【正文】 置不同而不同, 靠近主漏磁空道的導(dǎo)線所承受的電動(dòng)力最大。外繞組電動(dòng)力分布的情況如圖1 所示。 外繞組的幾何尺寸與電動(dòng)力分布曲線 軸向電動(dòng)力軸向電動(dòng)力由兩部分組成, 一部分是由漏磁場的端部彎曲而呈現(xiàn)出的橫向分量與短路電流相互作用產(chǎn)生的軸向力, 稱為軸向內(nèi)力。其作用方向?qū)?nèi)外繞組均是壓應(yīng)力, 力圖使繞組高度降低。軸向內(nèi)力在繞組的兩端端部具有最大值, 在繞組高度中心處減小到零, 兩端所受的軸向內(nèi)力大小相等, 方向相反。軸向內(nèi)力將使繞組的線匝向豎直方向彎曲并壓縮線端間的墊塊處。由于端部漏磁場畸變等原因,往往最大的彎曲力產(chǎn)生在位于繞組端部的線段, 但最大的壓縮力則出現(xiàn)在位于繞組高度中心的墊塊。試驗(yàn)表明, 大約60 %～ 70 % 的變壓器漏磁通與內(nèi)繞組相交鏈, 而僅有30 %～ 40 % 的漏磁通與外繞組交鏈, 所以作用在內(nèi)繞組的軸向內(nèi)力約為外繞組的2 倍, 此即變壓器損壞多半是低壓繞組的緣故。軸向電動(dòng)力的另一部分是由于一對內(nèi)、外繞組磁勢不均勻(安匝不平衡) 而導(dǎo)致的橫向漏磁場與短路電流作用所產(chǎn)生的軸向力, 一般稱為軸向外力。軸向外力的作用與橫向漏磁通的方向有關(guān), 在一對內(nèi)、外繞組上產(chǎn)生的作用力大小相同、方向相反?？梢娎@組上承受的軸向力為軸向內(nèi)力與軸向外力的矢量和。繞組短路時(shí)電動(dòng)力的三種典型矢量關(guān)系如圖2 所示。圖2 中a 為高壓與低壓繞組電抗高度相等(安匝平衡) 。 b 為在一繞組中, 繞組兩端較短(安匝不平衡) 。 c 為在一繞組中, 缺少一部分(安匝不平衡)。圖2 繞組短路時(shí)電動(dòng)力的三種典型矢量關(guān)系流經(jīng)變壓器繞組中的電流從首端到末端可視為一個(gè)等效的軸向電流矢量。等效軸向電流與橫向漏磁場相互作用產(chǎn)生周向電動(dòng)力。周向電動(dòng)力使繞組中的線段產(chǎn)生圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)分析可知, 周向電動(dòng)力在繞組端部的作用方向是使繞組出頭回彈。周向電動(dòng)力作用在大電流的螺旋式低壓繞組且在多個(gè)電流并行流過的螺旋式高壓調(diào)壓繞組上更為明顯。 提高變壓器抗短路能力的方法與措施通過對變壓器繞組承受的三種短路電動(dòng)力及其作用情況的分析, 針對目前變壓器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝, 須在電磁計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面采取相應(yīng)措施, 以提高變壓器的抗短路能力。 電磁計(jì)算方面一臺產(chǎn)品運(yùn)行的可靠與否, 其設(shè)計(jì)計(jì)算是關(guān)鍵,合理選擇參數(shù)至關(guān)重要。（1）合理選擇撐條數(shù)。在繞組溫升和制造工藝允許的前提下, 盡量增加撐條數(shù)量, 以增加線圈支撐面和支撐點(diǎn)。（2）合理選擇導(dǎo)線及其寬厚比。導(dǎo)線選的太厚,繞組渦流損耗太大。 導(dǎo)線選的太薄, 繞組機(jī)械強(qiáng)度太差。 且不可為了減小繞組渦流損耗一味減小導(dǎo)線厚度, 導(dǎo)線寬厚比要適宜。在保證產(chǎn)品性能的前提下, 導(dǎo)線要適當(dāng)選厚一點(diǎn), 以提高導(dǎo)線抗彎強(qiáng)度, 也有利于導(dǎo)線受力時(shí)穩(wěn)固。選擇導(dǎo)線一定要綜合考慮,不可顧此失彼。對大型變壓器用換位導(dǎo)線的情況, 需采用半硬導(dǎo)線或自粘換位導(dǎo)線。（3）仔細(xì)調(diào)整各分區(qū)安匝, 認(rèn)真計(jì)算電動(dòng)力。在電磁計(jì)算中仔細(xì)進(jìn)行安匝平衡計(jì)算是非常重要的一環(huán)。要使各分區(qū)安匝達(dá)到絕對平衡很難實(shí)現(xiàn), 但努力使各分接下的不平衡安匝減小到最小值則可以做到。