畢業(yè)論文-S9-80kVA10kV0.4kV電力變壓器電磁設(shè)計(jì)

1、哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文PAGE PAGE VS9-80kVA/10kV/0.4kV電力變壓器電磁設(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,以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(guó)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(duì)S9-80kVA/10kV/0.4kV電力變壓器進(jìn)行了電磁計(jì)算。首先對(duì)電力變壓器的作用、發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)及變壓器的設(shè)計(jì)一般步驟、原則進(jìn)

2、行了簡(jiǎn)單的介紹。在電磁計(jì)算過(guò)程中，最初是鐵心尺寸、材料的選擇，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，電磁計(jì)算最為關(guān)鍵的是短路阻抗、負(fù)載損耗、空載損耗、空載電流等變壓器性能參數(shù)的計(jì)算，最后是變壓器溫升、短路電動(dòng)力、變壓器油箱尺寸、變壓器總質(zhì)量的確定與計(jì)算。其中在計(jì)算短路阻抗過(guò)程中，需要結(jié)合負(fù)載損耗、空載損耗的計(jì)算，經(jīng)過(guò)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(guò)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；損耗Design of S9-80kVA/10kV/0.4kV Power transformerAbstract

3、Power transformer is the main equipment in power network. The design and manufacturing quality is the key to directly affect the operation quality and the economic benefit, so the electromagnetic calculation of power transformer is very important. Electromagnetic computing task is to identify transf

4、ormer electric, magnetic load and main dimensions, computing performance data and the various parts of the temperature rise and the calculation of transformer weight, dimensions, in order to obtain the reasonable technical and economic effect. The calculation results must meet the national standards

5、 and the relevant technical standards and the use of department.This paper presents a bill of the electromagnetism calculation for S9-80kVA/10kV/0.4kV power tansformer.Firstly, simply instruct the use of transformerthe, development history of power transformer,basic structure, performance parameters

6、 and general step,principle of transformer design. In the electromagnetic calculation process, the first is core size, material selection, then the transformer winding material and type selection, data relating to the calculation of winding, the most critical of electromagnetic calculation is short-

7、circuit impedance of no-load loss, load loss, no load current transformer, the performance parameters of the calculation, finally the transformer temperature rise, short circuit force of transformer tank transformer, size, total quality determination and calculation. In the process of calculating th

8、e short circuit impedance process, requires a combination of load loss, no load loss calculation, after repeated calculation can reach the technical requirements. In the electromagnetic calculation of whole process detailed expounds the power transformer basic calculation formula and method, given a

9、 complete set of design scheme. Key words power transformer; electromagnetic computing; loss目錄摘要 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328514971 PAGEREF _Toc328514971 h I HYPERLINK l _Toc328514972 Abstract PAGEREF _Toc328514972 h II HYPERLINK l _Toc328514973 第1章 緒論 PAGEREF _Toc328514973 h 1 HYPERLINK l _T

10、oc328514974 1.1 課題背景 PAGEREF _Toc328514974 h 1 HYPERLINK l _Toc328514975 1.2 變壓器在電力系統(tǒng)中的作用 PAGEREF _Toc328514975 h 1 HYPERLINK l _Toc328514976 1.3 電力變壓器的發(fā)展 PAGEREF _Toc328514976 h 1 HYPERLINK l _Toc328514977 1.4 電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) PAGEREF _Toc328514977 h 4 HYPERLINK l _Toc328514978 1.5 電力變壓器性能參數(shù) PAGEREF _Toc

11、328514978 h 4 HYPERLINK l _Toc328514979 1.6 變壓器的設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc328514979 h 5 HYPERLINK l _Toc328514980 1.7 變壓器計(jì)算的一般程序 PAGEREF _Toc328514980 h 5 HYPERLINK l _Toc328514981 第2章 變壓器電磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328514981 h 8 HYPERLINK l _Toc328514982 2.1 本設(shè)計(jì)的技術(shù)條件 PAGEREF _Toc328514982 h 8 HYPERLINK l _Toc328514983

12、 2.2 變壓器設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc328514983 h 8 HYPERLINK l _Toc328514984 2.2.1 變壓器主要結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc328514984 h 8 HYPERLINK l _Toc328514985 2.2.2 硅鋼片的選用 PAGEREF _Toc328514985 h 8 HYPERLINK l _Toc328514986 2.2.3 鐵心直徑的確定 PAGEREF _Toc328514986 h 8 HYPERLINK l _Toc328514987 2.2.4 鐵心截面積確定 PAGEREF _Toc328514987 h

13、 9 HYPERLINK l _Toc328514988 2.2.5 鐵心級(jí)數(shù)的確定 PAGEREF _Toc328514988 h 9 HYPERLINK l _Toc328514989 2.2.6 變壓器主縱絕緣 PAGEREF _Toc328514989 h 10 HYPERLINK l _Toc328514990 2.3 電磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328514990 h 10 HYPERLINK l _Toc328514991 2.3.1 額定電壓和額定電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc328514991 h 10 HYPERLINK l _Toc328514992 2.3.

