電力變壓器的電磁設(shè)計(jì)

1、電力變壓器的電磁設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z 摘要5目錄Abstract .8第1章緒論111.1課題背景1112變壓器在電力系統(tǒng)中的作用1113電力變壓器的發(fā)展1114電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1515電力變壓器性能參數(shù)1616變壓器的設(shè)計(jì)原則1717變壓器計(jì)算的一般程序17第2章變壓器電磁計(jì)算192.1本設(shè)計(jì)的技術(shù)條件192.2變壓器設(shè)計(jì)19一主要結(jié)構(gòu)的確定.19222硅鋼片的選用19223鐵心直徑的確定192.2.4鐵心截面積確定20225鐵心級數(shù)的確定202.3電磁計(jì)算21一電壓和額定電流的計(jì)算212.3.2繞組匝數(shù)計(jì)算21233繞組計(jì)算23234絕緣半徑及導(dǎo)線長度計(jì)算.26235

2、75C時(shí)繞組直流電阻計(jì)算.28236繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算29237短路阻抗計(jì)算30238負(fù)載損耗的計(jì)算32239空載損耗及空載電流計(jì)算.332310繞組的溫升計(jì)算352.4油箱尺寸計(jì)算38一估計(jì)382.4.2箱壁散熱面積計(jì)算39243散熱器的選擇及油和繞組溫升的計(jì)算402.5短路電動(dòng)力計(jì)算42U分422.5.2安匝分布計(jì)算43253漏磁計(jì)算44254短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計(jì)算.44總軸向力計(jì)算255不平衡安匝漏磁組所產(chǎn)生的總軸向力計(jì)算452.5.6繞組導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算45l=JI三三I2.6l=JI三三I261總油量計(jì)算48262變壓器箱體質(zhì)量計(jì)算49263附件質(zhì)量計(jì)算49264變壓器總質(zhì)量計(jì)算502.7

3、本章小結(jié)50結(jié)論-51致謝52參考文獻(xiàn)53附錄54100/35/0.4電力變壓器的電磁設(shè)計(jì)摘要電力變壓器是電力網(wǎng)中的主要電氣設(shè)備。其設(shè)計(jì)和制造的好壞是直接 影響其運(yùn)行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在，因此電力變壓器的電磁計(jì)算就顯 得尤為重要。電磁計(jì)算的任務(wù)在于確定變壓器的電、磁負(fù)載和主要幾何尺 寸，計(jì)算性能數(shù)據(jù)和各部分的溫升以及計(jì)算變壓器的重量、外型尺寸和取 得比較合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。計(jì)算結(jié)果必須滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 的規(guī)定和使用部門的要求。本文對100kVA，35kV電力變壓器進(jìn)行了電磁計(jì)算。首先對電力變壓器 的發(fā)展歷史、基本的特性及變壓器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡單的闡述。在電磁 計(jì)算中，最開始是鐵

4、心的選擇，這是變壓器設(shè)計(jì)的起點(diǎn)也是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)， 然后是變壓器繞組材料和型式的選擇，繞組有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，最為關(guān)鍵的 是短路阻抗、負(fù)載損耗、空載電流、空載損耗等變壓器性能參數(shù)的計(jì)算， 最后完成變壓器油箱、變壓器溫升、短路電動(dòng)力、變壓器總油量和總質(zhì)量 的確定與計(jì)算。其中的短路阻抗計(jì)算困難最大，需要經(jīng)過反復(fù)計(jì)算才能達(dá) 到技術(shù)要求。在電磁計(jì)算的全過程中較為詳細(xì)的闡明了電力變壓器計(jì)算的 基本公式和計(jì)算方法，給出了一套完整的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞電力變壓器；電磁計(jì)算；繞組AbstractPower transformer is the main electrical grid equipment. The des

5、ign and manufacture of good or bad is directly affect the operation quality and economic benefit of the key, so the electromagnetic computing power transformer are particularly important. Electromagnetic computing task is to determine the transformer electrical, magnetic load and the main geometry s

6、ize, computational performance data and various part of temperature rise and calculation of the weight of the transformer, shape and size have been compared reasonable technical and economic effect. The calculation results must meet the national standards and relevant technical standards ofregulatio

7、ns and use the requirements of the department.In this paper, the 100 kVA, 35 kV power transformer in the electromagnetic computing. First of power transformer, the development history of the basic characteristics and the transformer design method of simple paper. In the electromagnetic computing, th

8、e beginning is the choice of core, this is the starting point of the transformer design is also a key point, and then is winding materials and pattern of choice, winding data about the calculation, the most importantthing is shortcircuitimpedance,load loss, idle currentno-load loss, such as the perf

9、ormance parameters of transformer calculation, and finally complete transformer oil tank, transformer, electric power, short-circuit temperature transformer oil and total quality always set and calculation. One of the most difficult calculation short-circuit impedance, need to pass the repeated calc

10、ulation to achieve technical requirements. In the electromagnetic computing in the whole process of the more detailed illustrates the basic formula computing power transformer and calculation methods, gives a complete set of design scheme. Key words power transformer; Electromagnetic computing; wind

11、ing第1章緒論1.1課題背景我國的電力變壓器制造工業(yè)，從建國以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展， 特別是隨著電力工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展而不斷發(fā)展。電力變壓器單臺容量和安 裝容量迅速增長，電壓等級也相繼提高。50年代發(fā)展到110kV級；60年代發(fā) 展到220kV級；70年代發(fā)展到330kV級；80年代已發(fā)展到500kV級電力變壓 器，近幾年電壓等級更是發(fā)展到了750kV、800kV、1000kV。建國前的1936 年，我國只能生產(chǎn)單臺容量為300kVA的小型配電變壓器，到建國后50年代 中期已能仿制31500kVA的電力變壓器，電壓等級已發(fā)展到110kV。60年代 初我國由仿制階段過渡到自行設(shè)計(jì)和制造階段

12、，60年代中期已發(fā)展到制造 220kV、120000kVA電力變壓器。到60年代末期，電力變壓器的容量已經(jīng)發(fā) 展到260000kVA。70年代初期已達(dá)到生產(chǎn)330kV級、360000kVA電力變壓器 的水平，到80年代國內(nèi)最大容量為400000kVA，1995年制造出了容量為 450000kVA電力變壓器。我國西北地區(qū)的劉關(guān)線330kV系統(tǒng)中所用的升、降 壓電力變壓器、聯(lián)絡(luò)用自耦變壓器，全部為國產(chǎn)品。電力變壓器的進(jìn)一步 發(fā)展趨勢是：進(jìn)一步降低損耗水平，提高單臺容量，電壓等級向1000 1500kV特高壓方向發(fā)展。1.2變壓器在電力系統(tǒng)中的作用變壓器在電力系統(tǒng)中的主要作用是變換電壓，以利于電能的

