【正文】 IP31IP32IP33自冷1009897959395949290風(fēng)冷12512111911611911735115 注：設(shè)無外殼的干式變壓器自冷時(shí)輸出容量為100% (4)短路后繞組允許平均溫度是按絕熱計(jì)算:銅繞組 （41）鋁繞組 （42）式中——短路時(shí)起始繞組平均溫度，℃， ——環(huán)境溫度自然變化最大值，=40℃ ——相應(yīng)絕緣耐熱等級(jí)的繞組平均溫升限值，K ——短路t秒（t≦2s）后繞組平均溫度值，℃，允許值見表42 ——短路時(shí)電流密度， t——短路時(shí)間，s 表42 允許值絕緣耐熱等級(jí)銅導(dǎo)線繞組/℃鋁導(dǎo)線繞組/℃A180180B250200 C350200F及H350—用式(41) 與式(42) 時(shí)應(yīng)注意： ①為繞組中負(fù)載相電流、渦流與循環(huán)電流三者產(chǎn)生的電流密度。 ②t 包括開關(guān)重合閘后通流時(shí)間，因?yàn)橹睾祥l相隔時(shí)間很短,繞組來不及散熱又通流加熱了。二次合閘通流時(shí)間t ≤2s。從這個(gè)分析可知,短路電流較大時(shí)，為解決短路t 秒后繞組平均溫度不超過規(guī)定值，繞組用較高耐熱等級(jí)的絕緣材料。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)算每一繞組的值。 關(guān)于溫升 對(duì)考核干式變壓器溫升而言，一般都用電阻法測(cè)繞組的平均溫升，根據(jù)繞組冷熱電阻之差，推算出繞組的平均溫升。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。以F 級(jí)絕緣而言,可得出下列關(guān)系： (1)繞組允許平均溫升100K加上年平均溫度20 ℃等于參考溫度為120 ℃。 (2)因繞組熱點(diǎn)溫度額定值≤145 ℃，故額定熱點(diǎn)溫度與平均溫度之差≤25K。 (3)為保持繞組熱點(diǎn)溫度額定值≤145 ℃(即保證正常運(yùn)行預(yù)期壽命) ，在額定熱點(diǎn)溫度與平均溫度之差 25K時(shí)，應(yīng)降低繞組平均溫升，超過多少K，降低多少K。如果額定熱點(diǎn)溫度與平均溫度之差 25K，繞組平均溫升仍保持為100K，那么正常運(yùn)行預(yù)期壽命就不易保證。 (4)當(dāng)外圍溫度自然變化值達(dá)40 ℃時(shí)，這是允許的。此時(shí)繞組熱點(diǎn)溫度可達(dá)165 ℃，運(yùn)行可靠性可得到保證，因165 ℃還低于繞組熱點(diǎn)溫度最高允許值190 ℃。預(yù)期壽命的增加要靠外圍溫度較低時(shí)或負(fù)載較低時(shí)來補(bǔ)償。 (5)190 ℃ 165 ℃= 25K可留作超銘牌容量運(yùn)行時(shí)繞組溫度可以升高的溫差。此時(shí)引起的預(yù)期壽命的增加也要靠低于銘牌容量運(yùn)行來補(bǔ)償。 (6)短路電流流過時(shí)間很短,繞組處于絕熱狀態(tài)，短時(shí)耐高熱是允許的。但要注意:起始繞組溫度較高時(shí)發(fā)生短路(時(shí)間控制在2s 內(nèi)) ，會(huì)引起預(yù)期運(yùn)行壽命的降低。 (7)在短路試驗(yàn)時(shí)，式(1) 與式(2) 中的僅為環(huán)境溫度，t 又很短( t ≤0. 5s) ，故不會(huì)引起預(yù)期運(yùn)行壽命的降低。 綜上分析，應(yīng)注意較高繞組熱點(diǎn)溫度值下的干式變壓器，要保持一定的壽命，必須降低繞組平均溫升值。干式變壓器溫度計(jì)應(yīng)按上述分析來整定保護(hù)溫度的值。較長(zhǎng)時(shí)間處于190 ℃(F 級(jí)絕緣) 是不安全的，可通過溫度整定，使開關(guān)跳閘。其他絕緣耐熱等級(jí)可參照以上分析找出各個(gè)溫升間的關(guān)系。 關(guān)于容量 對(duì)干式變壓器的容量應(yīng)理解為：在額定電壓與額定頻率下，溫升不超過相應(yīng)耐熱等級(jí)所規(guī)定的限值時(shí)能輸出的額定容量，且是指自冷條件下，無外殼時(shí)繞組的額定容量。有外殼時(shí)屬兩級(jí)散熱，外殼內(nèi)空氣溫度比外殼外空氣溫度要高。額定容量必須降低才能使繞組溫升保持為規(guī)定值。干式變壓器在無外殼并在吹風(fēng)冷卻下的輸出容量,至少要提高25 %。一般吹風(fēng)冷卻只在急救負(fù)載下才采用。