【正文】 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。線圈各部分的半徑計(jì)算如 330mmD? —— 鐵心直徑 165m m33021D21r ???? —— 鐵心半徑 —低壓繞組內(nèi)半徑— （包括低壓紙筒厚），是低壓線圈套裝裕度—低壓繞組至鐵心距離— 5m 5m 121 1 ???????? 5 m 22124 ????? —— 低壓繞組外半徑 5m 221212122 ??????? —— 低壓繞組外部線層的外半徑 5m 20222p ???? —— 低壓繞組平均半徑 927a 320 ??????? —— 高低壓間的絕緣距離 201m 024op ????? —— 主漏磁通道平均半徑 5 m 224 ??????? —— 絕緣紙筒的內(nèi)半徑 5 m 311 ?????? ? —— 高壓繞組內(nèi)半徑 繞組設(shè)計(jì) 28 14mma11 ? —— 高壓繞組內(nèi)部線層的厚度 5 m 111112 ????? —— 高壓繞組內(nèi)線段外半徑 4mma10 ? —— 高壓繞組層間的油隙 5m 101210p ????? —— 高壓繞組層間油隙的平均半徑 5 m 101213 ????? —— 高壓繞組外線段內(nèi)半徑 45mma12 ? —— 高壓繞組外部線層的厚度 6 3 m m45414aaaa 1210111 ??????? —— 高壓繞組的總厚度 237m 1111p ????? —— 高壓繞組的平均半徑 2 6 8 .5 m m452 2 3 .5arr 121314 ????? —— 高壓繞組外部線層的外半徑 5 3 7 m 141 ???? —— 高壓繞組外半徑 10b4? — — 相間距離 5 4 7 m m105 3 7bDM 410 ????? —— 兩鐵心柱間距離 高、低壓繞組的平均匝長(zhǎng)及總長(zhǎng) ① 內(nèi)線段的平均匝長(zhǎng) 低壓： 1 4 6 )(10)a2r(l 3322121 ???????? ?? ?? 式（ ） 高 壓 ： 3 3 5 )(10)a2r(l 33111111 ???????? ?? ?? 式（ ） ② 外線段的平均匝長(zhǎng) 低壓：低壓因沒有外線層，故 21l 即是低壓繞組平均匝長(zhǎng)。 表 層式線圈層間絕緣 層間最大工作電壓 /V 500V 及以下 501～ 1300 1301～ 1800 1801～ 2300 2301～ 2800 2801～ 3300 3301～ 3800 3801～ 4300 4301～ 4800 電纜紙張數(shù) 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8 3 4 6 7 9 10 12 13 14 ⑦ 線圈幅向尺寸 a 為導(dǎo)線計(jì)算厚度與層數(shù)乘積加上層間絕緣總厚度，再加上輻向繞制裕度并湊成 的倍數(shù)。 ② 不連端線圈在內(nèi)的實(shí)高（幾何高） 不換位時(shí)）()1( 1 hbnNH c ????? 換位時(shí)）(b)1( 1 hbnNH c ?????? 式 （ ） 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)。 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)。 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。當(dāng)整流變壓器的 調(diào)壓范圍較大時(shí)，常另設(shè)一個(gè)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(shí)候，高，低壓間主空道基本不變，故對(duì)阻抗的變二次低壓線圈 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 繞組設(shè)計(jì) 24 化影響比較小。此時(shí)電流密度 2111 / mmAAIJ ??? ? 。電流密度為 AIJ ?? ，對(duì)于鋁線一般為 ～ ,對(duì)銅線一般為 3～ A/mm2。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。 校正每匝電壓及磁通密度 匝/2364122 VNUe t ?? ? 式（ ） 繞組設(shè)計(jì) 21 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?？紤]到諧波等因素的影 響，在整流變壓器實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)用中 磁通密度 Bm 可以比經(jīng)驗(yàn)值略小一些。 電流從零增大時(shí)，磁通密度也隨之增大，當(dāng)磁通密度增大到一定程度時(shí)，電流再繼續(xù)增大時(shí)，磁通密度因趨飽和而增加很少，因此選項(xiàng)用 磁通密度的上限應(yīng)選在飽和點(diǎn)以下。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(jí)。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(jí)和同材料的現(xiàn)成產(chǎn)品或按下式試算： 4 SKD 柱? 式（ ） 式中 D—— 鐵心直徑（ mm）； 柱 S —— 變壓器每柱容量（ kVA）； K—— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 表 冷軋與熱軋硅鋼片的性能比較 冷軋片 熱軋片 磁飽和點(diǎn)較高，在 左右 磁飽和點(diǎn)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(lì)磁容量，因?yàn)榫ЯＨ∠蛐院? 單位損耗大，勵(lì)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(qiáng)，當(dāng)磁力線的方向與硅鋼片的軋制方向一致時(shí)，損耗最??；偏離軋制方向時(shí)，損耗急劇增大。 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。直流輸出電壓逐漸減小，用以達(dá)到在一定范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。 △ 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)。 設(shè)計(jì)材料與基本參數(shù) 15 Pk%— 變壓器短路損耗百分?jǐn)?shù)。 △ U2— 每個(gè)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(gè)硅二極管的導(dǎo)電時(shí)間的平均正向電壓降（一個(gè)周期內(nèi)平均正向電壓降的兩倍）取△ U2=（如每個(gè)整流臂由數(shù)個(gè)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(shí)，△ U2=20V。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(shí)，以采用此種整流電路為宜。 當(dāng)變壓器二次（閥側(cè)） 線圈接成星形時(shí)叫做三相星形橋式整流電路，其工作原理圖如圖 。在整流的每一個(gè)瞬間，將有兩個(gè)整流器串聯(lián)工作， 每一個(gè)整流器工作的時(shí)間在每一個(gè)周期占 2 個(gè)脈動(dòng)波的時(shí)間。 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： UΦ 1=U1=10kV 線電流 I1=208A 相電流 IΦ 1=I1/ 3 =120A 高壓抽頭處電壓為（ 1+5%） 10= 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： UΦ 2=U2/ 3 =641kV 線電流： I2=1870A 相電流： IΦ 2=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 。在此冷卻方式為空氣自冷。 ? 負(fù)載等級(jí)。在此的相數(shù)為 3/3。在此阻抗電壓百分比 UK%=7%。在此一次額定電壓 U1N=10kV，分接電壓為 10177。 ④ 額定直流電壓 UdN。 ② 整流電路。 新技術(shù)的應(yīng)用：現(xiàn)場(chǎng)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。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。 ⑥ 針對(duì)我國(guó)目前電網(wǎng)用電峰谷進(jìn)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(qiáng)的超銘牌運(yùn)行能整流變壓器 10 力。 ② 采用新結(jié)構(gòu)，以求重量輕、體積小。 SL730～ 1600/10 系列和 S730～ 1600/10 系列的配電變壓器已被列入國(guó)家淘汰的機(jī)電產(chǎn)品，推薦更新的產(chǎn)品為S930～ 1600/10 系列 電 力 變壓器。調(diào)壓范圍較大。但對(duì)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。這就是整流變壓器外形較為胖的原因。 ③ 變壓器的阻抗要足夠大。有重疊現(xiàn)象存在時(shí)，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。帶有交流成分，顯然相數(shù)越多，直流電壓的脈動(dòng)就越小。用晶閘管整流時(shí)，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。它們?cè)谡{(diào)壓方式、調(diào)壓范圍和二次側(cè)相電壓上有所區(qū)別，共同特點(diǎn)是二次電壓低、電流大。其中整流的用途最為廣泛。交流分為整流、逆變和變頻三種。 阻抗電壓和負(fù)載損耗 雙繞組變壓器當(dāng)一個(gè)繞組短接（一般為二次側(cè)）另一繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓 Uz，多繞組變壓器則有任意一對(duì)繞組組合的 Uz。 變壓器原理 5 空載電流和空載損耗 空載電流是指當(dāng)向變壓器的一個(gè)繞組（一般是一次側(cè)繞組）施加額定頻率的額定電壓時(shí)，其它繞組開路，流經(jīng)該繞組線路端子的電流，稱為空載電流 0I 其較小的有功分量 oaI 用以補(bǔ)償鐵心的損耗，其較大的無(wú)功量 orI 用于勵(lì)磁以平衡鐵心的磁壓降。電壓高的容量必大。 我國(guó)現(xiàn)在變壓器的額定容量等級(jí)是按 8R ≈ 的倍數(shù)增加的，如容量有 100、 12 160、 200??kVA 等，只有 30 kVA 和63 000 kVA 以外的容量等級(jí)與優(yōu)先數(shù)系有所不同。 額定容量 變壓器的主要作用是 傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。因此，變壓器的額定電壓也相應(yīng)提高，線路始端電壓值（ kV） 、 、 、 、 、 、 612 24 36 550。 輸變電線路電壓等級(jí)就是線路終端 的電壓值。 ： 額定電壓 變壓器的一個(gè)作用就是改變電壓，因此額定電壓是重要數(shù)據(jù)之一。由于互感現(xiàn)象，繞制原線圈和副線圈的導(dǎo)線雖然不相連，電能卻可以通過磁場(chǎng)從原線圈到達(dá)副線圈。這個(gè)交變磁通量既穿過副線圈，也穿過原線圈。因此只要改變二次繞組的匝數(shù)，便能改變電勢(shì) ze 的數(shù)值，如果二項(xiàng) 繞組接上用電設(shè)備，二次繞組便有電壓輸出，這就是變壓器的工作原理 ，其原理圖如圖 。整流元件有電子整流管和離子整流管（包括真空管、充氣管、閘流管和貢弧整流器）以及半導(dǎo)體整流器（硒整流器和硅整流器、晶閘管等）。逆變是由直流電變?yōu)榻涣麟姡溲b置稱為逆變器。發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的電根據(jù)輸送距離將按照不同的電壓等級(jí)輸送出去，就需要一種專門改變電壓的設(shè)備，這種設(shè)備叫做“變壓器”。 發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般有 、 kV、 kV 等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠(yuǎn)距離輸送。 所以遠(yuǎn)距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟(jì)的。 【 關(guān)鍵詞 】 直流電源，整流變壓器 ，實(shí)際工程參數(shù)，設(shè)計(jì) . ABSTRACT II ABSTRACT In the modernized industrial enterprise, The electric power is one of the most main energy. But in the metallurgical industry, the electrochemistry indu