【正文】 ① 按整流電路形式分類 1)三相橋式整流變壓器結(jié)構(gòu) 2)雙反星形帶平衡電抗器的整流變壓器結(jié)構(gòu) 3)雙反星形三相五柱式整流變壓器結(jié)構(gòu) ② 按調(diào)壓方式分類 1)無勵磁調(diào)壓整流變壓器結(jié)構(gòu) 2)有載調(diào)壓整流變壓器結(jié)構(gòu) 這其中又有： ③ 按器身安裝方式分類 1)器身連箱蓋結(jié)構(gòu) 2)鐘罩式結(jié)構(gòu) 這其中又分成： ④ 按冷卻方式分類可分為自冷，風(fēng)冷、強油水冷或風(fēng)冷以及強油導(dǎo)向冷卻。 此外，變壓器還可分為主調(diào)共箱式和主調(diào)分箱式以及內(nèi)附飽和電抗器、平衡電抗器和外附飽和電抗器、平衡電抗器等結(jié)構(gòu)。用晶閘管整流時，觸發(fā)延遲角越大，則電流的起伏陡度越大，電流中諧波成 分也越大，諧波成分將使渦流損耗增大。帶有交流成分，顯然相數(shù)越多，直流電壓的脈動就越小。有重疊現(xiàn)象存在時，一、二次電流以及整流后的直流電壓等的數(shù)值都要引起變化。 ③ 變壓器的阻抗要足夠大。這就是整流變壓器外形較為胖的原因。但對于輸出功率在 40kVA以下的中小功率硅整流設(shè)備，宜采用三相橋式整流電路。調(diào)壓范圍較大。 SL730～ 1600/10 系列和 S730～ 1600/10 系列的配電變壓器已被列入國家淘汰的機電產(chǎn)品，推薦更新的產(chǎn)品為 S930～ 1600/10 系列 電 力變壓器。 ② 采用新結(jié)構(gòu)，以求重量輕、體積小。 ⑥ 針對我國目前電網(wǎng)用電峰谷進一步加大的現(xiàn)狀，要提高配電變壓器的過載能力，要求其具有較強的超銘牌運行能力。目前變壓器行業(yè)的新材料和新技術(shù)在不斷發(fā)展，除低損耗變壓器、非晶和金鐵心變壓器、干式變壓器、全密封變壓器、調(diào)容量變壓器、防雷變壓器、卷鐵心變壓器、 R 型變壓器、單相變壓器、有載調(diào)壓變壓器、組合式變壓器、箱式變壓器外還有硅油變壓器、六氟化硫變壓器、超導(dǎo)變壓器等。 新技術(shù)的應(yīng)用：現(xiàn)場裝配型（ ASA）變壓器，向超高壓、大容量變壓器發(fā)展， SF6氣體絕緣變壓器，硅油變壓器，超導(dǎo)變壓器等。 ② 整流電路。 ④ 額定直流電壓 UdN。在此一次額定電壓 U1N=10kV，分接電壓為 10177。在此阻抗電壓百分比 UK%=7%。在此的相數(shù)為 3/3。 ? 負(fù)載 等級。在此冷卻方式為空氣自冷。 ① 一次側(cè)的基本參數(shù)（即高壓側(cè)，采用 D 聯(lián)接的方式） 線電壓： U1=10kV 相電壓： UΦ1=U1=10kV 線電流 I1=208A 相電流 IΦ1=I1/ 3 =120A 高壓抽頭處電壓為（ 1+5%） 10= 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 設(shè)計材料與基本參數(shù) 12 ② 二次側(cè)的基本參數(shù)（即低壓側(cè)，采用 Y 聯(lián)接的方式） 線電壓： U2=110kV 相電壓： UΦ2=U2/ 3 =641kV 線電流： I2=1870A 相電流： IΦ2=I2=1870A 低壓抽頭處電壓為（ 15%） 10= 整流電路的選取 整流電路有相當(dāng)多的種類比較常用的是 :單相半波整流電路 、單相全波整流電路、單相橋式整流電路、 三相半波整流電路 、 三相橋式整流電路 、 雙反星型帶平衡電抗器整流電路 等 。在整流的每一個瞬間，將有兩個整流器串聯(lián)工作，每一個整流器工作的時間在每一個周期占 2個脈動波的時間。 當(dāng)變壓器二次（閥側(cè)） 線圈接成星形時叫做三相星形橋式整流電路，其工作原理圖如圖 。三相橋式整流電路是最常用的整流電路，當(dāng)整流電壓較高（一般大于 250 伏）時，以采用此種整流電路為宜。 △ U2— 每個整流臂的整流器電壓降，一般由使用單位給出，或按下列數(shù)據(jù)估算即硅整流器，每個硅二極管的導(dǎo)電時間的平均正向電壓降（一個周期內(nèi)平均正向電壓降的兩倍）取 △ U2=（如每個整流臂由數(shù)個整流元件串聯(lián)還應(yīng)乘以元件串聯(lián)數(shù)）汞弧整流器電弧電壓降當(dāng) Id≤ 1 000A 時， △ U2=20V。 Pk%— 變壓器短路損耗百分?jǐn)?shù)。 △ UL%— 感抗電壓降百分?jǐn)?shù)， △ UL%=%/2 ， 詳見表 ，其中 Kr— 重疊角余弦的變換系數(shù)。直流輸出電壓逐漸減小，用以達到在一定范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。 鐵心使用的硅鋼片有熱軋硅鋼片 DR31550、 DR29050 以及冷軋硅鋼片等，前者性能差，單位損耗大；后者性能好，單 位損耗小，為低損耗變壓器所用，低損耗變壓器選用優(yōu)質(zhì)的晶粒取向冷軋硅鋼片。 表 冷軋與熱軋硅鋼片的性能比較 冷軋片 熱軋片 磁飽和點較高，在 左右 磁飽和點較低，只 有 左右 在相同磁通密度及相同頻率下，單位損耗小，只需較小勵磁容量，因為晶粒取向性好 單位損耗大，勵磁容量較大 硅鋼片的材質(zhì)硬度較高，使用的沖模壽命短 材質(zhì)硬度低，沖剪性能好 方向性強，當(dāng)磁力線的方向與硅鋼片的軋制方向一致時，損耗最?。黄x軋制方向時，損耗急劇增大。所以位選取最佳的鐵心直徑，一般可參照同容量、同電壓等級和同材料的現(xiàn)成產(chǎn)品或按下式試算： 4SKD 柱? 式（ ） 式中 D—— 鐵心直徑（ mm）； 柱 S —— 變壓器每柱容量（ kVA）； K—— 經(jīng)驗系數(shù)。查 表 ，冷軋硅鋼片間涂漆，疊片系數(shù)取 KD=，可以得到凈鐵心截面積 Sc=,t 鐵心直徑取 11級。 電流從零增大時，磁通密度也隨之增大，當(dāng)磁通密度增大到一定程度時，電流再繼續(xù)增大時，磁通密度因趨飽和而增加很少，因此選項用磁通密度的 上限應(yīng)選在飽和點以下。考慮到諧波等因素的影響，在整流 變壓器實際設(shè)計和運用中 磁通密度 Bm 可以比經(jīng)驗值略小一些。 校正每匝 電壓及磁通密度 匝/2364122 VNUet ?? ? 式（ ） TS eB c tm 22 ?????? ?? 式（ ） 高低壓繞組匝數(shù)確定 高壓 011 ??? ?teUN，取整為 359 匝。所以電磁線的選擇、繞組排布都要注意滿足阻抗電壓等要求。電流密度為 AIJ ?? ，對于鋁線一般為 ～,對銅線一般為 3～ A/mm2。此時電流密度 2111 / mmAAIJ ??? ? 。當(dāng)整流變壓器的調(diào)壓范圍較大時， 常另設(shè)一個調(diào)壓線圈，此調(diào)壓線圈放在最里面（靠著鐵心掛），一次高壓線圈（或高壓基本線圈）放在中間，二次二次低壓線圈 一次高壓線圈 鐵 心 柱 一次高壓線圈 二次低壓線圈 鐵 心 柱 b)中型 a)小型 鐵 心 柱 調(diào)壓線圈 一次高壓線圈 二次低壓線圈 c)大型 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 20 低壓線圈在最外面，這樣，在調(diào)節(jié)調(diào)壓線圈分接頭的時候，高，低壓間主空道基本不變，故對阻抗的變化影響比較小。 線圈的排布 低壓（內(nèi)線圈）為雙層層式，高壓（外線圈）為多層式。 高壓線圈曾數(shù)和每層匝數(shù)的確定，已知線圈的匝數(shù) 1N =359， 377， 341 匝，導(dǎo)線直徑 mmmm ?? ，即可布置線圈的曾數(shù)和每層的匝數(shù)。 ② 不連端線圈在內(nèi)的實高 （幾何高） 不換位時）()1( 1 hbnNH c ????? 換位時）(b)1( 1 hbnNH c ?????? 式 （ ） Ⅰ Ⅱ Ⅲ a)圓筒式 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ b)圓筒式或餅式 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ c)雙餅式 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 21 式中 b—— 導(dǎo)線連絕緣的寬度； h? —— 軸向繞制裕度（見表 ） ?1n —— 沿線圈軸向并饒根數(shù)。 表 層式線圈層間絕緣 層間最大工作電壓/V 500V及