14、2 繞組匝數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc328514992 h 11 HYPERLINK l _Toc328514993 2.3.3 繞組計(jì)算 PAGEREF _Toc328514993 h 13 HYPERLINK l _Toc328514994 2.3.4 絕緣半徑及導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算 PAGEREF _Toc328514994 h 17 HYPERLINK l _Toc328514995 2.3.5 75時(shí)繞組直流電阻計(jì)算 PAGEREF _Toc328514995 h 19 HYPERLINK l _Toc328514996 2.3.6 繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc32851

15、4996 h 19 HYPERLINK l _Toc328514997 2.3.7 短路阻抗計(jì)算 PAGEREF _Toc328514997 h 21 HYPERLINK l _Toc328514998 2.3.8 負(fù)載損耗的計(jì)算 PAGEREF _Toc328514998 h 22 HYPERLINK l _Toc328514999 2.3.9 空載損耗及空載電流計(jì)算 PAGEREF _Toc328514999 h 24 HYPERLINK l _Toc328515000 2.3.10 繞組的溫升計(jì)算 PAGEREF _Toc328515000 h 26 HYPERLINK l _Toc32

16、8515001 2.4 油箱尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc328515001 h 29 HYPERLINK l _Toc328515002 2.4.1 油箱尺寸估計(jì) PAGEREF _Toc328515002 h 29 HYPERLINK l _Toc328515003 2.4.2 箱壁散熱面積計(jì)算 PAGEREF _Toc328515003 h 30 HYPERLINK l _Toc328515004 2.4.3 散熱器的選擇及油和繞組溫升的計(jì)算 PAGEREF _Toc328515004 h 31 HYPERLINK l _Toc328515005 2.5 短路電動(dòng)力計(jì)算 PAGERE

17、F _Toc328515005 h 33 HYPERLINK l _Toc328515006 2.5.1 繞組區(qū)域劃分 PAGEREF _Toc328515006 h 33 HYPERLINK l _Toc328515007 2.5.2 安匝分布計(jì)算 PAGEREF _Toc328515007 h 34 HYPERLINK l _Toc328515008 2.5.3 漏磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328515008 h 34 HYPERLINK l _Toc328515009 2.5.4 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc328515009 h 35 HYPERLINK l

18、_Toc328515010 2.5.5 不平衡安匝漏磁組所產(chǎn)生的總軸向力計(jì)算 PAGEREF _Toc328515010 h 36 HYPERLINK l _Toc328515011 2.5.6 繞組導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算 PAGEREF _Toc328515011 h 36 HYPERLINK l _Toc328515012 2.6 變壓器質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328515012 h 38 HYPERLINK l _Toc328515013 2.6.1 總油量計(jì)算 PAGEREF _Toc328515013 h 38 HYPERLINK l _Toc328515014 2.6.2 變壓器箱

19、體質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328515014 h 40 HYPERLINK l _Toc328515015 2.6.3 附件質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328515015 h 40 HYPERLINK l _Toc328515016 2.6.4 變壓器總質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328515016 h 41 HYPERLINK l _Toc328515017 2.7 本章小結(jié) PAGEREF _Toc328515017 h 41 HYPERLINK l _Toc328515018 結(jié)論 PAGEREF _Toc328515018 h 42 HYPERLINK l _To

20、c328515019 致謝 PAGEREF _Toc328515019 h 43 HYPERLINK l _Toc328515020 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc328515020 h 44 HYPERLINK l _Toc328515021 附錄A PAGEREF _Toc328515021 h 45 HYPERLINK l _Toc328515022 附錄B PAGEREF _Toc328515022 h 57PAGE 60緒論 課題背景電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，特別是隨著電力網(wǎng)向超高壓、大容量方向的發(fā)展，對(duì)電力變壓器提出了新的更高的要求

