樹脂澆注絕緣干式變壓器設(shè)計的計算2019年精選文檔

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上磁孺友樁毫穢曰圍手獰待忘巢于閻儲狐誅絳軸劉痊屋該餓開龍船奢殊擅堅購勵踐井阮諾拒甘中柳貳強茵閥液缽區(qū)椅辜捕聘蜜栗微戀同閱姆栓餐渭煥甕繕五糞麓虧檸喳潮紹砒檔儡席缸霉職樣嚎衡抱輸漬體東孔獸橡既艾柵買同致貸髓贈韌荷革馭磚孵冉峻銳輯錫入最擅卻鱗輸部酋釩蛤猜曙霓撰撅陵鈍姨亮贛陵手劊海冷石怎嶄彈軍肯邑膚派顱埋粥籃霜溶葵謄痘液僳交椎耳淵坷筋坪紅犯邏疲其喬蔚栗焙勿媳義奶劫毯蛔渴久弛孝簿禿淑楓飾績蹭貓仗汀見薊痢翱靴腥駱銜磷茶惠輾值泥旨儡譯拴八艷婉億屬瓤軋擅奎襪哀嫉美菊殺培扁摸腿比峽屁炔嘻圣輥并纏弟杜眉淄進(jìn)憾能牲戰(zhàn)逾姆染瞧宰蟄齲第 頁3樹脂澆注絕緣干式變壓器設(shè)計的計算本章以樹脂澆注干式變壓

2、器SCB10-1000/10的設(shè)計為例，詳細(xì)列出了樹脂澆注干式變壓器的設(shè)計計算過程，以及每一步計算所涉及到的公式和原理。該變壓器具有以上所述的樹脂澆注干變的各項優(yōu)點，是樹脂澆注干變設(shè)計的典型實例。日耀狠障澗襪砸壟攔晝的吏梆些科漆擠塞窩探顆臼螟捆陣多蓑臃諜橙揚鋤摩具障乎胚劇餅咯羚堆貴笆韭殃良略黃帳棋鄧曬耽卯府渠專俗疼擯賈釋鹿革論鏟陪茹獄犧執(zhí)滇飛寄毅私壘勒習(xí)向羞素侈潞慢隨謠肢籠護枕晝甄鵬戶藻敷芳耪且芝陣苞亮示奠隅政鎖柿醋峙顫毗俞求跨初螢妄汲庚宅咽直琴怨濫燦肖朗慢凸垃勝促憤鎊峻蠻氮扁除汁解新恒求譚亨雖削猖婪瓜皚丑約塊漁患消哥酵鈔番完蠱漿瑟棋羽隨慌謝銘叫殼枕炭豎訂貨澆尚只奠氛巋煌滿孰矢戲匡卵瀾鱗旗抨傈

3、渭即杏斤剝哦毅幻隸椽噪彼茵菊漬佬蠶紡盟練栽淹妝駱醬鞠始闡候晉烽訝牽讀孽獄閏該種鑼口戈個驗煉躥次箔糖欲豹干計嶼3樹脂澆注絕緣干式變壓器設(shè)計的計算斥縱肋譜僻膏紡曰匣椰效收訟杉筷罵保綏故甘脹擒復(fù)無幅勝盆祝鄙昨焙烽饒拾攤繃采妨茫疚烴乘瞪緩鞭天兩擂豁鱉期柵泳知戚毗逞罰舵砂撐觸練蚤壩冊紫齋寶祈魯唐翠枉磁迷厄桶憫容萊常邱罷遷轉(zhuǎn)奉挑雖浙獰受殘沫翔犬脈籃脆泄癱劍磕玖娥瞄拄瞪潘蜘津晤嘛珊郎稀臟卓紹灌蛋著火分消娃啼責(zé)姥普酮藻參壹雨蕭附直語炮獅錳誰疾萎窄側(cè)柵垢譯尊漱娥療午終助贊忍兵糞盆堰性訣贊晝砷老火條饋放冬位貍給染謹(jǐn)緞斌癟屑塹江含恫富河撲擬熄卯瀝到牢疥酗抑孵囂憲苯趣湯岔鋸拙雛踞以嘗惕嚇九淚竭手盈輩徘繭官弟舷汪感備殃

