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1干式變壓器型號疊積式鐵心和卷鐵心的結(jié)構(gòu)

1.1疊積式鐵心

疊積式鐵心是將已縱向剪切成一定寬度的硅鋼帶，橫剪成一定形狀和尺寸的硅鋼片，再將硅鋼片疊積起來組成變壓器鐵心。為了充分發(fā)揮晶粒取向的硅鋼片的優(yōu)良性能，目前的鐵心都采用全斜接縫結(jié)構(gòu)，使磁通在鐵心內(nèi)的流通方向與硅鋼片的晶粒取向一致。但鐵心在疊積時(shí)，每一層都有一定數(shù)量的斜接縫，所以，鐵心必須交錯(cuò)疊積才能組成一個(gè)整體。在鐵心的接縫處，鐵心磁通穿越相鄰硅鋼片形成閉合磁路，但接縫處局部的鐵心損耗會(huì)增大。為了減少接縫對變壓器損耗的影響，變壓器接縫形式由二級接縫發(fā)展至三級或三級以上的接縫，這樣能顯著降低變壓器的損耗，使目前的1 000kVA變壓器鐵心的附加損耗系數(shù)降低至1.10～1.13。

疊積式鐵心接縫區(qū)損耗增加的原因主要是接縫區(qū)產(chǎn)生的磁通發(fā)生畸變。對小容量的變壓器，接縫對空載損耗的影響較大；對較大容量的變壓器，接縫對空載損耗的影響較小。

1.2卷鐵心

卷鐵心變壓器的鐵心是用硅鋼帶連續(xù)卷制而成，它最早應(yīng)用于電子變壓器，特別適用于單相變壓器。采用晶粒取向的硅鋼帶卷制成的單相卷鐵心，能保證磁通流通方向與硅鋼帶的晶粒取向一致，使材料的優(yōu)良性能得到完全發(fā)揮，但在磁通的流通過程中，每一閉合磁通在1個(gè)閉合回路內(nèi)至少穿越硅鋼片1次。

將卷鐵心技術(shù)推廣到三相變壓器，可制成三相三柱式變壓器鐵心，它由2個(gè)相同的內(nèi)框和一個(gè)外框組成(如圖1(b)所示)，由于每一鐵心柱都是由2個(gè)不同的框柱組成，而變壓器在運(yùn)行時(shí)，每個(gè)鐵心柱的磁通是不斷變化的，所以也存在磁通僅在2個(gè)鐵心柱之間流通，而在另一鐵心柱內(nèi)的磁通為零的情況。這樣，一部分磁通會(huì)在不同的框之間穿越，或者在磁通為零的鐵心柱內(nèi)，2個(gè)框內(nèi)會(huì)出現(xiàn)流通方向相反的磁通。無論出現(xiàn)哪種情況，都會(huì)增加鐵心的空載損耗，因此，目前的三相三柱式卷鐵心結(jié)構(gòu)有一定的缺陷。

另外，根據(jù)硅鋼片的特性，卷鐵心必須經(jīng)過退火處理，退火一方面增加了變壓器的成本，另一方面退火質(zhì)量對鐵心的空載損耗影響較大，所以，應(yīng)認(rèn)真掌握退火工藝。

2干式變壓器型號疊積式鐵心變壓器和卷鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1疊積式鐵心變壓器

疊積式鐵心變壓器的鐵心和線圈是分別制造的，鐵心疊好后，將上鐵軛拆除，然后套裝鐵軛絕緣和線圈，用撐條將內(nèi)線圈和鐵心柱撐緊，再插裝上鐵軛，完成器身裝配。疊積式鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)具有下述特點(diǎn)：

