论文部分内容阅读
摘要：随着电能需求的不断增大，发电厂的设备工作状态成为了确保电力正常使用的关键条件。电力变压器作为电力工作中常见的电气设备，是将某一数值交流电转变为频率相同的另外一种电压的设备。但是随着使用时间的不断增加，其在使用中可能会发生一定的损耗，对于其损耗程度的分析是保证电力变压器正常使用的关键，基于此，本文对电力变压器在使用中所出现的损耗情况进行分析，为电力变压器的更好使用提供数据参考。
关键词：电力变压器；损耗；
在电力系统的运作中，电力变压器是最为重要的电力转换设备，是供电系统正常运作的基础保障。随着经济的发展促进了电力的更大需求，对变压器的质量要求更是不断提高。但是随着电力变压器装机数量的不断增多，去本身能量的消耗正在不断增大，导致在使用中多种损耗情况的出现，且能源消耗的不断增加需要通过对其程度的测量采取相应的措施降低损耗量。
一、电力变压器的空载损耗
电力变压器出现的损耗情况主要分为两种情况：空载损耗与负载损耗。电力变压器空载损耗体现在设备中铁心材料所产生的磁滞损耗、涡流损耗与附加损耗。
（一）磁滞损耗：设备中的铁磁材料，通过磁化的反复操作使得受到磁滞现象的影响产生损耗。磁滞现象所产生的损耗大小与磁滞的回线面积成正比。
（二）涡流损耗：设备中的铁心属于金属导体，因此在电磁感应现象的影响下，有电动势的产生，其在铁心中环流作用被称为涡流。因为铁心内的涡流与贴心本身的电阻产生反应引起涡流损耗。
（三）附加铁损。附加铁损并非是由变压器本身的材料所决定，一般是根据变压器本身结构与工艺所影响。一般附加铁损的产生情况主要是因为：磁通波形的高次谐波分量不相同，则会引发附加的涡流损耗情况出现。
二、电力变压器的负载损耗
电力变压器运行过程中，绕组内会有电流经过，则会出现负载损耗情况。负载损耗又被称为铜损，不仅会有基本绕组情况下所产生的直流损耗，还会有附加损耗的情况产生。
（一）基本铜损：电力变压器的容量较小时，负载损耗即是指基本铜损，因为漏磁场所引发的附加损耗所产生的情况占比较小。
（二）附加损耗：附加损耗主要分为三种：绕组涡流损耗、环流损耗、杂散损耗。
（1）绕组涡流损耗：变压器的运行容量较大时，绕组安匝会有较大的漏磁场产生，通常会与绕组的导线电阻作用产生涡流损耗。
（2）引线损耗：变压器的一项电阻损耗总和。
（3）杂散损耗：漏磁通在设备中的各种钢结构下所产生的损耗。
三、电力变压器负载损耗的降低方法
（一）对漏磁所引发的附加损耗进行控制。通过计算安匝平衡，根据结果调整安匝；绕组以“低-高-低”或“高-低-高”的规律进行排列；对扁线的宽度与厚度进行限制；根据磁场的计算所得值选择最有效的换位方式；使用换位或组合等形式的导线。
（二）通过计算对工艺进行确定。根据冲击计算所得值对纵绝缘的结构，垫块、撑条与金属件倒角等进行确定，保证其在使用中具有良好形态；对漏磁场进行计算，以及对涡流分布的情况进行确定，以此采取有效的换位方式；对于调压绕组的方式采用一层一个分接；采取组装工艺，将内绕组缠绕于绝缘筒上，对内绕组的缠绕高度、缠绕的直径公差以及套装间隙小采取严格的把控，通过热套新工艺的采取，以及整体托板与压板工艺技术的采取，在绕组的换位处采用迪耐松纸，在电压运作时对其进行干燥，同时需要将绕组设备放置于保温烘房中，避免受潮。
（三）使用低损低阻的导线。通过上引法将无氧铜线拉拔形成，同时可以通过使用铜连续挤压机制作。如果将其在变压器中使用，则会起到节能降体积的作用，具有十分可观的应用前景。
