【導(dǎo)讀】在現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)中，廣泛地采用電力作為能源。而在冶金工業(yè)、電化學(xué)工業(yè)、牽引、傳動、直流輸電等許多行業(yè)中都大量使用直流電源。將交流電轉(zhuǎn)化為直流電就需。足實際工程參數(shù)并具有實際應(yīng)用價值的整流變壓器。

　　

【正文】 柱 與 S 的關(guān)系 銅線 鋁線 三相雙繞組 S 柱 =1/3S 冷軋硅鋼片 K=54~60 熱軋硅鋼片 K=58~64 冷軋硅鋼片 K=50~56 熱軋硅鋼片 K=54~60 三相三繞組 S 柱 =1/2S 單相雙繞組 S 柱 =1/2S 單相三繞組 S 柱 =3/4S 三相自耦 S 柱 =1/2Kxy S 單相自耦 S 柱 =3/4Kxy S 注： S 為變壓器的額定容量（ kVA）。 表 鐵心截面表 鐵心直徑Φ D/ 紙筒內(nèi)經(jīng)Φ D/ 夾件 內(nèi)距/mm 夾件油道厚/mm 鐵心 級數(shù) 繞組 撐 條數(shù) 最大 級寬 疊片系數(shù) 凈截面積 /cm2 角重/kg 凈截面積 /cm 角重/kg Φ 260/270 280 22 10 8 250 185 Φ 265/275 290 23 10 8 255 198 200 Φ 270/280 290 21 11 8 260 209 Φ 280/290 300 22 11 8 270 234 Φ 290/300 310 22 11 8 280 574 261 Φ 300/310 320 22 11 8 290 288 291 Φ 310/320 330 23 11 10 300 653 319 Φ 320/330 340 23 11 10 310 345 349 Φ 330/340 350 23 11 10 320 743 388 392 Φ 340/253 360 23 11 10 330 788 426 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 17 6 繞組 設(shè)計 每匝電壓 2cmt ??? (伏 /匝 ) 式（ ） 式中 Bm—— 鐵心磁通密度幅值（ T）； Sc—— 心柱截面積 （ cm2） 。 鐵心磁心磁通密度初步計算，冷軋硅鋼片?。?16000～ 175000） 410? T，熱軋硅鋼片?。?14000～ 14700） 410? T，磁通密度選擇得過高，空載電流損耗增長很快，這是因為硅鋼片有飽和現(xiàn)象，磁通和產(chǎn)生磁通的電流之間不是按線性關(guān)系變化的。 電流從零增大時，磁通密度也隨之增大，當磁通密度增大到一定程度時，電流再繼續(xù)增大時，磁通密度因趨飽和而增加很少，因此選項用磁通密度的 上限應(yīng)選在飽和點以下。對于油浸式變壓器，冷軋電工鋼片磁通密度最高不得超過 ，一般不超過 。鐵心直徑選定后，磁通密度大小與繞組匝數(shù)成反比，而繞組匝數(shù)的二次方與阻抗電壓成正比，即磁通密度與阻抗電壓有關(guān)，若磁通密度值選得大，則空載損耗、空載電流也大，所以磁通密度的選取應(yīng)由以后的阻抗電壓、空載損耗、空載電流計算終了時最后確定，如果阻抗電壓、空載損耗、空載電流等計算值超過允許范圍，則要重新選取磁通密度 。根據(jù)經(jīng)驗， 初算時磁通密度 TBm ? 。考慮到諧波等因素的影響，在整流 變壓器實際設(shè)計和運用中 磁通密度 Bm 可以比經(jīng)驗值略小一些。此時 匝/ 5 22 VSBe cmt ??????? ?? 核算低壓匝數(shù) ??? ?teUN。 式（ ） 取整為 23 匝。 匝數(shù) N2必須是一個整數(shù)，而相電壓 2?U 又是一個定數(shù)，如計算后 N2不是一個整數(shù)，將其小數(shù)點后的數(shù)值 4 舍 5 入，調(diào)整每匝電壓 te 。 