13、傳輸。電 壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以較少線路損耗，提高送電經(jīng)濟(jì)型，達(dá)到遠(yuǎn)距 離送電的目的；電壓經(jīng)降壓比變壓器降壓后，獲得各級用電設(shè)備的所需電 壓，以滿足用戶使用的需要。11.3電力變壓器的發(fā)展變壓器是利用互感原理來改變同頻率交流電壓高低的一種電氣設(shè)備， 在電力系統(tǒng)輸送配電中占有很重要的地位，且極為廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì) 的各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每1kVA的發(fā)電機(jī)容量，需88.5kVA的變壓器與之 配套。因此，各國都在大力研究如何有效地降低變壓器自身的能耗，特別 是大幅度降低空載損耗，以達(dá)到節(jié)能的目的。一、國外中小型電力變壓器的發(fā)展概況為了降低變壓器自身損耗，各國都制定了低損耗變壓器的標(biāo)準(zhǔn)，并在 政策

14、上對節(jié)能變壓器的生產(chǎn)給予優(yōu)惠。日本、德國、比利時(shí)、意大利、瑞 士等國家，在高效節(jié)能變壓器的研制、開發(fā)和應(yīng)用上領(lǐng)先一步，相繼研究 出一些降低變壓器損耗的新材料、新工藝，并在結(jié)構(gòu)上對變壓器加以改進(jìn) （如高導(dǎo)磁優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片、非晶合金卷鐵芯、無氧銅導(dǎo)線、箔 式繞組、全斜拉板綁扎鐵芯，瓦楞油箱、超導(dǎo)技術(shù)等）。由于不斷的探索研 究，變壓器節(jié)能效果越來越顯著，且體積、重量減小，可靠性提高，從而 使高效節(jié)能變壓器的開發(fā)和應(yīng)用更加深入和廣泛。如日本大阪變壓器廠生 產(chǎn)的非晶合金變壓器（1992年占變壓器產(chǎn)量的10%），所用的非晶合金鐵芯 在60Hz、1.4T時(shí)的鐵耗為0.21W/kg，僅為現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)硅鋼片

15、在相同條件下 鐵耗（0.9W/kg）的1 /4，節(jié)能效果十分顯著。瑞士ABB公司研制的330kVA 單相超導(dǎo)變壓器，其繞組由鐵鎳合金制成，浸在-2690C的液氦中使用，這 種超導(dǎo)變壓器的體積比普通變壓器小70%，損耗降低50%二、我國變壓器的發(fā)展概況為了趕超世界水平，我國加快了電力變壓器更新?lián)Q代，積極研究、開 發(fā)高效節(jié)能變壓器并將其快速的推廣應(yīng)用。我國電力變壓器幸好更新?lián)Q代的過程是SJ T S5 T S6 T S7 T S8 T S9 T SCB T SH11。我國高效節(jié)能變壓器的研制從1979年開始，當(dāng)時(shí)沈陽變壓器研究所受 機(jī)械部電工總局委托，研制SL節(jié)能變壓器。71982年5月，SL7系列

16、節(jié)能鋁線變壓器通過國家級技術(shù)鑒定，其性能 達(dá)到西德DIN標(biāo)準(zhǔn)。由于該系列變壓器選用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片，并 采用45 0全斜接縫，鐵耗明顯降低，與同容量老型號變壓器相比，空載損耗 降低41.5%左右，且體積小、重量輕。因此，它受到電力系統(tǒng)和用戶歡迎， 在國內(nèi)迅速得到推廣應(yīng)用。1983年SL7的產(chǎn)量占全國中小型變壓器產(chǎn)量的 14%，1984年占47.9%，1985年占80%，1986年以后生產(chǎn)的電力變壓器則 幾乎全部為低損耗電力變壓器。由于SL系列低損耗變壓器在全國推廣時(shí)鋁導(dǎo)線供應(yīng)緊張，同時(shí)不少用 戶對鋁線變壓器不甚了解，很多變壓器廠家自行或聯(lián)合改型設(shè)計(jì)S7銅線變 壓器，以致型號混亂，極不統(tǒng)一

17、，在性能和技術(shù)水平方面與國外技術(shù)先進(jìn) 的公司（如比利時(shí)ACEC公司和意大利PELLISSAVI公司）制造的低損耗協(xié) 系列變壓器也有較大的差距，因而進(jìn)一步開發(fā)更先進(jìn)的高效節(jié)能變壓器產(chǎn)品勢在必行。1985年9月沈陽變壓器研究所再次受電工總局委托，組織了 S9系列全 國中小型高效節(jié)能銅線變壓器的統(tǒng)一設(shè)計(jì)及典型規(guī)格產(chǎn)品的研制工作，從 而為高效節(jié)能店里變壓器在我國的開發(fā)和推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。S9型高效節(jié)能變壓器比S7型技能變壓器總損耗低23%，且體積小， 重量輕，性能更可靠。額定容量在1600kVA以下的S9型號技能變壓器，共 有17個(gè)容量品種、51種規(guī)格。其鐵芯采用 Z0.3mm （相當(dāng)于國產(chǎn)DQ1

18、47-30）優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片，仍采用45 0全斜接疊片和半干性玻璃 粘帶綁扎結(jié)構(gòu)，鐵芯損耗再降5%。雖然繞組仍采用與SL 7系列想用的傳統(tǒng) 結(jié)構(gòu)，但高壓繞組采用中點(diǎn)附近中斷點(diǎn)分接頭方式，提高了變壓器調(diào)壓的 可靠性，也便于三角形連接。分接開關(guān)采用沈陽變壓器研究所用法國專利 技術(shù)生產(chǎn)的條形臥式分接開關(guān)，可靠性提高，并使油道高度降低，從而提 高了變壓器的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為了進(jìn)一步開發(fā)技能變壓器，提高市場競爭能力, 1986年后，不少廠家從國外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和工藝設(shè)備開發(fā)全密封變壓器、 箔式繞組變壓器、樹脂絕緣干式變壓器、非晶合金卷鐵芯變壓器等、上述 各型變壓器損耗低，便于機(jī)械化生產(chǎn)，可大幅度節(jié)約原料和