如長(zhǎng)期正常運(yùn)行時(shí)也采用吹風(fēng)冷卻，那么，負(fù)載損耗是很大的。不論帶不帶外殼，自冷還是風(fēng)冷，第2節(jié)溫升中的規(guī)定都是一樣的。 關(guān)于聯(lián)結(jié)法 干式變壓器有兩種聯(lián)結(jié)法可供參考與選擇，即Dyn11 及Yyn0。干式變壓器多數(shù)用于配電，所以低壓側(cè)無電源。不論高壓繞組為D 聯(lián)結(jié)或Y聯(lián)結(jié)，都不能從系統(tǒng)吸取零序電流。因此，Dyn11 聯(lián)結(jié)法在單相短路時(shí)的短路電流要比Yyn0 聯(lián)結(jié)法大。Dyn11 聯(lián)結(jié)法的干式變壓器可用三相四框式鐵心(包括四框卷鐵心) 。此時(shí)，低壓側(cè)所接三相不平衡負(fù)載的不平衡度可大一些，即使一相有負(fù)載，另兩相無負(fù)載也可運(yùn)行。但要注意干式變壓器零序磁通對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須注意單相負(fù)載允許存在的運(yùn)行方式。Yyn0 聯(lián)結(jié)法的干式變壓器只能用三相三柱式鐵心，同時(shí)對(duì)低壓側(cè)單相負(fù)載不平衡度有要求。當(dāng)Yyn0 聯(lián)結(jié)法的干式變壓器帶三相不平衡負(fù)載時(shí)，高壓中點(diǎn)電位會(huì)偏移，偏移百分?jǐn)?shù)與三相負(fù)載不平衡度有關(guān)。Yyn0 聯(lián)結(jié)的干式變壓器的零序阻抗較大，故單相短路電流較Dyn11 聯(lián)結(jié)的干式變壓器的單相短路電流小。對(duì)于要吸取三次諧波電流的負(fù)載而言，最好選Dyn11 聯(lián)結(jié)的干式變壓器。 低溫的使用環(huán)境 未來的干式變壓器標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)最低運(yùn)行氣溫≥ 5 ℃的，將稱為C1 級(jí)；≥ 25 ℃的，將稱為C2 級(jí)。C1 級(jí)干式變壓器可在 25 ℃下運(yùn)輸及貯存。C1 級(jí)干式變壓器要承受住耐氣溫的特殊試驗(yàn)。將無外殼干式變壓器放在冷凍室內(nèi)，用8 小時(shí)使冷凍室氣溫降到 25 ℃177。3 ℃，耐受12 小時(shí)；在4 小時(shí)內(nèi)將冷凍室溫度升到 5 ℃177。3 ℃，再耐受4 小時(shí)。然后在干式變壓器內(nèi)通以2 倍額定電流，使繞組達(dá)到相當(dāng)于最高允許溫升的平均溫度加40 ℃(此溫度可由電阻法測(cè)出) 。在上述熱沖擊后溫度降到25 ℃177。10 ℃。在熱沖擊后12 小時(shí)，對(duì)干式變壓器重復(fù)做介電絕緣試驗(yàn)，但試驗(yàn)電壓可降為原值的75 %。對(duì)C2 級(jí)干式變壓器的熱沖擊特殊試驗(yàn)，只是免去上述4 小時(shí)內(nèi)上升到 5 ℃177。3 ℃的試驗(yàn)。 以上試驗(yàn)是考核干式變壓器先安裝在低溫環(huán)境下，干式變壓器突然接有額定負(fù)載時(shí)的絕緣承受能力。澆注式干式變壓器如在試驗(yàn)中發(fā)生澆注層開裂時(shí)，將承受不住這一試驗(yàn)。在新編干式變壓器IEC 標(biāo)準(zhǔn)草案中已考慮這一特殊試驗(yàn)。 噪聲和發(fā)熱問題的控制 干式變壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是阻燃防爆，在10kV配網(wǎng)中已獲得廣泛的應(yīng)用。目前，在實(shí)際運(yùn)行中，干式變壓器還存在嘈聲和發(fā)熱兩個(gè)較突出問題。特別是設(shè)置在居民住宅樓首層的變配電室，嘈聲和發(fā)熱對(duì)居民的日常生活會(huì)造成一定的影響，在選用干式變壓器時(shí)，應(yīng)采用低噪(250OkVA 以下配電變壓器噪聲控制在50dB 以內(nèi))、節(jié)能(空載損耗比普通變壓器降低達(dá)25 )的干式變壓器使變配電室中嘈聲和發(fā)熱兩個(gè)較突出問題得到初步的解決。另外，為了使干式變壓器的運(yùn)行與上層居民住宅或辦公場(chǎng)所的環(huán)境要求更協(xié)調(diào)，變配電室層高最好不低于4 5米，還應(yīng)具備完善的通風(fēng)散熱功能和采取一定的隔熱隔音措施。 