【正文】 眾所周知，變壓器是電力系統(tǒng)中的一個(gè)極其重要的設(shè)備，無(wú)論是發(fā)電廠、變電所、輸配電網(wǎng)絡(luò)還是廣大的用戶以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，都使用著各式各樣的變壓器。變壓器的設(shè)計(jì)順序是根據(jù)計(jì)算單中的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行鐵心的設(shè)計(jì)，然后是夾件和線圈的設(shè)計(jì)，最后是油箱的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程中要保證裝配尺寸的準(zhǔn)確。此次設(shè)計(jì)的變壓器的功能主要是用來(lái)穩(wěn)定電壓，另外本臺(tái)產(chǎn)品為 S11系列，損耗較小 ， 符合節(jié)能降耗的原則。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每增加 1kw的發(fā)電裝機(jī)容量，就需要配套 68KVA的變壓器，可見，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)變壓器的需求量還將不斷增加。因此，許多國(guó)家明確規(guī)定在重要場(chǎng)所必須采用干式變壓器供電。因?yàn)楦墒阶儔浩骶哂兄T多的優(yōu)點(diǎn) , 越來(lái)越多地被應(yīng)用于高層建筑及商業(yè)中心、石油、化工等對(duì)防火與安全有更高要求的部門。 (6)在與重要建筑物防火間距不夠的戶外箱式變電站內(nèi)，可選用干式電力變壓器。全封閉型干式變壓器，帶有全封閉型外殼，殼內(nèi)外的空氣能夠發(fā)生交換，但外界空氣不能以循環(huán)方式冷卻鐵心和繞組。第一個(gè)字母表示冷卻介質(zhì)，第二個(gè)字母表示冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。通常用 4個(gè)字母來(lái)標(biāo)志這兩種干式變壓器的冷卻方式。干式變壓器的正常使用條件主要是指：（ 1）海拔不超過(guò) 1000m；（ 2）最高氣溫不超過(guò) 40℃，最高日平均氣溫不超過(guò) 30℃，最高年平均氣溫不超過(guò) 20℃。 因此，從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)安全可靠方面，可以從以下兩點(diǎn)考慮。角以內(nèi)的水滴入。 第 2章 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 鐵心相關(guān)計(jì)算 鐵心柱直徑是變壓器的最基本的參數(shù)，因?yàn)殍F心的大小一旦確定，也就決定了繞組的內(nèi)徑以及原、副繞組的匝數(shù)，從而影響到整個(gè)變壓器的尺寸和各主要性能參數(shù)。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步， DK 的取值也在不段變化。鐵心級(jí)數(shù)與填充系數(shù)的關(guān)系見表 22，從此表看出，當(dāng)級(jí)數(shù)在 9級(jí)以上時(shí)，填充系數(shù)增加不多。鐵軛螺栓的夾緊力一般不低于 N/ 2cm 。 —— 初選的鐵心磁密， T； zA —— 鐵心的有效截面積， 2cm ； f —— 工頻 ， Hz。W 并取整后，即得低壓繞組匝數(shù) 2W 。 (3)計(jì)算求得 5%分接間相電壓的差值 fU ； (4)按下式計(jì)算分接間匝數(shù) fW ，即 tff eUW ?39。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的電壓比的容許偏差如表 26所示。 ???mmmU UU??? （ 214） 2）最小分接： %39。1nanB? 式中 39。 