校正每匝 電壓及磁通密度 匝/2364122 VNUet ?? ? 式（ ） TS eB c tm 22 ?????? ?? 式（ ） 高低壓繞組匝數(shù)確定 高壓 011 ??? ?teUN，取整為 359 匝。 式（ ） 調(diào)壓抽頭匝數(shù) 匝。匝，取整為 ???N 式（ ） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 18 匝。匝，取整為 ????N 式（ ） 驗算電壓誤差范圍不得大于 %? ，即在高壓繞組額定分接處為 %%%10 44 ???? 式（ ） 高壓繞組（ +5%）分接處為 %%%10500 ???? 式（ ） 高壓繞組（ 5%）分接處為 %%%9500 ???? 式（ ） 當繞組 匝數(shù)確定后繞組尺寸直接與電磁線規(guī)格和繞組排布等有關(guān)，同時又與阻抗電壓、溫升、損耗、機械力等有關(guān)。所以電磁線的選擇、繞組排布都要注意滿足阻抗電壓等要求。一般需多次調(diào)整其線規(guī)和繞組排布，才能滿足要求。它們的最終確定，應(yīng)在保證阻抗電壓在允許的范圍內(nèi)，其溫升、損耗不超過標準值的前提下，做到結(jié)構(gòu)合理 ，用料最省。 電磁線選擇 按高低壓電流大小選用標準線規(guī)。電流密度為 AIJ ?? ，對于鋁線一般為 ～,對銅線一般為 3～ A/mm2。但是，根據(jù)國標 《變壓器承受短路能力》對熱穩(wěn)定的規(guī)定，經(jīng)計算所得的導(dǎo)線電流密度，不得超過表 。 表 變壓器阻抗電壓（ %） 4 允許電流密度 /（ A/mm2） 鋁線 銅線 5 這樣求得高壓繞組 導(dǎo)線截面積 S1 2111 245120 mmJIS ??? ? 式（ ） 得到導(dǎo)線截面積 1S 后，從表 中查得最接近的規(guī)格的截面積 21 mmA ? 。因此，高壓繞組導(dǎo)線為 玻璃絲包 扁線為 SBQB 系列 。此時電流密度 2111 / mmAAIJ ??? ? 。 低壓繞組： 2222 mmJIS ??? ? 式（ ） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 19 從表 中選得低壓導(dǎo)線為 系列（ 六 根并繞），其截面積22 9 mmA ??? ，電流密度 2222 / mmAAIJ ??? ? 表 b/mm a/mm b/mm a/mm 注：此表僅為導(dǎo)線規(guī)格的一部分 參考值。 線圈的排布和尺寸確定 線圈 和排列 ① 整流變壓器的線圈形式，一般小型產(chǎn)品為圓筒式，中 、 大型產(chǎn)品為 餅 式。對帶有串聯(lián)變壓器的有載調(diào)壓方式的整流變壓器，其二 次線圈通常采用“ 8”字線圈結(jié)構(gòu) ② 線圈排列：整流變壓器的線圈排列（交迭式排列用的比較少），對小型產(chǎn)品，它和電力變壓器一樣，為了考慮內(nèi)線圈至鐵心柱的絕緣 簡化，常將二次低壓線圈放在內(nèi)部靠近鐵心柱，高壓線圈放在外部，如 圖 所示： 圖 線圈排列方式 中大型整流變壓器的二次電流往往很大，特別是整流電路，如雙反星形帶 平衡電抗器整流電路的二次線圈有兩組或者更多組數(shù)（支路數(shù)），常將二 次低壓線圈排列在外部，一次側(cè)線圈排列在內(nèi)部。當整流變壓器的調(diào)壓范圍較大時， 常另設(shè)一個調(diào)壓線圈，此調(diào)壓線圈放在最里面（靠著鐵心掛），一次高壓線圈（或高壓基本線圈）放在中間，二次二次低壓線圈 一次高壓線圈 鐵 心 柱 一次高壓線圈 二次低壓線圈 鐵 心 柱 b)中型 a)小型 鐵 心 柱 調(diào)壓線圈 一次高壓線圈 二次低壓線圈 c)大型 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 20 低壓線圈在最外面，這樣，在調(diào)節(jié)調(diào)壓線圈分接頭的時候，高，低壓間主空道基本不變，故對阻抗的變化影響比較小。