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變壓器空載電流和空載損耗超標(biāo)的解決措施

文檔作者：陳毓昌李儒文檔來源：廣電集團(tuán)汕頭供電分公司電力修配廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月31日
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圖1 接縫鐵心磁通分布圖
Fig.1 Magneti flux distribution of joint ore
變壓器空載電流和空載損耗超標(biāo)的解決措施
陳毓昌! 李儒
!廣電集團(tuán)汕頭供電分公司電力修配廠, 廣東汕頭!"!#$%"
摘要:對配電變壓器空載損耗和空載電流超標(biāo)原因進(jìn)行了分析,提出了解決問題的措施º
關(guān)鍵詞:配電變壓器; 空載電流; 空載損耗
中圖分類號:TM406 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1001-8425(2005)12-001 -0
! 前言
變壓器空載電流和空載損耗測量是變壓器例行
試驗(yàn)項(xiàng)目之一。通過空載試驗(yàn),能夠驗(yàn)證變壓器鐵心
的設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝制造是否符合標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件要
求,鐵心是否存在缺陷等。
" 空載電流和空載損耗超標(biāo)的原因分析
本廠在對一批10kV 配電變壓器成品進(jìn)行例行
試驗(yàn)時(shí), 發(fā)現(xiàn)空載試驗(yàn)不合格, 而其它試驗(yàn)項(xiàng)目合
格。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看,空載電流和空載損耗分別約為
1.5%和1100W(試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值為1.0%,允許+30%偏差
和960W,允許+15%偏差)。而以往同容量變壓器的
空載電流和空載損耗只為0.8%和1030W。因此有必
要對制造工藝過程進(jìn)行分析, 找出空載試驗(yàn)數(shù)值超
標(biāo)的原因,并予以解決。
2.1 空載試驗(yàn)數(shù)值超標(biāo)的原因
為找出空載損耗超標(biāo)的原因, 我們對這批產(chǎn)品
生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行分析并對變壓器進(jìn)行吊芯檢查。
結(jié)合空載電流和空載損耗同時(shí)增加的特點(diǎn), 經(jīng)過分
析認(rèn)為主要是如下原因。
2.1.1 鐵心接縫級數(shù)改變
在以往變壓器生產(chǎn)中,產(chǎn)品的空載電流較低(空
載電流和空載損耗分別約0.8%和1030W), 為縮短
生產(chǎn)周期,提高效率,生產(chǎn)部將鐵心接縫由原來的三
級接縫改為二級接縫,其它不變,導(dǎo)致鐵心損耗和勵(lì)
磁容量增加。
由于變壓器鐵心硅鋼片接縫存在間隙, 磁通經(jīng)
過接縫處磁阻突然增大,磁通只好繞開接縫間隙,穿
過片間進(jìn)入相鄰疊片,從而局部磁路加長,且穿越片
間磁阻增大,同時(shí)也使相鄰疊片局部磁密增大,導(dǎo)致
空載損耗與勵(lì)磁容量增大。圖1 是接縫處鐵心磁通
分布圖。由文獻(xiàn)[1]可知,二級接縫鐵心接縫處局部
磁密為心柱磁密的1.414 倍, 而三級接縫的磁密僅
為1.061 倍。對配電變壓器, 一般磁密取值為B=
1.7T,則二級接縫接縫處Bj2
為2.4T;三級接縫Bj3
為
1.8T?？梢姸壗涌p鐵心接縫處局部磁密相當(dāng)飽和。
由文獻(xiàn)[1]可得對應(yīng)本批產(chǎn)品鐵心疊片結(jié)構(gòu)的鐵心
附加損耗系數(shù)K 計(jì)算公式。
二級接縫為:
K=1.05+600 / L (1)
三級接縫為:
K'=1.05+400 / L (2)
式中L=2h+3HW+4M;
h－－－鐵心硅鋼片寬
HW－－－鐵心窗高
M;－－－中心距
代入數(shù)據(jù)分別算得二級和三級接縫鐵心附加損
耗系數(shù)為1.25 和1.18。二級接縫鐵心比三級接縫鐵
心空載損耗增加7%,附加損耗則增加近35%。因此
鐵心由三級接縫改為二級接縫, 是造成空載損耗和
空載電流數(shù)值超標(biāo)的主要原因。
2.1.2 上鐵軛與心柱硅鋼片接縫間隙過大
經(jīng)過吊芯檢查發(fā)現(xiàn), 上鐵軛與心柱片間接隙過
大,有的間隙甚至大于2<<,超過生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)。從
上面分析可知,鐵心接縫間隙造成磁力線發(fā)生畸變,
第42 卷第12 期
2005 年12 月89:;<=>?M@?
