变压器的分段气隙

上传者:  admin   日期: 2024-07-05   点击数: 90



在《变压器的气隙》一文中,我们介绍了气隙的作用:使铁芯不完全接触,从而改变磁路结构,导致磁回路阻抗增加,延长回磁时间,以实现能量储存、增大抗饱和电流的目的。


近几年,光伏、充电桩、汽车等新能源产品持续火爆,大功率产品日益增加,要求变压器的过电流能力也越来越强。这意味着变压的抗饱和电流越来越大,要求的气隙也越来越深。为了避免气隙集中发热,分段气隙成了很多大功率变压器的不二选择。

其基本原理是:变压器气隙的存在,边缘磁通效应会导致绕组上感应涡流,进而引起靠近气隙处的绕组发热,导致温升过高。分段隙,则可以有效减少漏感,降低气隙的边缘磁通效应,从而避免集中发热。注:边缘磁通效应是指有效磁通在气隙中建立时,磁通在气隙的边缘趋于向外凸出,导致气隙的有效面积增加,从而使得气隙的磁通密度增加。这种效应,被称为边缘磁通效应。边缘磁通效应与气隙的长度成正比,如果气隙的长度增加,边缘磁通效应也会更加明显。

目前,分段气隙主要采用分段绝缘片(环氧板)对变压器铁芯进行分隔,形成若干个短小的气隙,使得变压器铁芯被分割成若干铁芯,以达到气隙分段的目的。谈到这里,不免有个问题:什么情况下需要将气隙分段?气隙分段数量是不是越多越好?一般而言,如果变压器的气隙深度大于3mm,则必须要进行气隙分段;部分散热条件比较差的变压器,隙深度大于2mm,就可以采用分段气隙。分段气隙深度控制在0.5~1mm为。如果分段气隙过浅,则会导致隙分段数量过多,绝缘片(环氧板)与铁芯的数量比较多,需要多位置点胶粘接,导致烘烤过程中胶体受热膨胀不可控。磁芯容易歪斜,组装难度大,感量不好控制。

如果气隙过深,变压器将会集中发热,达不到气隙分段的目的。和集中气隙相比,温升改善不明显。变压器通过分段气隙,有利于改善磁芯的漏磁,减小饱和磁通密度,降低磁芯损耗,从而达到避免集中发热,降低变压器的温升,提升变压器效率的目的。