180MVA 220KV电力变压器负载损耗超标分析.pdf

第41卷第8期
Vol 4 No8
2004年8月
724MOI
Augus
面18MNA/20V电力变压器负載损耗超标分析
田国
张安红,刘军
1.湖南人学,湖南长沙410082:2.杭州钱江也气集团股份有限公可,浙江杭州311243)
要:以180MVA/220kV电力变压器负载损耗超标为例,利用漏磁场有限元软件対绕纽涡流损耗进行了分
析,讨论了变压器編向漏磁对绕纰涡流牣耗的影啊,堤出了大型变压器磁势轴向布置原则。
关键词:电力变压器;滿磁;渴流损耗;负载损耗
中图分类号:TM402文献标识仍:B文章编与:1001-842.5(2004)08-0001-06
本文以 SFPSZ10-180MVA/220V电力变压器
1概述
负载扱耗超标为例,说明在设计中不但要保证交
变压器安平衡(也称磁势平衡)好,不仙能够平衡,而H要调整磁势分布使辐向漏磁最小,从而减
提高变器的抗短路能力,而H能够明显减小绕纰小绕纽流损耗。此方法呒能保证变压器承受短路
涡流损耗。因此在大型变压器电磁算中,都要进行能力,又能降低变压器负载损耗,避免局部过热,提
安币平衡计算。
高运行安全可靠性。
在计算交匝半衡时,通常按手册规定和线匝排
该台三相风冷强油循环三绕组有载180MVA
布情况,将绕纰轴向分为儿个区域,并近似认为每个220kV电力変压器,其高压、中压、低压绕纯额定容
区域内安匝均匀分布:其次,调整各绕纯対应区域高量分别为180/180/60MVA,额定电压及调压范围为
度,使其相等或接近,计算各区域女占绕组总安(230±8×1.25%)/121/10.5kV,额定频率为50Hz,联
白分数计算绕组削的不平衡安币,H此绘制不平结组标号为 Ynynt0dll。尚乐绕组采用中部进线,上
衡安匝分布图:最后,根据安匝平衡计算结果和经验下炳路并联;调压方式为中性点调压
公式计算绕纯轴向力和辐向力。若满足要求,则认为
该产品在半成品试验时符合要求,在成品负载
此种方案可行;若不满足,则需重新调整
损耗试验时,中压一高压运行负载损耗最大,其额定
为使于计算,习惯上把满镃场分解为轴向磁分接损耗超标约19%,而且最正分接损耗最大。这
场和辐问磁场两个分量,并分別考虑它们对变压点非常特殊,常规产品一?般是最负分接损耗最人。我
器绕组不同部位造成的影响。绕组辐向漏磁造成的们从试验数据入手,利用漏磁场软件进行计算分析,
涡流损粍与其导线宽度半方成正比,辐向涡流损耗以找到负载损粍超标的其正原因,然后对绕纰进行
在整个绕纯的累计足以使交压器负载损耗急?增调整,直至负载损耗符合要求。
大,而且由辐向油磁沿绕组轴向分布极度不均,这都
图1分別给出了180MVA/220kV变压器中
将造成绕组端部线饼涡流损耗过分集中,使线併局压一高压运行1~17各分接时负载损耗利直流电阻
部升陡増,甚至将危及変压器长期安全运行
损耗,其中分接1为最正分接、分接9为额定分接、
随着漏磁场有限元分析软件的深入应用,我们分接17为最负分接。图中负载损耗为实际各分接试
发现湘磁场分布图显示的磁感应分布实际上与磁势验值,直流电阻损耗为实际各分接绕组直流电肚测
分布有显著差別。传统经验公式计算方法所带来的试后的计算、折算值,负载损耗和直流也阻损耗差值
误差已不能被接受。利用滷磁场分析软件进行计算,即为附加损耗,附加损耗包括绕纽涡流损耗和结构
并经多台产品试验验证,发现由不平衡安峘及边界件、油箱等杂散损耗两部分。从图1可以看出,从分
条件所共同決定的辐向漏磁在绕绌中造成的辐向涡接1~17,附加损耗近似兰线性減小,分接1附加损
流损耗是惊人的。
耗最大,分接17附加损耗最小。
为分析附加损耗,先来分析变压器湘磁分布。在
2实例分
万数据
此利用有限元湘磁场软件针刈中压、高压绕组绕制
第41卷
表1中高各分接的负载损耗、短路阻抗比较
分接阻损耗W渌流损耗W杂散损耗负损耗短路阻抗
600
位「中「高「中
分接1
226.0779.03169.08175.79737.0714.1
450
(最正
400
緊350
分接9
(、187.101242.8816264145.11121536592613.1
200
分接1
150
34.9547.89134.2870.52681.74126
(最负
50
0
23458。2B45る
107.75kW,分接1涡流损耗为79.03-69.08=
高压分接
148.11kW。为何会有如此大的变化,下面进行滿磁
图1中圧高压各分接的负载损耗(75"℃)
场分析
1.附加损耗2.苴流电损耗3.负载损耗
图3为180MVA变压器中压一高压分接1~17
来输入实际数据进行计算。
绕组涡流损耗与杂散损耗。该绕组涡流损耗为漏磁
经验公式假设磁力线为纯轴向,并H磁力线在场软件计算值,杂散损耗为负载损耗与直流电阻损
绕组端部终止。这两个假设导致通常采用公式计算耗、涡流扱耗差值。山图3各分接比较得,从分接1
短路阻抗不准确
到17,涡流损耗和杂散损耗都减小,炳者减小趋势
图2为18OMVA变压器中压一高压各分接短不同。在分接1不似绕纰流损耗最大,而H杂散损
路阻抗试验值亏漏磁场软件计算位的对比。在各分耗也最大:在分接17不仅绕组涡流损耗最小,而且
接1~17,漏磁场软件短路抗计算与试验値误差在杂散损耗也最小。不论是涡流贵耗述是杂散损耗,它
2%范围内,短路阻抗计算值误差较小。变压器短路们都足由漏磁所引起,分接1漏磁敏大,分接17漏
阻抗人小是由滿磁场决定的,因此利用滿场软件磁最小。
进行分析是可行的。
14.2
140
13
.130
813.6
E
110
cEr谢
13,0
t2
12.6
1234567891011121314151617
12.4
1234567891011121314151617
高压分接
图3中-高压各分接的绕纽涡流与杂散损耗(计算值)
高压分接
1.满流损耗2.杂散损耗
图2中広高压各分接的短路阻抗(75℃,50Hz)
在变压器漏磁场中,影响变压器辐向漏磁的因
1.分按1~-17试验值2.分接1~17计算值
素何个:一个是变压器绕不半衡安匝,另ー个是
利用满磁场软件计算分接1、9、17渴流损耗(见出变压器铁心柱、上下供轭和汕箱所形成的边界条
表1)。其中直流电阻损耗为实际各分接绕组直流电件
H测试计算、洲度折算值,涡流损粍为漏磁场软件计
由变压器结构参数所确定的计算场域大体不
算值,负载损粍为实际各分接负载损耗试验位,杂散变,而変压器沿轴向不半衡安匝在设计时可以灵活
损耗为负载损耗与直流电阻损耗、涡流损耗的差值
调整。能个使影啊辐向漏磁的这炳个因素有利配合,
从表1看出,中压、高压绕组自身涡流损耗在分从而获得最佳变压器辐向浦磁分布,这是研究的核
接1、9、17变化很大,分接17满流损耗为47.89+心问题。180MVA/220kV变压器中压一高压绕组分
34.28=8?-ガ而分接