總的說來，目前所選用的標(biāo)準(zhǔn)干式變壓器已基本能滿足大多數(shù)用戶的需求，而對(duì)于某些特殊領(lǐng)域和使用條件還可通過加裝如有載調(diào)壓器等輔助設(shè)備來提高電壓質(zhì)量，從而達(dá)到最理想的運(yùn)行效果在千式變壓器選型及應(yīng)用時(shí)，除了兼顧以上幾點(diǎn)以外，更重要的前提還應(yīng)按照電氣安全規(guī)程為變壓器的運(yùn)行創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。如在變配電室門安裝防鼠擋板以及妥善處理防水問題等。 隨著新的低耗硅鋼片，箔式繞組結(jié)構(gòu)，階梯鐵心接縫，環(huán)境保護(hù)要求，噪聲研究的深入，以及計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)等新材料、新工藝、新技術(shù)的引入，今后使用的干式變壓器將更加節(jié)能、寧?kù)o。我們也相信，只有充分了解干式變壓器的各種性能并對(duì)各種外部因素都進(jìn)行綜臺(tái)考慮，才能在確保安全運(yùn)行的前提下，發(fā)揮干式變壓器最大的優(yōu)點(diǎn)。 合理利用干式變壓器的過載能力來節(jié)省投資[11] 干式變壓器的線圈采用薄絕緣結(jié)構(gòu) 因此比其它厚絕緣結(jié)構(gòu)的變壓器具有較強(qiáng)的短時(shí)過載能力，其過載能力與環(huán)境溫度、過載前的負(fù)載情況(起始負(fù)載)、變壓器的絕緣散熱情況和發(fā)熱時(shí)間常數(shù)等因素有關(guān)，查閱其過負(fù)荷曲線可發(fā)現(xiàn)，干式變壓器具有較強(qiáng)過載能力。由于干式變壓器價(jià)格相對(duì)昂貴，在進(jìn)行設(shè)計(jì)選型和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較時(shí)應(yīng)考慮合理利用其過載能力來節(jié)省投資，建議從以下兩點(diǎn)來考慮： (1)按照負(fù)荷狀況選擇計(jì)算干式變壓器容量時(shí)可適當(dāng)減小容量：對(duì)某些如軋鋼、焊接等設(shè)備短時(shí)沖擊過負(fù)荷的可能性應(yīng)充分考慮，盡可能利用干式變壓器的較強(qiáng)過載能力來減小變壓器容量；對(duì)某些如以夜間照明等生活用電設(shè)備為主的居民住宅區(qū)、文化娛樂設(shè)施以及空調(diào)電梯和白天照明為主的商場(chǎng)等不均勻負(fù)荷的場(chǎng)所，可充分利用其過載能力，適當(dāng)減小變壓器容量，使其主要運(yùn)行時(shí)間處于滿載或短時(shí)過載，這樣既提高了變壓器的運(yùn)行效率，減少了變壓器的變損，也為用戶節(jié)省了數(shù)以萬計(jì)的設(shè)備投資。 (2)可以減少備用容量或臺(tái)數(shù)：在某些特殊場(chǎng)所，對(duì)變壓器的備用系數(shù)要求較高，使得工程選用的變壓器容量大、臺(tái)數(shù)多，設(shè)備投資相當(dāng)大。而利用干變的過載能力，在考慮其備用容量時(shí)可予以壓縮；在確定備用臺(tái)數(shù)時(shí)亦可減少，這樣就可節(jié)省大量投資。但變壓器處于過載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員一定要注意監(jiān)測(cè)其運(yùn)行溫度：如果溫度上升達(dá)155℃(有報(bào)警信號(hào)發(fā)出)應(yīng)立即采取減載措施(減去某些次要負(fù)荷)，以確保對(duì)主要負(fù)荷的安全供電。參考文獻(xiàn)[1] 電力變壓器編寫委員會(huì). 電力變壓器手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，2002[2] 尹克寧. 變壓器設(shè)計(jì)原理. 中國(guó)電力出版社，2003[3] 鄭鳳翼. 變壓器電機(jī)及其應(yīng)用. 人民郵電出版社，1999[4] 王曉鶯等譯. 變壓器實(shí)用技術(shù)大全. 機(jī)械工業(yè)出版社，2004[5] 賀以燕等. 變壓器工程技術(shù). 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000[6] 胡之光. 電機(jī)電磁場(chǎng)分析與計(jì)算. 機(jī)械工業(yè)出版社，1989[7] 變壓器制造技術(shù)叢書編審委員會(huì)編. 變壓器制造技術(shù)叢書. