开关变压器损耗分析及干燥法

在设计开关电源开始时，根据输出功率、输出电压和输出电压调节范围、输入电压、环境条件等因素，参照同类样机，给出一个可能达到的效率，由此得到总允许损耗值。再将总损耗分配到各损耗部件，得到变压器的允许损耗。

变压器损耗使得线圈和磁芯温度提高，线圈中心靠近磁芯表面温度最高，此最大“热点”限制了变压器的温升。根据公式温升△T（℃）等于变压器热阻Rth（℃/W）乘以功率损耗P（W）。在一般工业产品中，民用环境温度最高为40℃。变压器内部最高温度受磁芯和绝缘材料限制，如果采用铁氧体与A或E级绝缘，变压器温升一般定为40—50℃温升。其内部热点温度为100℃。如果温升过高，应当采用较大尺寸的磁芯。如果要求较小的体积，应当采用合金磁芯和高绝缘等级的绝缘材料，允许较高温升，但使效率降低。

变压器损耗分为磁芯损耗和线圈损耗，很难精确预计。磁芯损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。线圈损耗包括直流损耗和高频损耗。引起变压器温升主要是稳态损耗，而不是瞬态损耗。新安装变压器可以通过以下几个方面来判断是否需要进行干燥处理；变压器运输过程中油位在油标的规定范围之内。至少在油位中应能看到油位。保证运输过程中绕组和分接开关不会漏出油外。变压器油化验结果，油中应无水分；变压器油绝缘强度试验符合规程规定值。变压器绝缘电阻测试值不低于出厂时的70%。

变压器干燥应根据绝缘的受潮情况和现场具体条件，采用热油循环、热风干燥、涡流干燥、零序电流加热并抽真空等方法。变压器干燥应保持较高的温度和真空度。不带油干燥利用油箱加热时，线圈的最高温度不得超过95℃箱壁温度不宜超过110℃，箱底温度不宜超过100℃带油干燥时，上层油温不得超过85℃。热风干燥时，进风口温度不得超过100℃。升温速度以10—15℃/h为宜。要防止火星进入油箱，进风口设空气滤过器和减速挡风板。

干燥时抽真空可加速干燥过程，提高干燥效果。如果不抽真空，水在100℃时才蒸汽蒸发，因此，一定要加热到100℃才能达到干燥的目的。但过高的温度对绕组的绝缘不利。如将油箱内抽真空，使压力降到50.7kPa，则80℃时水就汽化。如压力降到40.5kPa，则75℃时汽化。真空度越高，水分汽化越快。但是抽真空时，箱壁受内外压力差的作用可能变形。因此，在抽真空过程中，必须随时注意变压器邮箱有无变形，要求油箱局部凹陷的尺寸不得超过油箱壁厚的两倍。

一般35~110kV电力变压器的油箱能承受50.7kPa的压力。如果顶盖上有真空加强铁，则油箱内的压力可降低到20.3~30.4kPa。66~110kV、20000kVA及以上的变压器极限允许真空度为0.035MPa（残压）。在干燥过程中，如果变压器绕组的绝缘电阻保持6h不变（对220kV及以上变压器持续12h不变），如属真空干燥，真空管路冷却器在这一时间内也无凝结水析出，则认为干燥已经完成。

在干燥完成后，变压器即可以10~15℃/h的速度降温（真空仍保持不变）。对于无油干燥，当器身温度下降至55℃左右时应将预先准备的合格变压器油加温，使与器身温度基本接近（油温略低，但温差不超过5~10℃），在真空状态下将油注入油箱内。注油后继续保持抽真空4h以上。在变压器干燥过程中，要做好防止绕组过热烧损和防止火灾等措施。