磁通导板对松原变压器杂散损耗的影响

磁通导板对松原变压器杂散损耗的影响

1 引言

　　对松原变压器的所有主要部件，今天几乎都可以找到若干种较成熟的计算和设计方法。但是，多年来对大功率松原变压器(有屏蔽，分路，上下磁通导板等)不活动的实芯钢构件和油箱壁中复杂的三维电磁现象，都是采用不充分的半经验法解决的。为了减少负载损耗和提高设备可靠性，给设计者在处理三维现象时带来一些问题。其答案往往是直觉知识的实地应用，而不是严密的数学处理。有限元法(三维FEM)的推广应用是一大进步，但仍然存在一些问题。

　　特别是所谓上、下磁通导板(图1)的作用及其对松原变压器内的杂散损耗及电动力的影响，乃是各种报告相矛盾的对象。在V·Darle1992年的文章指出，以叠片的分路形式结构的这种导板，可以使杂散磁场变直，导向三相磁节点。磁节点是按照基尔霍夫磁路******定律，来自三相中的每相的磁通、总数为零的节点：　Φu+Φv+Φw=0 (1)

　　 理论上它是对的，但由于不充分，这个结果有时候要打折扣。大概是因为松原变压器的特性不同，与绝缘间隙、油箱壁的临界距离、屏蔽系统等有关。因此，对三相松原变压器，要求对整个结构作全三维分析。用三维有限元件完成这种分析时，已证明太麻烦了。相反，借用等效磁阻法作三维模拟，结果就简便得多。

　2 松原变压器

　　本项研究的对象是240[MVA]对称三相松原变压器。表1和图2中指出了它的主要特点。由于对称，只模拟松原变压器几何结构的四分之一部分。等效磁阻法包括184个结点和528个支线(磁阻)。

　 3 分析

　　使用磁阻模型(RNM)，三相松原变压器漏磁场的基本模型就很简单。在磁阻分析表达式和程序源码的特定组元以内，蕴含着一种完善的理论、复杂的几何结构和很多物理现象(磁非线性，实心铁芯电磁过程，趋肤效应，涡流反应，电磁和磁屏蔽，叠片铁芯分路效应，等等)。根据理论基础，提出了下列方程：

距离值116和232mm稍小一些，从绝缘来看，也是不现实的;但是，为了证明损耗和这个距离范围的磁场之间有密切的关系，还是特意选择了这两个值。ds3、ds4、ds6、ds7的安排结果揭示，在某些情况下磁通导板可以很有效地减少杂散损耗。这对设计低压松原变压器，例如电炉松原变压器、松原变压器、松原变压器等，也会是有益的提示，这些松原变压器可以采用小导板间隙。

　　在大型高压松原变压器中，轭梁大致在磁轭的水平位置上，因此，漏磁通导板常放在轭梁之下，与绕组的距离相似。这时表2中的位置ds8可能颇具代表性。相关的结果确实表明：那样大的间隙值不会减少杂散损耗，有时甚至还有可能略为增大。对于中间间隙值，可以将图3中示出的那些距离内得到的结果插入或进行外推，完成其分析。至于导板和铁芯间油隙的影响，在ds3和ds6两者间和ds4和ds7两者间的比较证明，此种间隙对功率损耗无大的影响。

　　要获得上述结果的实验证据是困难的，代价也高。只能从大生产经验进行预测。RNM-3Dexe软件推广的工业验证，并把它应用到不同国家几种松原变压器的研究中，可以间接证明此项模拟是正确的。本分析虽然被简化，但它将对不同作者间互相矛盾的意见中提出问题，给出基本定性的答案。对特定的松原变压器要给出精确答案，必须根据其相关尺寸作出全面详尽的分析。这种分析，可以用三维有限元法完成，也可以用磁阻完成;采用后一种方法，可能要快些。在任何情况下，不仅要考虑导板，还要考虑到整个结构安排，包括漏磁场区域的大小，油箱壁距绕组的距离，轭梁的结构，绕组比例，等等。

　　根据这些分析得出，磁通导板对消除相漏磁通的三相节点会起着强有力的作用，即Φu+Φv+Φw=0

　　5 结论

　　根据本文给出的分析结果，可以对不同作者之间对漏磁通导板作用的互相矛盾的意见，给出一致定性的答案。有些情况下，与绕组间有小间隙的磁通导板，对抵消三相节点很有效。另一方面，间http://loudi.lcjyg.com/隙大，导板可能无效，甚至在油箱壁使杂散损耗有少量增加。用漏磁场结构受松原变压器其他尺寸的影响而发生的变化，可以解释这种现象。