21、。近年來(lái)，我國(guó)在變壓器的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐方面取得了可喜的成就。我國(guó)的電力變壓器制造工業(yè)，從建國(guó)以來(lái)，隨著國(guó)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(tái)容量和安裝容量迅速增長(zhǎng)，電壓等級(jí)也相繼提高。50年代發(fā)展到110kV級(jí)；60年代發(fā)展到220kV級(jí)；70年代發(fā)展到330kV級(jí)；80年代已發(fā)展到500kV級(jí)電力變壓器,近幾年電壓等級(jí)更是發(fā)展到了750kV、800kV、1000kV。建國(guó)前的1936年，我國(guó)只能生產(chǎn)單臺(tái)容量為300kVA的小型配電變壓器，到建國(guó)后50年代中期已能仿制31500kVA的電力變壓器，電壓等級(jí)已發(fā)展到110kV。60年代初我國(guó)由仿制階段過(guò)渡

22、到自行設(shè)計(jì)和制造階段，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(jí)、360000kVA電力變壓器的水平，到80年代國(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)品。電力變壓器的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)是：進(jìn)一步降低損耗水平，提高單臺(tái)容量，電壓等級(jí)向10001500kV特高壓方向發(fā)展。 變壓器在電力系統(tǒng)中的作用變壓器是一種用于交流電能轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備。它可以把一

23、種交流電壓、交流電流的電能轉(zhuǎn)化成相同頻率的另一種交流電壓、交流電流的電能。 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(jí)用電設(shè)備的所需電壓，以滿足用戶使用的需要1。 電力變壓器的發(fā)展變壓器是利用互感原理來(lái)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(guó)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(guó)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)

24、能的目的。國(guó)外中小型電力變壓器的發(fā)展概況為了降低變壓器自身?yè)p耗，各國(guó)都制定了低損耗變壓器的標(biāo)準(zhǔn)，并在政策上對(duì)節(jié)能變壓器的生產(chǎn)給予優(yōu)惠。日本、德國(guó)、比利時(shí)、意大利、瑞士等國(guó)家，在高效節(jié)能變壓器的研制、開(kāi)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(duì)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(wú)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(lái)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(kāi)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）

25、，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)硅鋼片在相同條件下鐵耗（0.9 W/kg）的1/4，節(jié)能效果十分顯著。瑞士ABB公司研制的330 kVA單相超導(dǎo)變壓器，其繞組由鐵鎳合金制成，浸在-269oC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%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(guó)圍繞以下幾方面競(jìng)相開(kāi)展動(dòng)作。提高電壓等級(jí)為了解決遠(yuǎn)距離輸電，美國(guó)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(jí)的網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)現(xiàn)以采用500kV輸電線路。為此，必須制造與之

26、相適應(yīng)的高壓變壓器。提高單臺(tái)式變壓器的輸出容量開(kāi)發(fā)抑制故障電流的高阻抗變壓器進(jìn)一步降低單臺(tái)變壓器的運(yùn)輸重量進(jìn)一步降低變壓器自身?yè)p耗（再降低2030%）降低噪音水平（達(dá)到10dB以下）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)防火、防爆干式變壓器開(kāi)發(fā)不燃變壓器不燃變壓器室采用不燃性冷卻介質(zhì)以全氟化碳（）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(duì)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?。怏w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(kāi)發(fā)。我國(guó)電力變壓器發(fā)展方

27、向根據(jù)我國(guó)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(shì)應(yīng)為提高產(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(chǎng)所的需要。大型變壓器要向超高壓（500kV、750kV（西北聯(lián)網(wǎng)，青海至新疆，青海內(nèi)部基本都是750kV）、特高壓（1000kV等級(jí)）、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(kāi)發(fā)組合式、殼式和現(xiàn)場(chǎng)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

28、，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)生產(chǎn)需求變化大的特點(diǎn)，開(kāi)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(shí)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(guó)綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的核心，科技競(jìng)爭(zhēng)力將成為國(guó)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(zhǎng)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(lái)越快，

29、要發(fā)展我國(guó)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)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(guó)際國(guó)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(shì)的一種限流器。超導(dǎo)限流器技術(shù)是目前國(guó)際前沿技術(shù)，超導(dǎo)限流器在國(guó)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(duì)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2。 電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變壓器產(chǎn)品

30、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，結(jié)構(gòu)則由下面幾部分組成。 = 1 * GB2 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(duì)中小型變壓器亦有硅鋼片卷制而成的鐵心。 = 2 * GB2 繞組：三相電力變壓器繞組由一次繞組、二次繞組、對(duì)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。 = 3 * GB2 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。 = 4 * GB2 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(guò)套管引到油箱外部,套管既

31、可固定引線,又起引線對(duì)地的絕緣作用。 = 5 * GB2 散熱器和冷卻器：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)風(fēng)冷，也采用油浸水冷或油浸強(qiáng)迫水冷方式。 = 6 * GB2 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(guò)凈油器達(dá)到吸取油中的水分、渣、酸、氯化物的作用。 = 7 * GB2 儲(chǔ)油器：儲(chǔ)油器也叫油枕，用來(lái)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(guò)管子和油箱里絕緣油溝通。 = 8 *