如有些整流變壓器設(shè)移相線圈的時候，此移相線圈放在一次高壓基本線圈的里面。 整流變壓器二次線圈在每個鐵心柱都兩個及以上支路時，為使二次線圈沒支路對一次線圈的均對稱，以達到每支路線圈對一次線 圈的阻抗接近相等，這就要求二次線圈各支路必須交織或交錯排列，如 圖 所示： 圖 二次線圈兩支路的典型排列 根據(jù)設(shè)計參數(shù)的要求，在該設(shè)計中線圈的排列形式為圖 中圖 b的方式。而對整流變壓器二次線圈的排列形式為圖 中的圖 b的方式。 線圈的排布 低壓（內(nèi)線圈）為雙層層式，高壓（外線圈）為多層式。 線圈尺寸的確定 ① 高、低壓繞組每層匝數(shù) 線圈的幾何尺寸主要是由 阻抗電壓 計算確定的。當頻率、匝數(shù)、電流、每匝電壓等確定后，電抗的大小與線圈的高度和線圈的輻向尺寸有關(guān)。這樣，就有兩個未知數(shù)，故不能一次就確定出線圈的幾何尺寸，往往都是假設(shè)一種線 圈幾何尺寸進行電抗計算，以后再進行反復(fù)調(diào)整。 高壓線圈曾數(shù)和每層匝數(shù)的確定，已知線圈的匝數(shù) 1N =359， 377， 341 匝，導(dǎo)線直徑 mmmm ?? ，即可布置線圈的曾數(shù)和每層的匝數(shù)。線圈的曾數(shù)與每層的匝數(shù)相乘的積，應(yīng)等于或略大于最大分接電壓的匝數(shù)，即確定每層線圈的匝數(shù)。 高壓 匝421 ?cN ，共有 9層，每層 42匝，即 9 42=378 匝。 低壓 ?cN ，有 2層，即 2 =23 匝。 ② 不連端線圈在內(nèi)的實高 （幾何高） 不換位時）()1( 1 hbnNH c ????? 換位時）(b)1( 1 hbnNH c ?????? 式 （ ） Ⅰ Ⅱ Ⅲ a)圓筒式 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ b)圓筒式或餅式 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ c)雙餅式 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 繞組設(shè)計 21 式中 b—— 導(dǎo)線連絕緣的寬度； h? —— 軸向繞制裕度（見表 ） ?1n —— 沿線圈軸向并饒根數(shù)。 高壓 : .335,)142()1( 11 mmmmhbnNH c 取整為?????????? 低壓 ： mmhbbnNH c 4 6 )()1( 22 ???????????? (一次換位 )。 ③ 線圈有效高 bnHH ???? 1 （計算阻抗電壓及散熱面用） 式 （ ） 即低壓 : mmbnHH ??????? 高壓 : mmbnHH ??????? 表 層式線圈繞制裕度表 類別 裕度 10kV線圈 35kV線圈 紙包扁線 漆包圓線 紙包圓線 漆包圓線 紙包圓線 單根繞 并饒 輻向 7%～ 8% 8%～ 10% 12%～ 15% 15%～ 18% 3%～ 6% 4%～ 7% 軸向 0～ 1% 2%～ 3% %～ % 2%～ 3% %～ % %～ % ④ 層數(shù) cNNN?? 式（ ） 即低壓 : 層22 ??N 高壓 : 91 ??N 層 ⑤ 層間最大工作電壓 ctc NeU 2? 式（ ） 低壓： VNeU ctc 22 ????? 高壓： VNeU ctc 11 ????? ⑥ 絕緣選擇 用厚度為 mm 電纜紙絕緣，其張數(shù)按 Uc 的大小確定，由表 選取。本列低壓繞組用 3 張 電纜紙，高壓用 6 張 電纜紙。 表 層式線圈層間絕緣 層間最大工作電壓/V 500