【文章內(nèi)容簡介】 要求損耗極低的產(chǎn)品(需經(jīng)批準(zhǔn)) 23ZH 90 (23RGH090) 23ZDKH90 (23RGHPJ090) 要求非常特殊的產(chǎn)品(需經(jīng)批準(zhǔn)) 由此表知，要滿足耗損低，噪聲低的要求。應(yīng)選取牌號為:27QG100。 硅鋼片作為此設(shè)計的鐵心的材料。 鐵心直徑的估算鐵心直徑的大小，直接影響材料的用量、變壓器的體積及性能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。故選擇經(jīng)濟(jì)合理的鐵心直徑是變壓器設(shè)計的重要一環(huán)。硅鋼片重量和空載損耗隨鐵心直徑增大而增大，而線圈導(dǎo)線重量和負(fù)載損耗隨鐵心直徑增大而減小。合理的鐵心直徑就是硅鋼片和導(dǎo)線材料的用量比例適當(dāng)，打破到最經(jīng)濟(jì)的效果，故鐵心直徑的大小，與采用的硅鋼片性能和導(dǎo)線材料直接有關(guān)。根據(jù)關(guān)系式的推導(dǎo)，鐵心直徑D與變壓器容量P的四分之一次方成正比的關(guān)系，但因為變壓器分單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦等，同樣容量但肖耗材料不同。 每柱容量 ( Pzh ) 的計算 每柱容量是在每個鐵心柱上各繞組額定容量折算成雙繞組后的型式容量。 [ kVA ] 式 中: ΣPri — 各繞組額定容量的總和( kVA ) , 如高、中壓為自耦聯(lián)結(jié)時, 則高壓及中壓額定容量, 應(yīng)分別乘以效益系數(shù) 。式 中: UU2— 分別為高壓及中壓側(cè)的額定電壓( kV ) 。 mzh — 套有繞組的鐵心柱數(shù)。 鐵心直徑的計算 （mm）(從變壓器設(shè)計手冊上查表取標(biāo)準(zhǔn)直徑) 式中:為鐵心直徑經(jīng)驗系數(shù) , 對于冷軋硅鋼片的鐵心及銅線繞組的變壓器 , 一般取=52～57,對特大型變壓器,由于運輸高度的限制,經(jīng)驗系數(shù)有時取得還要更大些。為每柱容量( kVA ) 從一般情況來說與變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)，就一般情況來說，他是具有銅線大于鋁線雙繞組大于三繞組的結(jié)構(gòu)特點,但隨著現(xiàn)代變壓器制作工藝技術(shù)的進(jìn)步，的取值并不是一層不變的,影響取值的因素還包括產(chǎn)品的價格及發(fā)展，還有不同廠家的不同條件來選取最優(yōu)的值。 高、低壓線圈匝數(shù)的計算 初選每匝電勢（）的計算式中:為初算后的每匝電壓,單位。 為初選的鐵心柱的磁通密度,單位T。 為鐵心柱的有效截面積,單位cm2 。 為50Hz。 從上式可以知道，當(dāng)鐵心截面積確定后，每匝電勢大小的選擇主要取決于最大磁通密度Bm的選擇。但我們在設(shè)計時，最大磁密Bm的選擇就成了一項比較復(fù)雜的問題了，因為它主要涉及到了鐵心材料的用量、特性、損耗、電勢的波行、噪聲等等一系列的因素。 當(dāng)磁通密度取得比較大時是可以節(jié)省鐵心材料的消耗，但磁密取得越大時會越接近飽和點，使得激磁電流和鐵心的損耗隨之增加，運行損耗也會增加，鐵心發(fā)熱也會增加。所以磁通密度大小的選擇牽涉到了制造成本，同時也關(guān)系到了運行上的費用。當(dāng)然磁通密度的選擇還的硅鋼片的材質(zhì)飽和特性有關(guān)，對于現(xiàn)在我國常采用到的冷軋硅鋼片而言。但磁密的選擇是要考慮它的運行特點的。如，對于有分接電壓的應(yīng)考慮在+5%電壓運行時電壓波形仍然為正弦波形，此時則要可靠防止變壓器運行在飽和階段。：當(dāng)電壓最大值不超過響應(yīng)分接電壓的+5%時，變壓器在該分解的容量下是可連續(xù)運行的。