低损耗大型电力变压器设计

刘 超1 董晓晖 菅荣萍

(1.沈阳海为电力设备有限公司 辽宁 沈阳 110000； 2.特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁 沈阳 110000)

一、前言

为降低电力系统的运行成本及环保要求，目前变压器的制造正朝着低损耗方向发展，所谓低损耗就是低空载损耗(P0)和低负载损耗(PK)。本文将对低损耗电力变压器的设计中应注意的问题加以论述。

二、低空载损耗电力变压器的设计

空载损耗是指变压器在一侧绕组上施加额定电压，其它绕组开路的情况下测得的损耗。空载损耗包括两个部分，一部分为磁滞损耗，另一部分为涡流损耗，理论和生产实践证明下面的方法对降低空载损耗的效果是十分明显的。

①铁心接缝形式，目前大型电力变压器均采用冷轧取向高导磁硅钢片，其导磁有严格的方向性，如果磁通方向与辗压方向一致，则损耗很小，如果方向不一致，则损耗会显著增加，生产实践表明，一个45°斜接缝较90°直接缝的空载损耗可降低3%左右，故大型电力变压器均采用45°全斜接缝方式，对降低空载损耗的效果是十分明显的。

②接缝级数，大型电力变压器铁心接缝采用五级接缝，大大降低了空载损耗，国外的变压器公司已做到六级接缝。

③铁心夹紧方式，目前铁心夹紧方式采用粘带机器绑扎夹件夹紧方式，这样就避免了以前穿心螺杆式在硅钢片上打孔的弊端，因为硅钢板上打孔后会使局部磁通发生畸变，大大增加损耗。

④选择合理的磁通密度，在考虑经济性的前提下尽量选择较低的磁密，因为空载损耗与磁密大约为1.25次方的关系，故适当减低磁密能降低空载损耗。

⑤选择优质冷扎硅钢片，23ZH090或B23R080单位铁损很低，但成本相对较高，30ZH120或B30P105是性价比较高的硅钢片。

⑥制造工艺方面，在剪片时减小毛刺，生产过程中轻拿轻放，另外在工艺条件允许的条件下不叠上铁轭也会对降低空载损耗有一定作用。

三、低负载损耗变压器设计

负载损耗是指变压器一侧绕组短路达到额定电流，另一侧施加阻抗电压时测得的损耗，主要有三部分组成，即电阻耗(I2R)，线圈附加损耗及引线附加损耗、结构耗三部分，下面分别加以论述。

①电阻耗(I2R)，基本铜耗可以通过线圈电阻R和电流I利用P=I2R准确求得，从上面可以看出，这部分损耗主要取决于线圈的电阻，所以应选择较大的导线截面以降低电阻，条件允许的情况下使用换位导线，因为换位导线是漆包扁线经换位外包绝缘而形成，这样可以大大提高导线占比率，减小电阻，对降低电阻耗是十分明显的。

③结构耗是由于漏磁通在夹件、油箱等钢铁件中产生的损耗引起的，由于漏磁通比较复杂，工程上常用近似公式计算，即：K×UK%×P，式中K为结构耗系数，它与变压器结构形式有关，UK%为变压器阻抗电压百分数，P为变压容量(对多绕组变压器，随运行方式不同有变化)。从上面公式可以看到，只有改变K才能改变结构耗，目前国内外主要采用屏蔽措施，既电屏蔽及磁屏蔽两种，电屏蔽就是在油箱内壁琢设铜板，使漏磁通少进入箱壁，减少损耗，磁屏蔽的基本原理是将漏磁通吸引到用硅钢片制成的磁屏蔽中，因为硅钢片导磁性能好，而减小损耗。

四、结束语

节能和环保型电力变压器是未来变压器行业的发展趋垫，变压器制造行业应加大科研开发力度，以满足电力运行部门的需要，做到经济效益和社会效益的有机结合。