【正文】 ⑤箱蓋的面積 （2）油溫升計算①發(fā)熱中心高度 ②油箱單位熱負荷 式中：qy—單位熱負荷（W/m2）； ∑A—總散熱面積（m2）； P0—空載損耗（W）；—已考慮附加損耗的75℃時的短路損耗（W）。 下面介紹一下裝片式散熱器的平均溫升的計算方法。自冷式油箱的有效散熱表面積式中 ：A1——箱蓋的幾何表面積（m2）；A2——箱壁的幾何表面積（m2）；A6——片式散熱器在不吹風時總有效散熱表面積（m2）；K取決于散熱器在油箱壁的布置：單面布置，K=；雙面布置，K=；三面布置，K= ；四面布置，K=。片式散熱器不吹風時的總有效散熱表面積：式中：N——散熱器數(shù)；Sn——不吹風時單只管式散 熱器的有效散熱表面積（m2），；自冷式變壓器油對空氣的平均溫升最高油面溫升的修正溫差。 固定式安裝片式散熱器自冷有效散熱面積Sn（m2）聯(lián)管中心距3片4片5片7片9片11片13片6257508751000 表K0℃23456（3）油面最高溫升： ＜55K式中：τy——油對空氣的平均溫升（K）； 繞組對油的平均溫升圓筒式繞組平均溫升計算與餅式繞組各不相同，這里主要對本次設計所采用的圓筒式繞組溫升計算做一下介紹。（1）繞組表面的單位熱負荷 （W/㎡）式中：——被計算繞組折合到75℃時的負載損耗，W； ——將75℃的損耗折合到85℃時的折合系數(shù)；S——被計算繞組的有效計算面積，㎡；（2）繞組表面對油的平均溫升對于層式線圈油浸自冷式（內(nèi)外繞組）：（有層間縱向油道）式中：q——繞組散熱表面的單位負荷（W/m2）。 變壓器總重式中：——油重； ——器身重；——油箱重； ——附件重。3 非晶合金變壓器的設計 四框五柱式卷鐵心在勵磁時，磁通流經(jīng)4個鐵心框，有小對稱分布現(xiàn)象存在。這使某些局部磁通由于受小對稱分布產(chǎn)生的高次諧波疊加的影響而發(fā)生畸變，從而引起局部磁感應超飽和，導致?lián)p耗迅速上升。因此，在設計時，磁通密度不宜選得過高。在變壓器制造過程中，4個鐵心框在與繞組裝配時，需經(jīng)過打開鐵心接縫、套裝線圈、再合上接縫以及壓緊線圈等一系列使鐵心受力的操作，從而造成裝配后的部分產(chǎn)品空載損耗比裸鐵心時有所增加。在設計中，應考慮這個增加值，理論上用工藝系數(shù)來表示。它同鐵心與線圈的組合方式、操作工人的經(jīng)驗和技能等諸多因素有關，一般取值KP0=。當非晶合金變壓器鐵心采用四框五柱式結構時，有兩個旁軛可供磁通中的高次諧波或零序分量流通，因此，YynO聯(lián)結法是不合適的，須采用Dynll聯(lián)接法。因為前者易造成線圈過電壓，絕緣相對小安全，亦會使損耗增加，后者則相反。變壓器的噪聲源于變壓器鐵心在交變磁通下磁致伸縮而引起的振動。由于非晶合金的磁致伸縮程度比硅鋼片高約10%，因此非晶合金變壓器的噪聲也較高。非晶材料在一定磁場強度下，經(jīng)過退火處理，使磁疇沿外磁場方向形成條帶狀磁疇，保溫冷卻后，這種磁疇被保留下來，磁疇只沿帶寬方向變化，而小發(fā)生磁疇轉(zhuǎn)動。因此，非晶合金變壓器的鐵心在良好的退火條件下的噪聲應低于硅鋼片變壓器。但由于受力程度的限制，一般噪聲大于硅鋼片變壓器68dB，但不會超過相關環(huán)境標準中的規(guī)定值。非晶合金對機械應力非常敏感，無論是拉應力還是彎曲應力都會影響其性能，空載損耗會隨著壓力的增大而迅速上升，一般會增加20%200%。因此，應選擇合理的裝配結構，使鐵心表而壓力維持在低于某一允許值。在設計中，使線圈壓緊、固定自成體系，盡量減少其裝配時及鐵心自重產(chǎn)生的應力。與硅鋼片鐵心變壓器計算相同部分在此不介紹僅就非晶合金變壓器特殊計算部分進行介紹。相同處見變壓器電磁設計部分。