变压器空载损耗工艺系数的经验计算公式

1995年第10期　　　　　　　　　　　　变压器

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变压器空载损耗工艺系数的经验计算公式

李祥远　(郑州变压器厂)

变压器空载损耗工艺系数是一个与铁心加工工艺和铁心结构有关的系数。

1.加工工艺的影响

目前各厂采用的加工过程为纵剪——横剪——叠片,剪切毛刺一般均≤0.03mm,各部尺寸应符合质量要求。剩下唯一的就是剪切应力,使叠片晶格硬化而导致损耗增大的问题。实验证明,损耗增量与单位重量剪切长度成正比,也就是与剪切片宽成反比,或者说,损耗增量(标么值)与铁心直径成反比。

1

$P1=

D

式中　$P1——因剪切加工产生的损耗增量

D——铁心直径,mmK1——系数,取30,mm

铁心直径为30mm时损耗增量为1。2.铁心结构的影响

目前普遍采用的是斜接缝铁心。对于三相三柱式铁心,存在4个L拐角和两个T拐角,拐角部分有接缝。因此有接缝引起的局部磁密增大和磁通穿过片间而引起的损耗增大。另外,由于错缝区的存在,有横向磁通通过。对于T拐角,由于三相磁通在此交汇,横向磁通区域更有所增大,还有回旋磁通的影响,使这一区域磁密分布非常不匀。这些均导致损耗增加。笔者曾在《变压器空载附加损耗系数的估算与铁心接缝方式的合理选用》一文中(载于《华中工学院学报》1983年第二期)对由于横向磁通区的存在导致的损耗增量(标么值)推导为:

$P2=0.383D式中　D——铁心角比,D=

铁心角重,0.383取为0.6,则工艺系数可写为:

K=1+$P1+$P2

=1++0.6D

D

上式说明:变压器空载损耗工艺系数除了取决于铁心直径大小以外,还与铁心角比大小有关,铁心角比的大小直接反映了铁心拐角部分所占的比重。

显然,对同一铁心直径的变压器,如果铁心角比不同(或者说铁心重量不同),将有不同的工艺系数。如我厂生产的S7-800/10与S7-1000/35的铁心直径均为230mm,铁心角重相同,但铁心重量不同,则D值不同:S7-800/10的D=0.115,而S7-1000/35的D=0.097。因而工艺系数分别为1.205与1.194,两个数相差不大,但毕竟有区别。尤其对于大型变压器,随着铁心直径的增大,$P1愈来愈小,则$P2的相对影响就愈来愈大了。

5/7斜接缝铁心也是目前常用的一种铁心叠片形式。显然,由于T拐角有两道直接缝,横向磁通区增大。工艺系数可写为:

K=1++1.2D

D

对于每台变压器,均有一定的D、D值,因此就有一个确定的K值。这就大大方便了变压器计算。表1列出我厂S7系列工艺系数,表2列出一些不同型号产品的工艺系数,这些数据均为多年生产经验所验证。

3.结论

综上所述,变压器空载损耗工艺系数为一个大于1的数,K=1+$P1+$P2,$P1与铁心直径成反比。$P1随着容量和铁心直径D的增大而减小;而$P2与铁心角比成正比,铁心角

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表1　10kVS7系列工艺系数

容量(kVA)

30501002003155008001600

D(mm)95110130150170190220255

D0.1010.1110.1200.1180.1220.1250.1150.112

K(全斜)1.3771.340163031.2711.2491.2331.2051.185

K(5/7斜)1.4371.4061.3751.3421.3221.3081.2741.252

变压器　　　　　　　　　　　　1995年第10期

K值的是铁心直径;随着容量的增大,$P1迅速减小,而$P2就愈来愈占主要比重了。

这里要强调一下,上述公式是对于铁心不退火工艺而言的,如果退火处理,则$P1可降80%,则公式变为:

$P1=0.2×=DDK=1++0.6D

D

这对小型变压器,尤其是500kVA以下的变压器很有好处。例如,如果把S7-50/10的铁心进行退火处理,K值将由1.34降至1.121。增加一道退火工序,可使小型变压器空载损耗下降20%左右。

(收稿日期:1995-06-11)

表2　不同型号产品的工艺系数

产品型号S7-6300/35SF7-20000/35SFS7-31500/HCS7-3150/10S7-50/35

D(mm)370520620350110

D0.1250.1350.12390.1260.0858

K(全斜)1.1561.13871.1231.1621.324

K(5/7斜)1.23116221.1971.2371.375

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