四、環(huán)流損耗的計算
輻向并聯(lián)的多根導線需要進行換位,換位的基本原則:一是換位后每根并聯(lián)導線的長度盡可能相等;二是換位后每根并聯(lián)導線所處漏磁場中的位置盡可能相同。若換位方式能滿足兩條原則,即視為完全換位,此時繞組的環(huán)流損耗很小,可以忽略;如果是不完全換位,則需要根據繞組的導線排列和換位方式計算環(huán)流損耗的大小。
1、不完全換位的環(huán)流損耗計算
不完全換位的方式有很多種,本文中筆者以輻向3根并聯(lián)導線的不完全換位為例,推導出繞組環(huán)流損耗的計算方法,其他不完全換位方式可參照此方法進行推導計算。圖6所示為有載調容變壓器低壓繞組輻向3根并聯(lián)導線的不完全換位方式。繞組沿輻向3根導線并聯(lián),并在每層中間位置進行一次如圖6(a)所示的不完全換位。
由圖6可知,導線1和導線3在漏磁場中的位置完全相同,則導線1和導線3的漏電勢相等;因此,只需要分析導線1(或導線3)與導線2之間的漏電勢差值即可。首先,計算第一層導線換位位置上部導線1與導線2的漏磁鏈差值,計算過程如下。
2、計算結果分析
通過分析圖7所示等效電路圖可知,導線2中的環(huán)路電流是導線1(或導線3)的2倍,導線2中的環(huán)流損耗是導線1(或導線3)的4倍,上述不完全換位方式不僅會產生繞組的環(huán)流損耗,還有可能造成導線2的局部溫升過熱。
完全換位有兩方面的好處:一是各并聯(lián)導線間的循環(huán)電流很小或接近于零,因此由循環(huán)電流產生的附加損耗也很小;二是各并聯(lián)導線的溫升接近。此外,變壓器的導線尺寸受工藝、絕緣和繞組尺寸的限制,在一定范圍內,渦流損耗與導線厚度的平方成正比,為了減小渦流損耗,常采用并聯(lián)導線。采用并聯(lián)導線就必須進行換位,但是換位次數增多會使繞制工藝復雜,而且由于換位造成的繞組凸凹不平和電場集中處也會相應增多。因此,在設計有載調容變壓器繞組時,導線尺寸和換位方式的選擇需均衡考慮。