[空载]电压降低装置

《电气工程名词》第一版。

1998年经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

通过对空载损耗的分析，铁芯的磁滞损耗和涡流损耗主要是由硅钢片生产企业决定的，附加损耗是由变压器制造企业决定的。铁芯磁通密度是影响变压器铁芯空载损耗的重要参数，因此，要降低空载损耗，在铁芯有效截面不变的前提下，必须使铁芯各个部分的磁通密度分布趋于均匀，降低铁芯拐角处局部磁通密度。

1.交错接缝改为三阶接缝

由于变压器铁芯硅钢片接缝存在间隙，磁通经过接缝处磁阻突然增大，磁通只好绕开接缝间隙，穿过片间进入相邻叠片，从而局部磁路加大，且穿越片间磁阻增大，同时也使相邻叠片局部磁密增大，导致空载损耗与励磁容量增大。

变压器铁芯接缝级数越多，接缝区的局部损耗越低，但是局部损耗的降低幅度越小，而铁芯叠片种数、硅钢片剪切和铁芯叠装工时及铁芯叠片的工艺难度将随着接缝级数的增加而增加。

在实用上，考虑到随着级数的增加，硅钢片剪切和铁芯叠装工时都相应增加，叠片工艺性变坏。考虑如果采用三级接缝，选用合适的片型，芯柱只增加一种片型，工艺复杂程度稍有增加而磁性能又明显改善。铁芯三级接缝就是由三种型式叠片轮流叠成。根据冶金电修企业的工艺水平及接缝处磁性能数据，采用三级接缝是改善交错接缝铁芯的较理想选择。

以S9- 800/10和S9- 1000/10电力变压器为例，同种变压器采用相同的设计方案、结构和材料，铁芯采用不同的搭接方式，其中800kVA4台采用交错接缝3台采用三级接缝，1000kVA2台采用交错接缝3台采用三级接缝。

通过试验数据，可以得出在铁芯柱截面不变的情况下，三级接缝比交错接缝空载损耗平均下降7%~8%左右。三级接缝只是芯柱增加一种片型，硅钢片的剪切和铁芯的叠装工时略有增加，但取得的成效是显著的。

2.减小铁芯搭接宽度，降低铁芯空载损耗

在铁芯叠片拐角处，芯柱片与横轭片接缝区搭接宽度的大小对变压器空载性能有一定的影响。搭接面积大，磁通穿过的区域便相应增大，从而造成空载损耗增大。根据铁芯模型试验得出，搭接面积每增加1%，45°接缝的空载损耗会增加0.3%。要降低空载损耗，必须研究在满足机械强度的前提下，选择空载损耗与机械强度都是最佳的搭接面积。

改变铁芯叠片塔接面积，减小铁芯中部分三角空穴的大小，降低三角空穴处的局部磁通密度，可以降低变压器空载损耗。我们公司配电变压器原来铁芯叠片出角为10mm，现已改为5mm，取得一定的降耗效果。铁芯叠片出角由10mm改为5mm，使铁芯拐角三角空穴处截面积增加，三角空穴处局部磁通密度必然降低。

3.合理选择铁芯片宽，减小铁芯角重，降低铁芯材料，降低空载损耗

铁芯的空载损耗与铁芯的单位铁损和铁芯的重量有关，而铁芯的角重又是铁芯重量的一部分，所以铁芯的角重不仅影响变压器的成本，而且直接影响变压器的空载损耗。

探讨铁芯片宽选择与铁芯角重变化规律的前提条件是：

（1）铁芯的级数必须相等。

（2）铁芯直径为D，铁芯的主级片宽按D减5mm或减10 mm来选择片形组合。由各级次的片宽和叠厚构成了不等的铁芯直径，两种铁芯最大一级差值控制在 0.3 mm 以下，即不能因为铁芯直径超差而影响绕组的套装。

（3）不同片形的铁芯有效截面积理论上相等。

这样做的目的可以保证选择相同的磁通密度，从而得到相同的单位铁损。

（4）铁芯柱截面的片宽和叠厚与铁芯轭截面必须一致。

在设计过程中，当确定了合适的铁芯直径后，选择主级铁芯的片宽时，建议选择片宽D减10mm的效果要优于D减5mm的效果，它的优点在于：

①各级片宽逐级递减；

②在保证铁芯有效截面积相等的情况下，铁芯的角重减少了；

③铁芯的高度降低10mm，油箱的整体高度也降低了10mm，变压器的用料也节省了 。

约定空载直流电压，指的是在无相位控制条件下，将直流电压、电流特性曲线由直流电流连续流通区延伸到延迟角为零电流处所得到的直流电压的平均值。

注：理想空载直流电压等于约定空载直流电压与变流装置空载电压降之和。2100433B

计算方法

当接上无穷大电阻时因为电源有内阻，设为R，则接上r的电阻时，电压为E*r/(r R)，当r无穷大时，r/(r R)=1，E即为空载电压