【正文】 當(dāng)?shù)蛪豪@組放在里面靠近鐵芯柱時(shí)，因它和鐵芯柱之間所需的絕緣距離比較小，所以繞組的尺寸就可以減小，整個(gè)變壓器的外形尺寸也同時(shí)減小了。所謂同心繞組，就是在鐵芯柱的任一橫斷面上，繞組都是以同一圓筒形線套在鐵芯柱的外 面。并繞根數(shù)為 20根是考慮到每根導(dǎo)線不致于搞的很粗。 第三、線圈繞組的結(jié)構(gòu)形式及其線圈材料的選擇 繞制變壓器繞組的導(dǎo)線有銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線兩種，電力變壓器為了降低繞組的附加損耗，一般使用銅導(dǎo)線。 本變壓器 鐵 芯采用 45176。 在確定鐵心直徑 d時(shí)要注意：如果鐵心直徑選得過(guò)大時(shí)，鐵重增大，而用銅量減少，變壓器成矮胖形；鐵心直徑選得過(guò)小時(shí)，則會(huì)得到相反得結(jié)果。 在本次設(shè)計(jì)中，我通過(guò)對(duì)變壓器各方面知識(shí)的綜合運(yùn)用，并且認(rèn)真的翻閱了與變壓器設(shè)計(jì)相關(guān)的各類書籍，同時(shí)還在劉 金澤老師的精心指導(dǎo)下，圓滿完成了次設(shè)計(jì)任務(wù)，本人在設(shè)計(jì)中也獲得了不少的體會(huì)，下面就讓 我來(lái)說(shuō)下在電力變壓器設(shè)計(jì)中幾個(gè)需要注意的地方 ： 第一、高低壓繞組中相電流、相電壓、線電流、線電壓之間的計(jì)算 本變壓器的連結(jié)組別是 Yyn0，也就是說(shuō)高壓繞組為“ Y”連接，其相電流2?I等于線電流 1I ，其相電壓2?U為高壓繞組的電壓 2U 除以 3 ；而低壓繞組為“ Yn0”聯(lián)結(jié)，其相電流1?I等于線電流 1I ，其相電壓1?U為低壓繞組的線電壓 1U 除以 3 。由表查出為 C? 。 短路損耗的計(jì)算 40．低壓線圈銅重 a) 低壓線圈平均直徑 111 ???????? DDD av m b) 低壓線圈平均匝長(zhǎng) ?? 11 avav Dl ? ? = c) 低壓線圈銅線總長(zhǎng)（每相） ??? KlwL av111 13+= 式中 K－出頭長(zhǎng)度， K= d) 低壓線圈銅重（不帶絕緣） ?? CuCu rAcLG 111 31046 .8 610? 310 = ㎏ 式中 Cur — 銅的密度 , Cur = 310 kg/ 3m e) 低壓線圈帶絕緣銅重 ???? )1(11 kGG CuCu (1+3%)= ㎏ 式中 k－扁銅線由 于絕緣所增加的重量，由表查得 k=3% 41．高壓線圈銅重 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 26 （ 1）高壓線圈平均直徑 2 222 ??????? DDD av= （ 2）高壓線圈平均匝長(zhǎng) ?? 22 avav Dl ? ? = （ 3）壓線圈銅線總長(zhǎng)（每相） 導(dǎo)線總長(zhǎng) ???222 )( avp lwwL342= 對(duì)中間一級(jí)電壓 ???? LL = （ 4）高壓線圈銅重 ?? CuCu rAcLG 222 3 610? 310 = ㎏ （ 5）高壓線圈帶絕緣銅重 ???? )1(22 kGG CuCu (1+3%)= ㎏ 式中 k－扁銅線由于絕緣所增加的重量，由表查得 k=3% 42．高低壓線圈 的總銅重 ??? 21 CuCuCu GGG += ㎏ ?????? 21 CuCuCu GGG += ㎏ 43．低壓線圈電阻 ??????? ?? 66111 ALR ? 式中 ? — 銅的電阻系數(shù)（ m?? ） C?75 時(shí) m??? ?? 44．高壓線圈 電阻 ???????? ?? 66222 ALR ? 45．低壓線圈中的電阻損耗 ?? 2121 3 RIPCu ? 3 =6588W 46．高壓線圈中的電阻損耗 ?? 2222 3 RIPCu ? 30. 24597 = 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 27 47．高低壓線圈中的附加損耗（包括導(dǎo)線中渦流損耗及油箱等鋼結(jié)構(gòu)中的雜散損耗） ?? fCuf KPP 11 65888%=527W ?? fCuf KPP 22 8%=787W 式中 fK－附加損耗占電阻損耗的百分?jǐn)?shù)， ?fK8% 48．低壓引線中的損耗 yCue KPP 11 ?=65883%= [12] 49．高壓引線中的損耗 yCue KPP 11 ?=1%= [12] 式中 yK— 三相引線損耗占對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的百分?jǐn)?shù)，低壓取 3％，高壓取 1％ 50．高低壓引線中的總損耗 ??? 