關(guān)于 H級(jí)干式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu) 概述 眾所周知， H級(jí)干式變壓器較之 F級(jí)干式變壓器，平均溫升可以高出 25%，所以設(shè)計(jì)時(shí)電流密度可以取得較高，從而可以相應(yīng)縮小變壓器的尺寸。 關(guān)于 NOMEX紙的技術(shù)性能 NOMEX紙是美國(guó)杜邦公司的專利產(chǎn)品，它是一種芳香聚酰胺聚合物，發(fā)明于 20世紀(jì) 60年代。 (2)耐熱性能。因此，用 NOMEX紙制造的干式變壓器在潮濕的環(huán)境中仍能安全地工作。 OVDT式 VPI H級(jí)干式變壓器有如下主要特點(diǎn)。具體而言，鐵耗和銅耗所產(chǎn)生的熱量將首先使鐵心和繞組的溫度逐步升高。所以干變的溫升計(jì)算更為繁雜。 ??? 39。 000 ????????? Hak? 111 ????????? Hak? （ 218） 222 ????????? Hak? 式中 0a ， 1a ， 2a —— 鐵心及內(nèi)、外繞組的平均氣道寬， mm； 0H ， 1H ， 2H —— 鐵心及內(nèi)、外繞組氣道高， mm。 、外繞組的氣道高 —— 分別取內(nèi)、外繞組的電抗高度， mm。39。39。 21 S SSqq ???? ?? ）（或 （ 222） 39。10S —— 鐵心與內(nèi)繞組內(nèi)，內(nèi)繞組的表面積， 2m ； 39。 ④用于相互交換的溫差。 1239。 12239。 21??? ， 39。1S? ， 39。 表 31 各分接下的電壓、電流及匝數(shù) 分接 高壓電壓（ V） 高壓電流（ A） 高壓匝數(shù) 低壓電壓（ V） 低壓電流（ A） 低壓匝數(shù) 1 10500/6062 420 400/231 1443 16 2 10000/5774 400 3 9500/5485 380 繞組計(jì)算 鐵心柱心距及線圈的徑向尺寸 單位： m 鐵心半徑 D/2 0a 的平均尺寸 裝配間隙 c 高壓線圈內(nèi)半徑 低壓紙厚度 高壓線圈輻向尺寸 低壓線圈內(nèi)半徑 高壓線圈平均半徑 低壓線圈輻向尺寸 高壓線圈外直徑 低壓線圈平均半徑 相間距離 + 低壓線圈外半徑 心柱間中心距 高低壓線間距離 表 32繞組計(jì)算數(shù)據(jù) 繞組計(jì)算 高壓 低壓 電壓（ V） 606210500 577410000 5485950 23140 電流 1443 匝數(shù) 420 400 380 16 撐條數(shù)及寬度 8x10 8x10 型式 連續(xù)式 雙螺旋式 線匝排列 20x21 2x8 導(dǎo)線規(guī)格 ?? ?? 導(dǎo)線截面（ 2mm ） 電流密度（ 2/mmA ） 輻向尺寸（ mm） 26 軸向尺寸（ mm） 540 540 鐵心窗高（ mm） 540+2x35=610 阻抗 計(jì)算 (1)輻向漏磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電抗電壓： % 10221 ?? ???????? ???Xu (2)徑向漏磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的電抗電壓： % 2222 ??? ???????? ??Xu 低壓繞組為雙螺旋，線圈兩端相對(duì)于高壓線圈個(gè)短缺一螺旋的安匝高度，形成另外兩個(gè)漏磁場(chǎng)而產(chǎn)生相應(yīng)的電抗電壓。 (5)從抗短路能力看，環(huán)氧澆注式較好，它的機(jī)械強(qiáng)度最高，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)最突出。 (12)在材料工藝質(zhì)量有所保證的條件下， H級(jí) OVDT類干式變壓器的局放水平與環(huán)氧澆注式大體相當(dāng)。而繞組制造、鐵心制造、鐵心端面處理、器身裝配工藝均與環(huán)氧澆注是一樣的，僅僅是鐵心端面處理用的絕緣漆不一樣。 B 級(jí)絕緣材料、 F 級(jí)絕緣材料與 H 級(jí)絕緣材料的參考溫度相應(yīng)為 100 ℃、 120 ℃、 145 ℃。如果相差太多，可以調(diào)整繞組導(dǎo)線中電流密度，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)的目的。