Vol.42
D+,+-.+/
0o.12
2005
第42 卷
磁阻增大。而上鐵軛插片工藝粗糙造成接縫間隙變
大,更加劇該處磁力線的畸變,加大該處的導(dǎo)磁損
耗,導(dǎo)致勵(lì)磁容量進(jìn)一步增大。因此,上鐵軛與心柱
接縫間隙變大也是造成空載損耗增大和空載電流
上升的一個(gè)不可忽視的原因。
2.1. 鐵心表面生銹
經(jīng)過吊芯檢查, 發(fā)現(xiàn)鐵心表面覆蓋有一層鐵
銹。這是因?yàn)樵谄魃硌b配過程正好遇上大霧天氣,
裝配車間空氣十分潮濕,同時(shí)也有器身干燥工藝原
因,造成鐵心表面生銹。鐵銹成為硅鋼片間導(dǎo)通的
小橋,使得硅鋼片片間絕緣降低,鐵心硅鋼片渦流
增大,使渦流損耗上升?？梢婅F心表面生銹也是造
成空載損耗超標(biāo)的一個(gè)原因。
! 解決措施
我們只改變鐵心接縫級數(shù),由三級一疊改為二
級一疊,其它參數(shù)未變。芯柱與鐵軛截面不變,磁密
1.7T 左右。由于下鐵軛疊片已完工,鐵軛接縫間隙
較小,磁通有較小畸變。
從上述分析可知,接縫級數(shù)改變、上鐵軛與心
柱接縫間隙過大和鐵心表面生銹是造成空載損耗
和空載電流超標(biāo)的原因,其中第一個(gè)原因是主要原
因。因此最根本的解決措施是將鐵心由二級接縫改
為三級接縫。但由于產(chǎn)品已總裝完成,鐵心重新疊
片相當(dāng)于將整個(gè)變壓器拆散重新裝配,工作量相當(dāng)
大,現(xiàn)實(shí)操作不可取。而由試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可看出空載
電流和空載損耗超出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值很小,由分析也可
看出, 造成空載試驗(yàn)數(shù)值超標(biāo)直接原
因是鐵心接縫區(qū)域的磁力線畸變,局
部磁密過高, 特別是上鐵軛與心柱接
縫處磁力線畸變和局部磁密過高的情
況更加嚴(yán)重。因此,一種簡單易行的解
決方法就是嘗試采用降低接縫處磁密
(特別是上鐵軛與心柱接縫區(qū))的措施
來降低附加損耗和勵(lì)磁容量, 以達(dá)到
同時(shí)降低空載損耗和空載電流的目
的。為此對鐵心采取以下措施:
(1)在上鐵軛主要級數(shù)加插相應(yīng)
片寬和長度的長方形硅鋼片(如圖2
所示)。這主要解決接縫區(qū)域(特別是
上鐵軛與心柱接縫處) 磁通畸變和磁
密過高的問題。在上鐵軛加插片實(shí)現(xiàn)
起來比較容易。通過在上鐵軛加插長
方形硅鋼片改善該處磁通的畸變和磁
密(同時(shí)也降低上鐵軛磁密)來降低接
縫損耗和勵(lì)磁容量,即降低空載損耗和空載電流值。
(2)修整上鐵軛硅鋼片,使接縫間隙盡量達(dá)到工
藝標(biāo)準(zhǔn)要求。通過修整上鐵軛硅鋼片,縮小上鐵軛與
心柱接縫間隙, 改善該接縫區(qū)域磁通畸變和局部磁
密,進(jìn)一步降低接縫損耗和勵(lì)磁容量,確保空載損耗
和空載電流進(jìn)一步下降。
(3)對鐵心表面進(jìn)行除銹,提高疊片間絕緣,降
低鐵心渦流損耗。
考慮到增加了疊厚, 必改變夾件的定位尺寸,
高、低壓引線對油箱內(nèi)壁的絕緣距離變小,所以要保
證有足夠的電氣距離。同時(shí)也考慮到鐵心各級所占
磁路截面積不同,改善的效果和效率也不會一樣,只
須改善不合格指標(biāo), 使其能夠達(dá)到國標(biāo)的允許范圍
之間即可?；谏鲜鲈瓌t,在實(shí)踐中視各臺超標(biāo)的嚴(yán)
重程度在鐵軛主要級均勻加插一定數(shù)量的硅鋼片。
為了檢驗(yàn)上述措施的可行性, 先對一臺產(chǎn)品進(jìn)
行吊芯,按以上措施處理,試驗(yàn)測得空載損耗和空載
電流都下降到標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)。初步證明該解決措施可
行。于是對整批變壓器進(jìn)行處理,結(jié)果空載試驗(yàn)均合
格,例行試驗(yàn)的其它項(xiàng)目也合格?？梢娡ㄟ^對超標(biāo)變
圖2 改善磁路的硅鋼片
L－－－鐵心相應(yīng)級鐵軛片的長度 "2－－－鐵心相應(yīng)級的片寬
Fig.2 Sili one plate for improvement
of magneti ir uit
表1 S9-500 / 10 油變實(shí)施補(bǔ)救措施前后的情況比較表
空載電流#0
/%
空載損耗$0
/W
補(bǔ)救措施
(從上鐵軛均勻加片)
空載電流#0
/%
空載損耗$0
/W
1 1.55 1120 一級加14 片0二級加1 片1.10 1000
2 1.31 1010 一級加12 片0二級加1 片1.15 1020
3 1.35 1100 一級加12 片0二級加1 片1.11 1040
4 1.51 1110 一級加14 片0二級加1 片1.12 1030