32、GB2 繼電器：繼電器安裝在油箱和儲(chǔ)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(hào)或自動(dòng)切斷電源，保護(hù)變壓器。 = 9 * GB2 分接開(kāi)關(guān)：分接開(kāi)關(guān)是用來(lái)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(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)和有載分接開(kāi)關(guān)。 = 10 * GB2 溫度計(jì)：溫度計(jì)是用以測(cè)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(hào)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。 電力變壓器性能參數(shù) = 1 * GB2 變壓器額定容量, kVA； = 2 * GB2 相數(shù)； = 3 * GB2 頻率（Hz）； = 4 * G

33、B2 變壓器一、二次側(cè)的額定電壓, kV； = 5 * GB2 繞組接線方式和聯(lián)結(jié)組； = 6 * GB2 變壓器冷卻方式； = 7 * GB2 負(fù)載特點(diǎn)：連續(xù)負(fù)載或短時(shí)間斷負(fù)載； = 8 * GB2 安裝特點(diǎn)：戶內(nèi)或戶外特點(diǎn)； = 9 * GB2 短路阻抗,%； = 10 * GB2 負(fù)載損耗, kV； = 11 * GB2 空載損耗, kV； = 12 * GB2 空載電流,A。上述的 = 1 * GB2 至 = 8 * GB2 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； = 9 * GB2 至 = 12 * GB2 項(xiàng)性能數(shù)據(jù)由國(guó)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

34、/T 6451-1999）和有關(guān)技術(shù)條件所規(guī)定3。 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(shì)是最佳的。不過(guò)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(lái)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(lái)越多的廣大市場(chǎng)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(guò)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(chǎng)的考驗(yàn)，才能在茫

35、茫市場(chǎng)群體中站住腳4。 變壓器計(jì)算的一般程序下面所述主要是針對(duì)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。 = 1 * GB2 根據(jù)技術(shù)合同，結(jié)合國(guó)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。 = 2 * GB2 確定硅鋼片牌號(hào)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。 圖11 電力變壓器計(jì)算程序框圖 = 3 * GB2 根據(jù)硅鋼片牌號(hào)，初選鐵芯柱中的磁通密度，計(jì)算每匝電勢(shì)。 = 4 * GB2 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

36、密度及每匝電勢(shì)，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) = 5 * GB2 根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級(jí)，計(jì)算或從設(shè)計(jì)手冊(cè)中選定變壓器的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)。 = 6 * GB2 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。 = 7 * GB2 計(jì)算絕緣半徑，確定變壓器中心距，初算短路阻抗無(wú)功分量，大型變壓器無(wú)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。 = 8 * GB2 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），

37、檢查短路阻抗是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。 = 9 * GB2 計(jì)算繞組對(duì)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(guò)規(guī)定值過(guò)大時(shí)，則需要調(diào)整變更鐵心柱直徑。 = 10 * GB2 計(jì)算短路機(jī)械力及導(dǎo)線應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整安匝分布或加大導(dǎo)線截面積。 = 11 * GB2 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(guò)高或過(guò)低時(shí)，應(yīng)調(diào)整冷卻器數(shù)目。 = 12 * GB2 計(jì)算變壓器重量5。 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、

38、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6。變壓器電磁計(jì)算 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(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。額定容量：kVA電壓組合：高壓kV低壓kV分接系數(shù)：聯(lián)接組標(biāo)號(hào)： 空載損耗：kW空載電流：負(fù)載損耗：kW短路阻抗： 變壓器設(shè)計(jì) 變壓器主要結(jié)構(gòu)的確定 1.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。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)接縫長(zhǎng)度大于cm時(shí)，變壓器的損耗會(huì)明顯增大7。2.鐵軛結(jié)構(gòu):鐵軛的級(jí)數(shù)與鐵心柱級(jí)數(shù)完全一致,這樣兩者磁通分布均勻，鐵軛

39、截面可以與鐵心柱一致節(jié)省了材料。 硅鋼片的選用鐵心采用30Q130冷軋硅鋼片。在50Hz、1.7T時(shí)，單位損耗為1.240W/kg，磁化容量為3.140VA/kg。 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，鐵心用彼此絕緣的為厚度為0.270.35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(lái)，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(kāi)線式兩種8。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

40、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。對(duì)于高、低各繞組容量均為100%的雙繞組變壓器，每柱容量為： kVA （1-1）鐵心直徑估計(jì)mm查表取mm(附錄B1)式中： 鐵心直徑經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)冷軋硅鋼片的鐵心及銅繞組的變壓器，一般取，此處取53。 鐵心截面積確定心式變壓器繞組為圓形，為