19、制作工時(shí)，體 積小，重量輕，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，因而深受國內(nèi)用戶歡迎，在市場上具有較 強(qiáng)的競爭能力。目前，我國生產(chǎn)的箔式繞組電力變壓器經(jīng)國家科委鑒定已達(dá)到90年代 世界先進(jìn)水平，它的繞組是采用鋁箔或銅箔氧化技術(shù)和特殊工藝?yán)@組的， 匝間距離小，層間分布電容增大，從而提高了變壓器自身的功率因數(shù)，降 低了自身的電能損耗，還具有較強(qiáng)的過載能力、較好的耐溫性和可靠性， 與同容量S9銅線變壓器相比，其價(jià)格低5-10%。為適應(yīng)電力工業(yè)和城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的需要，我國有填料環(huán)氧樹脂 絕緣干式變壓器（SCB-500/10型與SCB-1000/10型）已通過部級鑒定，其 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到當(dāng)代世界同類產(chǎn)品的水平。它的

20、特點(diǎn)是：800kVA以 上產(chǎn)品的高低壓繞組分別為分段箔式和整體箔式，增加了抗短路沖擊的能 力，提高了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度及外觀質(zhì)量；氣道為蜂窩式結(jié)構(gòu)，散熱效果好; 高、低繞組按容量不同分別采用圓銅線、扁銅線或銅箔繞制，玻璃纖維增 強(qiáng)，有填料環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。其空載損耗比國際標(biāo)準(zhǔn)低10%，噪聲 降低10-15dB，與國內(nèi)油浸式電力變壓相比，還具有服役期內(nèi)不用維護(hù)， 不用定期換油，不發(fā)生火災(zāi)等優(yōu)越性。非晶合金端麗變壓器（SCB-500/10型）已在上海變壓器廠生產(chǎn)成功， 是目前亞洲最大容量的非晶合金變壓器，其空載損耗較SJ型低75%，性能 達(dá)到當(dāng)代國外同類型產(chǎn)品水平。近年來，國內(nèi)電力變壓器廣泛用ys

21、f4型壓力釋放閥取代變壓器防爆管, 其優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作精度高（達(dá)到美國凱利特勞爾公司產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)）；延時(shí)時(shí)間短; 自動(dòng)開啟，自動(dòng)關(guān)閉，克服了防爆動(dòng)作后必須停電更換零部件的缺點(diǎn)，因 而維護(hù)、檢修大大簡化。三、變壓器的發(fā)展動(dòng)向隨著電力系統(tǒng)向高電壓、大容量方向發(fā)展及社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境不斷 變化，世界各國圍繞以下幾方面競相開展動(dòng)作。提高電壓等級為了解決遠(yuǎn)距離輸電，美國第一條765kV輸電線路已于1963年投入運(yùn) 行，2005年將采用1500kV等級的網(wǎng)絡(luò)。我國現(xiàn)以采用500kV輸電線路。 為此，必須制造與之相適應(yīng)的高壓變壓器。提高單臺式變壓器的輸出容量開發(fā)抑制故障電流的高阻抗變壓器進(jìn)一步降低單臺變壓器的運(yùn)輸重

22、量進(jìn)一步降低變壓器自身損耗（再降低20-30%）降低噪音水平（達(dá)到10dB以下）進(jìn)一步開發(fā)防火、防爆干式變壓器開發(fā)不燃變壓器不燃變壓器室采用不燃性冷卻介質(zhì)一一以全氟化碳（CFO）為主要 成分的氟化惰性液體。此介質(zhì)除不然外，其物理性能、電氣特性都很好， 特別是粘度很低。變壓器繞組和鐵心浸在全氟化碳液體中，同時(shí)用六氟化 硫氣體對油箱進(jìn)行接地復(fù)合絕緣。這種變壓器具有冷卻效果均勻、可靠性 高、體積小、重量輕、絕緣性好、噪聲小（SF6氣體隔音效果好）等特點(diǎn)， 現(xiàn)正由日本日立制作所與日本中部電力柱式會(huì)共同開發(fā)。四、我國電力變壓器發(fā)展方向根據(jù)我國電力工業(yè)裝備政策及技術(shù)政策要求，電力變壓器的發(fā)展趨勢應(yīng)為 提高

23、產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性，少維護(hù)或免維護(hù)，降低損耗，減少重量，實(shí)現(xiàn)有 載跳崖，品種多樣，滿足電力系統(tǒng)不同場所的需要。大型變壓器要向超高壓（500kV、750妁）、特高壓（1000kV等級）、大 容量、輕結(jié)構(gòu)、不吊芯方向發(fā)展。為決絕運(yùn)輸困難，要降低運(yùn)輸重量，采 用新材料、新技術(shù)、新工藝，開發(fā)組合式、殼式和現(xiàn)場裝配式變壓器。中小型變壓器要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，使空載損耗大幅度降低。城網(wǎng)用變 壓器應(yīng)向難燃方向發(fā)展，如進(jìn)一步推行性能更為優(yōu)越、材料更為可靠地干 式變壓器、六氟化硫氣體絕緣變壓器及難燃油變壓器，采用新材料、新結(jié) 構(gòu)，以達(dá)到節(jié)能、不燃或難燃防火，降低噪音的目的；在農(nóng)網(wǎng)中要根據(jù)農(nóng) 網(wǎng)季節(jié)性強(qiáng)，負(fù)載率低，農(nóng)業(yè)

24、生產(chǎn)需求變化大的特點(diǎn)，開發(fā)空載損耗更小 的配電變壓器以及10kV、35kV調(diào)容變壓器。目前在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中，應(yīng)用 新S9系列的同時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的情況下，可采用S11型和全密封 卷鐵芯單相及三相變壓器，或非晶合金鐵心變壓器。季節(jié)性負(fù)荷變化大的 地區(qū)，應(yīng)積極采用調(diào)容變壓器。進(jìn)入21世紀(jì)后，知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已是當(dāng)今世界各 國綜合國力競爭的核心，科技競爭力將成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政治穩(wěn)定的重 要因素，在科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)增長第一要素的形式下，世界電力 工業(yè)的科技進(jìn)步與創(chuàng)業(yè)也越來越快，要發(fā)展我國電力工業(yè)，加快科技進(jìn)步 與創(chuàng)新十分重要和迫切的，設(shè)備的更新更占有重要的地位。高溫超導(dǎo)

