这个话题非常适合于现在的新能源市场,本篇文章我就来相对系统的进行梳理,让各位非专业变压器人士对于负载损耗也能做到心中有数!
一般地,电力变压器的负载损耗主要由各绕组及引线的直流电阻损耗、涡流损耗以及变压器内外部金属结构件的杂散损耗三大部分组成。当变压器二次绕组短路(稳态),一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。下面我们分别说下三种损耗。
一、直流电阻损耗
有的朋友喜欢把直流电阻损耗分为线圈和引线两部分,在这里我们谈根据直流电阻计算直流电阻损耗就没必要了。直流电阻计算损耗是最简单,也是最容易被现场抓住小辫子的地方。如果损耗偏差相对于技术协议较大,那么就会出现根据直流电阻计算出来的直流电阻损耗超过负载损耗的情况,这时候制造商便也无话可说,板上钉钉的超损耗了!当然如果制造商保守一些,可能有的制造商虽然实际超损耗,但是根据直流电阻计算出来的直流损耗数值是小于技术协议要求的负载损耗的,这时候便问题不大,具体原因可以看其他两部分损耗的分析。
二、涡流损耗
涡流损耗一般就考验各家制造商的设计考虑和工艺水平了,是不确定的关键变量之一。主要与变压器铁芯的材质、磁通密度、频率等因素有关,涡流损耗可从两部分理解:线圈轴向涡流损耗和辐向涡流损耗。
因轴向磁密计算相对简单,线圈的轴向涡流损耗一般可以获得相对准确的设计值,相对线圈的轴向磁密,其幅向漏磁分布更加复杂,难以手动计算准确。所以,这时候涡流损耗便是大的变量,各家的设计风格不同,漏磁不同,确实在涡流损耗中也会显现出较大的差异。
所以单纯根据变压器实验报告中的直流电阻计算出的直流电阻损耗无法评估哪台变压器的总的负载损耗数值更优。
三、 杂散损耗
杂散损耗也是关键变量之一,主要是由于变压器漏磁通在铁芯、油箱、夹件等结构部件中引起的损耗。变压器工作时,绕组中的电流会产生磁通,其中一部分磁通没有完全约束在铁芯内,这部分漏磁通会穿过周围的导电结构件。当漏磁通穿过这些导电结构件时,根据电磁感应原理,会在这些部件中感应出电动势,进而产生环流,这些环流在导电结构件的电阻上就会产生杂散损耗,其本质上是线圈空间外的漏磁与金属结构件相交链而引起的涡流损耗与磁滞损耗之总和。
一般来说杂散损耗主要来自夹件、铁芯、盖板等,通过增大线圈到夹件的距离或者夹件使用非导磁性材料、铁芯开槽、盖板上套管四周区域使用非导磁性材料等措施,可以降低杂散损耗。
目前,没有准确有效的公式计算分布于变压器油箱内外金属结构件的杂散损耗,它与变压器的型号、结构等因素有关,一般通过对同类型变压器的试验数据进行统计分析得到一个经验数值,或根据经验公式估算杂散损耗。
综上分析,影响变压器负载损耗大小的可变因素众多,且多种不确定的影响因素都可能成为相对主要的影响因素。
因此,对于现场来说只要计算出来的直流电阻损耗不超过负载损耗,有差不多的数值空间,那就问题不大,除非做试验。如果超过总的负载损耗,那就只能看和用户如何沟通了。