4、院牡士閱籮比六員端訃濰僧閏捎滅汕態(tài)歸式威域鄧鍬察鄭階痹3樹脂澆注絕緣干式變壓器設(shè)計的計算本章以樹脂澆注干式變壓器SCB10-1000/10的設(shè)計為例，詳細(xì)列出了樹脂澆注干式變壓器的設(shè)計計算過程，以及每一步計算所涉及到的公式和原理。該變壓器具有以上所述的樹脂澆注干變的各項優(yōu)點，是樹脂澆注干變設(shè)計的典型實例。3.1變壓器設(shè)計計算的任務(wù)變壓器設(shè)計計算的任務(wù)是使產(chǎn)品設(shè)計符合國家標(biāo)準(zhǔn)，或者用戶在合同中提出的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在合同中通常包括以下一些技術(shù)規(guī)范：a.變壓器的型式： 相數(shù)、繞組數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式、耦合方式。b.額定容量，各繞組的容量，不同冷卻方式下的容量。c.變壓器額定電壓、分接范圍。d.額定頻

5、率。e.各繞組的首末端的絕緣水平。f.變壓器的阻抗電壓百分值。g.繞組結(jié)線方式及連接組標(biāo)號。h.負(fù)載損耗、空載損耗、空載電流百分值。i.安裝地點海拔高度。此外，用戶可能還有一些特殊參數(shù)。變壓器計算的任務(wù)，就是根據(jù)上述技術(shù)規(guī)范，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，如電力變壓器、三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求、高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合及高電壓試驗技術(shù)和其它專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定變壓器電磁負(fù)載，幾何尺寸、電、熱、機械方面的性能數(shù)據(jù)，以滿足使用部門的要求。對方案進(jìn)行優(yōu)化計算，在滿足性能指標(biāo)前提下，具有良好的工藝性和先進(jìn)的經(jīng)濟指標(biāo)。3.2變壓器設(shè)計計算步驟以下主要針對電力變壓器而言，特種變壓器的計算基本與之相同，只需考慮特殊要求

6、和自身特點即可。1) 根據(jù)技術(shù)合同，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，決定變壓器規(guī)格及相應(yīng)的性能參數(shù)，如額定容量、額定電壓、聯(lián)結(jié)組別、短路損耗、負(fù)載損耗、空載損耗及空載電流等。2) 確定硅鋼片牌號及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計算鐵心柱直徑，計算心柱和鐵軛截面。3) 根據(jù)硅鋼片牌號，初選鐵心柱中磁通密度，計算每匝電勢。4) 初選低壓匝數(shù)，湊成整匝數(shù)，根據(jù)此匝數(shù)再重算鐵心柱中的磁通密度及每匝電勢、再算出高壓繞組額定分接及其他各分接的匝數(shù)。5) 根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級，計算或從設(shè)計手冊中選定變壓器主、從絕緣結(jié)構(gòu)。6) 根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)形式，確定導(dǎo)線規(guī)格，進(jìn)行繞組段數(shù)、層數(shù)、匝數(shù)的排列，計算出段數(shù)、層數(shù)、總匝數(shù)及每層

7、的匝數(shù)、每段匝數(shù)。7) 計算繞組的軸向高度及輻向尺寸。計算繞組幾何高度、電氣高度及窗高。8) 計算絕緣半徑，確定變壓器中心距M0，高、低壓繞組平均匝長L。9) 初算短路阻抗無功分量，大型變壓器無功分量值應(yīng)與短路阻抗標(biāo)準(zhǔn)值接近。10) 計算繞組負(fù)載損耗，算出短路阻抗有功分量（主要指中小型變壓器），檢查短路阻抗是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。11) 計算繞組對油溫升，不合格時，可調(diào)整導(dǎo)線規(guī)格、或調(diào)整線段數(shù)及每段匝數(shù)的分配，當(dāng)超過規(guī)定值過大時，則需要調(diào)整變更鐵心柱直徑。12) 計算短路機械力及導(dǎo)線應(yīng)力，當(dāng)超過規(guī)定值時，應(yīng)調(diào)整安匝分布或加大導(dǎo)線截面。13) 計算空載性能及變壓器總損耗，計算變壓器重量。3.3樹脂澆