25、變壓器采取的是用超導(dǎo)線圈取代銅線圈并用小型制冷系統(tǒng)取 代常規(guī)的油浸熱交換系統(tǒng)的技術(shù)，該技術(shù)是使變壓器發(fā)生變革的重大關(guān)鍵。隨著國際國內(nèi)高溫超導(dǎo)材料的研制成功，使得超導(dǎo)限流器成為最具優(yōu) 勢的一種限流器。超導(dǎo)限流器技術(shù)是目前國際前沿技術(shù)，超導(dǎo)限流器在國 內(nèi)的研制成功，將使新一代變壓器產(chǎn)生品性能和設(shè)計(jì)原則發(fā)生變化，變壓 器的短路阻抗將會(huì)變小，損耗和重量可進(jìn)一步降低，短路電流產(chǎn)生產(chǎn)生的 機(jī)械力將大幅度降低，變壓器可靠性更高。這項(xiàng)前沿技術(shù)對高壓、超高壓 直至特高壓電力變壓器制造也具有實(shí)際意義。1.4電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變壓器產(chǎn)品包括變壓器、互感器、調(diào)壓器、電抗器等，品格規(guī)格繁多， 但基本原理和結(jié)構(gòu)是相似的

26、，結(jié)構(gòu)則由下面幾部分組成。鐵心：電力變壓器的鐵心由硅鋼片經(jīng)剪切成一定的尺寸后疊積而成， 對中小型變壓器亦有硅鋼片卷制而成的鐵心。繞組：三相電力變壓器繞組由一次繞組、二次繞組、對地絕緣層（主絕緣）、一二次間絕緣及由燕尾墊片，撐條構(gòu)成的油道與高壓和低壓引線構(gòu) 成。油箱及底座：油箱及底座是油浸式變壓器的容器和支撐部件,他們支 持著器身和所有的附件。套管和引線:套管和引線是變壓器一、二次繞組與外部線路的連接部 件,引線是通過套管引到油箱外部，套管既可固定引線，又起引線對地的絕 緣作用。（5澈熱器和冷卻器：它們是油浸式變壓器的冷卻裝置，中小型電力變 壓器的散熱器。大容量的變壓器，采用油浸風(fēng)冷，強(qiáng)迫油循環(huán)

27、風(fēng)冷，也采 用油浸水冷或油浸強(qiáng)迫水冷方式。凈油器：凈油器也叫濾油器，是由鋼板焊成圓桶形的小油罐，罐里 也裝有硅膠之類的吸濕劑，當(dāng)油溫變化而上下流動(dòng)時(shí)，經(jīng)過凈油器達(dá)到吸 取油中的水分、渣、酸、氯化物的作用。儲油器：儲油器也叫油枕，用來補(bǔ)償變壓器油因溫度變化而發(fā)生的 體積變化，同時(shí)具有減輕和防止變壓器油氧化和受潮的裝置，它是用鋼板 剪切成形后，焊接制成，并通過管子和油箱里絕緣油溝通。繼電器：繼電器安裝在油箱和儲油柜連接管之間，是變壓器內(nèi)部故 障的保護(hù)裝置，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，給運(yùn)行人員發(fā)出信號或自動(dòng)切斷電源， 保護(hù)變壓器。分接開關(guān)：分接開關(guān)是用來連接和切斷變壓器繞組分接頭，實(shí)現(xiàn)調(diào) 壓的裝置，它分為無

28、勵(lì)磁分接開關(guān)和有載分接開關(guān)。溫度計(jì)：溫度計(jì)是用以測量變壓器上層油的溫度而設(shè)的，中小型電 力變壓器較多采用酒精溫度計(jì)，大型變壓器則采用信號溫度計(jì)，另外變壓 器上還用電阻溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)等。1.5電力變壓器性能參數(shù)變壓器額定容量（kVA ）;相數(shù)；頻率（叩；變壓器一、二次側(cè)的額定電壓（kV ）；繞組接線方式和聯(lián)結(jié)組；變壓器冷卻方式；負(fù)載特點(diǎn)：連續(xù)負(fù)載或短時(shí)間斷負(fù)載；安裝特點(diǎn)：戶內(nèi)或戶外特點(diǎn)；短路阻抗；負(fù)載損耗(kW )；QD空載損耗(kW )；空載電流。上述的至項(xiàng)技術(shù)參數(shù)由電力系統(tǒng)的技術(shù)條件和環(huán)境使用條件所決 定；至項(xiàng)性能數(shù)據(jù)由國家標(biāo)準(zhǔn)三相油浸電力變壓器基本參數(shù)和技術(shù) 要求(GB/T 6451

29、-1999)和有關(guān)技術(shù)條件所規(guī)定。1.6變壓器的設(shè)計(jì)原則變壓器作為產(chǎn)品，有商品的屬性特點(diǎn)。變壓器的設(shè)計(jì)原則與其他商品 屬性基本一致。在完成功能中追求價(jià)格優(yōu)勢是最佳的。不過在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)降 低成本的同時(shí)，設(shè)計(jì)成為了一大難題?！肮?jié)能不節(jié)錢”引發(fā)的思考，值得大 家來深思。所以企業(yè)單位團(tuán)體應(yīng)該設(shè)計(jì)出更加完美的變壓器。輕便、小巧、， 最重要的是性能俱佳、成本不高、如此的變壓器設(shè)計(jì)得到越來越多的廣大 市場的青睞和追求。公司在確定出產(chǎn)品中有的非常詳盡。例如列出了變壓器的工作頻率、 傳輸功率。這種雙贏的行為值得其他企業(yè)和單位的學(xué)習(xí)和效仿，不過在推 出產(chǎn)品的同時(shí)也要考慮到其他產(chǎn)品的實(shí)踐，能否經(jīng)得起市場的考驗(yàn)，才能

30、在茫茫市場群體中站住腳。1.7變壓器計(jì)算的一般程序下面所述主要是針對電力變壓器而言，特種變壓器計(jì)算基本上與之相 同，只需要考慮其中特殊要求和自身特點(diǎn)即可。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 其相應(yīng)的性能參數(shù)，如額定容量、額定電壓、聯(lián)結(jié)組別、短路阻抗，負(fù)載 損耗、空載損耗及空載電流等。確定硅鋼片牌號及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算鐵心柱直徑，計(jì)算心柱和鐵 軛截面。根據(jù)硅鋼片牌號，初選鐵芯柱中的磁通密度，計(jì)算每匝電勢。初算低壓繞組匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，根據(jù)此匝數(shù)再重新計(jì)算鐵芯柱中 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)。記錄原始數(shù)據(jù)：產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)變壓器額定容

