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　　囹習電力變壓器設計與計算（16）劉傳彝，侯世勇，許長華（山東達馳電氣有限公司，山東成武274200）-16單相單框鐵心3.8變壓器的勵磁電流如果變壓器在空載試驗時，加在變壓器端子上的電壓與負載運行的電壓相等，則變壓器負載時的勵磁損耗和勵磁電流分別與空載損耗和空載電流相近似，所以變壓器的全部勵磁特性參數(shù)可由空載試驗來確定。

　　變壓器的空載電流包括有功分量和無功分量。

　　有功分量是正弦波，其大小幾乎只取決于鐵損，故稱有功分量為鐵損電流。因為由勵磁電流產(chǎn)生的銅損小得可以忽略不計，空載電流的功率因數(shù)一般為0.15~0.2.空載電流無功分量是由一次繞組中產(chǎn)生的等于外施電壓的感應電勢所必須磁通所決定的，它純用于變壓器勵磁故稱為勵磁電流，它是空載電流主要部分。

　　在額定電壓下，大容量變壓器的空載電流約占額定電流的1~2，而小容量變壓器可達10.3.8.1空載電流有功分量空載電流有功分量取決于變壓器的空載損耗，如果以額定電流的百分數(shù)表示，則空載電流有功分量為：一額定電流，A相數(shù)一相電壓，V一空載損耗，W一額定容量，kVA空載電流無功分量空載電流無功分量計算方法是這樣考慮的，將鐵心分為鐵心柱、鐵軛及接縫幾部分，分別算出其勵磁功率。然后以總的勵磁功率而求得。下面由全電流定律來推導該公式。

　　以-16單相單框鐵心為例，由全電流定律：式變?yōu)?Wi，則i=HL，用于-16磁路，即有：姨2W在實際計算中，不必去找；i，由硅鋼片的B-H曲線或性能表上，從Bc、By即可查到相應的Hc、Hy，而氣隙的磁密執(zhí)=B.，將上列公式稍加變形：姨Tw Bc??柱磁密，T By??軛磁密，T B8??間隙磁密，T隨鐵心的材質(zhì)不同而有所不同，對冷軋硅鋼片為25~50.磁滯損耗無準確計算公式，其經(jīng)驗公式為：Bm??磁密峰值，TG鐵心重量，kg這一公式可用電磁感應定律和全電流定律進行推導。

　　由閉合磁路全電流定律：u??相電勢，V空載時，電阻損耗可以忽略，損耗主要部分為鐵如果定義一個叫做勵磁伏安的量Qx，對單相變損中的磁滯損耗，所以：19鐵心中的磁滯損耗在整個空載損耗中所占比重lhgHouse.Allrigh-173硅鋼片中渦流nki.net u中到：cql8，VA對于m相變壓器：mu屯勵磁的無功功率Qx，對應組成空載電流的勵磁分量用標么值百分數(shù)表示時：后空載電流表達式：3.8.3空載電流工程計算對于大型變壓器，空載電流一般采用經(jīng)驗公式計算，即在總的鐵重乘以單位重量勵磁功率基礎上乘一個系數(shù)，即：K2取決于鐵心結構和工藝加工情況。

　　空載電流是一個很重要參數(shù)，在國家標準中已有規(guī)定，空載電流標準值可以在GB6451.1~5中查出。

　　3.9變壓器的空載損耗變壓器空載損耗由磁滯損耗、渦流損耗和附加損耗組成，即：為：所以系數(shù)a1與鐵心磁導系數(shù)/x和密度Y有關。

　　3.9.2渦流損耗根據(jù)電磁感應定律原理，交變磁通在硅鋼片內(nèi)產(chǎn)生感應電勢。在這個電勢作用下，產(chǎn)生電流e，由焦耳定律得到：這部分損耗稱為渦流損耗。在-17中，因為bd，矩形回路的總長度可近似為2b，其寬度為2x，根據(jù)法拉弟定律得到感應電勢：壓器的空載損耗。上述由于設計結構及加工等原因所引起的附加損耗，引入一個附加系數(shù)K1. Ki??附加系數(shù)，Ki的大小與各工廠工藝情況有關，表3-6為可選用的工藝系數(shù)表3-6附加系數(shù)Ki值（供）鐵心直徑/mm準在這個狹小的回路中，可以忽略磁的集膚效應，認為磁密分布是均的，這樣在單位時間內(nèi)的能量損耗為：d桂鋼片厚度，mm K??勵磁電流波形系數(shù)由式3-13可見，渦流損耗是與硅鋼片厚度平方成正比的，減小硅鋼片厚度，能使渦流損耗降低，但厚度減小后，引起疊片因數(shù)降低，沖剪和疊裝工時增多。

　　3.9.3鐵心附加損耗鐵心附加損耗Pst的大小主要由以下三個因素決定：材質(zhì)特性：如硅鋼片的方向特性、加工劣化特性及絕緣膜的特性等。

　　設計結構：如心柱鐵軛是否沖孔，角部接縫形狀（對接、搭接、多級搭接），鐵心整體緊固結構等。

　　工藝加工：如沖剪加工的尺寸精度和毛刺大小、硅鋼片在搬運和疊裝過程中輕拿輕放以及疊裝質(zhì)量等。

　　應該注意，鐵心的磁滯損耗和渦流損耗是由硅鋼片廠決定的，而鐵心附加損耗是由變壓器制造廠決定的。因此，變壓器制造廠應十分重視降低附加損耗。

　　3.9.4空載損耗的工程計算通過上面分析可見，對于某一給定的硅鋼片而言，在一定頻率下，每單位重的損耗主要取決于磁通密度，知道了鐵心重量及磁通密度后，即可以算出變3.10鐵心結構強度計算鐵心本體以及與繞組組成的器身都必須形成一個堅強的整體結構才能承受在制造、運輸和運行過程中可能承受的作用力，為此，必須分析計算鐵心上各結構件的強度。

　　鐵心結構件受到作用力可以分為三種：長期作用力，如心柱和鐵軛的夾緊力，壓縮繞組的反作用力。

　　較短時間的作用力，如起吊運輸時的作用力。

　　瞬時作用力，如突發(fā)短路時的作用力。

　　考慮到各結構件受力狀況不同，目前在結構件設計中選定的許用應力為：長期受力結構件，取=147MPa；瞬時受力的結構件，取=196MPa.在上述不同狀況時，允許用的剪切應力為，取變壓器鐵心除心柱部分的緊固已廣泛采用玻璃粘帶綁扎之外，其他結構件仍大多由甲類鋼材制成，這種材質(zhì)的機械強度保證值為：應該承認，各種結構件受力狀況十分復雜的，不可能作很的分析和計算。在工程上允許而且必須作適當?shù)暮喕?，但簡化的分析和計算應抓住主要問題，且有理論根據(jù)，并應該經(jīng)過實踐的驗證。

　　下面的一些分析和計算，主要是針對我國目前廣泛采用的無孔綁扎、拉板的夾緊結構。

　　這種結構上下夾件靠拉板固定，夾件兩端放置側(cè)梁，鐵軛的綁扎方式內(nèi)側(cè)采用半干性玻璃粘帶制成的拉帶綁，外側(cè)綁扎借助于墊腳和上梁，鐵心的夾緊結構就成為一個框架結構。

　　（待續(xù)）