【正文】 并于公元 1886 年開始商業(yè)運(yùn)用，從而，變壓器開始了長足的發(fā)展和應(yīng)用。 ② 新工藝的應(yīng)用：階梯疊鐵心工藝，圓柱矩軛鐵 心的應(yīng)用，貼心自動(dòng)疊裝生產(chǎn)線，鐵心硅鋼片的專業(yè)生產(chǎn)，用激光刀作切割刀，繞組整體套裝，繞組用恒壓裝置壓緊處理，采用墊塊預(yù)壓。） 空載電流百分?jǐn)?shù)： %； 阻抗電壓百分?jǐn)?shù)： 7% 冷卻方式：油浸自冷 使用形式：戶內(nèi)使用 絕緣等級： B 級 最高溫升： C?55 變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)，就是根據(jù)上述技術(shù)規(guī)范，按照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)如《電力變壓器》及《三相油浸式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》等，確定變壓器電磁負(fù)荷、幾何尺寸和電、熱、機(jī)械方面的性能數(shù)據(jù)，以滿足使用部門的要求。 ③ 繞組計(jì)算及主縱絕緣的確定：主要包括高、低壓繞組型式的選擇，線圈的段數(shù)及每段匝數(shù)的確定，導(dǎo)線的選擇，線圈高度的計(jì)算，線圈輻向尺寸的計(jì)算，以及線圈半徑絕緣計(jì)算。 ⑦ 溫升計(jì)算包括繞組對油的溫升以及不同冷卻方式的溫升計(jì)算，箱壁散熱面計(jì)算，以及散熱器的選擇，油平均溫升、油頂層溫升的計(jì)算。 ***大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 變壓器的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 4 變壓器設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 主要材料 ① 硅鋼片：冷軋硅鋼片 ?Z 。 變壓器主要結(jié)構(gòu)的確定 ① 鐵心柱的夾緊，采用環(huán)氧無緯玻璃絲粘帶扎 ② 鐵心的迭積采用全斜迭片。 ⑤ 采用單相五位置 DWJ 型無勵(lì)磁開關(guān)。 Yd11 接法 (見圖 31)。 額定電壓和額定電流的計(jì)算過程： ① 高壓線圈為＂ Y＂接線時(shí)，其各級分接的線電壓分別為 : VU l 3 6 7 5 5 0 0 011 ???? VU l ???? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電磁設(shè)計(jì) 6 VU l 3 5 0 0 5 0 0 031 ???? VU l ???? VU l 3 3 2 5 5 0 0 051 ???? 其相電壓分別為： VUU lp 2 1 2 2 03/1111 ?? ?? VUU lp 2 0 7 1 03/2121 ?? ?? VUU lp 2 0 2 1 03/3131 ?? ?? VUU lp 1 9 7 1 03/4141 ?? ?? VUU lp 1 9 2 0 03/5151 ?? ?? ②低壓線圈為“ d”型接線時(shí)，其線、相電壓相等，即 VUU lp 1050022 ?? 。 此外 ,對電力變壓器來說，短路阻抗是一個(gè)很重要的性能參數(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)要求嚴(yán)格地控制在一定范圍之內(nèi)。故選擇經(jīng)濟(jì)合理的鐵心直徑是變壓器設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。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 eS39。 雙繞組變壓器由于兩側(cè)線圈均為額定容量，因而在計(jì)算每柱容量時(shí)不需折算。根據(jù)材料供應(yīng)情況和制造工藝水平，盡力增加鐵心柱級數(shù)。由于中小型變壓器的鐵心可以相互相套裁，而且進(jìn)廠硅鋼片的寬度又是不固定的，故每級片寬一般是采用 10mm 一進(jìn)級 ,必要時(shí)，充許有個(gè)別 5mm 一進(jìn)級的。故鐵心有效截面積為 平方厘米。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電磁設(shè)計(jì) 9 鐵心直徑在 500mm 以下時(shí)，可按下式計(jì)算 qQ ? Co 式 () 422 1028 ???? KaPQ w Co 式 () 式中： 0q －鐵心表面熱負(fù)荷 SW FPq ??0 式 () )1001( ??? CPP CW 式 () )()( babaF S ????? 