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[摘 要 ]电抗器损耗的大小对其在电网中的安全运行起到了至关重要的作用。本文主要通过分析具体案例，研究并联三相电抗器漏磁对损耗的影响。
[关键词]三相电抗器;损耗;漏磁
[中图分类号]TM471;TM15 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–000–02
[Abstract]The loss of reactor plays an important role in the safe operation of power grid. This paper mainly studies the influence of magnetic flux leakage on the loss of shunt three-phase reactor by analyzing specific cases.
[Keywords]three phase reactor; loss; magnetic flux leakage
隨着我国特高压电网的建设与发展，三相电抗器越来越多的应用到特高压电网中。并接与电力系统中的并联电抗器，用于吸收系统中的容性无功功率、限制过电压，起到稳定和保护电力系统的作用，是电力系统中不可缺少的电气设备。这就要求电抗器在出厂试验时的损耗控制要十分严格，而对于附加损耗的严格控制，可以减少电抗器在实际运行中由于漏磁通引起的局部过热和震动。基于此，对三相电抗器的漏磁对损耗的影响进行分析。
1 三相电抗器损耗及测量
电抗器总损耗包括铜损耗、铁损和杂散损耗。铜损耗——绕组内产生的损耗，包括电阻损耗、绕组内的涡流损耗。铁损——铁心内产生的损耗，包括磁滞损耗、涡流损耗、边缘磁通产生的涡流损耗;杂散损耗——主要是漏磁通在铁心夹件、油箱等结构件中产生的损耗。
铁损和杂散损耗损耗从测量上无法分开，铁损和杂散损耗之和是总损耗与电阻损耗之差。
损耗指的是在额定频率和参考温度下以额定电流运行时的损耗。三相电抗器的损耗测量应在三相励磁下进行。对于低损耗三相电抗器来说，单个相的损耗测量值可能不相等或某一相为负值，总损耗为三相损耗值的算术和。对有零序磁通屏蔽的三相电抗器，损耗测量可以在单相励磁下进行，在此情况下必须对低压下单相和三相测量值进行比较，并选择合适的校正系数。
通常不方便将铁损和杂散损耗校正到参考温度，因此，通常假定铁损和杂散损耗与温度无关，这样假定通常会使参考温度下的损耗略高于实际损耗。
2 电抗器主磁通和漏磁通
铁心电抗器中的磁通在铁心硅钢片所规定路径流通，即沿铁心柱（包括铁心饼之间的气隙）—上铁轭—旁轭—下铁轭—铁心柱闭合的磁通是主磁通。总磁通除主磁通外的其他部分称为漏磁通，实际上大部分漏磁通将在油箱、夹件等金属结构件中流通，因而会产生部分漏磁损耗。
漏磁损耗的主要表现为：漏磁会在交变磁力作用下使铁心产生机械振动，发出电磁噪声和机械噪声;当漏感电势不平衡而结构上又不能有效遏制环流时，就会产生环流损耗;漏磁在金属结构件中产生漏磁损耗;漏磁在绕组中产生涡流损耗。由此可以看出电抗器中的漏磁通，对电抗器的安全运行影响较大，因此在电抗器制造过程中要严格控制漏磁通的大小。
要降低这些损耗，就要对细节进行科学有效的计算和设计，尽量精准的模拟漏磁通的分布情况，合理的在油箱四壁设置磁屏蔽，合理的选择紧固件的材质、形状和尺寸。
3 案例分析
两台三相并联电抗器在进行电抗和损耗测量时，出现损耗比设计值偏大10 %的情况。在此，进行多种试验对引起这一现象的原因进行分析研究。
3.1 产品性能数据
3.2 电抗测量和损耗测量
针对以上两台产品出现的问题，进行多次验证试验，以验证是主磁通问题还是漏磁通问题。
