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通過對空載損耗的分析,鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗主要由硅鋼片制造商決定,附加損耗由變壓器制造商決定。鐵芯磁通密度是影響變壓器鐵芯空載損耗的重要參數。因此,為了減少空載損耗,在鐵芯有效截面不變的前提下,鐵芯各部分的磁通密度分布必須均勻,鐵芯拐角處的局部磁通密度必須降低。


1.交錯接縫改為三階接縫

由于變壓器鐵芯硅鋼片接縫之間存在間隙,磁通過接縫處的磁阻突然增大,磁通不得不繞過接縫間隙,通過片間進入相鄰疊片,從而增加局部磁路,增加片間的磁阻,增加相鄰疊片的局部磁密度,增加空載損耗和勵磁容量。


變壓器鐵芯接縫級數越多,接縫區域的局部損耗越低,但局部損耗的減少幅度越小,隨著接縫級數的增加,鐵芯疊片的種數、硅鋼片剪切和鐵芯疊加過程中鐵芯疊加過程的難度會增加。


實際上,考慮到等級的增加,硅鋼片的剪切和鐵芯的疊加時間相應增加,疊加工藝變差??紤]到如果采用三級接縫,選擇合適的片狀,芯柱只增加一個片狀,工藝復雜度略有增加,磁性能明顯提高。鐵芯三級接縫由三種類型的疊片輪流疊加。根據冶金電修企業的工藝水平和接縫處磁性能數據,采用三級接縫是改善交錯接縫鐵芯的理想選擇。


以S9-800/10和S9-1000/10電力變壓器為例,同一變壓器采用相同的設計方案、結構和材料,鐵芯采用不同的搭接方式,其中800kVA4采用三級接縫,1000kVA2采用三級接縫。


通過測試數據可以得出結論,在鐵芯柱截面不變的情況下,三級接縫的空載損耗平均比交錯接縫減少7%~8%左右。三級接縫只是芯柱的一種片狀,硅鋼片的剪切和鐵芯的疊加時間略有增加,但效果顯著。


2.降低鐵芯搭接寬度和空載損耗

在鐵芯疊片的拐角處,芯片與橫軛接縫區的搭接寬度對變壓器的空載性能有一定的影響。搭接面積大,磁通過面積相應增加,導致空載損耗增加。根據鐵芯模型試驗,搭接面積每增加1%,45°接縫的空載損耗將增加0.3%。為了減少空載損耗,必須在滿足機械強度的前提下,選擇空載損耗和機械強度是最佳的搭接面積。


改變鐵芯疊片的塔接面積,減小鐵芯中部分三角孔的大小,降低三角孔的局部磁通密度,減少變壓器的空載損失。本公司配電變壓器原鐵芯片出角為10mm,現已改為5mm,達到一定的降耗效果。鐵芯疊片的出角由10毫米改為5毫米,增加了鐵芯拐角三角空穴的截面積,必然會降低三角空穴的局部磁通密度。


合理選擇鐵芯片寬度,減少鐵芯角重,減少鐵芯材料,減少空載損耗。


鐵芯的空載損耗與鐵芯的單位鐵損耗和鐵芯的重量有關,鐵芯的角重是鐵芯重量的一部分,因此鐵芯的角重不僅影響變壓器的成本,而且直接影響變壓器的空載損耗。


探討鐵芯片寬度選擇和鐵芯角重變化規律的前提是:

鐵芯的等級必須相等。


鐵芯直徑為D,鐵芯主級片寬按D減5mm或10mm選擇片形組合。鐵芯的鐵芯直徑由不同級別的片寬和疊厚組成,兩個鐵芯的最大差值控制在+0.3mm以下,即繞組套裝不能因為鐵芯直徑超差而受到影響。


理論上,不同片形鐵芯的有效截面積相等。


這樣做的目的是確保選擇相同的磁通密度,從而獲得相同的單位鐵損傷。


鐵芯柱截面的片寬和疊厚必須與鐵芯軛截面一致。


在設計過程中,在確定合適的鐵芯直徑后,選擇主鐵芯的片寬時,建議選擇片寬D減10mm的效果優于D減5mm。其優點是:


各級片寬逐級遞減;


在保證鐵芯有效截面積相等的情況下,減少了鐵芯的角重;


鐵芯高度降低10mm,油箱整體高度降低10mm,變壓器材料也節省。


鐵芯采用多級接頭,可以減少變壓器鐵芯的空載損耗,根據實際生產情況采用接頭級數??紤]到變壓器片型、工時和性能,一般采用三級接頭。


減少鐵芯搭接面積,可減少鐵芯空載損耗。搭接面積的大小可根據產品結構確定。


合理選擇鐵芯片寬度,減少鐵芯角重,減少鐵芯材料,減少空載損耗。鐵芯直徑確定后,主級片寬比直徑小10mm的效果優于比直徑小5mm的效果。


除上述三個方面外,在鐵芯的生產過程中,鐵芯片的毛刺大小、起重過程中硅鋼片的彎曲程度、碰撞程度、鐵芯片的夾緊程度都會影響變壓器的空載損失,這些情況不容忽視。

浙權(上海)電器設備制造有限公司是一家集生產、研發、銷售為一體的專業性企業,本公司專業生產變壓器、穩壓器、調壓器及低壓電器配套產品,始終“堅持企業創新,追求技術進步”是發展的一貫宗旨,公司擁有雄厚的技術開發力量、優質的工藝檢測儀器和生產設備,積極引進國外的先進技術,不斷對產品加以改進和完善,多年的專業化管理,已成功構建了多層次的營銷網絡。

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