式（ ） CP －硅鋼片的每公斤的損耗瓦數(shù)； C－校正系數(shù)，％； a－最大一級的片寬， cm； b－兩油道間迭厚，無油道時(shí)為總迭厚， cm； K－系數(shù)， )10(10 222 babk ????? 式（ ） 鐵心溫升計(jì)算如下： cma 32? ， cmb ? 據(jù)式 448)()( ?????? babaF S 據(jù)式 )( 22 ??????k kgwPc /? %20?C 據(jù)式 kgwCP w /)1 0 0/1( ???? 據(jù)式 ????? sw FPq 據(jù)式 CqQ ?? 據(jù)式 CKaPQ w 0422 ???? ? 據(jù)式 CQ 021 ????? 油平均溫升一般取 40 攝氏度，故鐵心對空氣溫升為 ＋ 40＝ 攝氏度，鐵心中可以不加油道。et 因?yàn)轭~定頻率為 50 赫茲，即有 據(jù)式 得 39。2W 為 39。實(shí)際 %電壓為 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電磁設(shè)計(jì) 11 te ? 17=? 17= 伏 te ? 18=? 18= 伏 電壓比校核對 計(jì)算高壓線圈匝數(shù)，首先從 5%開始 ① 5%時(shí)的匝數(shù) = 6 5 ??? tp eU 匝，實(shí)際 5%時(shí)的相電壓=655*= 伏。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徑向尺寸有關(guān)，這樣 ，就有兩個(gè)未知數(shù)，故不能一次就確定出 線圈幾何尺寸 ，往往都是假設(shè)一種線圈幾何尺寸進(jìn)行電抗計(jì)算，以后再進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，但是，為了使這個(gè)假設(shè)盡量符合實(shí)際，對阻抗電壓 7 ％的中小型變壓器，其線圈高度 Hx 可 以 按 下 式 估 計(jì) ：)2 0 0 0 012140( 2 ??? WIH x 式（ ） — 式中： W－每相高壓或低壓線圈匝數(shù)； — 2I －每相高壓或低壓線圈電流。 線圈段數(shù)及匝數(shù)的確定 ①低壓線圈的段數(shù)及每段匝數(shù)的確定 因?yàn)榈蛪?線圈 輻向尺寸近于一致，故低壓線圈一般都是同樣用分?jǐn)?shù)匝，以保證高低壓線圈間的距離沿圓周方向一致，保證不因局部突出影響絕緣 XXX度。低壓線圈的段數(shù)，在沒有分接頭時(shí)，為了使首末端出頭在一側(cè)，故段數(shù)必須取偶數(shù)。本設(shè)計(jì)根據(jù)導(dǎo)線尺寸溫升而言，選擇 46 段較為合適，段數(shù)確定后再反求每段的匝數(shù)。 表 高壓線圈段數(shù)及匝數(shù)分布 段號 段數(shù) 每段匝數(shù) 總匝數(shù) H 2 11 22 F 6 14 84 E 43 13 559 G 5 12 60 總計(jì) 56 725 導(dǎo)線的選擇 導(dǎo)線的尺寸的選擇 線圈常用 的導(dǎo)線有高 XXX 度縮醛漆包圓銅線（ — 2）；高 XXX 度縮醛漆包圓鋁線（ L— 2）；紙包圓線，紙包扁線。 段間油道 35 千伏級高壓線圈首末兩端各 6 個(gè)油道，最小為 6毫米，其余各段油道最小為 5 毫米。紙板壓縮后的 高度約為 ?? ＝ 。 ? — 電流密度 A/ 2mm 。 ③ 低壓線圈共 46段 45 個(gè)油道，每個(gè)油道都取 時(shí)（此處只是初選寬度，在后面的計(jì)算可適當(dāng)調(diào)整其大?。偷栏叨葹? ?? mm，但是因?yàn)楦邏河蟹纸訁^(qū)，為了使高低壓安匝分布趨于平衡，低壓線圈必須給 50－ 100mm 的放大油道，暫設(shè)放大油道為 80mm，油道總高度為 207＋ 80＝ 287mm。初選 ，按電流算出總導(dǎo)線截面 22 mmA ?? 導(dǎo) 線表上 b= 一行查到當(dāng) a= 截面為 接近于 故選定低壓導(dǎo)線 a=。低壓輻向厚度為 ???? = 1B 。在 變壓器結(jié)構(gòu)中，繞組、引線、器身和總裝 (涉及外絕緣 )四大部分直接與絕緣有緊 密的聯(lián)系，鐵心和油箱也涉及到絕緣問題。