31、量及電壓等級，計(jì)算或從設(shè)計(jì)手冊中選定變壓器 的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)。根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)型式，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(jì)算繞組軸向高度及輻向尺寸。計(jì)算電抗高度（指變壓器短路阻抗 計(jì)算時(shí)的繞組凈高度）及窗高。計(jì)算絕緣半徑，確定變壓器中心距Mo，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)值相接近。小型變壓器的值應(yīng)小 于標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算繞組負(fù)載損耗，算出短路阻抗電壓的有功分量（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。計(jì)算繞組對油的溫升，不合格時(shí)，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(shí)，則需要調(diào)整變更鐵心柱直徑。計(jì)算短路機(jī)械力及導(dǎo)線

32、應(yīng)力，當(dāng)超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整安匝分布或 加大導(dǎo)線截面積。QD計(jì)算空載性能及變壓器總損耗，計(jì)算油溫升，當(dāng)油溫升過高或過低 時(shí)，應(yīng)調(diào)整冷卻器數(shù)目。計(jì)算變壓器重量。4設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，在遵循基本物理概念的基礎(chǔ)上，還必須考慮材料、結(jié)構(gòu)、 工藝等具體因素，各計(jì)算公式也必須盡量精確些，方可減小誤差。需要指出的是，變壓器的性能指標(biāo)和溫 升與變壓器鐵心、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì) 參數(shù)之間存在著非常復(fù)雜的關(guān)系，往往會(huì)牽 一發(fā)而動(dòng)全身。盡管如因此，目前在變壓器 設(shè)計(jì)方面，已有比較成熟的方法。第2章變壓器電磁計(jì)算2.1本設(shè)計(jì)的技術(shù)條件本設(shè)計(jì)的基本技術(shù)條件如下，其他的技術(shù)性能指標(biāo)均應(yīng)滿足國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。額定容量：

33、P = 100kVAr電壓組合：高壓U、= 35kV低壓U 2 = 0.4kV分接系數(shù)：5%聯(lián)接組標(biāo)號：Yyn0空載損耗：P= 0.29kW空載電流：Io = 1.80%負(fù)載損耗：P = 2.02kW k短路阻抗：Z廣6.5%2.2變壓器設(shè)計(jì)2.2.1變壓器主要結(jié)構(gòu)的確定鐵心結(jié)構(gòu):采用三相三柱式鐵心，鐵心的迭積采用斜接縫疊積法以適 應(yīng)冷軋硅鋼片的方向性。鐵軛結(jié)構(gòu):鐵軛的級數(shù)與鐵心柱級數(shù)完全一致，這樣兩者磁通分布均 勻，鐵軛截面可以與鐵心柱一致節(jié)省了材料。2.2.2硅鋼片的選用鐵心采用30QG130冷軋硅鋼片。2.2.3鐵心直徑的確定為了提高磁路的導(dǎo)磁系數(shù)和降低鐵心的渦流損耗，鐵心用彼此絕緣的

34、為厚度為0.27-0.35毫米的電工硅鋼片疊制而成。鐵心分為心柱和鐵軛兩個(gè)部分。鐵心柱上套裝線圈，鐵軛將鐵心柱連接起來，使之形成閉合磁路。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式和工藝特點(diǎn)，變壓器的鐵心可分為疊片式和漸開線式兩 種。6鐵心直徑的大小，直接影響材料的用量、變壓器的體積及性能等經(jīng)濟(jì) 指標(biāo)。硅鋼片重量和空載損耗隨鐵心直徑增大而增大，而線圈導(dǎo)線重量和 負(fù)載損耗隨鐵心直徑增大而減小。合理的鐵心直徑就是硅鋼片和導(dǎo)線材料 的用量比例適當(dāng)，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的效果，故鐵心直徑的大小，與采用的硅鋼 片性能和導(dǎo)線材料直接有關(guān)。根據(jù)關(guān)系式的推導(dǎo)，鐵心直徑與變壓器容量 的四分之一次方成正比的關(guān)系，但因?yàn)樽儔浩鞣謫蜗?、三相、雙繞組、三 繞

35、組、自耦等，同樣容量但消耗材料不同。一般都按材料消耗折算成物理 容量進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便，均以每柱的物理容量為基礎(chǔ)，按下式求出 鐵心直徑D。對于高、低各繞組容量均為100%的三繞組變壓器，每柱容量為：P =項(xiàng)=100 = 33.3kVA（2-1）a 33鐵心直徑估計(jì)D = K X 4.匠=（5155） X 333 = 122132mm由于設(shè)計(jì) 需要查表取105mm式中：Kd-鐵心直徑經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對冷軋硅鋼片的鐵心及銅繞組的變壓器，一般取KD = 5255。2.2.4鐵心截面積確定心式變壓器繞組為圓形，為了適應(yīng)圓形繞組的要求及充分利用繞組內(nèi) 部空間，鐵心柱一般制成階梯圓柱形，各小階梯（級）均為矩

36、形。本設(shè)計(jì) 采用心式變壓器，故鐵心柱制成階梯圓柱形。查表D =105 mm， 碟片系數(shù)取0.96時(shí)，有效截面積S =76.99 cm 2zh2.2.5鐵心級數(shù)的確定鐵心柱截面為一多階梯形，外形接近于一個(gè)圓，當(dāng)鐵心直徑一定的情 況下，鐵心級數(shù)越多，鐵心的有效截面積越大，但級數(shù)多時(shí)，硅鋼片疊片 的規(guī)格就多、制造工時(shí)就多。根據(jù)材料供應(yīng)情況和制造工藝水平，應(yīng)盡力 增加鐵心柱級數(shù)。查表本設(shè)計(jì)中鐵心的級數(shù)選為7級，撐條數(shù)為8。2.3電磁計(jì)算2.3.1額定電壓和額定電流的計(jì)算高壓繞組相電壓：高壓繞組為丫聯(lián)接，其線電壓等于3倍的相電壓U-5%UiU-5%Ui- 5%Ui =性=19197.46V v3(2-2

37、)=七=竺史=20207.85V33(2-3)U= U1+ 5%U1 = U= U1+ 5%U1 = 36750 = 21218.24V+5%；3(2-4)低壓繞組相電壓：低壓繞組為尸聯(lián)接,U = U = 400 = 230.95V皿 33(2-5) 高壓繞組額定電流：高壓繞組線電流,S X103100 X103 “ 4I =1.65 A13U3 x 350001（2-6）低壓繞組線電流:S X10S X1033U 2100 X103V 3 X 400=144.342A（2-7）2.3.2繞組匝數(shù)計(jì)算每匝電勢76.99 x1.776.99 x1.745=2.91V / 匝(2-8)f 一一.B