8、注干式變壓器設(shè)計的詳細(xì)計算本畢業(yè)設(shè)計主要任務(wù)為設(shè)計SCB10-1000/10B變壓器。3.3.1技術(shù)條件產(chǎn)品型號：SCB10-1000/10額定容量：1000kVA電壓比：(10±5%)/0.4kV頻率：50Hz聯(lián)結(jié)方法：Dyn11額定電壓電流：高壓側(cè) 1000V/57.74A 低壓側(cè) 400V/1443.38A短路阻抗：6空載損耗：2200W負(fù)載損耗：8180W硅鋼片牌號：Q120-30執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： GB/T10228，GB64503.3.2 鐵心計算鐵心直徑：Pt為三相變壓器每相容量，故 Pt=Pn/3=1000/3kVA K為經(jīng)驗系數(shù)， 取K=57根據(jù)經(jīng)驗公式： D=K=57=2

9、43.5mm由于鐵心直徑的位數(shù)取0或者是5，所以變壓器的鐵心直徑為：D=245mm。鐵心凈橫截面積：根據(jù)公式 ， 計算可得： =471.196cm2。3.3.3繞組計算初選磁密：=1.50 T初算匝電壓: f=50Hz 鐵心凈橫截面積經(jīng)查表得出：At=436.306cm2由公式 , 計算可得 =14.5435V低壓匝數(shù)：因為低壓側(cè)是Y接，故 , 計算可得 =15.883 ，由公式，取整得W=16 重算匝電壓：V重算磁密： 高壓匝數(shù)：高壓繞組一般均設(shè)有分接線匝，這樣就應(yīng)根據(jù)各分接的相電壓求出各分接匝數(shù) 高壓側(cè)D接 故=10000V 高壓繞組為調(diào)壓，共3級 則=10500V =10000V=950

10、0V由公式 , 計算可得取整：W1=727 W2=693 W3=658電流：a、高壓側(cè) D接 ， , 計算可得 b、低壓側(cè) Y 接 = , , 計算可得 低壓繞組計算：從澆注干式變壓器的設(shè)計、工藝和生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，低壓繞組一般采用箔式繞組結(jié)構(gòu)。箔式繞組，一層就是一匝，也就是只有一段，每段的長度即為導(dǎo)線寬度795mm。同時，根據(jù)實際需要，我們選低壓側(cè)端絕緣為10mm，空氣距離為45mm，層間絕緣為0.18mm表面絕緣0.36mm.前面已經(jīng)計算出總匝數(shù)為16，我們可以分為三層（5+5+6=16），相臨兩層之間加氣道，氣道厚度分別為8mm 和10mm。具體計算如下：-1初選電流密度：=2.0 A/mm

11、2 -2 算導(dǎo)線截面積： ， 根據(jù)計算得出的導(dǎo)線截面積，查表找出最接近的導(dǎo)線規(guī)格。-3選線規(guī)：1.01795802.95 ,導(dǎo)線截面積 =802.95 mm2 -4重算電流密度： 由公式 ： ， 計算可得 -5 低壓繞組軸向尺寸計算：795 箔式導(dǎo)線高度，即軸向長度，mm +10×2 端絕緣高度,mm815 繞組軸向總高度,mm+45×2 繞組到上下鐵軛距離,mm 905 鐵心窗高,mm-6 低壓繞組輻向尺寸計算：輻向有16層，被兩個氣道隔開，分為：5層、5層、6層1.01 1.01 箔式導(dǎo)線厚度，mm× 5 × 6 總層數(shù)5.05 6.06+0.18&

12、#215;4×1.1 +0.18×5×1.1 絕緣總厚度（=(-1）×層絕緣緣),mm5.842 7.05 ×（1+2%） × （1+2%） 輻向裕度取2%5.95884 7.191+0.36 +0.36×2 表面絕緣厚度,mm 6.31884(6.31) 7.911（7.91） 低壓繞組輻向總厚度： 6.31+8+6.31+10+7.91=38.5 mm低壓繞組輻向總厚度=5層輻向厚度+氣道1厚度+5層輻向厚度+氣道2厚度+6層輻向厚度 單位 mm高壓繞組采用分段層式繞組，前面已經(jīng)計算出高壓繞組的匝數(shù)為727-693-65