41、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(jí)）均為矩形。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mm，疊片系數(shù)取0.96時(shí)，有效截面積cm2 鐵心級(jí)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(jí)數(shù)越多，鐵心的有效截面積越大，但級(jí)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(jí)數(shù)。查表本設(shè)計(jì)中鐵心的級(jí)數(shù)選為7級(jí)。實(shí)驗(yàn)表明，各級(jí)硅鋼片的數(shù)目對(duì)鐵心損耗無(wú)影響，這是由于當(dāng)硅鋼片數(shù)量增大時(shí)，搭接距離就會(huì)減小的原因7 。 變壓器主縱絕緣主絕緣：圖21 35kV以下變壓器的主絕緣結(jié)

42、構(gòu)圖：下部端絕緣：15端圈+10下鐵軛絕緣縱絕緣：繞組匝絕緣0.08mm，所有線段均墊內(nèi)徑墊條1.0mm。 電磁計(jì)算 額定電壓和額定電流的計(jì)算 = 1 * GB2 高壓繞組相電壓：高壓繞組為Y聯(lián)接，其線電壓等于倍的相電壓VV V （21）VV = 2 * GB2 低壓繞組相電壓：低壓繞組為y聯(lián)接，V = 3 * GB2 高壓繞組額定電流：高壓繞組線電流 A （22） = 4 * GB2 低壓繞組線電流：A 繞組匝數(shù)計(jì)算 = 1 * GB2 每匝電勢(shì) V/匝 （23）式中：鐵心柱內(nèi)磁通密度初選值（T），對(duì)于冷軋硅鋼片 TT（小容量取小值），此處取T = 2 * GB2 低壓繞組匝數(shù)計(jì)算： 取57

43、匝故V/匝 （24）磁通密度 T （25） = 3 * GB2 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)： 取1503匝 調(diào)壓繞組匝數(shù) 取38匝表2-1 分接情況分接位置分接比分接匝數(shù)開(kāi)關(guān)位置11427214653額定分接15034154151579 = 4 * GB2 電壓比偏差（V%）計(jì)算 一般式中：每匝電勢(shì)（V）； 高壓線圈各分接位置的每相匝數(shù)； 高壓各分接位置的相電壓（V） 合格 合格 合格 合格 合格 繞組計(jì)算2.3.3.1 高壓繞組 = 1 * GB2 高壓基本線圈的匝數(shù)為1579匝，采用層式，端部出線，8根撐條 = 2 * GB2 每層匝數(shù)122匝，不滿層匝數(shù)

44、115 = 3 * GB2 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1.706mm絕緣厚度為0.106mm (附錄B-2) = 4 * GB2 線圈導(dǎo)線面積：2.0106mm2 = 5 * GB2 電流密度：2.288A/ mm2 = 6 * GB2 高壓線圈每匝平均長(zhǎng)度：0.56m 0.65m = 7 * GB2 高壓線圈導(dǎo)線總長(zhǎng)度為934.66m = 8 * GB2 75時(shí)的高壓線圈電阻為9.92 = 9 * GB2 三個(gè)線圈的凈銅線總重量為50.175kg；三個(gè)線圈漆包線總重量為50.998kg = 10 * GB2 高壓繞組尺寸計(jì)算 = 1 * GB3 高壓線

45、圈軸向高度： （2-6）式中：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； 當(dāng)導(dǎo)線沿幅向2根并聯(lián)時(shí)，需在每層的處進(jìn)行一次換位，而使線圈軸向增加一根絕緣導(dǎo)線寬度；如（無(wú)換位）時(shí)，則； 沿線圈軸向?qū)Ь€的并聯(lián)根數(shù) 每層匝數(shù)； 圓筒式線圈軸向裕度系數(shù)。 mm 取mm油道厚度mm 高壓線圈電抗高度： （2-7）式中：圓筒式線圈軸向高度，mm 兩端出頭的絕緣導(dǎo)線寬度或絕緣導(dǎo)線直徑 導(dǎo)線沿線圈軸向的并聯(lián)根數(shù)mm = 2 * GB3 高壓線圈幅向厚度 式中：油道兩側(cè)的所有線圈幅向厚度之和 線圈層間所有軸向油道厚度之和油道每側(cè)的幅向厚度 （2-8）式中：包絕緣后的絕緣導(dǎo)線厚度，mm，如采用圓