要減小短路電動(dòng)力首先必須減小繞組的不平衡安匝。因此要認(rèn)真調(diào)整各分區(qū)安匝, 分區(qū)安匝要兼顧每個(gè)分接, 對全部分接整體優(yōu)化, 使各分接下不平衡安匝都盡可能小。嚴(yán)格控制導(dǎo)線應(yīng)力和短路軸向力, 使之在允許的取值范圍內(nèi)。（4）嚴(yán)格控制繞組輻向裕度及高度偏差。繞組計(jì)算時(shí)要根據(jù)繞組形式以及選用的導(dǎo)線等嚴(yán)格掌握輻向裕度, 有時(shí)甚至可以取消輻向裕度, 確保線餅繞緊繞實(shí)。同相繞組高度偏差要嚴(yán)格控制, 以保證分區(qū)安匝平衡。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是提高變壓器抗短路能力的保障。要提高變壓器的抗短路能力應(yīng)從以下幾方面對變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和完善。（1）鐵心部分。鐵心是整個(gè)器身的骨架, 變壓器所承受的短路電動(dòng)力最終要作用到鐵心上, 在短路電動(dòng)力的沖擊下, 鐵心不可發(fā)生位移, 如果鐵心骨架產(chǎn)生局部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和變形, 將導(dǎo)致繞組失穩(wěn)變形而損壞。采用框架結(jié)構(gòu)是一種較有效的辦法, 具體做法是夾件兩端采用側(cè)梁結(jié)構(gòu), 改變傳統(tǒng)的拉螺桿或方鐵結(jié)構(gòu)。 上鐵軛加頂梁。側(cè)梁、頂梁與夾件間要靠緊無間隙, 各部件間采用無間隙配合和互鎖結(jié)構(gòu), 使鐵心夾緊成為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。拉帶由于環(huán)氧玻璃粘帶的材質(zhì)原因, 從機(jī)械強(qiáng)度方面考慮, 大型變壓器應(yīng)采用鋼拉帶。 鐵軛采用D 形截面, 增加支撐面。（2）繞組是產(chǎn)生電動(dòng)力也是直接承受電動(dòng)力的結(jié)構(gòu)部件。變壓器的損壞大都是繞組損壞, 保證繞組在短路時(shí)的動(dòng)熱穩(wěn)定是關(guān)鍵。針對繞組在短路時(shí)的受力情況, 繞組在各個(gè)方面都必須有牢固的支撐。具體做法是: 內(nèi)繞組內(nèi)側(cè)設(shè)置硬絕緣筒, 所有繞組均設(shè)置外撐條, 并保證外撐條可靠地壓在線段上。對螺旋式繞組首末端均應(yīng)拉平一匝以減少端部漏磁場畸變, 從而減小軸向短路電動(dòng)力。為防止其在周向電動(dòng)力作用下繞組反彈, 繞組出頭應(yīng)采取特殊措施固定牢。換位處采用適形墊塊墊實(shí), 以保證繞組穩(wěn)定性。（3）器身絕緣是電動(dòng)力傳遞的中介, 要保證電動(dòng)力作用時(shí)各方向均有牢固的支撐和減小相關(guān)部件受力時(shí)的壓強(qiáng), 在設(shè)計(jì)時(shí)采用整體套裝結(jié)構(gòu), 內(nèi)繞組硬絕緣筒與鐵心柱間增設(shè)調(diào)節(jié)紙筒, 保證硬紙筒緊緊套在鐵心柱上。硬紙筒與鐵心柱間隙處用撐板(棍) 將紙筒撐緊, 以保證內(nèi)繞組上承受的輻向電動(dòng)力均勻傳遞到鐵心柱上。合理選擇壓釘數(shù)量、且合理布置壓釘位置。加大壓釘與壓板的接觸面積, 以減小壓釘作用到壓板上的壓強(qiáng)及壓板的剪切力。相間上鐵軛與壓板間增加墊塊壓緊壓板, 使壓板受力均勻。第八章 總結(jié)非晶合金變壓器由于非晶材料的特殊性能，擁有比傳統(tǒng)變壓器低很多的空載損耗和空載電流，但同時(shí)非晶合金變壓器在噪音、機(jī)械強(qiáng)度、抗短路能力等方面的缺點(diǎn)又阻礙它的推廣，如果能解決這些問題，推廣非晶合金變壓器的使用，對于節(jié)約能源，響應(yīng)國家的節(jié)能降耗政策是一個(gè)很好的辦法。因此，本文通過對變壓器的分類和特點(diǎn)的比較，選取了非晶合金材料鐵心、環(huán)氧樹脂澆注型繞組的干式變壓器作為研究方向。