四、環(huán)流損耗的計算
輻向并聯(lián)的多根導(dǎo)線需要進(jìn)行換位,換位的基本原則:一是換位后每根并聯(lián)導(dǎo)線的長度盡可能相等;二是換位后每根并聯(lián)導(dǎo)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(jù)繞組的導(dǎo)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(dǎo)線的不完全換位為例,推導(dǎo)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(jìn)行推導(dǎo)計算。圖6所示為有載調(diào)容變壓器低壓繞組輻向3根并聯(lián)導(dǎo)線的不完全換位方式。繞組沿輻向3根導(dǎo)線并聯(lián),并在每層中間位置進(jìn)行一次如圖6(a)所示的不完全換位。
由圖6可知,導(dǎo)線1和導(dǎo)線3在漏磁場中的位置完全相同,則導(dǎo)線1和導(dǎo)線3的漏電勢相等;因此,只需要分析導(dǎo)線1(或?qū)Ь€3)與導(dǎo)線2之間的漏電勢差值即可。首先,計算第一層導(dǎo)線換位位置上部導(dǎo)線1與導(dǎo)線2的漏磁鏈差值,計算過程如下。
2、計算結(jié)果分析
通過分析圖7所示等效電路圖可知,導(dǎo)線2中的環(huán)路電流是導(dǎo)線1(或?qū)Ь€3)的2倍,導(dǎo)線2中的環(huán)流損耗是導(dǎo)線1(或?qū)Ь€3)的4倍,上述不完全換位方式不僅會產(chǎn)生繞組的環(huán)流損耗,還有可能造成導(dǎo)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(dǎo)線間的循環(huán)電流很小或接近于零,因此由循環(huán)電流產(chǎn)生的附加損耗也很??;二是各并聯(lián)導(dǎo)線的溫升接近。此外,變壓器的導(dǎo)線尺寸受工藝、絕緣和繞組尺寸的限制,在一定范圍內(nèi),渦流損耗與導(dǎo)線厚度的平方成正比,為了減小渦流損耗,常采用并聯(lián)導(dǎo)線。采用并聯(lián)導(dǎo)線就必須進(jìn)行換位,但是換位次數(shù)增多會使繞制工藝復(fù)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(yīng)增多。因此,在設(shè)計有載調(diào)容變壓器繞組時,導(dǎo)線尺寸和換位方式的選擇需均衡考慮。