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【技术解析】降低隔离变压器负载损耗的分析与

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-13 09:30    点击量:

    摘要:本文针对隔离变压器的负载时漏磁场的特点,着重讨论了隔离变压器线圈附加损耗及杂散损耗.其中隔离变压器线圈导线线规选择,绕线换位方式的采用,安匝排列的优劣对隔离变压器线圈的附加损耗影响很大.因此提出了降低隔离变压器线圈附加损耗的措施.同时对于杂散损耗的分布特点及变化规律也做了详细的分析,并提出了相应的改进措施和方法.

【技术解析】降低隔离变压器负载损耗的分析与
    关键词:隔离变压器;负载损耗;漏磁场;分析;措施一、前言隔离变压器是电能的传输设备,在隔离变压器运行的过程中,其空载损耗与负载损耗始终存在并消耗掉一定的电能.为了适应远距离传输电的要求,现代隔离变压器的发展趋势是向超高压、超大容量隔离变压器方向发展,其损耗的绝对值是很大的,因此,降低隔离变压器的空载、负载损耗,改善性能指标,提高运行效率来达到节能增效的目的为越来越多的隔离变压器生产、使用厂家和单位所重视.

    隔离变压器负载运行时,绕组内通过电流,由于导线存在电阻,因此将在导线及引线中产生直流电阻损耗,同时,由于漏磁场的存在,漏磁通将在隔离变压器线圈的导线中产生杂散损耗(包括导线的涡流损耗及不完全换位引起的环流损耗),及其他钢铁结构件中的杂散损耗.隔离变压器的负载损耗即包括以上几部分.

    因隔离变压器空载损耗与铁心硅钢片的材质及叠片方式有关,且有很多着作对其进行了分析,本文不再论述.下面从如何降低隔离变压器的负载损耗方面做了初步的分析与探讨,并提出了一些相应的工艺方法.

    二、隔离变压器线圈及引线电阻损耗1. 隔离变压器线圈导线的电阻损耗:其值按下式计算:

    Pr=m I2R W (1)对于小容量配电隔离变压器来说,负载损耗主要是绕组和引线的直流电阻损耗,由漏磁场引起的杂散损耗比例很小,计算式如下:

    Pf =Pr×Kf / 100 W (2)Kf为杂散损耗百分数,其值选取3%--8%.有时其杂散损耗可忽略不计.

    2. 引线电阻损耗当电流通过引线时,由于引线有电阻,从而产生引线损耗,它可用占隔离变压器线圈电阻损耗的百分数表示:

    Py=Pr×Ky / 100 W (3)式中Pr为隔离变压器线圈直流电阻损耗(W),Ky为引线损耗百分数,当电流较大时,引线经过的铁件内会产生较大的涡流损耗,其损耗值需要我们注意.

    三、隔离变压器线圈附加损耗的分析、计算1. 涡流损耗隔离变压器绕组通过电流时,除了在铁心中产生链接主、副绕组的主磁通外,还产生只链接自身的漏磁通,这部分漏磁通过空气铁心或其他金属件闭合.大容量隔离变压器运行时,绕组的安匝会产生很大的漏磁场.此时绕组的导线均处在漏磁场中,根据楞次定律,在闭合回路中产生感应电流(称为涡流),从而在导线中产生涡流损耗.在绕组范围内,漏磁通大部分是轴向分布的,但在绕组端部及安匝不平衡部分,也有幅向分量,这两个分量均会在绕组导线内产生涡流损耗.

    1.1 轴向漏磁涡流损耗当不考虑涡流影响时,我们假定轴向漏磁通密度随绕组宽度成线性分布如图(1),因纵向漏磁分布与隔离变压器线圈的几何尺寸有关,即在隔离变压器线圈端部及外径侧,漏磁不按直线分布,而是发散,而且隔离变压器线圈外部磁路具有一定的磁阻,最大轴向漏磁通密度也将减小,因此工程计算中,用下面公式表示:

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