38、 -鐵心柱內(nèi)磁通密度初選值（T）,對于冷軋硅鋼片 B = 1.7T1.75T （小容量取小值），此處取1.7T低壓繞組匝數(shù)計(jì)算：取80匝故U 230.95（2-9）N =專=79.412 e2.91zeU 230.95= r = 2.89V / 匝zN802（2-10）磁通密度e x 452.89 x 45 B = =1.69Tzc S76.99zh(2-11)高壓繞組匝數(shù)計(jì)算：高壓繞組在額定分接時(shí)的匝數(shù)，即基本繞組匝數(shù):N = % = 20207.85 = 6999.60 = 7000匝(2-12)1 e 2.91z調(diào)壓繞組匝數(shù)AN = 7000 x 5% = 350匝1分接位置時(shí)，Nt1

39、= 7350匝（+5%）2分接位置時(shí)，州成廣7000匝（額定分接時(shí)）3分接位置時(shí)，N1t5 = 6650匝（-5%）電壓比偏差3%）計(jì)算V% = e W _ U X100%U(2-13)一般 0.25%式中：、-每匝電勢(V)；W -高壓線圈各分接位置的每相匝數(shù);U -高壓各分接位置的相電壓（V）V5% =2.89 x 7350 - V5% =2.89 x 7350 - 21218.24 “冷 X100% =21218.240.11%2.89 x 7000 - 20207.8520207.85X100% = 0.11%V % =-5%2.89 x 6650 -19197.46 X100% =1

40、9197.460.11%合格合格合格2.3.3繞組計(jì)算2.3.3.1高壓繞組：高壓基本線圈的匝數(shù)為7350匝，采用層式，端部出線，8根撐條每層匝數(shù)460匝，不滿層匝數(shù)450匝，共分16層導(dǎo)線規(guī)格：選用高強(qiáng)度縮醛漆包圓銅線（QQ-2），導(dǎo)線漆包線最大外 徑1.044 mm絕緣厚度為0.047 mm線圈導(dǎo)線面積：0.7088 mm 2電流密度： 2.50 A / mm 2高壓繞組尺寸計(jì)算高壓線圈軸向高度：H = b -七 W+1）+ B.】K 九（2-14）式中：色-包絕緣后的絕緣導(dǎo)線寬度（mm），如采用圓導(dǎo)線，則 為絕緣導(dǎo)線直徑（D ）;t氣-當(dāng)導(dǎo)線沿幅向2根并聯(lián)虬=2）時(shí)，需在每層的12 處進(jìn)

41、行一次換位，而使線圈軸向增加一根絕緣導(dǎo)線 寬度B = B ；如m = 1 （無換位）時(shí)，則B = 0 ；nb -沿線圈軸向?qū)Ь€的并聯(lián)根數(shù)W每層匝數(shù)；七圓筒式線圈軸向裕度系數(shù)。H =1.044x1x（460 +1）+ 0卜 1.12 = 539.038mm 取539mm 高壓線圈電抗高度：H = H - B .七（2-15）式中：H -圓筒式線圈軸向高度（mm）B兩端出頭的絕緣導(dǎo)線寬度或絕緣導(dǎo)線直徑（D ）n -導(dǎo)線沿線圈軸向的并聯(lián)根數(shù)bHk = 539 -1.044 x 1 = 537.956mm高壓線圈幅向厚度B廣 +Z 氣（2-16）式中：E氣-油道兩側(cè)的所有線圈幅向厚度之和ZA -線圈層

42、間所有軸向油道厚度之和 cy油道每側(cè)的幅向厚度B - A - m m +8 C +& C )1(2-17)qy t b cy c z z d d f式中：A包絕緣后的絕緣導(dǎo)線厚度(mm )，如采用圓導(dǎo)線，則為絕緣導(dǎo)線直徑(D )；tm -沿導(dǎo)線徑向的導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)； bm -油道一側(cè)的層數(shù)；-層絕緣每張厚度(mm)；cz -兩層間長絕緣的張數(shù)；& -兩層間短絕緣的張數(shù)； dC -長絕緣的層間數(shù)；Cd-短絕緣的層間數(shù)；七-圓筒式線圈幅向裕度系數(shù)；不設(shè)油道，則B =1.044x16 + 0.08x(5x15 + 4x 15)x1.12 = 30.80mm 總 30mm2.3.3.低壓繞組低壓線圈匝數(shù)

43、為80匝，采用層式，端部出線，8根撐條每層匝數(shù)40匝，共2層導(dǎo)線規(guī)格：選用ZB-0.45，導(dǎo)線絕緣厚度為045厚的紙包銅扁線， 導(dǎo)線尺寸為5.00 x 11.80線圈導(dǎo)線面積：58.14 mm 2電流密度： 2.5 A / mm 2低壓繞組尺寸計(jì)算低壓線圈軸向高度：H =12.25 x1x(40 +1)+ 0 x1.03 = 517.317mm 取 517mmHk = 517 -12.25 x 1 = 504.75 mm高壓線圈幅向厚度B = B =(5.45x2 + 0.008x3)x1.03 = 11.47mm 取 11.5mm2.3.4絕緣半徑及導(dǎo)線長度計(jì)算2.3.4 .線圈絕緣半徑計(jì)算

44、105鐵心直徑(mm):2鐵心半徑+3鐵心至紙筒間隙內(nèi)線圈紙筒內(nèi)半徑+1內(nèi)線圈紙筒內(nèi)半徑內(nèi)線圈紙筒外半徑+1紙筒至內(nèi)線圈的油道厚度內(nèi)線圈內(nèi)半徑+ 11.5內(nèi)線圈幅向厚度69內(nèi)線圈外半徑+8內(nèi)線圈至外線圈紙筒的油道厚度77外線圈紙筒內(nèi)半徑+4外線圈紙筒厚度81外線圈紙筒外半徑+15紙筒至外線圈的油道厚度96外線圈內(nèi)半徑+30外線圈幅向厚度126X 2外線圈外半徑252外線圈直徑+15相間距離267鐵心柱中心距離2.3.4.2繞組平均半徑低壓繞組平均半徑R = R + Bq2 = 57.5 +115 = 63.25mm(2-18)22高壓繞組平均半徑R = R +01 = 96 + 叫=111mm

45、(2-19)pi3222.3.4.3繞組平均匝長計(jì)算L = 2兀 R x 10-3(2-20)式中：Rp-各線圈平均半徑 低壓繞組L = 2x兀 x63.25 = 397.21mm = 0.397m高壓繞組L = 2x兀 x 111 = 697.08mm = 0.697m2.3.4.4繞組導(dǎo)線總長計(jì)算L = W L + L(2-21)式中：wq -線圈的每相匝數(shù)；L -線圈每相出頭長，對圓筒式線圈一般取L = 1.0m左右，此處取 1.0m低壓繞組L = 80 x 0.397 +1 = 32.76m高壓繞組L = 7350 x 0.697 +1 = 5123.95m2.3.5 75C時(shí)繞組直流

