浅析大容量变压器漏磁屏蔽措施.pdf

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1、科技论坛·73·浅析大容量变压器漏磁屏蔽措施李晓星(特变电工股份有限公司标准化处，辽宁沈阳110000)摘要：总结分析大容量变压器漏磁产生原因以及对变压器的影响，为今后设计大容量变压器处理因漏磁引起的不良效果提供参考依据。关键词：漏磁场分布；大电流引线；线圈磁场；抑制线圈漏磁通1概述随着我国电力系统装机容量向超高压、大容量方向发展，超高压变压器的研究和探索除了尤为重要的电气绝缘性能外，处理好大容量变压器漏磁屏蔽问题也越来越被研究者们所重视。目前，在超高压变压器电气绝缘方面的研究，国内外已有上百年的历史，解决了许多实际问题；但对于漏磁方面的研究却相对甚少

2、。变压器漏磁模型必须按产品l：1比例制作才能反应真实情况，专门制作一个模型进行漏磁研究似乎得不偿失，因此大容量变压器漏磁方面的研究，尚处于理论计算验证研究阶段，虽然在计算工具方面市面上有大量商业软件辅助计算，但是计算结果预期可控性较低。本文通过分析漏磁产生的原因，总结事故经验，为今后大容量变压器解决漏磁影响提供分析和参考依据。2漏磁场分布特点2．1大电流引线感应的漏磁场2．1．1理论依据。a．大电流引线感应的漏磁场分布，是以载流导体为中心向外扩散的圆，距离载流导体越近磁场强度越强，距离导体远到一定程度，近似认为磁场不存在。b．相位角相差120的三相等值

3、电流或相位角相差180的两相等值电流合成磁场为零。2．1．2削弱大电流引线引起的漏磁场强度的措施。大电流引线感应的漏磁场在变压器上的主要表现形式是：产生大的涡流损耗，造成局部过热。a．变压器内部三相引线呈等边三角形布置，三相引线外围合成磁势为零，引线两两之间围成区域的磁势却呈叠加趋势，需引起特别重视并应采取有效的屏蔽措施。b．对于三相变压器，当套管引出电流超过10000A时，低压升高座应采用三相一体结构，防止单相升高座壁感应较大的涡流，造成局部过热。c．合理布置变压器引线走向，使引线合成磁势最小，例如单相产品中将方向相反的引线尽可能低近距离布置，仅留机

4、械和散热尺寸，可大大降低大电流引线感应电流造成的影响。d．单相大容量变压器首尾两套管间漏磁叠加，需采取屏蔽等处理措施，避免此处产生大的感应电流，造成局部过热，损耗增加。2．2线圈漏磁场分布特点2．2．1理论依据。a．线圈漏磁场磁力线分布。线圈漏磁场磁力线在变压器中通过气隙、夹件、油箱、铁心等形成封闭的曲线。b．漏磁场分布遵循能量守恒定律。采取铜屏蔽或磁屏蔽措施并不是减小漏磁通，而是利用材料的导磁率大小改善漏磁通经过的路径。2．2．2抑制线圈漏磁的措施。线圈漏磁场沿线圈、油箱、夹件等钢结构件通过铁心闭合，在钢结构件中感应电流，产生涡流损耗，使变压器负载损

5、耗增加，感应电流还会引起局部过热。抑制线圈漏磁通在钢结构件中的通量，主要通过设置磁屏蔽和利用铜屏蔽这两个途径，达到减少漏磁通危害的目的。a．夹件磁屏蔽结构。①单相变压器结构。采用板式结构的夹件磁屏蔽。结构特点分析：该结构的磁屏蔽，由于磁力线垂直进入较大硅钢片平面，此平面会感应较大的涡流，将阻碍漏磁更多地进入；当变压器容量继续增加时，线圈漏磁通量随着增大，磁屏蔽深度饱和，此时再增加磁屏蔽厚度，因漏磁通透入深度有限，引磁效果不明显，仅靠增加磁屏蔽厚度在容量增加到一定程度时，磁屏蔽的屏蔽效果已不再有效。另外，板式磁屏蔽安装、固定复杂，高电压产品中距离线圈端部

6、较远，屏蔽效果不佳，研制新结构磁屏蔽是大容量变压器技术发展的必然需求。②三相变压器。采用通长结构的夹件磁屏蔽。结构特点分析：该结构的磁屏蔽，磁力线垂直进入硅钢片薄面上，片间的感应电流不会形成环流，只要增加硅钢片高度，就能有效疏导磁通；磁屏蔽将相间最大漏磁贯通，漏磁疏导过程无断路、气隙，屏蔽效果良好。缺点：该磁屏蔽安装时悬空夹持在线圈上方，占用空间大，距离线圈端部较远，线圈出头引线操作困难。③“L”型磁屏蔽。顾名思义“∥型磁屏蔽，断面形状类似字母“L”。“L”型磁屏蔽安装、制作简单，占用空间小，紧贴夹件，可有效防止漏磁在夹件上产生涡流。当线圈辐向较大想进

7、一步降低结构件中的损耗，可增加油箱磁屏蔽，共同防护漏磁的负面影响。“L”型结构的磁屏蔽目前适应于各种类型的产品。b．夹件铜屏蔽。涉及到抑制夹件等钢结构件中的漏磁，除了距离大电流引线较近的部位，其他部位不用设铜屏蔽。2．3油箱屏蔽2．3．1油箱磁屏蔽。油箱磁屏蔽主要用来疏导线圈漏磁，减小漏磁在油箱上的感应电流，从而减小杂散损耗，避免油箱局部过热。一般用于以下场合：油箱温升要求较低；(最内与最外线圈)短路阻抗较大，容量较大，负载损耗较低的产品。2．3．2油箱铜屏蔽。油箱铜屏蔽主要应用在大电流引线附件，或结构上不宜设磁屏蔽作为磁屏蔽一种补充，主要有两种情况：

8、一、抑制大电流引线感应磁场的铜屏蔽。利用铜屏蔽优良的导电性能和较低的导磁率，将感应电流传导到范