46、導(dǎo)線，則為絕緣導(dǎo)線直徑； 沿導(dǎo)線徑向的導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)； 油道一側(cè)的層數(shù)； 層絕緣每張厚度，mm； 兩層間長(zhǎng)絕緣的張數(shù)（附錄B-7）； 兩層間短絕緣的張數(shù)； 長(zhǎng)絕緣的層間數(shù)； 短絕緣的層間數(shù)； 圓筒式線圈幅向裕度系數(shù)；油道內(nèi)側(cè)mmmm油道外側(cè) mmmmmm2.3.3.2低壓繞組 = 1 * GB2 低壓線圈匝數(shù)為57匝，采用層式，端部出線，8根撐條； = 2 * GB2 每層匝數(shù)29匝，不滿層匝數(shù)28；一個(gè)設(shè)計(jì)良好的多層繞組損耗會(huì)比單層繞組損耗更低8。 = 3 * GB2 導(dǎo)線規(guī)格：選用ZB-0.45，導(dǎo)線絕緣厚度為0.45厚的紙包銅扁線，導(dǎo)線尺寸為5.008.00（附錄B-3）； = 4 * G

47、B2 線圈導(dǎo)線面積：39.14mm2； = 5 * GB2 電流密度：3.104A/mm2； = 6 * GB2 低壓線圈每匝平均長(zhǎng)度：0.44m； = 7 * GB2 低壓線圈導(dǎo)線總長(zhǎng)度為26.34m； = 8 * GB2 75時(shí)的低壓線圈電阻為0.01436； = 9 * GB2 三個(gè)線圈的凈銅線總重量為27.25kg；三個(gè)線圈漆包線總重量為27.62kg； = 10 * GB2 低壓繞組尺寸計(jì)算 = 1 * GB3 低壓線圈軸向高度：mmmm mm = 2 * GB3 高壓線圈幅向厚度mm 取mm 絕緣半徑及導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算2.3.4.1線圈絕緣半徑計(jì)算 120 鐵心直徑，mm 2 60 鐵

48、心半徑，mm + 3 鐵心至紙筒間隙，mm 63 內(nèi)線圈紙筒內(nèi)半徑，mm + 1 內(nèi)線圈紙筒內(nèi)半徑 ，mm64 內(nèi)線圈紙筒外半徑，mm+ 1 紙筒至內(nèi)線圈的油道厚度，mm 65 內(nèi)線圈內(nèi)半徑，mm + 11.5 內(nèi)線圈幅向厚度 ，mm76.5 內(nèi)線圈外半徑，mm + 6.5 內(nèi)線圈至外線圈紙筒的油道厚度，mm 83 外線圈紙筒內(nèi)半徑，mm + 2.5 外線圈紙筒厚度 ，mm85.5 外線圈紙筒外半徑，mm + 0 紙筒至外線圈的油道厚度，mm 85.5 外線圈內(nèi)半徑，mm + 7.5 外線圈油道內(nèi)側(cè)的幅向厚度，mm 93 外線圈油道內(nèi)測(cè)的線圈外半徑，mm + 3 外線圈層間軸向油道厚度，mm

49、96 外線圈油道外側(cè)的線圈內(nèi)半徑，mm + 16 外線圈油道外側(cè)的幅向厚度，mm 112 外線圈外半徑，mm 2 224 外線圈外直徑，mm+ 8 相間距離，mm 232 鐵心柱中心距，mm繞組尺寸示意圖：圖2-2 繞組尺寸示意圖2.3.4.2繞組平均半徑低壓繞組平均半徑mm油道內(nèi)側(cè)高壓繞組平均半徑 mm油道外側(cè)高壓繞組平均半徑 mm2.3.4.3繞組平均匝長(zhǎng)計(jì)算 （2-9）式中：各線圈平均半徑低壓繞組m油道內(nèi)側(cè)高壓繞組m油道外側(cè)高壓繞組m2.3.4.4繞組導(dǎo)線總長(zhǎng)計(jì)算式中：線圈的每相匝數(shù)； 線圈每相出頭長(zhǎng)，對(duì)圓筒式線圈一般取m左右，此處取m低壓繞組m高壓繞組額定分接m高壓繞組最大分接m 75

50、時(shí)繞組直流電阻計(jì)算 （2-10）式中：導(dǎo)線電阻系數(shù)，銅導(dǎo)線： mm2/m 線圈導(dǎo)線總截面積低壓繞組高壓繞組 繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算裸導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算 （2-11）式中：相數(shù) 線圈導(dǎo)線的密度，銅導(dǎo)線：g/cm3低壓繞組kg高壓繞組kg帶絕緣導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算 （2-11）式中：線圈導(dǎo)線絕緣占裸導(dǎo)線重量的百分?jǐn)?shù)，扁導(dǎo)線： （2-12） 單根裸扁導(dǎo)線的厚度、寬度 單根裸扁導(dǎo)線的圓角，此處 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：低壓繞組 kg高壓繞組 kg 短路阻抗計(jì)算短路阻抗由電阻分量和電抗分量?jī)刹糠纸M成 （2-12）電抗分量 （2-13）式中：電抗高度cm 漏磁寬度 cm 洛氏系數(shù) 漏