即是說，變壓器在+5%的額定電壓下運行時還能輸出額定電流。 綜合以上的原因?！?。 低壓繞組匝數(shù)的計算 初選低壓繞組匝數(shù)公式為： 匝 匝數(shù)不能為小數(shù)，所以取整后即為低壓繞組匝數(shù)。 實際的每匝電壓公式為： 上式在重新計算的值時，必須保留小數(shù)點后三位有效數(shù)字，主要是為了使具有比較精確的值，以使下一步計算出的高壓繞組匝數(shù)能符合電壓比校核時的要求。 磁通密度的計算 當(dāng)每匝電壓確定后，就能最終確定磁通密度。 高壓繞組匝數(shù)的計算高壓繞組最小分接位置時的匝數(shù)：匝，為取整后的數(shù)值。5%分接間相電壓的差值計算:分接間匝數(shù)的計算：匝，為取整后的數(shù)值。最小分接位置時匝數(shù)為匝時， 電壓比：額定分接位置時匝數(shù)為匝時，電壓比：最大分接位置時匝數(shù)為匝時,電壓比：式中為額定相電壓。 為計算的相電壓。 變壓器絕緣的設(shè)計分類及對絕緣的要求變壓器通?？梢苑譃椋焊墒阶儔浩?、油浸式變壓器和氣體絕緣變壓器，氣體絕緣變壓器主要氣體成分是六弗化硫，他們中的任何類型的變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)都是很重要的。它影響到運行的可靠性，還決定了產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性和成本的高低。對絕緣設(shè)計的基本要求有三個方面： ⑴電性能的要求變壓器長期運行的過程中要承受長期最大的工作電壓，更是要受各種可能的過電壓影響，后者是主要的影響因素， 它是衡量變壓器主要絕緣水平的一個重要依據(jù)。變壓器電性能的優(yōu)劣主要是靠各種試驗電壓保證。 ⑵變壓器對熱性能的要求 變壓器在運行過程是會因損耗而發(fā)熱直到穩(wěn)定的穩(wěn)升值，高溫條件是會加快變壓器絕緣材料的老化，從而使其壽命縮短。通常根據(jù)變壓器絕緣材料使用的不同而等級不同，都規(guī)定了相應(yīng)的最高容許發(fā)熱溫升值和額定溫升值的大小，運行過程中只要發(fā)熱超過最高容許值后變壓器的壽命會大打折扣。 ⑶變壓器機(jī)械性能的要求 當(dāng)電流通過變壓器繞組時，在電流與學(xué)習(xí)漏磁兩者的作用下，繞組導(dǎo)體內(nèi)會產(chǎn)生電動力，尤其是突然短路的情況下會產(chǎn)生很大的短路電流，此時電動力將達(dá)到非常大的數(shù)值。在設(shè)計時選用的絕緣要有足夠的動穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。同時它是也影響到變壓器壽命的主要因素。 導(dǎo)線、電流密度的選擇 ⑴導(dǎo)線的選擇 以前為了銅用量的節(jié)約變壓器容量一般在6300KV以下時使用鋁導(dǎo)線，如果容量更在時則銅線或鋁合金導(dǎo)線。而現(xiàn)在低損耗的變壓器一般是用銅導(dǎo)線。常用的導(dǎo)線有以下幾類：紙包扁線（ZB)、漆包圓線（\QZ等）。紙包扁導(dǎo)線用ab即寬厚表示。\\\，~，扁線的寬度一般層式繞組選用小值，而餅式繞組選用大值。因為如果選太厚時會造成工藝上繞線太困難，選太薄時會造成焊接困難，同時也不易平彎。⑵電流密度的選擇 。小型變壓器則盡可能取低值，容量較大時，電流密度可取高些。 3，特殊要求的可取更小值。 變壓器的繞組選擇 變壓器繞組的結(jié)構(gòu)型式及其特點 變壓器繞組在電力變壓器中是最復(fù)雜也是最重要的一個組成部分，它的參數(shù)直接決定變壓器的容量大小，電壓電流大小及其使用條件。它由鋁或銅(圓扁線）繞制，再配上專門的絕緣部件組成。而它的繞組型式主要的依據(jù)是電壓等級和電流大小選擇，同量還要考慮到它的電機(jī)械強(qiáng)度、散熱性能、等等一系列的問題。