【正文】 carry on theories analysis to each part. Then we begin to investigate how to carry out low exhaust, highefficient and lownoise to the transformer, and carry on the theories analysis to S9 2021KVA/10KV immerse type transformer which include the design of the iron heart project and winding project and the electromagism calculating. Finally, according to the electric voltage size and craft method, we choose the winding project, and carry on temperature increased calculation, choose the form of heat dissipation. With low cost design a transformer of high performance . Keywords： Transformer, Design, Higher efficiency， Lower waster and Lower Cost 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 1 緒 論 電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備。 隨著輸電距離，輸送容量的增長(zhǎng)，對(duì) 電力 變壓器要求也愈來(lái)愈高，不僅需要數(shù)量多，而且要性能好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，還要保證運(yùn)行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通 216。0），這個(gè)電流稱為激磁電流。 變壓器的分類 按照單臺(tái)變壓器的相數(shù)來(lái)區(qū)分 ,可以分為三相變壓器和單相變壓器。二者不過(guò)在結(jié)構(gòu)上稍有不同 ，在原理上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。油浸式 電力變壓器的冷卻方式，按容量的大小，可分為以下幾種： （油浸自冷式） （油浸風(fēng)冷式） 正常使用條件 海拔不超過(guò) 1000m 戶內(nèi)或戶外 最高環(huán)境氣溫 +40℃ 最高日平均溫度 +30℃ 最高年平均溫度 +20℃ 最低氣溫 25℃ 根據(jù)用戶要求可提供在特殊使用條件下運(yùn)行的變壓器 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 4 第 2 章 油浸式變壓器的 結(jié)構(gòu) 變壓器 的 鐵芯是由鐵柱及上下鐵軛組成，鐵芯柱截面是外接圓內(nèi)階梯形，鐵軛截面是隨鐵芯直徑大小而不同。上下夾件利用鐵芯兩頭的低磁鋼接板牢固地連接在一起，構(gòu)成鋼性較強(qiáng)的 框架式鐵芯結(jié)構(gòu)。 對(duì)于疊鐵心來(lái)說(shuō)，鐵心由硅鋼片疊壓而成，其級(jí)數(shù)于鐵心的直徑有如表 2－ 4的關(guān)系： 常見(jiàn)的幾種鐵心邊柱接縫和中柱接縫如圖 2－ 5所示 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 6 表 2－ 4：鐵心心柱級(jí)數(shù)與鐵心直徑的關(guān)系 鐵心直徑 D(mm) 80~90 95~120 125~195 200~225 230~240 245~265 級(jí)數(shù) 油道數(shù) 填充系數(shù) 5 — 6 — 7 — 8 — 9 — 10 — 鐵心直徑 D(mm 270~390 400~560 580~680 700~780 780以上 級(jí)數(shù) 油道數(shù) 填充系數(shù) 11 — 12 1 13 2 14 3 15以上 3以上 圖 2－ 5：常見(jiàn)的幾種鐵心邊柱接縫和中柱接縫 2－ 5－ 1邊柱直接縫 2－ 5－ 2 邊柱混合接縫（半直半斜） 2－ 5－ 3 邊柱標(biāo)準(zhǔn)斜接縫 2－ 5－ 4 邊柱臺(tái)階斜接縫 2－ 5－ 5 邊柱標(biāo)準(zhǔn)斜接縫 2 － 5－ 6 中柱直接縫 2－ 5－ 7 中柱混合接縫 2－ 5－ 8 中柱標(biāo)準(zhǔn)接縫 2－ 5－ 9 中柱臺(tái)階斜接縫 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 7 鐵軛結(jié)構(gòu)的分類 對(duì)于疊鐵心來(lái)說(shuō)，鐵軛截面又分為矩形、倒 T 形、倒多級(jí) T 形、正 T 形、正多級(jí)T形、多級(jí)圓形和多級(jí)橢圓形幾種。 