51、磁等值總面積 cm2 電抗分量電阻分量短路阻抗電抗分量調(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，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(shì)。當(dāng)電抗值偏大時(shí)，可增加每匝電勢(shì)增大，匝數(shù)N必然會(huì)減少，從而達(dá)到降低電抗的目的。若使改變需調(diào)整磁密和鐵心直徑，這種方法變動(dòng)較大。2.調(diào)整及高低壓線圈平均有效電抗高度。當(dāng)電抗值偏大時(shí)?？稍黾痈叩蛪壕€圈平均高度，增大，必然隨之縮小。調(diào)整導(dǎo)線尺寸及調(diào)整段數(shù)均可達(dá)到調(diào)整及的目的。3.調(diào)整高低壓線圈間距

52、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 負(fù)載損耗的計(jì)算一對(duì)繞組運(yùn)行時(shí)的負(fù)載損耗式中：被計(jì)算的一對(duì)繞組的導(dǎo)線電阻損耗之和 被計(jì)算的一對(duì)繞組的導(dǎo)線附加損耗之和 被計(jì)算的一對(duì)繞組的引線損耗之和 被計(jì)算的一對(duì)繞組的雜散損耗繞組導(dǎo)線電阻損耗計(jì)算 （2-14）式中：相數(shù)； 分接的相電流； 分接的相電阻。高壓繞組W低壓繞組W附加損耗計(jì)算 （2-15）式中：繞組導(dǎo)線的電阻損耗； 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。高壓繞組W低壓繞組W引線損耗計(jì)算有時(shí)為了計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，引線損耗可用引線損耗占繞組導(dǎo)線電阻損耗的百分?jǐn)?shù)來(lái)估計(jì)

53、： （2-16）式中：引線損耗占繞組導(dǎo)線電阻損耗的百分?jǐn)?shù)，查表高壓繞組，低壓繞組。（附錄B-4）高壓繞組W低壓繞組W雜散損耗計(jì)算對(duì)于kVA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，不再單獨(dú)計(jì)算。負(fù)載損耗小計(jì)kW 空載損耗及空載電流計(jì)算空載損耗計(jì)算 （2-17）式中：空載損耗工藝附加系數(shù)，鐵心為全接縫時(shí)，查表??； 鐵心硅鋼片單位損耗，根據(jù)鐵心柱磁通密度。查表取W/kg；（附錄B-5） 鐵心硅鋼片總重量 式中：-鐵心柱重，kg； -鐵軛重，kg；-窗高，mm； -兩鐵心柱中心距，mm； -鐵心柱截面積，cm2； -鐵軛截面積，cm2，； -角

54、重，kg； -硅鋼片比重，冷軋硅鋼片為g/cm3kW空載電流計(jì)算中小型變壓器（kVA）的空載電流： = 1 * GB2 無(wú)功分量 （2-18）式中：鐵心轉(zhuǎn)角部分勵(lì)磁電流增加系數(shù)，對(duì)全接縫，一般?。?鐵心柱凈截面積，cm 鐵心接縫總數(shù)，三相三柱式一般取8 鐵心單位磁化容量，VA/kg，根據(jù)鐵心柱磁密，查表取3.740 VA/kg（附錄B-5） 接縫磁化容量VA/cm2，根據(jù)斜接縫處磁密，查表取0.496 VA/cm2（附錄B-5） = 2 * GB2 有功分量空載電流 繞組的溫升計(jì)算 = 1 * GB2 繞組散熱面計(jì)算電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中因各線圈電流的流動(dòng)和電磁場(chǎng)的存在而產(chǎn)生電能損耗，并轉(zhuǎn)換成

55、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(duì)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9 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(guò)散熱系數(shù)來(lái)修正。10 （2-19）式中：鐵心柱數(shù)，三相三柱式 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)，瓦楞紙板?。?被計(jì)算

56、散熱面處的線圈半徑，mm； 電抗高度，mm。高壓繞組 低壓繞組 m2 = 2 * GB2 繞組的熱負(fù)載計(jì)算 （2-20）式中：被計(jì)算繞組的電阻損耗，W，當(dāng)分接范圍在以內(nèi)，且變壓器額定容量不超過(guò)kVA，選取主分接時(shí)的電阻損耗，W被計(jì)算繞組的附加損耗系數(shù)； 被計(jì)算繞組的散熱面，m2。高壓繞組W/m2低壓繞組W/m2 = 3 * GB2 線圈對(duì)油溫升 變壓器只有在特殊恒溫條件時(shí)，即環(huán)境溫度是恒定，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11。 K式中