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999[8] 沈陽變壓器研究所編. 變壓器線圈制造. 機(jī)械工業(yè)出版社，1983[9] 崔立君等編著. 特種變壓器理論與設(shè)計(jì). 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996[10]保定天威保變電氣股份有限公司編. 變壓器試驗(yàn)技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [11]崔立君等譯. 變壓器理論與計(jì)算. 機(jī)械工業(yè)出版社，1983[12]史乃 等. 電機(jī)學(xué). 機(jī)械工業(yè)出版社，2003[13]陳世坤. 電機(jī)設(shè)計(jì). 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Elevator world, 2001,(5):6668[15]曾慶贛. 干式變壓器的特點(diǎn)及工程選型. 中國(guó)科技期刊 2002第3期，p24~26 結(jié)束語 經(jīng)過認(rèn)真研究和探討“10KV干式變壓器設(shè)計(jì)”畢業(yè)論文最終順利完成。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我這里要特別感謝我的指導(dǎo)老師——何首賢老師，在我設(shè)計(jì)的過程中他就一直幫我找資料,給意見,幫我提供一些設(shè)計(jì)方案,以及設(shè)計(jì)方法,并且不時(shí)地幫我修改和審閱，他以其淵博的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，富有創(chuàng)造力的思維給我以深刻的啟迪，讓我在設(shè)計(jì)過程中得到了很大的鍛煉和提高，在今后的工作和學(xué)習(xí)中必將受益無窮；他循循善誘的指導(dǎo)方式和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的指導(dǎo)態(tài)度使得我在設(shè)計(jì)中能克服難題，也是我以后工作和學(xué)習(xí)中的楷模。在設(shè)計(jì)過程中，我基本上獨(dú)立完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所規(guī)定的任務(wù)，無論是從專業(yè)知識(shí)的掌握和運(yùn)用，還是在實(shí)際問題的理解和解決上，都得到了很大的提高，這都為以后走上工作崗位做了充分的準(zhǔn)備，并打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 從最開始開題報(bào)告的擬訂，到設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的最終完成，我基本上按照了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)安排的時(shí)間表嚴(yán)格地執(zhí)行。由于變壓器屬于電機(jī)學(xué)的范疇，而我所學(xué)的專業(yè)方向是電器方向，因此從我一開始選定這個(gè)課題，就意味著一段新知識(shí)的學(xué)習(xí)過程的開始，尤其是干式變壓器，其產(chǎn)生發(fā)展的時(shí)間并不長(zhǎng)，這更加深了本設(shè)計(jì)對(duì)于我的難度，但是一切困難都是可以從書本上找到解決的答案的，在從圖書館和因特網(wǎng)上了解和學(xué)習(xí)了相關(guān)的知識(shí)和內(nèi)容后，一切困難也都迎刃而解了。 但是由于知識(shí)的疏淺和涉獵有限，使得此次設(shè)計(jì)雖在基本性能指標(biāo)上符合要求，但仍存在著不少問題，如：由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，在某些參數(shù)的選擇上比較隨意，因而對(duì)整個(gè)結(jié)果有一定的影響；還有在設(shè)計(jì)時(shí)，沒有充分考慮到變壓器的工藝方面的問題，有可能造成整個(gè)工藝結(jié)構(gòu)的不合理。所以對(duì)設(shè)計(jì)中的不足之處，還請(qǐng)老師批評(píng)指正。 在此，再一次向關(guān)心和指導(dǎo)我的何首賢老師即幫助過我的同學(xué)致以深深的謝意！