46、電阻計(jì)算R = p L / S(2-22)式中：p人-導(dǎo)線電阻系數(shù)，銅導(dǎo)線G50C）： p = 0.02135Q - mm 2 / mS線圈導(dǎo)線總截面積低壓繞組R = 0.02135 x 32.76/58.14 = 0.01203Q高壓繞組R = 0.02135 x 5123.95/0.7088 = 154.3402Q2.3.6繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算2.3.6.1裸導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算(2-23)G = m -L -S p x 10-3(2-23)q x q q q式中：m -相數(shù)-線圈導(dǎo)線的密度，銅導(dǎo)線：p = 8.9g /cm3低壓繞組G = 3 x 32.76 x 58.14 x 8.9x10-3 =

47、 50.854kg q高壓繞組G = 3 x 5123.95 x 0.7088 x 8.9 x10-3 = 96.970kg2.3.6.2帶絕緣導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算G = GG = G 1 +qj qv 100%)(2-24)式中：C%-線圈導(dǎo)線絕緣占裸導(dǎo)線重量的百分?jǐn)?shù)，扁導(dǎo)線:C % = K* % J + b 0.86尸 + 0.7858: B: ta、b-單根裸扁導(dǎo)線的厚度、寬度，-單根裸扁導(dǎo)線的圓角，此處r = 1.05導(dǎo)線絕緣厚度* % -導(dǎo)線絕緣與導(dǎo)線的密度比，電纜紙或高壓電纜紙包銅扁線:K d % = 9.55%低壓繞組C %_ 9.55% x(5 +11.8 - 0.86 x 1 + 0

48、.785 x 0.45)x 0.45 _ 2 68%t -58.14-.。G = 50.854 xf1 + 368% ) = 52.725kg qI 100%)高壓繞組=96.97 x1 + 60%) = 98.522kgI 100%)2.3.7短路阻抗計(jì)算短路阻抗今%由電阻分量R %和電抗分量X* %兩部分組成(2-26)% * +R % *(2-26)電抗分量49.6JJW49.6JJW D pK ke H1 06(2-27)電抗高度H = Hk 2 + Hk1 = 537.956 + 504.75 = 521.353mm = 52.14cm(2-28)k 22漏磁寬度(2-29)X =

49、B 1 + A12 + B 2(2-29)=30 + 27 +11.5 =68.5 mm=6.85cm咋 0 =切=7.61人 68.5(2-30)洛氏系數(shù)查表取p = 0.958漏磁等值總面積Z D =1B R + 咋 0 =切=7.61人 68.5(2-30)洛氏系數(shù)查表取p = 0.958漏磁等值總面積Z D =1B R + B R)+ A R3q1 p1q 2 p 212 12(2-31)=242.458 + 2227.5 +1110=35.80cm 2電抗分量X % = 49.6 x 50 x 1.65 x 7350 x 35.80 x 0.958 x 0.93 = 6 37% k2

50、.89 x 52.14 x 106(2-32)電阻分量R % = - = 202 = 2.02% k 10 P 10 x 100-k=(2-33)短路阻抗Z % = v6.37%2 + 2.02%2 = 6.68%（2-34）電抗分量調(diào)整：短路阻抗的允許誤差值，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為10%，但由于制 造時(shí)影響阻抗因素很多，故一般計(jì)算時(shí)誤差控制在34%以下，從上可知符 合標(biāo)準(zhǔn)。電抗計(jì)算，往往不能一次計(jì)算就能符合要求，需作適當(dāng)調(diào)整，頻 率和電流是不可能調(diào)變的，電抗分量的調(diào)整有三種方法：1.調(diào)整匝數(shù)N及每匝電勢烏。當(dāng)電抗值偏大時(shí)，可增加每匝電勢增大，匝數(shù)N必然會(huì)減少，從而達(dá)到降低電抗的目的。若使七改變需調(diào)整磁

51、密 和鐵心直徑，這種方法因變動(dòng)較大，一般都不用。調(diào)整ZD及高低壓線圈平均有效電抗高度H。當(dāng)電抗值偏大時(shí)?？蒶增加高低壓線圈平均高度Hk, Hk增大，Z D必然隨之縮小。調(diào)整導(dǎo)線a x b尺寸及調(diào)整段數(shù)均可達(dá)到調(diào)整H及ZD的目的。k調(diào)整高低壓線圈間距離，在滿足絕緣最小距離情況下，增減高低壓 線圈間的距離，可使電抗值增大或減小。這種方法浪費(fèi)材料，最好不用2.3.8負(fù)載損耗的計(jì)算一對繞組運(yùn)行時(shí)的負(fù)載損耗P廣Z 疽 Pf +Z P（2-35）式中：ZPR -被計(jì)算的一對繞組的導(dǎo)線電阻損耗之和ZP-被計(jì)算的一對繞組的導(dǎo)線附加損耗之和Z被計(jì)算的一對繞組的引線損耗之和（本設(shè)計(jì)引線損耗不計(jì)）Ps -被計(jì)算的一

52、對繞組的雜散損耗2.3.8.1繞組導(dǎo)線電阻損耗計(jì)算Pr= m 12R（2-36）式中：m -相數(shù)；I -分接的相電流；Rq -分接的想電阻。高壓繞組Rr = 3 X 1.65 2 X154 .3402 = 1260 .57 W低壓繞組Rr = 3 x 144.3422 x 0.01203 = 751.92W(2-37)2.3.8.2附加損耗計(jì)算(2-37)10 0 PR式中：pr-繞組導(dǎo)線的電阻損耗；Kf % -繞組導(dǎo)線的附加損耗系數(shù)，一般用占導(dǎo)線電阻損耗的百分?jǐn)?shù) 表示，此處K % = 3%。高壓繞組P =竺 x 1260.57 = 0.39Wf 100低壓繞組3%P =x 751.92 =

