低損耗大型電力變壓器設計

劉 超1 董曉暉 菅榮萍

(1.沈陽海為電力設備有限公司 遼寧 沈陽 110000； 2.特變電工沈陽變壓器集團有限公司 遼寧 沈陽 110000)

一、前言

為降低電力系統的運行成本及環保要求，目前變壓器的制造正朝著低損耗方向發展，所謂低損耗就是低空載損耗(P0)和低負載損耗(PK)。本文將對低損耗電力變壓器的設計中應注意的問題加以論述。

二、低空載損耗電力變壓器的設計

空載損耗是指變壓器在一側繞組上施加額定電壓，其它繞組開路的情況下測得的損耗。空載損耗包括兩個部分，一部分為磁滯損耗，另一部分為渦流損耗，理論和生產實踐證明下面的方法對降低空載損耗的效果是十分明顯的。

①鐵心接縫形式，目前大型電力變壓器均采用冷軋取向高導磁硅鋼片，其導磁有嚴格的方向性，如果磁通方向與輾壓方向一致，則損耗很小，如果方向不一致，則損耗會顯著增加，生產實踐表明，一個45°斜接縫較90°直接縫的空載損耗可降低3%左右，故大型電力變壓器均采用45°全斜接縫方式，對降低空載損耗的效果是十分明顯的。

②接縫級數，大型電力變壓器鐵心接縫采用五級接縫，大大降低了空載損耗，國外的變壓器公司已做到六級接縫。

③鐵心夾緊方式，目前鐵心夾緊方式采用粘帶機器綁扎夾件夾緊方式，這樣就避免了以前穿心螺桿式在硅鋼片上打孔的弊端，因為硅鋼板上打孔后會使局部磁通發生畸變，大大增加損耗。

④選擇合理的磁通密度，在考慮經濟性的前提下盡量選擇較低的磁密，因為空載損耗與磁密大約為1.25次方的關系，故適當減低磁密能降低空載損耗。

⑤選擇優質冷扎硅鋼片，23ZH090或B23R080單位鐵損很低，但成本相對較高，30ZH120或B30P105是性價比較高的硅鋼片。

⑥制造工藝方面，在剪片時減小毛刺，生產過程中輕拿輕放，另外在工藝條件允許的條件下不疊上鐵軛也會對降低空載損耗有一定作用。

三、低負載損耗變壓器設計

負載損耗是指變壓器一側繞組短路達到額定電流，另一側施加阻抗電壓時測得的損耗，主要有三部分組成，即電阻耗(I2R)，線圈附加損耗及引線附加損耗、結構耗三部分，下面分別加以論述。

①電阻耗(I2R)，基本銅耗可以通過線圈電阻R和電流I利用P=I2R準確求得，從上面可以看出，這部分損耗主要取決于線圈的電阻，所以應選擇較大的導線截面以降低電阻，條件允許的情況下使用換位導線，因為換位導線是漆包扁線經換位外包絕緣而形成，這樣可以大大提高導線占比率，減小電阻，對降低電阻耗是十分明顯的。

③結構耗是由于漏磁通在夾件、油箱等鋼鐵件中產生的損耗引起的，由于漏磁通比較復雜，工程上常用近似公式計算，即：K×UK%×P，式中K為結構耗系數，它與變壓器結構形式有關，UK%為變壓器阻抗電壓百分數，P為變壓容量(對多繞組變壓器，隨運行方式不同有變化)。從上面公式可以看到，只有改變K才能改變結構耗，目前國內外主要采用屏蔽措施，既電屏蔽及磁屏蔽兩種，電屏蔽就是在油箱內壁琢設銅板，使漏磁通少進入箱壁，減少損耗，磁屏蔽的基本原理是將漏磁通吸引到用硅鋼片制成的磁屏蔽中，因為硅鋼片導磁性能好，而減小損耗。

四、結束語

節能和環保型電力變壓器是未來變壓器行業的發展趨墊，變壓器制造行業應加大科研開發力度，以滿足電力運行部門的需要，做到經濟效益和社會效益的有機結合。