如果一個(gè)繞組為鋁箔，另一個(gè)繞組為銅導(dǎo)線，則應(yīng)分別計(jì)算每一繞組的 t? 值。但在運(yùn)行時(shí)，影響干式變壓器安全運(yùn)行的是繞組熱點(diǎn)溫度最高允許值，而決定干式變壓器運(yùn)行壽命的是繞組熱點(diǎn)溫度額定值。 (3)不同保護(hù)等級(jí)的干式變壓器 (指帶外殼時(shí) )各類繞組允許溫度都不應(yīng)超過(guò)允許值。所以，高壓繞組電流密度與低壓繞組電流密度值可以相同，也可以不同，只要總負(fù)載損耗值符合標(biāo)準(zhǔn)值即可。 電流密度的選擇 [5] 干式變壓器電流密度的選擇應(yīng)按以下四點(diǎn)綜合考慮： (1)電流密度的大小會(huì)影響負(fù)載損耗的大小、繞組溫升、短路電流流過(guò)后絕緣熱穩(wěn)定溫度。 H級(jí)絕緣非包封繞組干式電力變壓器的主要生產(chǎn)設(shè)備是真空壓力浸漆設(shè)備、烘爐、鐵心片剪切設(shè)備、鐵心疊裝設(shè)備、繞組繞制設(shè)備。 (7)環(huán)氧澆注的基準(zhǔn)沖擊絕緣水平（ BIL）可達(dá) 225250kv；而 H級(jí) OVDT類干式變壓器的 BIL最高僅能達(dá)到 150kv，因此，這種變壓器要制造到 35kv級(jí)也比較勉強(qiáng)。 2 ???? ?????????? ???Xu (3)總電抗電壓： %7 9 %5 6 %1 1 %1 1 ????Xu (4)電阻電壓： %14 0011 435 3 ???Ru (5)阻抗電壓： % ??? RXZ uuu 鐵心重量及損耗計(jì)算 鐵心重量： KgG Fe 3 0 9 )13( 6 5 6 5 03 44 ?????????????? ??空 載損耗： WP 1 7 4 45 1 0 9 ???? 負(fù)載損耗： (見表 33) 表 33 負(fù)載損耗的計(jì)算 高壓線圈 低壓線圈 平均匝長(zhǎng) /m 每相總長(zhǎng) /m 16 裸線重量 /kg 178 額定分接電阻 /歐 電阻損耗 /W 6023 5122 線圈渦流損耗 % % 結(jié)構(gòu)損耗 /W 132 總負(fù)載損耗 /W 6023 +5122 +132=11386 空載電流計(jì)算 有功分量： 3* ???ORI 無(wú)功分量： 3* ?? ????OXI 空載電流： %*2**0 ??? OROX III 溫升計(jì)算 (1)高壓繞組溫升 繞組內(nèi)部豎直散熱表面的幾何面積： 26 1 8 9 9 0) 7 52( mS N ??????? ?? 繞組外部豎直散熱表面的幾何面積： 26 mS U ????? ?? 繞組內(nèi)部豎直散熱表面的散熱系數(shù)： )19010( ???N? 繞組有效散熱面積： 232 3 1 9 mS W ???? 繞組溫升： KW 97)32 13 40( ????? (2)低壓繞組溫升： 繞組內(nèi)部豎直散熱表面的幾何面積： 26 1 5 1 )1081382( mS N ??????? ?? 繞組外部豎直散熱表面的幾何面積： 26 20 22 mS U ????? ?? 繞組內(nèi)部豎直散熱表面的散熱系數(shù)： )19010( ???N? 繞組有效散熱面積： 226 3 5 1 mS W ???? 繞組溫升： KW 80)2 63 8 10( ????? (3)鐵心溫升 上鐵軛頂表面積： 2461 2 4 9 3 ??????? ?? 上下鐵軛側(cè)表面積： 262 ]100/)604202(6030)2404202(240[104 mI F I XS ??????????? ? 上下鐵軛旁表面積： )(2 663 ??????? ??S 2m 鐵心柱裸露表面積： 264 2 1 8 )60240(1206 mS ?????? ? 心柱被遮蓋表面積： 265 )10232242240()120264(6 mS ??????????? ? 心柱外表面的散熱系數(shù)： 5 9 )1 4 426( ????? 鐵心有效散熱面積 ： 20 9 0 9 0 1 2 4 1 8 2 5 3 7 7 4 9 3 mS ??????? 鐵心溫升： ?????????