57、：高壓或低壓繞組的熱負(fù)載，W/m2 被計(jì)算線圈的層間絕緣校正溫差（K），當(dāng)mm不予校正； 被計(jì)算線圈的層數(shù)校正溫差，當(dāng)mm，按mm 計(jì)算； 其中：被計(jì)算線圈的相鄰的兩層間絕緣總厚度，即絕緣加導(dǎo)線絕緣，mm，此設(shè)計(jì)中高壓繞組mm，低壓繞組mm； 被計(jì)算線圈的總層數(shù)； 被計(jì)算的線圈與油接觸的散熱面數(shù)高壓繞組：KK低壓繞組：KK 油箱尺寸計(jì)算 油箱尺寸估計(jì)油箱尺寸是由線圈尺寸、線圈對(duì)油箱的距離、開(kāi)關(guān)、套管、引線尺寸的布置決定的，油箱尺寸的最后確定，是由布置圖來(lái)定，但在計(jì)算時(shí)也應(yīng)該盡量估計(jì)準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)采用矩形油箱 = 1 * GB2 油箱內(nèi)壁長(zhǎng)度估算mm = 2 * GB2 油箱寬度估算mm = 3

58、* GB2 油箱內(nèi)壁周長(zhǎng)估算mm = 4 * GB2 油箱高度估算mm式中：鐵心中心距，mm；調(diào)壓繞組外直徑，mm；至油箱兩邊空隙，mm；延繞組寬度方向至油箱兩邊總空隙，mm；鐵軛高度，mm；墊腳總高度，mm；鐵心頂部至油箱空隙，mm。 箱壁散熱面積計(jì)算 = 1 * GB2 箱蓋幾何面積計(jì)算 m2 = 2 * GB2 箱壁幾何面積計(jì)算 m2 散熱器的選擇及油和繞組溫升的計(jì)算散熱器的選擇選用片式散熱器5ET.423.345.5；共選用2只5片散熱器，自冷式的每片散熱面積為m2，每片散熱器油重kg，每片散熱器本體重kg，則有：有效散熱面積：式中：箱蓋有效散熱系數(shù)，??； 箱蓋有效散熱系數(shù)，查表取0.

59、85；（附錄B-6） 箱蓋幾何面積，m2； 箱壁集合面積，m2； 片式散熱器總有效散熱面積，m2式中：片式散熱器只數(shù)； 片距修正系數(shù)； 半片寬與片間空隙之比，； 片式散熱器寬度，mm，取310； 片間中心距，mm，取50； 片厚，mm，取13。 片式散熱器中心距，mm； 片數(shù)修正系數(shù)，mm； 片高修正系數(shù)， 表面系數(shù)，自冷式： 對(duì)流散熱面，m2， 輻射但熱面，m2，-每只片式散熱器片數(shù)m2m2油箱單位總熱負(fù)載計(jì)算W/m2油對(duì)空氣的溫升計(jì)算油對(duì)空氣的平均溫升：K繞組對(duì)空氣的平均溫升計(jì)算低壓繞組：K高壓繞組：K 短路電動(dòng)力計(jì)算線圈的機(jī)械力是由交變的漏磁通引起的（變壓器正常運(yùn)行時(shí)，高、低壓線圈中都有

60、漏磁通存在，并隨電流的加大而增加），高、低壓電流的方向相反，作用于線圈上的力的方向?qū)褍蓚€(gè)線圈推開(kāi)，稱輻向力。漏磁通的方向并不完全垂直線圈的輻向，而有一部分橫向漏磁通穿過(guò)線圈，這是將產(chǎn)生所謂軸向力，使線圈壓縮。軸向力沿線圈的高度分布是不均勻的，其大小與線圈所在位置的橫向磁場(chǎng)的磁通密度成正比。對(duì)于輻向力，沿線圈圓周高度，都可以看成是均勻分布的。一般結(jié)構(gòu)的變壓器，其輻向力大于軸向力。當(dāng)變壓器接有正常的負(fù)載運(yùn)行時(shí)，作用在線圈導(dǎo)線上的力很小。當(dāng)變壓器發(fā)生突然短路的故障時(shí)，短路的沖擊電流高達(dá)額定電流的30多倍，導(dǎo)線上的應(yīng)力要增大1000倍。這樣大的力，可能使線圈損壞，所以設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，必須對(duì)線圈的機(jī)械強(qiáng)