鐵心的夾緊方向是鐵心片的厚度方向，能很好地夾緊鐵心；

對雙層圓筒式線圈，線圈的內(nèi)層沒有線圈骨架；

由于在安裝時(shí)拆掉了上鐵軛，鐵心柱和線圈之間可以很方便地用撐條撐緊；

線圈是單獨(dú)繞制的，繞制后線圈可以單獨(dú)浸漆。

2.2卷鐵心變壓器

卷鐵心變壓器最早由日本的一些變壓器廠家制造，但日本的卷鐵心變壓器制造工藝與我國不一樣。日本的制造工藝是：在鐵心卷制后，再切開一條縫，然后套裝線圈。我國的卷鐵心變壓器的制造工藝為：將已退火的鐵心成品放到卷鐵心繞線機(jī)上繞線圈，繞線圈前，先將1個(gè)開成兩邊的線圈骨架裝到鐵心柱上，然后在線圈骨架上繞制線圈，繞完后，再裝好夾鐵，夾緊線圈，完成器身裝配。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：

鐵心的夾緊方向是硅鋼片的寬度方向，不能沿硅鋼片的厚度方向夾緊鐵心，使整個(gè)鐵心在結(jié)構(gòu)上不夠牢固，必須做鐵心浸漆處理；

內(nèi)線圈的最內(nèi)層一定要有線圈骨架，導(dǎo)致內(nèi)線圈的最內(nèi)層散熱較差；

在鐵心柱與內(nèi)線圈的相與相之間，沒有撐條撐緊；

由于線圈直接在鐵心上繞制，線圈不能避開鐵心單獨(dú)浸漆。

3干式變壓器型號性能分析

3.1空載損耗

變壓器的空載損耗是變壓器的一個(gè)非常重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，S11系列變壓器的空載損耗比S9系列變壓器平均下降30%以上。對用戶而言，無論是S11系列卷鐵心變壓器，還是S11系列疊積式鐵心變壓器，其空載損耗的水平都是一樣的。

在影響疊積式變壓器空載損耗的因素中，除變壓器結(jié)構(gòu)和鐵心材料外，還有鐵心剪切毛刺和疊片的質(zhì)量，而剪切毛刺和疊片質(zhì)量對空載損耗的影響較小，為1%～3%

干式變壓器型號參數(shù)的具體含義

1 額定容量Se：指變壓器在出廠時(shí)銘牌標(biāo)定的額定電壓、額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí)能輸送的容量,單位kVA。其計(jì)算公式為： 三相變壓器Se=1.732UeIe 單相變壓器量Se=UeIe

2、額定電壓Ue“指變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓(銘牌上的Ue值,是指調(diào)壓分接開關(guān)在中間分頭時(shí)的額定電壓);單位為kV。

3、額定電流Ie：在額定容量Se和允許溫升條件下,允許長期通過的工作電流,單位為A。

4、短路電壓Ud%：也稱阻抗電壓(UK%),將變壓器的二次繞組短路,一次側(cè)施加電壓,至額定電流值時(shí),原邊的電壓和額定電壓Ue之比的百分?jǐn)?shù)。即：Ud%=Ud/Ue;100%,變壓器的并列運(yùn)行要求Due%值相同,當(dāng)變壓器二次側(cè)短咱時(shí),Ud%值將決定短路電流大小,所以是考慮短路電流熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定及繼電保護(hù)整定的重要依據(jù)。

5、空載電流I。;當(dāng)變壓器在一次側(cè)額定電壓下,二次側(cè)繞組空載時(shí),在一次繞組中通過的電流,稱空載電流。它起變壓器的激磁作用,故又稱激磁電流;一般以其占額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。空載電流的大小決定于變壓器容量、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片質(zhì)量等。

6、空載損耗(鐵損)ΔP0：指變壓器二次側(cè)開路,一次側(cè)加額定電壓時(shí),變壓器的損耗。它等于變壓器鐵芯的渦流損耗和激磁損耗,是變壓器的重要性能指標(biāo)。

7、短路損耗(銅損)ΔPd：變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面。一是磁滯損耗,當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí),通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化,使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦,放出熱能,從而損耗了一部分電能,這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗,當(dāng)變壓器工作時(shí)。鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流,且成旋渦狀,故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱,消耗能量,這種損耗稱為渦流損耗。

8、銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時(shí),一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成,因此稱為銅損。