5 1354 1120 一級加14 片0二級加1 片1530 1040
1 1.31 1010 一級加10 片0二級加1 片1.11 1020
7 1.41 1100 一級加12 片0二級加1 片1.15 1040
2 1.14 1120 一級加11 片0二級加1 片1.30 1010
4 1.47 1020 一級加12 片0二級加1 片1.20 1000
平均1.42 1102 1.12 1033
實(shí)施補(bǔ)救措施前 實(shí)施補(bǔ)救措施后
序號
注:647500 / 10 空載損耗$0
國標(biāo)為410W,空載電流#0
國標(biāo)為1.0%。#0
允許830%偏差,$0
允許815%偏差。
Table 1 Comparison between new data after improvement and
old ones in S9-500 B 10 oil immerseC trDnsformer
!"
1 前言
20 世紀(jì)90 年代初干式變壓器(以下簡稱干變)
在我國得到迅猛發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前干變年產(chǎn)
量已達(dá)26 000MVA 以上,制造廠上百家,品種幾乎
包括了世界上所有干變的類型,甚至一度出現(xiàn)過"一
淺談國內(nèi)干式變壓器的幾個(gè)問題
侯盈1!馬郁聰1!魚震民2
!1.上海思源電氣股份有限公司, 上海!"#$%&amp;amp;; 2.西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院, 陜西西安’$%%()"
摘要:簡述了國內(nèi)幾種干式變壓器的特點(diǎn)及適用范圍,并對干式變壓器設(shè)計(jì)中一些問題提出了看法º
關(guān)鍵詞:干式變壓器;特點(diǎn);問題
中圖分類號:TM402 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1001-8425(2005)12-0015-04
第!" 卷第#" 期
"$$% 年#" 月!"#$%&amp;amp;’"()"
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0’)#"
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可行。于是對整批變壓器進(jìn)行處理,結(jié)果空載試驗(yàn)
均合格,例行試驗(yàn)的其它項(xiàng)目也合格。可見通過對
超標(biāo)變壓器采取以上措施取得了預(yù)期效果。表1 給
出了S9-500 / 10 油變實(shí)施補(bǔ)救措施前后的對比。
! 結(jié)論
(1)鐵心生產(chǎn)工藝水平低會造成變壓器附加損
耗和勵(lì)磁空量增加,從而造成空載損耗和空載電流
超標(biāo)。
(2)對由于局部磁密過高造成空載損耗和空載
電流超出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)但超出數(shù)值不大的情況, 可采用
在鐵軛加插硅鋼片、局部增大截面積的方法,以改善
磁通分布,降低磁密。
參考文獻(xiàn):
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器,1996,33(3):7-9.
[2] 陸建軍. 計(jì)算鐵心附加損耗系數(shù)的公式推導(dǎo)及其驗(yàn)證[J].
變壓器,1997,34(5):15-18.
收稿日期:2003-10-15
作者簡介:陳毓昌(1975-),男,廣東省汕頭市人,電機(jī)電器工程師,廣東省廣電集團(tuán)有限公司汕頭供電分公司電力修配廠
變壓器車間負(fù)責(zé)人,主要從事電力變壓器的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、檢修及其管理等工作;
李儒(1969-),男,廣東省汕頭市人,廣東省廣電集團(tuán)有限公司汕頭供電分公司電力修配廠副廠長,電氣高級
工程師,主要從事電力變壓器的生產(chǎn)管理工作。
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(Shantou Branch, Guangdong Electric Power Group, Shantou 515064, China)
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The measures to solve the problem are presented.
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