(1)鐵心材料采用具有軟磁特性的非晶合金帶材為鐵心材料。鐵心尺寸可根據(jù)設計需要進行定制，但最大片寬應盡量控制在217mm以下。(2)鐵心填充系數(shù)KFe= 。(3)鐵心通常采用搭接式卷鐵心，四框五柱式結構。(4)密度ρ= g/cm3(5)單位重量損耗在1. 3T (50Hz)時P0≤ W/kg(6)磁通密度，飽和磁密B≥，. 35T。(7)鐵心質(zhì)量。設計時可按下式計算式中A, B, C, D——鐵心尺寸(mm)KFe——鐵心填充系數(shù)，凡KFe——GFe——鐵心質(zhì)量(kg)ρ——非晶合金密度（g/cm3）(8)空載損耗計算 K P0——空載損耗附加工藝系數(shù) K P0= P——單位重量的損耗(W/kg) (9)空載電流計算 q1——單位總量的勵磁容量(VA/kg)，按心柱磁通密Bt查得 q——單位面積得接縫勵磁容量(VA/cm2)，按鐵扼磁通密度查得 n——接縫數(shù)，取n=4 Ae——心柱有效截面(cm2) ,Ae=At/2 At——心柱有效截面積 SN額定容量(kVA)(1)高低壓線圈均采用無氧銅繞制。導線材質(zhì)：。(2)線圈型式。容量為3151600 kVA/610 kV線圈，采用圓角矩形箔式結構。容量為301600 kVA/610 kV的高壓線圈，采用多層層式圓角矩形結構。(3)電抗電壓降計算，非晶合金變壓器的鐵心截面是矩形，而繞組的橫截面是一個帶圓角的矩形。在計算電抗電壓降時，可以用一個周長相等的等效圓形鐵心來代替實際存在的矩形鐵心，即πR=C+D ( R為等效半徑)。對于箔式繞組，這樣的等效一樣成立。計算阻抗壓降的關鍵在于計算漏磁等效面式中 N1N，N12——高壓繞組額定匝數(shù)及高壓繞組油道外的額定匝數(shù), 匝a21，a22—— 低壓繞組輻向尺寸，cma11，a12——高壓繞組輻向尺寸，cm a1，a2——高低壓繞組內(nèi)的油道，cm a——主空道寬度，cm R22——低壓繞組等效半徑，cm R11,R12,R13——高壓繞組等效半徑，cm R△——主空道等效半徑，cm N21, N22——低壓繞組油道內(nèi)外的匝數(shù)，匝 4 SH15800/額定容量：=800kVA額定電壓：U=10KV5%, U=聯(lián) 結 組：DYn11短路阻抗：=% 177。10%空載損耗：P=380W +15%空載電流：I%=% +30%負載損耗：P= 7500W +10%其它技術條件符合GB10941999《電力變壓器》及JB/T103182002《油浸式非晶合金鐵心配電變壓器技術參數(shù)的要求》。、電流計算:、低壓側相電壓壓分別為高壓： （+5%抽頭處）： （5%抽頭處）：低壓：V ==（迭厚）計算 低壓為14匝，D=146 B’=C= =231mmC0=C/2=　將矩形鐵心等效為圓形以便于計算，則其等效半徑為： 硅鋼片牌號: 非晶合金：=高壓：==606匝，取整 調(diào)壓抽頭：==30匝，取整W13=60630=576匝W11=606+30=636匝高壓繞組額定分接處： 高壓繞組+5%分接處：高壓繞組5%分接處： 均符合要求。初算電流密度=導線選取 5；，則實際電流密度為==段號選擇：360=180136=36660=360160=6011 636輻向尺寸： 4 7= = +（層間絕緣） += =+ （裕度） +=14 =24+（油道）+24=軸向尺寸： 61= +（裕度）339（）+18+18 375（HO）繞組形式：多層圓筒式帶一個油道層間電壓：260=,。 高壓層絕緣放置示意圖初取電流密度=導線選?。翰捎貌@345 ，則實際的電流密度為==第 55 頁 共 63 頁輻向尺寸： 7=+=+軸向尺寸： 345 +15 +15 375（HO） =9++9=繞組形式：多層圓筒式（有油道），層間絕緣為2。 