一般對電壓等級較低電流大的繞組采用多根扁導(dǎo)線聯(lián)繞制成螺旋式的繞組形式，反之，一般采用連續(xù)式或糾結(jié)式插入電容的內(nèi)屏蔽式繞組。 繞組選取的要求 ⑴絕緣強(qiáng)度的要求 保證變壓器的運行中會會發(fā)生任何部位的絕緣擊穿，要求繞組設(shè)計時有足夠大的裕度。 ⑵動穩(wěn)定的要求 要求繞組有足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，能夠在承受強(qiáng)大電磁力的同時結(jié)構(gòu)不會發(fā)生損壞。 ⑶散熱性能的要求 盡量減小油的阻力，不會產(chǎn)生死油區(qū)，變壓器在發(fā)生短路時會生很大的熱量，不會燒毀線匝。 繞組的型式（主要針對本設(shè)計繞組介紹）線圈是變壓器輸入和輸出電能的電氣回路，是變壓器的基本部件，也是變壓器檢修的主要部件，它是由銅，鋁和圓扁導(dǎo)線繞制，再配置各種絕緣件組成的。變壓器容量和電壓等級的不同，線圈所具有的結(jié)構(gòu)特點亦各不相同，其中包括匝數(shù)，導(dǎo)線截面，并聯(lián)導(dǎo)線換位，繞向，線圈的連接方式等。線圈必須具有足夠的電氣強(qiáng)度，耐熱強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，以保證制造或修理后的變壓器能夠可靠的運行根據(jù)經(jīng)驗可得本臺變壓器高壓線圈為多層圓筒式，低壓線圈為螺旋式。高壓在外，低壓在內(nèi)的布置形式。采用圓導(dǎo)或扁導(dǎo)線繞制，可繞成若干個線層，在線之間放置分級層間絕緣或者冷卻油隙，繞組內(nèi)側(cè)第一層對地之間的電容比較大，會使得雷電沖擊電壓分布不均勻，因此當(dāng)繞組工作電壓在35KV以上時應(yīng)在第一層內(nèi)側(cè)放置電容屏，用來改善沖擊電壓的起始分布。常用于容量630kvA及以下，電壓3~35KV級的高壓線圈。變壓器繞組主要有以下幾種類型：（1） 層式繞組：分為單層、多層圓筒式、箔式繞組等，其特點是疊層繞制而成。（2） 餅式繞組：分為連續(xù)式、糾結(jié)式、螺旋式、內(nèi)屏蔽式等。其特點是沿軸向高度的繞組是由一個個的水平線餅組成。它廣泛應(yīng)用于大中型變壓器中。（3） 交錯式繞組：其特點為高壓繞組和低壓繞組沿軸向互相交錯排列而成，主要用于殼式變壓器。繞組型式的選擇可參考下表2。表2繞組選型參考表容量kVA電壓kV繞組型式繞組位置630及以下雙層圓筒式內(nèi)線柱500及以下310多層圓筒式外線柱630及以下352000及以下60兩段圓筒式外線柱8001000雙螺旋內(nèi)線柱12502000四螺旋4000100003單螺旋或單半螺旋1600050000640000630001031500及以上35單螺旋式、單半螺旋、連續(xù)式31500及以上60連續(xù)式80031503連續(xù)式或半連續(xù)式外線柱700100006630及以上10800及以上352500及以上60糾結(jié)一部分糾結(jié)連續(xù)式5000及以上110內(nèi)屏蔽連續(xù)式31500及以上220糾結(jié)式、內(nèi)屏式、分級補(bǔ)償 絕緣半徑 變壓器絕緣是電力變壓器，特別是高壓和超高壓電力變壓器的重要組成部分。從變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計方面來說，通常分為六大部分，即繞組、鐵心、引線、器身、油箱重量。其中，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。另外，絕緣問題無論是在變壓器制造過程中，還是在變壓器運行中．往往都是最敏感、最直觀地表現(xiàn)出來，所以變壓器絕緣成為變壓器制造廠家和使用部門員為關(guān)注、最為重視的問題。