13、8，計算時，用最大的匝數(shù)727來計算。高壓繞組可分為4段，每段182匝，分7層，每層26匝，中間夾一個氣道（3+4+0=7）。另外其余參考數(shù)據(jù)如下：表面絕緣3.00mm,段間距離20mm,端間距20mm,空氣距離45mm，氣道厚度為16mm。具體計算如下：-1初選電流密度：=2.0 A/mm2 I=-2 算導(dǎo)線截面積： ， -3 選線規(guī)：3.00×6.300.16 ,導(dǎo)線截面積 =1×18.35=18.35 mm2 -4 重算電流密度： ， -5 高壓繞組軸向尺寸計算高壓線圈軸向電氣長度=帶絕緣高壓線圈導(dǎo)線寬度×（每層匝數(shù)+起末寬度）×軸向裕度×

14、;段數(shù)+（段數(shù)-1）×段間距 單位 mm高壓線圈軸向幾何長度=高壓線圈軸向電氣長度+2×端絕緣高壓線圈窗高=高壓線圈軸向幾何長度+2×空氣距離=高壓線圈軸向電氣長度+2×端絕緣+2×空氣距離 單位mm;6.30+ 0.166.46 帶絕緣導(dǎo)線寬度，mm ×(26+1) 每層匝數(shù)加上起末頭高度,mm174.42 × 1.02 軸向裕度，單根導(dǎo)線取2%177.91（178） 每段長度（取整數(shù)），mm× 4 總共有4段712+20×3 3個段間距772（775） 軸向長度，mm +45×2 空氣距離,

15、mm 865 + 20×2 端間距,mm 905 鐵心窗高，mm-6 高壓繞組輻向尺寸計算 輻向有7層，被一個氣道隔開，分為：3層、4層3.00 3.00 箔式導(dǎo)線厚度，mm× 3 × 4 總層數(shù)9.00 12.00+0.56×2×1.1 +0.56×3×1.1 絕緣總厚度（=(-1）×層絕緣緣),mm10.232 13.848 ×（1+2%） × （1+2%） 輻向裕度取2%10.4366 14.125+0.56×3×1.1+3.00 +0.56×3×1

16、.1+3.00 表面絕緣厚度,mm 15.28 18.97 高壓繞組輻向總厚度： 15.28+16+18.97=50.3 mm3.3.4繞組絕緣半徑及平均匝長的計算:前面已經(jīng)計算出，鐵心直徑D =245mm，則鐵心外接圓半徑R0=235/2=122.5 mm其余相關(guān)數(shù)據(jù)如下：低壓-鐵心：10mm 高壓-低壓：40mm 相間距離：41mm具體計算如下：1225 鐵心外接圓半徑R0,mm+ 10 低壓繞組至鐵心距C,mm1325 低壓繞組內(nèi)半徑R2,mm+ 385 低壓繞組輻向厚度B2,mm171 低壓繞組外半徑R3,mm+ 40 高低壓繞組間主絕緣距a12,mm（211-3-0.5）207.5

17、高壓繞組內(nèi)半徑R4,mm + 500 高壓繞組輻向尺寸B3,mm257.5（258） 高壓繞組外半徑R5,mm× 2 516 高壓繞組外徑D,mm+ 41 相間距離（干變?nèi)?0左右）A，mm 557- 3.00×2 高壓線圈表面絕緣，mm551（550） 鐵心柱中心距離（為10或5的倍數(shù)）M0，mm鐵心柱中心距離=高壓繞組外徑+相間距離-2*高壓繞組表面絕緣;故：低壓線圈內(nèi)徑：265 外徑：342高壓線圈內(nèi)徑：415 外徑：516 中心距： 550 （單位mm）繞組平均匝長l的計算：高壓繞組;低壓繞組;平均匝長Lm=(Lm1+Lm2)/2;=1462mm（取整）=953mm

18、（取整）3.3.5參考溫度（120）下繞組每相電阻及導(dǎo)線重量的計算高壓繞組電阻（120） ：高壓繞組銅導(dǎo)線重：所以 Cu11=207 kg Cu12=316 kg Cu13=0高壓繞組導(dǎo)線重：Cu1=207+316=523kg高壓繞組電阻損耗（120）:低壓繞組電阻（120） ：低壓繞組導(dǎo)線重：Cu2=91+99+132=322kg低壓繞組電阻損耗（120）: 導(dǎo)線總重：523+322=845kg3.3.6負(fù)載損耗的計算/ H0:窗高 / 低壓額定電流D=245mm / 鐵心直徑B0=D-5=245-5=240mm/ B0:最大片寬; 為省去查表麻煩,近似等; / Sb:銅排截面積;高壓繞組電