（四）绝缘结构的使用特点能够减小体积。电力变压器具备油液体的电介质特点，对覆盖层与绝缘层等功能进行适当的设计；通过油本身所具备的“距離效应”利用隔板的增加形成油隙；之后根据油本身“体积效应”使用瓦楞纸；之后借助油本身的绝缘层“厚度效应”对其绝缘性加以提高，增加电压击穿力度，但要对绝缘层的厚度适当控制。
（五）使用先进的绝缘结构。通过适当的绕组装置的使用提高在变压器中的填充系数，通过轴向油道的使用，即新型螺旋式绕组装置利用能够对绕组在变压器中的占比空间与体积实现有效降低。通过非金属材料或非磁性材料在漏磁集中部位的使用，以此对设备结构进行压紧，之后通过电磁屏蔽性能的使用将漏磁通槽进行路化，能够将电力变压器所产生的负载损耗降低3%-8%左右。
（六）对绕组的内部保护装置采取优化选择。对绕组内部的优化保护措施的选择包括电容环、串联补偿、静电线匝等，或者可以采取纠结式的绕组、内屏蔽式绕组等措施。以上所中措施的采取对绕组都有一定的冲击减小作用，以此对主纵绝缘部位中的过电压产生影响，以此降低电力变压器的体积与耗能量。
四、降低杂散损耗的方法
在负载损耗发生中有一种特殊情况的存在，即杂散损耗，因此对于这种情况的降低方法需要另外研究。杂散损耗主要是电力变压器中屏蔽环等结构零件的损耗，穿过导体部位的损耗以及平行导体中的损耗与油箱的损耗。因此其实际的损耗降低情况需要从以上方面展开，采取方法分为以下几种：
（一）通过对设备中的电磁分析与实物情况的测量，通过在设备中使用非磁性或磁性较低的结构零件与设备材料，能够对内部结构中所出现的杂散损耗情况做到有效的降低。
（二）严格配置套管的出线盒与箱盖部分，通过引线的精准设置实现对磁场的有效控制，通过铜板屏蔽技术，非磁性材料的使用，用铝材料制作套管罩。同时还能够在绕组与夹件两部位之间通过硅钢片压板的设置，对夹件、油箱等装置中的磁性进行吸收。通过有色金属在磁性最强的装置中埋入，能够对电流套管与引线部分中的由较大的电流所引起的杂散损耗进行降低。
（三）在一些大型的电力变压器使用中，在变压器的箱壁中设置具有较高磁导率的硅钢板使其达到磁分路，对箱壁中的磁性进行吸收，该装置操作被称为磁屏蔽；或者变压器的内衬使用铝材料或具备较高电导率的有色金属铜制作，通过涡流反作用的产生减少油箱壁中的漏磁，该操作被称为电屏蔽。通常对损耗的降低效用而言，磁屏蔽的效用较好于电屏蔽，对油箱中的杂散损耗达到有效的降低。
（四）对油流回路进行定量计算，通过挡板的使用，对绕组进行适当分隔，使其冷却状况达到均衡状态，波纹油箱是最优化的选择，通过使用片式散热器、冷却器与节能风扇等设备的使用使得绕组的冷却方式最为经济节能，达到对杂散损耗情况的有效降低。
（五）风扇装置的采取最好以玻璃纤维强化塑胶材料为主，使用效率高，且不易产生噪音。淘汰旧型的冷却器，使用新型冷却器，如可以变频的调压式电源供冷设备的采用能够在设备损耗的降低工作中起到一定的辅助作用。
总而言之，本文通过对电力变压器使用中所出现的损耗情况的原因分析，以及其损耗测量情况的研究发现，对于电力变压器的使用，损耗过大会直接对设备的正常运作造成影响，为此需要通过对其损耗程度的测量，确定其实际损耗量，根据实际情况采取一定的措施降低损耗，且实际工程的应用中会因为电力设备系统的复杂性，对于电力变压器损耗的有效改善需要加强对其测量力度，提高电力变压器的更好运作。
参考文献：
[1]吴泳航，严向坤，杨健.电力变压器负载损耗检测结果的不确定度分析评定[J].广东科技，2018，27（05）：66-68.
[2]徐国旺.一种基于粗糙集和云理论的电力变压器状态检修方法探讨[D].华北电力大学，2015.
[3]张镱议.基于运行状态和寿命评估的电力变压器全寿命周期检修决策研究[D].重庆大学，2014.
