變壓器的漏磁場強度分布基本與繞組、引線的電流大小成正比。求解得到連接引線后繞組和引線的實際電流密度分布,就能得到更真實的變壓器漏磁場分布。漏磁通穿過結構件時,形成結構件損耗,損耗的大小與漏磁場分布、強弱、構件形狀與尺寸等因素有關。若要準確計算結構件和箔繞繞組的損耗,則需基于繞組和引線結構的復合漏磁場進行電磁仿真分析。
作為研究對象的非晶立體卷變壓器,型號為SBH25—M—2500/10,冷卻方式為油浸式自然對流冷卻(oil natural air natural, ONAN),聯結組標號為Dyn11。該變壓器的主要參數見表1。
基于變壓器的初始結構構建仿真模型,進行變壓器的負載損耗仿真計算。該模型包含引線結構,考慮了由繞組和引線引起的復合漏磁場的影響,忽略了絕緣件及油箱散熱片等損耗較小的零部件。
模型中的高壓繞組被簡化為一個圓筒,設置繞組匝數為390匝;低壓繞組和引線按照實際尺寸、匝數(銅箔并繞厚度為3.5mm)進行建模。建立的基于復合漏磁場的變壓器仿真模型如圖1所示。
該變壓器電流較大,高壓繞組導線為銅線,低壓繞組由銅箔繞成。由于變壓器負載損耗試驗以75℃為參考溫度,因此將銅材的體電導率設置為75℃時的參數。鐵心材料為非晶合金。上夾件、下夾件為304不銹鋼材料,箱蓋上設置304不銹鋼隔磁板,箱蓋其余部分及油箱材料為Q235A鋼板。
變壓器進行負載損耗試驗時,將變壓器一側繞組短接,使繞組中通過的電流為額定電流,這時另一側繞組的電壓為阻抗電壓。
仿真時,通過外電路給高壓側繞組施加阻抗電壓(阻抗比5.16%),并設置高壓側繞組的直流電阻;低壓側在低壓套管的銅棒端部通過銅排短接。低壓側繞組的電流通過磁場能量交換自動感應獲得。 |