繞組形式的分類 變壓器的繞組又有同心式和交疊式兩種形式。圓筒形繞組可以繞成單層；也可以繞成雙層。各個(gè)螺旋不是像圓形繞組那樣彼此緊靠著，而是中間留有 一個(gè)空溝道。 換位導(dǎo)線，大部分被采用在大容量變壓器的中、低壓繞組內(nèi)。 (a)外形 (b)縱剖面導(dǎo)線排列 圖 2－ 9 換位導(dǎo)線繞成的繞組 （ 4）連續(xù)式繞組 連續(xù)式繞組沒(méi)有焊接頭，只能用扁線繞制。箱殼 2 是用鋼板焊接成的，其頂部開(kāi)口，焊縫要求制造工藝做到不滲漏油，器身就放在箱殼內(nèi)。 圖 2— 11中： 1－ 鐘罩式箱殼 (上節(jié)油箱 )， 2－ 器身； 3－ 下節(jié)油箱 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 12 圖 2－ 11 吊殼式油箱 變壓器冷卻系統(tǒng) 的形式 可分為油浸自冷式 、 油浸風(fēng)冷式 和 強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻 三種，下面分別介紹下這三種 冷卻系統(tǒng) 的形式。每臺(tái)變壓器有一個(gè)總控制箱，每組冷卻器裝一個(gè)分控制箱，可以控制油泵和風(fēng)扇的自動(dòng)投入或切除 。因此，形成油水熱量交換的冷卻系統(tǒng)，從而使變壓器油充分冷卻。另外，還存在著電老化的問(wèn)題，隨著加壓時(shí)間的延長(zhǎng)，油間隙的擊穿電壓下降。因此，必須具有制造標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電氣強(qiáng)度和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。短路阻抗的選定一般按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來(lái)選；如有特殊要求，必須在技術(shù)任務(wù)書(shū)上注明。這兩種損耗都與硅鋼片的材質(zhì)、磁密取值有關(guān)，同時(shí)與硅鋼片的加工也有很大的關(guān)系。 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 18 第 4 章 S9 2021KVA/10KV 油浸式變壓器電磁設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （ 1）變壓器總?cè)萘?S(kVA)； 2021kVA （ 2）相數(shù) m； 3相 （ 3）頻率 f(Hz)； 50Hz （ 4）高壓側(cè)及低壓側(cè)額定電壓； 高壓側(cè) 10kV 低壓側(cè) （ 5）線圈連接圖和線圈連接組； Yyn0 （ 6）冷卻方式 油浸式 （ 7）負(fù)載特性 連續(xù) （ 8）短路電壓 (%)； % （ 9）短路損耗 (W)； 17800W （ 10）空載損耗 (W)； 2520W （ 11）空載電流 (%)； % （ 12）裝置方式 戶 外 主要電氣數(shù)據(jù)的決定 1．每相容量 ?s =ms = 32021 = 2．柱容量 ??? css ?32021 式中 C— 變壓器的有效（帶有線圈的）鐵柱數(shù)。 當(dāng)導(dǎo)線沿徑向有二根并繞時(shí)，徑向尺寸 1a 尚須考慮并繞根數(shù)。 短路損耗的計(jì)算 40．低壓線圈銅重 a) 低壓線圈平均直徑 111 ???????? DDD av m b) 低壓線圈平均匝長(zhǎng) ?? 11 avav Dl ? ? = c) 低壓線圈銅線總長(zhǎng)（每相） ??? KlwL av111 13+= 式中 K－出頭長(zhǎng)度， K= d) 低壓線圈銅重（不帶絕緣） ?? CuCu rAcLG 111 31046 .8 610? 310 = ㎏ 式中 Cur — 銅的密度 , Cur = 310 kg/ 3m e) 低壓線圈帶絕緣銅重 ???? )1(11 kGG CuCu (1+3%)= ㎏ 式中 k－扁銅線由 于絕緣所增加的重量，由表查得 k=3% 41．