S20-4000KVA/13.8/0.415出口澳大利亚变压器试验数据分析

论10KV大容量变压器负载损耗大的原因分析与处理方法

刘思振，李洪鹏

1. 引言

①产品基本信息：在生产的一台铝芯油浸式变压器中，变压器的型号为S11-4000KVA/10±2*2.5%/0.4，YNyn0，变压器的标准损耗为：空载损耗3.26KW，负载损耗30.2KW，阻抗7.0%。低压为铝箔高压铝线绕制，高低压分别为侧出线。

②计算单设计数据：

空载损耗：1.23*铁芯重量*单位损耗=3.15kW；

负载损耗：电阻*电流的平方*1.38（负载系数）=33.5kW

2. 成品实测数据：

  采用电阻试验法，第一次整体试验负载损耗为45.65KW，电阻损耗24.27KW，试验数据为线阻的1.88倍。试验数据与设计数据差距比较大，逐步分析原因。

①分析原因，吊芯后试验损耗值43.37kW，减少了2.3KW（为油箱产生的损耗）；然后拆掉上夹件，损耗值37.37kW，减少了6kW。

  ②为了降低损耗能顺利交货，把低压铝箔改成了铜箔绕制，并且铜箔的厚度减少到1.9mm。第二次试验数据为吊芯损耗值36.8kW，电阻损耗19.41kW，试验数据为线阻的1.9倍。损耗没有按推算的减少很多。

3. 原因分析

  变压器的损耗值基本由四部分组成，PK=电阻损耗+附加损耗。附加损耗包括：涡流损耗+杂散损耗。

经过两次试验数据对比发现电阻损耗减少后，其他损耗值基本没有变化。然后从每部分组成逐步分析：

（1）电阻损耗 低压为箔绕，高压线绕，电流密度取的比较低，线的截面积是足够的。

（2）引线损耗 低压为160*16铜排，低压电流5773.7A，引线电流密度相对比较低，没有可降的空间。

（3）附加损耗 由涡流和环流组成，低压箔绕涡流环流比较大，高压用的三根并绕线，线宽大于3mm，也是产生涡流和环流的重要因素。

（4）杂散损耗 其损耗是漏磁通在钢铁结构件上产生的涡流。

附有结构图：

根据试验数据显示，产生的杂散损耗比较大，分析原因是首先低压铜排为侧出线，正好和上夹件平行，这样铜排上的电磁对夹件产生了很大的影响，其次是上夹件为槽钢钢铁结构，漏磁与夹件形成了闭环。结构不合理。

 经分析降低电阻损耗解决不了实质的问题，影响最大的还是附加损耗，首先应从杂散损耗入手处理。

4. 处理方案

  根据试验数据和分析结论，制定了处理措施如下：

（1）低压建议改成线绕，高压也为线绕，并且保证线的宽度小于3mm，减少涡流损耗。但是低压电流比较大，线绕难度比较大。

（2）铁芯夹件换成不锈钢夹件，最好换成电工压木，阻断漏磁。

（3）低压油箱壁采用不锈钢板，器身与油箱壁距离比平常的大些。

（4）将铜排连接用的螺栓全部改成不锈钢螺栓。

5、处理后的试验结果。电阻损耗：19.6kW；成品损耗：29.6kW。

这个结果显示附加损耗从原来的21.38kw降为10kW。通过上述处理措施，附加损耗降低了11.38kW，效果还是比较明显的。

5. 结束语

  对于较容量大的配变，附加损耗是不可忽视的一个重要因素，这个数值也直接影响变压器的温升和使用寿命。所以损耗的每一个组成部分都要充分考虑，特别是工艺方面，避免引线排和夹件平行。

参考文献：

GB 10094-2013试验手册

《变压器设计手册》----沈阳变压器研究所主编

根据试验数据显示，产生的杂散损耗比较大，分析原因是首先低压铜排为侧出线，正好和上夹件平行，这样铜排上的电磁对夹件产生了很大的影响，其次是上夹件为槽钢钢铁结构，漏磁与夹件形成了闭环。结构不合理。

 经分析降低电阻损耗解决不了实质的问题，影响最大的还是附加损耗，首先应从杂散损耗入手处理。

4. 处理方案

  根据试验数据和分析结论，制定了处理措施如下：

（1）低压建议改成线绕，高压也为线绕，并且保证线的宽度小于3mm，减少涡流损耗。但是低压电流比较大，线绕难度比较大。

（2）铁芯夹件换成不锈钢夹件，最好换成电工压木，阻断漏磁。

（3）低压油箱壁采用不锈钢板，器身与油箱壁距离比平常的大些。

（4）将铜排连接用的螺栓全部改成不锈钢螺栓。

5、处理后的试验结果。电阻损耗：19.6kW；成品损耗：29.6kW。

这个结果显示附加损耗从原来的21.38kw降为10kW。通过上述处理措施，附加损耗降低了11.38kW，效果还是比较明显的。

5. 结束语

  对于较容量大的配变，附加损耗是不可忽视的一个重要因素，这个数值也直接影响变压器的温升和使用寿命。所以损耗的每一个组成部分都要充分考虑，特别是工艺方面，避免引线排和夹件平行。

参考文献：

GB 10094-2013试验手册

《变压器设计手册》----沈阳变压器研究所主编