、L2，總匝長L3，額定匝長L4L1=L2=L3= L1W1+ L2W2= 高壓時的電阻=3=3=3426W 高壓繞組銅線重量=3g=3= 低壓繞組 低壓平均匝長L1，總匝長L3L1=L3= L114= 低壓時的電阻=3=3=3869W 低壓繞組銅線重=3g=3=（）=（+）=（3426+3869）=7660W 阻抗電壓計算電抗高度漏磁場寬度為高壓繞組外徑與低壓繞組內(nèi)徑之差（）/10=將上式結果代入下列公式，得漏磁場寬度和： 由 附加損耗系數(shù) K= =% =（%） 鐵重 鐵心尺寸圖。鐵心尺寸： A=375 B=90/170 C= D=146鐵重：可得： = Kg空載損耗計算 K P0——空載損耗附加工藝系數(shù) K P0=P——單位重量的損耗(W/kg) 空載電流計算 油箱高 H=375+231+16+203=825 mm油箱長 L=2(170+90)+8+111=1555 mm油箱寬 B=2+87=540 mm。 油箱簡圖波紋片規(guī)格的選擇： 正面：（T=33，L=1555，D=195，H=260）2組； 側面：（T=10，L=540， D=195，H=260）2組。油箱散熱面計算： 高壓繞組對油平均溫升 散熱面積：表面熱負荷Q=繞組對油平均溫升 K 低壓繞組對油平均溫升散熱面積： 表面熱負荷Q=繞組對油平均溫升 T1=+= K 重量計算 鐵心重 GFe=1133 Kg 電磁線重 Gx=+= Kg 器身重 Gq=Ge+Gx=（+）=1810 Kg 油箱重量長度L=1555mm；寬度B=540mm；高度H=825mm。箱蓋厚度8mm；箱壁厚度4mm；箱底厚度6mm。壁重=2（1555+540）8254=108 Kg蓋重=15555408=53 Kg底重=15555406=39 Kg油箱重=108+53+39=200 Kg210+233片式散熱器重（查表）=159 Kg箱沿重=40 Kg 底腳重=17 Kg油箱及附件重=200+159+40+17=416 Kg油重計算： 空箱裝油重== Kg 器身排油重 Kg 油箱內(nèi)油重== Kg 散熱器內(nèi)油重= Kg變壓器總重量=++1810+416=2653 Kg結束語 非晶合金變壓器的總擁有成本(TOC)低于9型變壓器10%。據(jù)有關專家的測算，：1后，價差能夠在5年內(nèi)收回，從第6年起，可享受非晶變壓器的超低損耗所帶來的收益。隨著非晶變壓器生產(chǎn)規(guī)模的擴大和電價的上漲，非晶變壓器將獲得更低的TOC值?！? 總體上，隨著我國現(xiàn)代化建設的快速發(fā)展，電力工業(yè)也勢必高速發(fā)展，電能在傳輸、分配過程中存在嚴重的損耗。因此，發(fā)展低損、節(jié)能、環(huán)保型變電設備是非常必要的，非晶合金變壓器的推廣和使用將有力的解決能源傳送過程中的高損耗問題。雖然目前制造非晶合金變壓器技術還不是很成熟，很多工藝上的問題還有待解決，但是，其廣闊的發(fā)展前景仍然不容忽視。本設計詳細介紹了變壓器設計的基本原理和SH15800/。包含了鐵心參數(shù)選擇，額定電壓、電流計算，匝數(shù)選取，導線選擇，線圈尺寸、結構確定，主絕緣設計，空載、負載損耗計算，溫升計算，油箱參數(shù)計算，變壓器重量確定等等，較為系統(tǒng)的計算了變壓器所需的具體參數(shù)。鑒于本人知識水平有限，且時間倉促，本設計難免存在不足，望廣大讀者提出批評指導。參考文獻[1] :中國電力出版社,2004[2] 非晶合金變壓器. 變壓器，[3] ，[4] :中國水電水利出版社,2004[4] 變壓器設計手冊(電磁計算部分).沈陽變壓器研究所(1985版)