1 引言

　　對電力變壓器的所有主要部件，今天幾乎都可以找到若干種較成熟的計算和設(shè)計方法。但是，多年來對大功率電力變壓器(有屏蔽，分路，上下磁通導(dǎo)板等)不活動的實芯鋼構(gòu)件和油箱壁中復(fù)雜的三維電磁現(xiàn)象，都是采用不充分的半經(jīng)驗法解決的。為了減少負(fù)載損耗和提高設(shè)備可靠性，給設(shè)計者在處理三維現(xiàn)象時帶來一些問題。其答案往往是直覺知識的實地應(yīng)用，而不是嚴(yán)密的數(shù)學(xué)處理。有限元法(三維FEM)的推廣應(yīng)用是一大進(jìn)步，但仍然存在一些問題。

　　特別是所謂上、下磁通導(dǎo)板(圖1)的作用及其對變壓器內(nèi)的雜散損耗及電動力的影響，乃是各種報告相矛盾的對象。在V·Darle1992年的文章指出，以疊片的分路形式結(jié)構(gòu)的這種導(dǎo)板，可以使雜散磁場變直，導(dǎo)向三相磁節(jié)點。磁節(jié)點是按照基爾霍夫磁路第一定律，來自三相中的每相的磁通、總數(shù)為零的節(jié)點：　Φu+Φv+Φw=0 (1)

　　 理論上它是對的，但由于不充分，這個結(jié)果有時候要打折扣。大概是因為變壓器的特性不同，與絕緣間隙、油箱壁的臨界距離、屏蔽系統(tǒng)等有關(guān)。因此，對三相變壓器，要求對整個結(jié)構(gòu)作全三維分析。用三維有限元件完成這種分析時，已證明太麻煩了。相反，借用等效磁阻法作三維模擬，結(jié)果就簡便得多。

　2 變壓器

　　本項研究的對象是240[MVA]對稱三相變壓器。表1和圖2中指出了它的主要特點。由于對稱，只模擬變壓器幾何結(jié)構(gòu)的四分之一部分。等效磁阻網(wǎng)絡(luò)法包括184個結(jié)點和528個支線(磁阻)。

　 3 分析

　　使用磁阻網(wǎng)絡(luò)模型(RNM)，三相變壓器漏磁場的基本模型就很簡單。在磁阻分析表達(dá)式和程序源碼的特定組元以內(nèi)，蘊含著一種完善的理論、復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)和很多物理現(xiàn)象(磁非線性，實心鐵芯電磁過程，趨膚效應(yīng)，渦流反應(yīng)，電磁和磁屏蔽，疊片鐵芯分路效應(yīng)，等等)。根據(jù)理論基礎(chǔ)，提出了下列方程：

距離值116和232mm稍小一些，從絕緣來看，也是不現(xiàn)實的;但是，為了證明損耗和這個距離范圍的磁場之間有密切的關(guān)系，還是特意選擇了這兩個值。ds3、ds4、ds6、ds7的安排結(jié)果揭示，在某些情況下磁通導(dǎo)板可以很有效地減少雜散損耗。這對設(shè)計低壓變壓器，例如電爐變壓器、調(diào)壓變壓器、隔離變壓器等，也會是有益的提示，這些變壓器可以采用小導(dǎo)板間隙。

　　根據(jù)本文給出的分析結(jié)果，可以對不同作者之間對漏磁通導(dǎo)板作用的互相矛盾的意見，給出一致定性的答案。有些情況下，與繞組間有小間隙的磁通導(dǎo)板，對抵消三相節(jié)點很有效。另一方面，間隙大，導(dǎo)板可能無效，甚至在油箱壁使雜散損耗有少量增加。用漏磁場結(jié)構(gòu)受變壓器其他尺寸的影響而發(fā)生的變化，可以解釋這種現(xiàn)象。