【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(hào)為:27QG100。 硅鋼片作為此設(shè)計(jì)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(jì)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?yàn)樽儔浩鞣謫蜗唷⑷?、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(jì)算 每柱容量是在每個(gè)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(shí), 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(jì)算 （mm）(從變壓器設(shè)計(jì)手冊(cè)上查表取標(biāo)準(zhǔn)直徑) 式中:為鐵心直徑經(jīng)驗(yàn)系數(shù) , 對(duì)于冷軋硅鋼片的鐵心及銅線繞組的變壓器 , 一般取=52～57,對(duì)特大型變壓器,由于運(yùn)輸高度的限制,經(jīng)驗(yàn)系數(shù)有時(shí)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(diǎn),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(jià)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(jì)算 初選每匝電勢(shì)（）的計(jì)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(shì)大小的選擇主要取決于最大磁通密度Bm的選擇。但我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，最大磁密Bm的選擇就成了一項(xiàng)比較復(fù)雜的問題了，因?yàn)樗饕婕暗搅髓F心材料的用量、特性、損耗、電勢(shì)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(shí)是可以節(jié)省鐵心材料的消耗，但磁密取得越大時(shí)會(huì)越接近飽和點(diǎn)，使得激磁電流和鐵心的損耗隨之增加，運(yùn)行損耗也會(huì)增加，鐵心發(fā)熱也會(huì)增加。所以磁通密度大小的選擇牽涉到了制造成本，同時(shí)也關(guān)系到了運(yùn)行上的費(fèi)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(duì)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(yùn)行特點(diǎn)的。如，對(duì)于有分接電壓的應(yīng)考慮在+5%電壓運(yùn)行時(shí)電壓波形仍然為正弦波形，此時(shí)則要可靠防止變壓器運(yùn)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(shí)，變壓器在該分解的容量下是可連續(xù)運(yùn)行的。即是說，變壓器在+5%的額定電壓下運(yùn)行時(shí)還能輸出額定電流。 綜合以上的原因?！?。 低壓繞組匝數(shù)的計(jì)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(shí)際的每匝電壓公式為： 上式在重新計(jì)算的值時(shí)，必須保留小數(shù)點(diǎn)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(jì)算出的高壓繞組匝數(shù)能符合電壓比校核時(shí)的要求。 磁通密度的計(jì)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(jì)算高壓繞組最小分接位置時(shí)的匝數(shù)：匝，為取整后的數(shù)值。5%分接間相電壓的差值計(jì)算:分接間匝數(shù)的計(jì)算：匝，為取整后的數(shù)值。最小分接位置時(shí)匝數(shù)為匝時(shí)， 電壓比：額定分接位置時(shí)匝數(shù)為匝時(shí)，電壓比：最大分接位置時(shí)匝數(shù)為匝時(shí),電壓比：式中為額定相電壓。 為計(jì)算的相電壓。 變壓器絕緣的設(shè)計(jì)分類及對(duì)絕緣的要求變壓器通常可以分為：干式變壓器、油浸式變壓器和氣體絕緣變壓器，氣體絕緣變壓器主要?dú)怏w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(yùn)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(duì)絕緣設(shè)計(jì)的基本要求有三個(gè)方面： ⑴電性能的要求變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中要承受長(zhǎng)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(gè)重要依據(jù)。變壓器電性能的優(yōu)劣主要是靠各種試驗(yàn)電壓保證。 ⑵變壓器對(duì)熱性能的要求 變壓器在運(yùn)行過程是會(huì)因損耗而發(fā)熱直到穩(wěn)定的穩(wěn)升值，高溫條件是會(huì)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(jí)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(yùn)行過程中只要發(fā)熱超過最高容許值后變壓器的壽命會(huì)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(shí)，在電流與學(xué)習(xí)漏磁兩者的作用下，繞組導(dǎo)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)力，尤其是突然短路的情況下會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，此時(shí)電動(dòng)力將達(dá)到非常大的數(shù)值。在設(shè)計(jì)時(shí)選用的絕緣要有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)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(shí)使用鋁導(dǎo)線，如果容量更在時(shí)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?yàn)槿绻x太厚時(shí)會(huì)造成工藝上繞線太困難，選太薄時(shí)會(huì)造成焊接困難，同時(shí)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(shí)，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(diǎn) 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(gè)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(jí)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(duì)電壓等級(jí)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(yùn)行中會(huì)會(huì)發(fā)生任何部位的絕緣擊穿，要求繞組設(shè)計(jì)時(shí)有足夠大的裕度。 ⑵動(dòng)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(shí)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生損壞。 ⑶散熱性能的要求 盡量減小油的阻力，不會(huì)產(chǎn)生死油區(qū)，變壓器在發(fā)生短路時(shí)會(huì)生很大的熱量，不會(huì)燒毀線匝。 繞組的型式（主要針對(duì)本設(shè)計(jì)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(jí)的不同，線圈所具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(yùn)行根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得本臺(tái)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(gè)線層，在線之間放置分級(jí)層間絕緣或者冷卻油隙，繞組內(nèi)側(cè)第一層對(duì)地之間的電容比較大，會(huì)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(shí)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(jí)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(diǎn)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(diǎn)是沿軸向高度的繞組是由一個(gè)個(gè)的水平線餅組成。它廣泛應(yīng)用于大中型變壓器中。（3） 交錯(cuò)式繞組：其特點(diǎn)為高壓繞組和低壓繞組沿軸向互相交錯(cuò)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(jí)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(jì)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(yùn)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。