测量铜油温差：施加三相对称额定电压，连续加电1h后测量（未稳定）绕组热电阻，以验证绕组是否存在匝间过热现象。通过计算得出结果如表3所示。
通过以上测量结果分析可知：（测量误差忽略不计）各相绕组温度偏差不大，线油温差也在合理范围内，说明绕组中无局部过热现象，造成总体损耗偏大的原因不是主要损耗铜损引起的，所以不是主磁通造成的总损耗偏大。
（1）施加三相对称电压，测量电抗器损耗，额定电压持续1h，每10min记录一次数据如表4所示。
通过第一个试验说明，总体损耗偏大不是主磁通造成的，第二个试验再次验证了此观点。两次试验均验证了三相电抗器总体损耗偏大不是主磁通的问题。
电抗器损耗由几部分组成：铁损和杂散损耗损耗从测量上无法分开，铁损和杂散损耗之和是总损耗与电阻损耗之差。杂散损耗不能直接测得，但是两次试验均证明不是主磁通问题，那么可以认为是漏磁通在油箱结构件中引起的杂散损耗造成的整体损耗偏大。在后续产品处理中，着重处理油箱磁屏蔽等问题，最终两台产品试验合格。
4 结论
由此案例可以看出，漏磁对电抗器影响很大，但又不能直接测出，只能通过确定主磁通损耗无明显变化来确定漏磁损耗的大小。漏磁通又对电抗器的振动、声级影响较大，影响电抗器的正常运行寿命。所以，在电抗器的生产过程中，一定要加强对漏磁的控制。
参考文献
[1] 胡启凡.变压器试验技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2] 周开涛.基于Ansoft的空心电抗器工频磁场干扰屏蔽分析[D].山东大学，2015.
[3] 季娟.空心电抗器工频磁场计算及改善磁场分布的研究[D].重庆：重庆大学，2009.
[4] 刘忠君.高阻抗电抗器三维涡流场分析与损耗计算[D].沈阳：沈阳工业大学，2012.
[5] 陈哲，戴涛，吴健生，等.500 kV变频串联谐振系统空心电抗器的外部涡流损耗分析[J].水电能源科学，2019（10）：22-25.
[关键词]三相电抗器;损耗;漏磁
[中图分类号]TM471;TM15 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）07–000–02
[Abstract]The loss of reactor plays an important role in the safe operation of power grid. This paper mainly studies the influence of magnetic flux leakage on the loss of shunt three-phase reactor by analyzing specific cases.
[Keywords]three phase reactor; loss; magnetic flux leakage
隨着我国特高压电网的建设与发展，三相电抗器越来越多的应用到特高压电网中。并接与电力系统中的并联电抗器，用于吸收系统中的容性无功功率、限制过电压，起到稳定和保护电力系统的作用，是电力系统中不可缺少的电气设备。这就要求电抗器在出厂试验时的损耗控制要十分严格，而对于附加损耗的严格控制，可以减少电抗器在实际运行中由于漏磁通引起的局部过热和震动。基于此，对三相电抗器的漏磁对损耗的影响进行分析。
1 三相电抗器损耗及测量
电抗器总损耗包括铜损耗、铁损和杂散损耗。铜损耗——绕组内产生的损耗，包括电阻损耗、绕组内的涡流损耗。铁损——铁心内产生的损耗，包括磁滞损耗、涡流损耗、边缘磁通产生的涡流损耗;杂散损耗——主要是漏磁通在铁心夹件、油箱等结构件中产生的损耗。
铁损和杂散损耗损耗从测量上无法分开，铁损和杂散损耗之和是总损耗与电阻损耗之差。
