【正文】 （41）鋁繞組 （42）式中——短路時起始繞組平均溫度，℃， ——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——短路時電流密度，t——短路時間，s表42 允許值絕緣耐熱等級銅導(dǎo)線繞組/℃鋁導(dǎo)線繞組/℃A180180B250200 C350200F及H350—用式(41) 與式(42) 時應(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)重合閘后通流時間，因為重合閘相隔時間很短,繞組來不及散熱又通流加熱了。二次合閘通流時間t ≤2s。從這個分析可知,短路電流較大時，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的絕緣材料。如果一個繞組為鋁箔，另一個繞組為銅導(dǎo)線，則應(yīng)分別計算每一繞組的值。 關(guān)于溫升對考核干式變壓器溫升而言，一般都用電阻法測繞組的平均溫升，根據(jù)繞組冷熱電阻之差，推算出繞組的平均溫升。但在運行時，影響干式變壓器安全運行的是繞組熱點溫度最高允許值，而決定干式變壓器運行壽命的是繞組熱點溫度額定值。以F 級絕緣而言,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) 因繞組熱點溫度額定值≤145 ℃，故額定熱點溫度與平均溫度之差≤25K。(3) 為保持繞組熱點溫度額定值≤145 ℃(即保證正常運行預(yù)期壽命) ，在額定熱點溫度與平均溫度之差 25K時，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，那么正常運行預(yù)期壽命就不易保證。(4) 當(dāng)外圍溫度自然變化值達40 ℃時，這是允許的。此時繞組熱點溫度可達165 ℃，運行可靠性可得到保證，因165 ℃還低于繞組熱點溫度最高允許值190 ℃。預(yù)期壽命的增加要靠外圍溫度較低時或負(fù)載較低時來補償。(5) 190 ℃ 165 ℃= 25K可留作超銘牌容量運行時繞組溫度可以升高的溫差。此時引起的預(yù)期壽命的增加也要靠低于銘牌容量運行來補償。(6) 短路電流流過時間很短,繞組處于絕熱狀態(tài)，短時耐高熱是允許的。但要注意:起始繞組溫度較高時發(fā)生短路(時間控制在2s 內(nèi)) ，會引起預(yù)期運行壽命的降低。(7) 在短路試驗時，式(1) 與式(2) 中的僅為環(huán)境溫度，t 又很短( t ≤0. 5s) ，故不會引起預(yù)期運行壽命的降低。綜上分析，應(yīng)注意較高繞組熱點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。干式變壓器溫度計應(yīng)按上述分析來整定保護溫度的值。較長時間處于190 ℃(F 級絕緣) 是不安全的，可通過溫度整定，使開關(guān)跳閘。其他絕緣耐熱等級可參照以上分析找出各個溫升間的關(guān)系。 關(guān)于容量對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)耐熱等級所規(guī)定的限值時能輸出的額定容量，且是指自冷條件下，無外殼時繞組的額定容量。有外殼時屬兩級散熱，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。如長期正常運行時也采用吹風(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，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)載也可運行。但要注意干式變壓器零序磁通對結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須注意單相負(fù)載允許存在的運行方式。Yyn0 聯(lián)結(jié)法的干式變壓器只能用三相三柱式鐵心，同時對低壓側(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，高壓中點電位會偏移，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，對最低運行氣溫≥ 5 ℃的，將稱為C1 級；≥ 25 ℃的，將稱為C2 級。C1 級干式變壓器可在 25 ℃下運輸及貯存。C1 級干式變壓器要承受住耐氣溫的特殊試驗。將無外殼干式變壓器放在冷凍室內(nèi)，用8 小時使冷凍室氣溫降到 25 ℃177。3 ℃，耐受12 小時；在4 小時內(nèi)將冷凍室溫度升到 5 ℃177。3 ℃，再耐受4 小時。然后在干式變壓器內(nèi)通以2 倍額定電流，使繞組達到相當(dāng)于最高允許溫升的平均溫度加40 ℃(此溫度可由電阻法測出) 。在上述熱沖擊后溫度降到25 ℃177。10 ℃。在熱沖擊后12 小時，對干式變壓器重復(fù)做介電絕緣試驗，但試驗電壓可降為原值的75 %。對C2 級干式變壓器的熱沖擊特殊試驗，只是免去上述4 小時內(nèi)上升到 5 ℃177。3 ℃的試驗。 以上試驗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)載時的絕緣承受能力。澆注式干式變壓器如在試驗中發(fā)生澆注層開裂時，將承受不住這一試驗。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。 噪聲和發(fā)熱問題的控制干式變壓器的最大優(yōu)點是阻燃防爆，在10kV配網(wǎng)中已獲得廣泛的應(yīng)用。目前，在實際運行中，干式變壓器還存在嘈聲和發(fā)熱兩個較突出問題。特別是設(shè)置在居民住宅樓首層的變配電室，嘈聲和發(fā)熱對居民的日常生活會造成一定的影響，在選用干式變壓器時，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25 )的干式變壓器使變配電室中嘈聲和發(fā)熱兩個較突出問題得到初步的解決。另外，為了使干式變壓器的運行與上層居民住宅或辦公場所的環(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?？