加損耗是不可忽視的一個(gè)重要因素，這個(gè)數(shù)值也直接影響變壓器的溫升和使用壽命。所以損耗的每一個(gè)組成部分都要充分考慮，特別是工藝方面，避免引線排和夾件平行。

參考文獻(xiàn)：

GB 10094-2013試驗(yàn)手冊

《變壓器設(shè)計(jì)手冊》----沈陽變壓器研究所主編