。 ③ 線圈有效高 bnHH ???? 1 （計算阻抗電壓及散熱面用） 式 （ ） 即低壓 : mmbnHH ??????? 高壓 : mmbnHH ??????? 表 層式線圈繞制裕度表 類別 裕度 10kV線圈 35kV線圈 紙包扁線 漆包圓線 紙包圓線 漆包圓線 紙包圓線 單根繞 并饒 輻向 7%～ 8% 8%～ 10% 12%～ 15% 15%～ 18% 3%～ 6% 4%～ 7% 軸向 0～ 1% 2%～ 3% %～ % 2%～ 3% %～ % %～ % ④ 層數(shù) cNNN?? 式（ ） 即低壓 : 層22 ??N 高壓 : 91 ??N 層 ⑤ 層間最大工作電壓 ctc NeU 2? 式（ ） 低壓： VNeU ctc 22 ????? 高壓： VNeU ctc 11 ????? ⑥ 絕緣選擇 用厚度為 mm 電纜紙絕緣，其張數(shù)按 Uc 的大小確定，由表 選取。 高壓 匝421 ?cN ，共有 9層，每層 42匝，即 9 42=378 匝。當(dāng)頻率、匝數(shù)、電流、每匝電壓等確定后，電抗的大小與線圈的高度和線圈的輻向尺寸有關(guān)。 整流變壓器二次線圈在每個鐵心柱都兩個及以上支路時，為使二次線圈沒支路對一次線圈的均對稱，以達到每支路線圈對一次線 圈的阻抗接近相等，這就要求二次線圈各支路必須交織或交錯排列，如 圖 所示： 圖 二次線圈兩支路的典型排列 根據(jù)設(shè)計參數(shù)的要求，在該設(shè)計中線圈的排列形式為圖 中圖 b的方式。 線圈的排布和尺寸確定 線圈 和排列 ① 整流變壓器的線圈形式，一般小型產(chǎn)品為圓筒式，中 、 大型產(chǎn)品為 餅 式。 表 變壓器阻抗電壓（ %） 4 允許電流密度 /（ A/mm2） 鋁線 銅線 5 這樣求得高壓繞組 導(dǎo)線截面積 S1 2111 245120 mmJIS ??? ? 式（ ） 得到導(dǎo)線截面積 1S 后，從表 中查得最接近的規(guī)格的截面積 21 mmA ? 。它們的最終確定，應(yīng)在保證阻抗電壓在允許的范圍內(nèi)，其溫升、損耗不超過標(biāo)準(zhǔn)值的前提下，做到結(jié)構(gòu)合理 ，用料最省。匝，取整為 ???N 式（ ） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 18 匝。 式（ ） 取整為 23 匝。鐵心直徑選定后，磁通密度大小與繞組匝數(shù)成反比，而繞組匝數(shù)的二次方與阻抗電壓成正比，即磁通密度與阻抗電壓有關(guān)，若磁通密度值選得大，則空載損耗、空載電流也大，所以磁通密度的選取應(yīng)由以后的阻抗電壓、空載損耗、空載電流計算終了時最后確定，如果阻抗電壓、空載損耗、空載電流等計算值超過允許范圍，則要重新選取磁通密度 。 表 鐵心截面表 鐵心直徑Φ D/ 紙筒內(nèi)經(jīng)Φ D/ 夾件 內(nèi)距/mm 夾件油道厚/mm 鐵心 級數(shù) 繞組 撐 條數(shù) 最大 級寬 疊片系數(shù) 凈截面積 /cm2 角重/kg 凈截面積 /cm 角重/kg Φ 260/270 280 22 10 8 250 185 Φ 265/275 290 23 10 8 255 198 200 Φ 270/280 290 21 11 8 260 209 Φ 280/290 300 22 11 8 270 234 Φ 290/300 310 22 11 8 280 574 261 Φ 300/310 320 22 11 8 290 288 291 Φ 310/320 330 23 11 10 300 653 319 Φ 320/330 340 23 11 10 310 345 349 Φ 330/340 350 23 11 10 320 743 388 392