高壓線圈銅重 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 26 （ 1）高壓線圈平均直徑 2 222 ??????? DDD av= （ 2）高壓線圈平均匝長(zhǎng) ?? 22 avav Dl ? ? = （ 3）壓線圈銅線總長(zhǎng)（每相） 導(dǎo)線總長(zhǎng) ???222 )( avp lwwL342= 對(duì)中間一級(jí)電壓 ???? LL = （ 4）高壓線圈銅重 ?? CuCu rAcLG 222 3 610? 310 = ㎏ （ 5）高壓線圈帶絕緣銅重 ???? )1(22 kGG CuCu (1+3%)= ㎏ 式中 k－扁銅線由于絕緣所增加的重量，由表查得 k=3% 42．高低壓線圈 的總銅重 ??? 21 CuCuCu GGG += ㎏ ?????? 21 CuCuCu GGG += ㎏ 43．低壓線圈電阻 ??????? ?? 66111 ALR ? 式中 ? — 銅的電阻系數(shù)（ m?? ） C?75 時(shí) m??? ?? 44．高壓線圈 電阻 ???????? ?? 66222 ALR ? 45．低壓線圈中的電阻損耗 ?? 2121 3 RIPCu ? 3 =6588W 46．高壓線圈中的電阻損耗 ?? 2222 3 RIPCu ? 30. 24597 = 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 27 47．高低壓線圈中的附加損耗（包括導(dǎo)線中渦流損耗及油箱等鋼結(jié)構(gòu)中的雜散損耗） ?? fCuf KPP 11 65888%=527W ?? fCuf KPP 22 8%=787W 式中 fK－附加損耗占電阻損耗的百分?jǐn)?shù)， ?fK8% 48．低壓引線中的損耗 yCue KPP 11 ?=65883%= [12] 49．高壓引線中的損耗 yCue KPP 11 ?=1%= [12] 式中 yK— 三相引線損耗占對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的百分?jǐn)?shù)，低壓取 3％，高壓取 1％ 50．高低壓引線中的總損耗 ??? 21 eee PPP +＝ 296W 51．短路損耗 ?????? effCuCuK PPPPPP 2121 6588++527+787+296= 52．總的銅重 kgGGGGG eecucucu %% ??????????? 短路電壓的計(jì)算 53．短路電壓的有功分量 % ???? SPU Ka 54．短路電壓的無(wú)功分量 （ 1）漏磁間隙的折合面積 ?????????????????????? 222222221112121212222111 )()(33 wwrawwrararaaraaD 3 ? + 3 ? ++ 2)137( + 2)325200( = 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 28 式中 1w? — 低壓線圈里線圈的匝數(shù)； 2w? — 高壓線圈外線圈的匝數(shù)； （ 2）平均電抗高度 mlll ppp 66 68 653 518 21 ????? 式中 1pl— 低壓線圈電抗高度 (m), ??? 111 ep hll = 2pl— 高壓線圈電抗高度 (m), ??? 222 ep hll = （ 3）羅果夫斯基系數(shù) 2121 ????????? ??pR laaak （ 4）電抗電壓（即短路電壓的無(wú)功分量） 對(duì) f=50 赫茲的變壓器 % 4411 ??? ??????? ? RpBPklu DWIu 55．短路電壓 % 2222 ????? paK uuu 鐵心幾何尺寸的最后確定 56．鐵柱截面上各級(jí)硅鋼片的寬度 2601?a 2452 ?a 2253?a 2054 ?a 1755?a 1456 ?a 1107 ?a 658?a 57．鐵柱截面上各級(jí)硅鋼片的厚度 381?b 192?b 183?b 134?b 155?b 116?b 97?b 88?b 58．階梯形的總截面積 28877665544332211 0 5 3 9 )(2 mbabababababababaA c ?????????? 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 29 59．鐵柱的有效截面積 ??? cFec AKA = ㎡ FeK —