损耗指的是在额定频率和参考温度下以额定电流运行时的损耗。三相电抗器的损耗测量应在三相励磁下进行。对于低损耗三相电抗器来说，单个相的损耗测量值可能不相等或某一相为负值，总损耗为三相损耗值的算术和。对有零序磁通屏蔽的三相电抗器，损耗测量可以在单相励磁下进行，在此情况下必须对低压下单相和三相测量值进行比较，并选择合适的校正系数。
通常不方便将铁损和杂散损耗校正到参考温度，因此，通常假定铁损和杂散损耗与温度无关，这样假定通常会使参考温度下的损耗略高于实际损耗。
2 电抗器主磁通和漏磁通
铁心电抗器中的磁通在铁心硅钢片所规定路径流通，即沿铁心柱（包括铁心饼之间的气隙）—上铁轭—旁轭—下铁轭—铁心柱闭合的磁通是主磁通。总磁通除主磁通外的其他部分称为漏磁通，实际上大部分漏磁通将在油箱、夹件等金属结构件中流通，因而会产生部分漏磁损耗。
漏磁损耗的主要表现为：漏磁会在交变磁力作用下使铁心产生机械振动，发出电磁噪声和机械噪声;当漏感电势不平衡而结构上又不能有效遏制环流时，就会产生环流损耗;漏磁在金属结构件中产生漏磁损耗;漏磁在绕组中产生涡流损耗。由此可以看出电抗器中的漏磁通，对电抗器的安全运行影响较大，因此在电抗器制造过程中要严格控制漏磁通的大小。
要降低这些损耗，就要对细节进行科学有效的计算和设计，尽量精准的模拟漏磁通的分布情况，合理的在油箱四壁设置磁屏蔽，合理的选择紧固件的材质、形状和尺寸。
3 案例分析
两台三相并联电抗器在进行电抗和损耗测量时，出现损耗比设计值偏大10 %的情况。在此，进行多种试验对引起这一现象的原因进行分析研究。
3.1 产品性能数据
3.2 电抗测量和损耗测量
针对以上两台产品出现的问题，进行多次验证试验，以验证是主磁通问题还是漏磁通问题。
测量铜油温差：施加三相对称额定电压，连续加电1h后测量（未稳定）绕组热电阻，以验证绕组是否存在匝间过热现象。通过计算得出结果如表3所示。
通过以上测量结果分析可知：（测量误差忽略不计）各相绕组温度偏差不大，线油温差也在合理范围内，说明绕组中无局部过热现象，造成总体损耗偏大的原因不是主要损耗铜损引起的，所以不是主磁通造成的总损耗偏大。
（1）施加三相对称电压，测量电抗器损耗，额定电压持续1h，每10min记录一次数据如表4所示。
通过第一个试验说明，总体损耗偏大不是主磁通造成的，第二个试验再次验证了此观点。两次试验均验证了三相电抗器总体损耗偏大不是主磁通的问题。
电抗器损耗由几部分组成：铁损和杂散损耗损耗从测量上无法分开，铁损和杂散损耗之和是总损耗与电阻损耗之差。杂散损耗不能直接测得，但是两次试验均证明不是主磁通问题，那么可以认为是漏磁通在油箱结构件中引起的杂散损耗造成的整体损耗偏大。在后续产品处理中，着重处理油箱磁屏蔽等问题，最终两台产品试验合格。
4 结论
由此案例可以看出，漏磁对电抗器影响很大，但又不能直接测出，只能通过确定主磁通损耗无明显变化来确定漏磁损耗的大小。漏磁通又对电抗器的振动、声级影响较大，影响电抗器的正常运行寿命。所以，在电抗器的生产过程中，一定要加强对漏磁的控制。
参考文献
[1] 胡启凡.变压器试验技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2] 周开涛.基于Ansoft的空心电抗器工频磁场干扰屏蔽分析[D].山东大学，2015.
[3] 季娟.空心电抗器工频磁场计算及改善磁场分布的研究[D].重庆：重庆大学，2009.
[4] 刘忠君.高阻抗电抗器三维涡流场分析与损耗计算[D].沈阳：沈阳工业大学，2012.
[5] 陈哲，戴涛，吴健生，等.500 kV变频串联谐振系统空心电抗器的外部涡流损耗分析[J].水电能源科学，2019（10）：22-25.