[4]刘锐，李金忠，张书琦，汤浩，赵志刚.大型电力变压器损耗测量不确定度分析[J].电网技术，2012，36（07）：155-160.
[5]苏小平.油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究[D].重庆大学，2012.
关键词：电力变压器；损耗；
在电力系统的运作中，电力变压器是最为重要的电力转换设备，是供电系统正常运作的基础保障。随着经济的发展促进了电力的更大需求，对变压器的质量要求更是不断提高。但是随着电力变压器装机数量的不断增多，去本身能量的消耗正在不断增大，导致在使用中多种损耗情况的出现，且能源消耗的不断增加需要通过对其程度的测量采取相应的措施降低损耗量。
一、电力变压器的空载损耗
电力变压器出现的损耗情况主要分为两种情况：空载损耗与负载损耗。电力变压器空载损耗体现在设备中铁心材料所产生的磁滞损耗、涡流损耗与附加损耗。
（一）磁滞损耗：设备中的铁磁材料，通过磁化的反复操作使得受到磁滞现象的影响产生损耗。磁滞现象所产生的损耗大小与磁滞的回线面积成正比。
（二）涡流损耗：设备中的铁心属于金属导体，因此在电磁感应现象的影响下，有电动势的产生，其在铁心中环流作用被称为涡流。因为铁心内的涡流与贴心本身的电阻产生反应引起涡流损耗。
（三）附加铁损。附加铁损并非是由变压器本身的材料所决定，一般是根据变压器本身结构与工艺所影响。一般附加铁损的产生情况主要是因为：磁通波形的高次谐波分量不相同，则会引发附加的涡流损耗情况出现。
二、电力变压器的负载损耗
电力变压器运行过程中，绕组内会有电流经过，则会出现负载损耗情况。负载损耗又被称为铜损，不仅会有基本绕组情况下所产生的直流损耗，还会有附加损耗的情况产生。
（一）基本铜损：电力变压器的容量较小时，负载损耗即是指基本铜损，因为漏磁场所引发的附加损耗所产生的情况占比较小。
（二）附加损耗：附加损耗主要分为三种：绕组涡流损耗、环流损耗、杂散损耗。
（1）绕组涡流损耗：变压器的运行容量较大时，绕组安匝会有较大的漏磁场产生，通常会与绕组的导线电阻作用产生涡流损耗。
（2）引线损耗：变压器的一项电阻损耗总和。
（3）杂散损耗：漏磁通在设备中的各种钢结构下所产生的损耗。
三、电力变压器负载损耗的降低方法
（一）对漏磁所引发的附加损耗进行控制。通过计算安匝平衡，根据结果调整安匝；绕组以“低-高-低”或“高-低-高”的规律进行排列；对扁线的宽度与厚度进行限制；根据磁场的计算所得值选择最有效的换位方式；使用换位或组合等形式的导线。
（二）通过计算对工艺进行确定。根据冲击计算所得值对纵绝缘的结构，垫块、撑条与金属件倒角等进行确定，保证其在使用中具有良好形态；对漏磁场进行计算，以及对涡流分布的情况进行确定，以此采取有效的换位方式；对于调压绕组的方式采用一层一个分接；采取组装工艺，将内绕组缠绕于绝缘筒上，对内绕组的缠绕高度、缠绕的直径公差以及套装间隙小采取严格的把控，通过热套新工艺的采取，以及整体托板与压板工艺技术的采取，在绕组的换位处采用迪耐松纸，在电压运作时对其进行干燥，同时需要将绕组设备放置于保温烘房中，避免受潮。
（三）使用低损低阻的导线。通过上引法将无氧铜线拉拔形成，同时可以通过使用铜连续挤压机制作。如果将其在变压器中使用，则会起到节能降体积的作用，具有十分可观的应用前景。
（四）绝缘结构的使用特点能够减小体积。电力变压器具备油液体的电介质特点，对覆盖层与绝缘层等功能进行适当的设计；通过油本身所具备的“距離效应”利用隔板的增加形成油隙；之后根据油本身“体积效应”使用瓦楞纸；之后借助油本身的绝缘层“厚度效应”对其绝缘性加以提高，增加电压击穿力度，但要对绝缘层的厚度适当控制。