偟恼f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，從而達到最理想的運行效果在千式變壓器選型及應(yīng)用時，除了兼顧以上幾點以外，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)境保護要求，噪聲研究的深入，以及計算機優(yōu)化設(shè)計等新材料、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、寧靜。我們也相信，只有充分了解干式變壓器的各種性能并對各種外部因素都進行綜臺考慮，才能在確保安全運行的前提下，發(fā)揮干式變壓器最大的優(yōu)點。 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)的變壓器具有較強的短時過載能力，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過載能力。由于干式變壓器價格相對昂貴，在進行設(shè)計選型和經(jīng)濟技術(shù)比較時應(yīng)考慮合理利用其過載能力來節(jié)省投資，建議從以下兩點來考慮：(1)按照負(fù)荷狀況選擇計算干式變壓器容量時可適當(dāng)減小容量：對某些如軋鋼、焊接等設(shè)備短時沖擊過負(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過載能力來減小變壓器容量；對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等不均勻負(fù)荷的場所，可充分利用其過載能力，適當(dāng)減小變壓器容量，使其主要運行時間處于滿載或短時過載，這樣既提高了變壓器的運行效率，減少了變壓器的變損，也為用戶節(jié)省了數(shù)以萬計的設(shè)備投資。(2)可以減少備用容量或臺數(shù)：在某些特殊場所，對變壓器的備用系數(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可予以壓縮；在確定備用臺數(shù)時亦可減少，這樣就可節(jié)省大量投資。但變壓器處于過載運行時，運行人員一定要注意監(jiān)測其運行溫度：如果溫度上升達155℃(有報警信號發(fā)出)應(yīng)立即采取減載措施(減去某些次要負(fù)荷)，以確保對主要負(fù)荷的安全供電。參考文獻[1] 電力變壓器編寫委員會. 電力變壓器手冊. 機械工業(yè)出版社，2002[2] 尹克寧. 變壓器設(shè)計原理. 中國電力出版社，2003[3] 鄭鳳翼. 變壓器電機及其應(yīng)用. 人民郵電出版社，1999[4] 王曉鶯等譯. 變壓器實用技術(shù)大全. 機械工業(yè)出版社，2004[5] 賀以燕等. 變壓器工程技術(shù). 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000[6] 胡之光. 電機電磁場分析與計算. 機械工業(yè)出版社，1989[7] 變壓器制造技術(shù)叢書編審委員會編. 變壓器制造技術(shù)叢書. 機械工業(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. 科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1996[10]保定天威保變電氣股份有限公司編. 變壓器試驗技術(shù). 機械工業(yè)出版社，2000 [11]崔立君等譯. 變壓器理論與計算. 機械工業(yè)出版社，1983[12]史乃 等. 電機學(xué). 機械工業(yè)出版社，2003[13]陳世坤. 電機設(shè)計. 機械工業(yè)出版社，2002[14]Arianna as an expression of architecture [J]. Elevator world, 2001,(5):6668[15]曾慶贛. 干式變壓器的特點及工程選型. 中國科技期刊 2002第3期，p24~26 結(jié)束語本課題“10KV干式變壓器的設(shè)計”經(jīng)過歷時3個月的研究和設(shè)計終于大功告成。在設(shè)計過程中，我基本上獨立完成了此次畢業(yè)設(shè)計所規(guī)定的任務(wù)，無論是從專業(yè)知識的掌握和運用，還是在實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，并打下了堅實的基礎(chǔ)。從最開始開題報告的擬訂，到設(shè)計計算結(jié)果的最終完成，我基本上按照了本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)安排的時間表嚴(yán)格地執(zhí)行。由于變壓器屬于電機學(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課題，就意味著一段新知識的學(xué)習(xí)過程的開始，尤其是干式變壓器，其產(chǎn)生發(fā)展的時間并不長，這更加深了本設(shè)計對于我的難度，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)的知識和內(nèi)容后，一切困難也都迎刃而解了。但是由于知識的疏淺和涉獵有限，使得此次設(shè)計雖在基本性能指標(biāo)上符合要求，但仍存在著不少問題，如：由于設(shè)計經(jīng)驗的不足，在某些參數(shù)的選擇上比較隨意，因而對整個結(jié)果有一定的影響；還有在設(shè)計時，沒有充分考慮到變壓器的工藝方面的問題，有可能造成整個工藝結(jié)構(gòu)的不合理。所以對設(shè)計中的不足之處，還請老師批評指正。在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中，我這里要特別感謝我的指導(dǎo)老師——劉金澤老師，在我設(shè)計的過程中她就一直幫我找資料,給意見,幫我提供一些設(shè)計方案,以及設(shè)計方法,并且不時地幫我修改和審閱，她以其淵博的知識和實踐經(jīng)驗，富有創(chuàng)造力的思維給我以深刻的啟迪，讓我在設(shè)計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；她循循善誘的指導(dǎo)方式和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的指導(dǎo)態(tài)度使得我在設(shè)計中能克服難題，也是我以后工作和學(xué)習(xí)中的楷模。在此，再一次向關(guān)心和指導(dǎo)我的劉金澤老師致以深深的謝意