對于非晶合金干式節(jié)能變壓器的一些重要設(shè)計(jì)思路陳述如下：（1）非晶合金鐵心的截面為矩形，所以把繞組設(shè)計(jì)撐圓角矩形，從而提高導(dǎo)線的利用率。（2）考慮導(dǎo)鐵心受力、鐵心強(qiáng)度、鐵心和繞組的夾緊結(jié)構(gòu)等各位因素的影響，因此采用了搭接式的鐵心結(jié)構(gòu)。（3）為了降低漏抗壓降，改善電流質(zhì)量，讓奇次諧波能相互抵消，所以把非晶合金變壓器的鐵心總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成三相五柱式。（4）由于非晶材料對力的靈敏度高，空載損耗會(huì)隨著壓力的增大而增加，為了減少繞組和器身對鐵心的壓力，非晶合金變壓器不以鐵心為主支承結(jié)構(gòu)件，繞組的壓緊自成體系。（5）非晶合金變壓器的噪聲比硅鋼片鐵心變壓器高，這是它的主要缺點(diǎn)之一，為了更好的解決這個(gè)問題，對鐵心密度參數(shù)和鐵心夾緊程度要特殊處理，同時(shí)再采用一些其他方面的措施來降低噪音。（6）由于非晶合金變壓器鐵心采用三相五柱式結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用Yyn0聯(lián)結(jié)時(shí)，三相不平衡負(fù)載電流會(huì)造成三相電壓的嚴(yán)重失衡，因此聯(lián)結(jié)組要采用Dyn11型，以減少諧波對電網(wǎng)的影響和改善供電質(zhì)量。 由于本文只是對非晶合金干式節(jié)能變壓器設(shè)計(jì)，并沒有制造出實(shí)物，因此對于變壓器的幾個(gè)重要電磁參數(shù)——空載電流、空載損耗和壓降等，只能通過公式來敘述，所以在本文中沒有對以上幾個(gè)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測試方法進(jìn)行討論。 因?yàn)椴荒苤圃斐鰧?shí)物樣品，所以本文只是理論上對非晶合金干式技能變壓器進(jìn)行研究，其中的很多設(shè)計(jì)思路最終還得通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證和改進(jìn)，因此離最終完成設(shè)計(jì)還有很長一段路要走。參考文獻(xiàn)[1] 楊中地，武穎，非晶合金變壓器，變壓器，2007年，第44卷，第7期，第1頁。[2] 劉燕，黎劍鋒，蔡定國，非晶合金干式變壓器的特點(diǎn)及性能分析，電氣制造，2007年，第4期，第48頁。[3] 劉燕，唐金權(quán)，張建軍，非晶合金干式變壓器幾個(gè)關(guān)鍵問題，變壓器，2007年，第44卷，第6期，第7頁。[4] 楊中地，非晶合金變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算，電氣制造，2007年，第11期，第60頁。[5] 王文光，非晶合金鐵心配電變壓器，電氣時(shí)代，2006年，第11期，第88頁。[6] 虞興邦，姜在秀，韓濤，非晶合金鐵心組合式變壓器噪聲的降低，噪聲與振動(dòng)控制，2002年，第2期，第45頁。[7] 曹慶波，非晶合金在變壓器中的應(yīng)用，電氣時(shí)代，2007年，第9期，第92頁。[8] 劉煥，淺談非晶合金鐵心變壓器，變壓器，2007年，第44卷，第4期，第15頁。[9] 李健靚，盧志超，李德仁，張亮，周少雄，非晶態(tài)合金及其在配電變壓器中的應(yīng)用進(jìn)展，科技導(dǎo)報(bào)，2007年，第25卷，第20期，第71頁。[10] 吳健，環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器繞組的機(jī)械強(qiáng)度及提高抗短路能力的措施，電氣制造，2007年，第1期，第47頁。[11] 李洪春，提高變壓器抗短路能力的方法，變壓器，2006年，第43卷，第8期，第1頁。[12] 沈黎明，提高變壓器抗短路能力的方法，西北電力技術(shù)，2003年，第6期，第48頁。[13] 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