（五）使用先进的绝缘结构。通过适当的绕组装置的使用提高在变压器中的填充系数，通过轴向油道的使用，即新型螺旋式绕组装置利用能够对绕组在变压器中的占比空间与体积实现有效降低。通过非金属材料或非磁性材料在漏磁集中部位的使用，以此对设备结构进行压紧，之后通过电磁屏蔽性能的使用将漏磁通槽进行路化，能够将电力变压器所产生的负载损耗降低3%-8%左右。
（六）对绕组的内部保护装置采取优化选择。对绕组内部的优化保护措施的选择包括电容环、串联补偿、静电线匝等，或者可以采取纠结式的绕组、内屏蔽式绕组等措施。以上所中措施的采取对绕组都有一定的冲击减小作用，以此对主纵绝缘部位中的过电压产生影响，以此降低电力变压器的体积与耗能量。
四、降低杂散损耗的方法
在负载损耗发生中有一种特殊情况的存在，即杂散损耗，因此对于这种情况的降低方法需要另外研究。杂散损耗主要是电力变压器中屏蔽环等结构零件的损耗，穿过导体部位的损耗以及平行导体中的损耗与油箱的损耗。因此其实际的损耗降低情况需要从以上方面展开，采取方法分为以下几种：
（一）通过对设备中的电磁分析与实物情况的测量，通过在设备中使用非磁性或磁性较低的结构零件与设备材料，能够对内部结构中所出现的杂散损耗情况做到有效的降低。
（二）严格配置套管的出线盒与箱盖部分，通过引线的精准设置实现对磁场的有效控制，通过铜板屏蔽技术，非磁性材料的使用，用铝材料制作套管罩。同时还能够在绕组与夹件两部位之间通过硅钢片压板的设置，对夹件、油箱等装置中的磁性进行吸收。通过有色金属在磁性最强的装置中埋入，能够对电流套管与引线部分中的由较大的电流所引起的杂散损耗进行降低。
（三）在一些大型的电力变压器使用中，在变压器的箱壁中设置具有较高磁导率的硅钢板使其达到磁分路，对箱壁中的磁性进行吸收，该装置操作被称为磁屏蔽；或者变压器的内衬使用铝材料或具备较高电导率的有色金属铜制作，通过涡流反作用的产生减少油箱壁中的漏磁，该操作被称为电屏蔽。通常对损耗的降低效用而言，磁屏蔽的效用较好于电屏蔽，对油箱中的杂散损耗达到有效的降低。
（四）对油流回路进行定量计算，通过挡板的使用，对绕组进行适当分隔，使其冷却状况达到均衡状态，波纹油箱是最优化的选择，通过使用片式散热器、冷却器与节能风扇等设备的使用使得绕组的冷却方式最为经济节能，达到对杂散损耗情况的有效降低。
（五）风扇装置的采取最好以玻璃纤维强化塑胶材料为主，使用效率高，且不易产生噪音。淘汰旧型的冷却器，使用新型冷却器，如可以变频的调压式电源供冷设备的采用能够在设备损耗的降低工作中起到一定的辅助作用。
总而言之，本文通过对电力变压器使用中所出现的损耗情况的原因分析，以及其损耗测量情况的研究发现，对于电力变压器的使用，损耗过大会直接对设备的正常运作造成影响，为此需要通过对其损耗程度的测量，确定其实际损耗量，根据实际情况采取一定的措施降低损耗，且实际工程的应用中会因为电力设备系统的复杂性，对于电力变压器损耗的有效改善需要加强对其测量力度，提高电力变压器的更好运作。
参考文献：
[1]吴泳航，严向坤，杨健.电力变压器负载损耗检测结果的不确定度分析评定[J].广东科技，2018，27（05）：66-68.
[2]徐国旺.一种基于粗糙集和云理论的电力变压器状态检修方法探讨[D].华北电力大学，2015.
[3]张镱议.基于运行状态和寿命评估的电力变压器全寿命周期检修决策研究[D].重庆大学，2014.
[4]刘锐，李金忠，张书琦，汤浩，赵志刚.大型电力变压器损耗测量不确定度分析[J].电网技术，2012，36（07）：155-160.
[5]苏小平.油浸式变压器绕组热点温度计算模型及预测方法研究[D].重庆大学，2012.