因此，合理地確定變壓器絕緣結(jié)構(gòu)和正確選用絕緣材科，具有重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 其它數(shù)據(jù)－見主絕緣距離表 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電磁設(shè)計(jì) 17 阻抗電壓計(jì)算 當(dāng)線圈幾何尺寸確定后，應(yīng)首先計(jì)算阻抗電壓大符合要求后，才能進(jìn)行線圈數(shù)據(jù)計(jì)算。 ⑦ .帶絕緣的導(dǎo)線重 ＝ ?? 低壓線圈數(shù)據(jù)計(jì)算 ① 電流密度 2222 / mmAAI a ???? ② 平均匝長 mRL 33232 ??????? ??? ③ 導(dǎo)線總長 mWLL ???????? ④ 75℃時(shí)低壓線圈電阻 歐姆 275 ?????? A LR C ? ⑤ 75℃時(shí)低壓線圈負(fù)載損耗 WP K 1 1 6 1 2 71 2 732 ????? ⑥ 75℃時(shí)低壓線圈導(dǎo)線重量 kgG 32 ?????? ? 帶絕緣導(dǎo)線重 ＝ kgG ???? （導(dǎo)線絕緣占導(dǎo)線重的 ％） 鐵心計(jì)算 ① 線圈幾何尺寸確定后，即可計(jì)算鐵心各部的幾何尺寸和鐵心硅鋼片的重量。 當(dāng)鐵心柱與鐵軛的各級尺寸完全一致時(shí)，從圖中可以看出 5， 6， 7， 8 等部分正好補(bǔ)缺 1， 2， 3， 4等的上端的不足，使之與鐵心各級尺寸符合， 故 得的 1— 8等部分的重量為： 481 103 ?? ????? Cy AhgG 即 kgG 3 9 6108 0 83 2 481 ?????? ?? 式中： yh －最大一級的片寬， mm 設(shè)鐵心級數(shù)為 n，各級片寬用 nh 表示，各級的迭厚用 nt 表示，則 ? ?? ? ?????? 11 610)(nn n nynnq hhhtkgG 式（ ） 109 GG? 式中： g－硅鋼片比重， g=； K－迭片系為數(shù)， K=。 空載電流 %OI 的計(jì)算 空載電流 0I 是以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示的，它由兩部分組成。 ② 低壓線圈渦流損耗百分?jǐn)?shù) Kw的計(jì)算 %)800 (10 27 ???????wK 線圈對油溫升的計(jì)算 線圈對油的溫升計(jì)算，首先要算出線圈表面熱負(fù)荷，即線圈單位表面積所負(fù)擔(dān)的損耗。 56428222 5 ????? RD 。 34R －高低壓線圈空道平均半徑 mm 總損耗計(jì)算 變壓器的損耗分為兩種，其一是基本損耗包括空載損耗和線圈的電阻損耗；其二是附加損耗主要包括線圈、引線、油箱、鐵心及夾件等結(jié)構(gòu)中，由于漏磁通以及尺寸偏差等造成 的損耗。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電磁設(shè)計(jì) 27 油的溫升 油平均溫升 sT 的計(jì)算 h2h1散熱器中心線圈中心 圖 39 發(fā)熱中心與散熱中心示意圖 總 有效散熱面 ????????? AAAA 2m 熱負(fù)荷： 2/61 64 4 mWq y ?? CqT yy ????? 9 油頂層溫升 sT 計(jì)算 CCTTT Sys ??? ??????? 油頂層溫升 ,最高長到 53℃ ,留有 2℃的裕度 . 式中 : ST? － 散熱中心校正值 ,此值是根據(jù) yT 和發(fā)熱的中心高 1h 與散熱的中 高 2h 比值 H而定 21 ?? hhH ，查表 9得CTS ?? ?8 。 。 yT 為油平均溫升 . ② 低壓線圈 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電磁設(shè)計(jì) 28 ????? yxyx TTT ℃ 式中 2xyT 為低壓線圈對油溫升； 安匝分布 當(dāng)安匝分布不平衡時(shí)，則橫向漏磁越嚴(yán)重，渦流損耗和橫向漏抗將隨 之增加，產(chǎn)生較大的短路機(jī)械力，另外在大容量變壓器將產(chǎn)生局部過熱。 表 項(xiàng)目 75℃損耗 (W) 85℃損耗 (W) 高壓線圈損耗 15420 高壓渦流損耗 344% 5 4 2 0 ?? 低壓線圈負(fù)載損耗 11613 低壓渦流損耗 506% ?? 雜散損耗 4486 引線損耗 232%211613 ?? 總負(fù)載損耗 32601 3 3 6 4 40 3 2 6 0 1 ?? 空載損耗 50