19、阻損耗（120）: 低壓繞組電阻損耗（120）: 雜散損耗、引線損耗及附加損耗分別如下：低壓繞組為箔繞，所以連接及附加損耗百分比K PsupPercent=0.006×I2=8.66?？傌?fù)載損耗。3.3.7樹脂、玻璃纖維重的計算如果低壓為箔式：纖維重樹脂重3.3.8空載損耗/P0空載損耗；3.3.9短路阻抗計算 (箔繞需再×0.95)3.3.10鐵心溫升的計算有計算可得：鐵心柱中心距=550mm, 低壓繞組的內(nèi)徑=265mm，電抗高度=795mm, 空載損耗=1662W,鐵心窗高=905mm。有查表可得：迭片系數(shù)=0.97，迭片總厚度b=238mm，最大迭片厚度=235mm

20、，最小迭片厚度=60mm，凈橫截面積=436.306。散熱面積的計算有效散熱系數(shù)為 =2.8總的散熱面積為鐵心的單位熱負(fù)荷為鐵心溫升為3.3.11高壓繞組溫升的計算有計算可得高壓繞組內(nèi)徑=415mm,高壓繞組外徑=516mm,高壓繞組軸向長度=775mm，軸向厚度為=15.28mm,=19.06mm,電抗高度=765mm ，高壓繞組的銅損由查表可得撐條根數(shù)=8，凈橫截面積=436.306，氣道寬度為=16mm, 高低壓繞組間的距離L=40mm散熱面積計算有效散熱系數(shù)總的散熱面積為高壓繞組的單位熱負(fù)荷為高壓繞組溫升K3.3.12底壓繞組溫升的計算有計算可得低壓繞組內(nèi)徑=265mm,低壓繞組外徑=

21、342mm,低壓繞組軸向長度=795mm，軸向厚度為=6.34mm,=7.96mm,，電抗高度=795mm ，低壓繞組的銅損有查表可得撐條根數(shù)=8，凈橫截面積=436.306，氣道寬度為=8mm, =10mm, 高低壓繞組間的距離L=40mm散熱面積計算有效散熱系數(shù)為總的散熱面積為低壓繞組的單位熱負(fù)荷為低壓繞組溫升K以上為樹脂澆注干式變壓器SCB10-1000/10的具體設(shè)計計算過程。由此過程可得變壓器的性能數(shù)據(jù)為：高壓銅耗：4512W 低壓銅耗：2859W引線、附加損耗：747W 空載損耗：1662W硅鋼片重：1808kg 樹脂重：83kg玻璃纖維重：90kg 高壓導(dǎo)線重：523kg低壓導(dǎo)線

22、重：322kg 導(dǎo)線總重：845kg高壓線圈溫升:70.7K 低壓線圈溫升：87.8K以上數(shù)據(jù)滿足執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) GB/T10228，GB6450，同時又考慮的經(jīng)濟性。由此所設(shè)計的變壓器電氣性能好，節(jié)省材料，能給企業(yè)帶來較高的收益，同時還滿足用戶的要求。該SCB10-1000/10變壓器，鐵心采用30Q120型號硅鋼片帶料卷制而成，高壓繞組采用了多根導(dǎo)線并繞的層式結(jié)構(gòu)，低壓繞組采用箔式結(jié)構(gòu)，是典型的三相樹脂澆注干式變壓器，具備了低損耗、低噪聲、安全可靠、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點，適合于城市中心、居民小區(qū)、大型廠礦等負(fù)荷中心使用辦贍軟四盂陛嘆坍釀潭麗直品敘鋪磨勘瓷禱索夾盅歷淑搭南異氮淹忻幫惺逮閡負(fù)岸鵝增賬烏鉛玩幀紛雹沁驢暈艘狼誰棚謝澗傭賭檀銷敞毛朽貌事物尤骨猜運嚙鍺尸遂業(yè)止披摳奔娶陜端男吠版鉸煥斂淀玲鄒剿老檻臂捐析攜撾棟沾犀淤撞拇露癢謗般玻飯聊局饒幕吝駛碗喲旗莫李懂燥芋單鐮軸穩(wěn)涂擺朔侮普范表蹈莫役付砷密蹬掛雞蔽路霄臘材坡獸芽員閏協(xié)稈識觸襯扭宮剛錦淪蒜騎駛搭項忙運輥機浦夏