53、0.23Wf 1002.3.8.3雜散損耗計(jì)算對于630kVA及以下的小型變壓器，一般采用層式線圈結(jié)構(gòu)，由于它的 漏磁不大，故將雜散損耗一并在附加損耗中予以考慮，不在單獨(dú)計(jì)算。2.3.8.4負(fù)載損耗小計(jì)P = 1260.57 + 751.92 + 0.39 + 0.23 = 2.02kW2.3.9空載損耗及空載電流計(jì)算2.3.9.1空載損耗計(jì)算式中：K -空載損耗工藝附加系數(shù)，鐵心為全接縫時(shí)，查表取1.3 ； pop鐵心硅鋼片單位損耗，根據(jù)鐵心柱磁通密度(Bm )。查表取1.14W / kg ；氣-鐵心硅鋼片總重量G尸Gf 1 +氣疽氣=削H S x 10-4 + 4yM0 A x 10一4

54、+ G0(2-31)式中：Gf鐵心柱重(kg)；G -鐵軛重(kg)；F 2H -窗高(mm)；M -兩鐵心柱中心距(mm)；S疽鐵心柱截面積(cm2)；A 鐵軛截面積(cm2)， A = S ；G -角重(kg)； 0y -硅鋼片比重，冷軋硅鋼片為7.65g / cm3G = 3 x 7.65 x 76.99 x 686.038 x 10-4+ 4 x 7.65 x 76.99 x 267 x 10-4 +12.6 = 196.7198kgp = 1.25 x 1.14 x 196.7198 = 280.326W = 0.28kW2.3.9.2空載電流計(jì)算(一般忽略由空載損耗產(chǎn)生的空載電流的

55、有功部分)中小型變壓器( 6300kVA)的空載電流：(G + G + G x K )q +巨-S - n - q ,、I % = F匹0、txzhjj(2-32)r式中：K-鐵心轉(zhuǎn)角部分勵(lì)磁電流增加系數(shù)，對全接縫，一般取Ka= 4 ；S .廣鐵心柱凈截面積(cm2)nj 鐵心接縫總數(shù)，三相三柱式一般取8q -鐵心單位磁化容量(VA / kg)，根據(jù)鐵心柱磁密(B )，查表取3.740VA / kgq. 接縫磁化容量VA / cm 2 )，根據(jù)斜接縫處磁密典=B.q )，查表取 0.496VA / cm 2,e(121.2174 + 62.9024 +12.6 x 4)x 3.74 +42 -

56、 76.99 - 8 - 0.10910% 10_100= 0.536% 2.3.10繞組的溫升計(jì)算繞組散熱面計(jì)算電力變壓器在運(yùn)行過程中因各線圈電流的流動(dòng)和電磁場的存在而產(chǎn)生 電能損耗，并轉(zhuǎn)換成熱能向外擴(kuò)散，使變壓器各部位的溫度不同程度地升 高。溫升的高低與變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)、運(yùn)行電壓、承擔(dān)負(fù)載、 環(huán)境溫度、冷卻散熱方式等密切相關(guān)。變壓器運(yùn)行溫升必須控制在一定一 定范圍內(nèi)，以減少溫度異常對變壓器絕緣材料的影響，實(shí)現(xiàn)變壓器的預(yù)期 設(shè)計(jì)壽命，保證安全運(yùn)行10由于環(huán)型鐵心被線圈所包圍，因此環(huán)型變壓器的散熱面積就是線圈的散熱面積。環(huán)型變壓器的內(nèi)孔基本上是不參與散熱的，我們可以把環(huán)型變 壓器視為

57、一個(gè)圓柱體。用等效圓柱體的表面積作為變壓器的散熱面積，由 此產(chǎn)生的誤差通過散熱系數(shù)來修正。7(2-33)S =m Y 2nK R H xlO-6(2-33)qc z.hsj sj kjj=l式中：m 鐵心柱數(shù)，三相三柱式m =3zh.znK 被計(jì)算散熱面折算系數(shù)，它與線圈表面接觸的物體有關(guān)，瓦楞Sj板取 K =0.85；SjR 被計(jì)算散熱面處的線圈半徑(mm);SjH 電抗高度(mm)。kj高壓繞組s =3x(2xti x0.85x96x537.956x10-6 +2xk x0.85qcxl26x 537.956 x 10-6) = 1.91心低壓繞組S =3x(2xti x0.85x57.5

58、x504.75x 10-6 +2xti x0.85qcx 69 x 504.75 x 10-6 ) = 1,02m2繞組的熱負(fù)載計(jì)算qqcp 1+RK %)qqcp 1+RK %)100 )(2-34)qc式中：PR被計(jì)算繞組的電阻損耗W）,當(dāng)分接范圍在土5%以內(nèi)，且變壓器 額定容量不超過2500kVA，選取主分接時(shí)的電阻損耗W）K % 被計(jì)算繞組的附加損耗系數(shù);七.被計(jì)算繞組的散熱面m 2）。高壓繞組1260.57xf1 1260.57xf1 + 2%1.91一貝史=659.99W / m 2低壓繞組1 = 737.18W / m 21.02線圈對油溫升變壓器只有在特殊恒溫條件時(shí)，即環(huán)境溫度

59、是恒定，變壓器工作溫度 或者溫升才只有固定一個(gè)值。但絕大多數(shù)情況下不是恒溫的，環(huán)境溫度隨 季節(jié)而有一個(gè)變化范圍，于是變壓器的工作溫度也有一個(gè)范圍。由于環(huán)境 溫度是年平均值，所有有關(guān)變壓器的溫度均是指年平均值。7t = t = 0.065猝8 + At + At 25K（2-35）式中：qqc高壓或低壓繞組的熱負(fù)載W / m2）當(dāng)5 0.64mm不予校cmAt -被計(jì)算線圈的層間絕緣校正溫差當(dāng)5 0.64mm ,按 0.64mmcmcm計(jì)算；A5 = 0.0025 (m - 2m )q其中：5cm被計(jì)算線圈的相鄰的兩層間絕緣總厚度，即絕緣加導(dǎo)線絕(mm),此設(shè)計(jì)中高壓繞組5= 0.471mm，低

60、壓繞cm5 = 0.69mm ； cmmc 被計(jì)算線圈的總層數(shù)；m -被計(jì)算的線圈與油接觸的散熱面數(shù) s高壓繞組：T = 0.065 X 659.990.8 + 0 + 0.002 x 0.471x(16 - 2 x 2)x659.99 = 19.17K 25K低壓繞組：t = 0.065 x 737.180.8 + 0.002 xG.69 - 0.64)x (2 - 2)x 737.18 + qc0.002 x 0.64 x(2 - 2 x 2)x 737.18 = 10.91K 25K2.4油箱尺寸計(jì)算2.4.1油箱尺寸估計(jì)油箱尺寸是由線圈尺寸、線圈對油箱的距離、開關(guān)、套管、引線尺寸 的布