21 eee PPP +＝ 296W 51．短路損耗 ?????? effCuCuK PPPPPP 2121 6588++527+787+296= 52．總的銅重 kgGGGGG eecucucu %% ??????????? 短路電壓的計(jì)算 53．短路電壓的有功分量 % ???? SPU Ka 54．短路電壓的無(wú)功分量 （ 1）漏磁間隙的折合面積 ?????????????????????? 222222221112121212222111 )()(33 wwrawwrararaaraaD 3 ? + 3 ? ++ 2)137( + 2)325200( = 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 28 式中 1w? — 低壓線圈里線圈的匝數(shù)； 2w? — 高壓線圈外線圈的匝數(shù)； （ 2）平均電抗高度 mlll ppp 66 68 653 518 21 ????? 式中 1pl— 低壓線圈電抗高度 (m), ??? 111 ep hll = 2pl— 高壓線圈電抗高度 (m), ??? 222 ep hll = （ 3）羅果夫斯基系數(shù) 2121 ????????? ??pR laaak （ 4）電抗電壓（即短路電壓的無(wú)功分量） 對(duì) f=50 赫茲的變壓器 % 4411 ??? ??????? ? RpBPklu DWIu 55．短路電壓 % 2222 ????? paK uuu 鐵心幾何尺寸的最后確定 56．鐵柱截面上各級(jí)硅鋼片的寬度 2601?a 2452 ?a 2253?a 2054 ?a 1755?a 1456 ?a 1107 ?a 658?a 57．鐵柱截面上各級(jí)硅鋼片的厚度 381?b 192?b 183?b 134?b 155?b 116?b 97?b 88?b 58．階梯形的總截面積 28877665544332211 0 5 3 9 )(2 mbabababababababaA c ?????????? 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 29 59．鐵柱的有效截面積 ??? cFec AKA = ㎡ FeK — 壓裝系數(shù)（鐵柱有效截面積對(duì)階梯形面積的比值），對(duì)不涂漆的冷軋片為； 60．鐵軛的 總截面積（初步值） ??? cjj AKA = ㎡ 式中 jK— 鐵軛放大系 數(shù)，當(dāng)鐵軛截面為矩形時(shí)，jK取 61．鐵軛厚度 ???????? )(2 8765432 bbbbbbbb j ㎡ 62．鐵軛高度 mbAhjjj 205 ???? 63．鐵軛的總截面積（最后值） ??? jjj hbA ＝ ㎡ 64．鐵軛的有效截面積（最后值） ??? Fejj KAA ＝ ㎡ 65．鐵柱長(zhǎng)度（窗高） ??? 022 2lllc +2 ＝ 66．鐵柱上的硅鋼片重 ?? Feccc rlcAG 3 310 = ㎏ 式中 Fer — 硅鋼片 的密度 ，對(duì)于冷軋片為 310 ㎏ / 3m 67．鐵軛上的硅鋼片重 （ 1）在最外面鐵柱中心線之間的部分 ??? Fejj rCAcG )1(239。 DCn2 — 外面的線圈的 D 層數(shù) 。 當(dāng)導(dǎo)線沿徑向有二根并繞時(shí)，徑向尺寸 1a 尚須考慮并繞根數(shù)。 線匝截面積 ?1A 20= 262 0 4 6 mmm ?? 對(duì)于用扁線繞成的圓筒式線圈，選擇導(dǎo)線時(shí)要注意以下各點(diǎn)： 第一、并繞導(dǎo)線根數(shù) 1en 不超過(guò) 4； 第二、并繞導(dǎo)線尺寸不超過(guò)兩種； 第三、并繞導(dǎo)線的徑向尺寸應(yīng)該相等； 第四、計(jì)算出線圈高度 11 )1( ec hw ? 應(yīng)比 1l 小 ～ 米； 第五、當(dāng)立繞時(shí)，導(dǎo)線寬邊與窄邊之比應(yīng)不小于 ，不大于 ； （ 1）層間絕緣（軸向油道的寬度） 11a? =～ （ 2）撐條寬度 1Kb? = （ 3）低壓線圈端部絕緣高出線圈的高度 01l? = （ 4）低壓線圈與鐵柱之間的軸向油道的寬度 01a = （ 5）低壓線圈到鐵軛的絕緣距離 ?01l （ 6）低壓線圈不用膠木紙筒，在套入鐵心時(shí)，用 厘米絕緣紙板與鐵心隔開。 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 18 第 4 章 S9 2021KVA/10KV 油浸式變壓器電磁設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書 （ 1）變壓器總?cè)萘?S(kVA)； 2021kVA （ 2）相數(shù) m； 3相 （ 3）頻率 f(Hz)； 50Hz （ 4）高壓側(cè)及低壓側(cè)額定電壓； 高壓側(cè) 10kV 低壓側(cè) （ 5）線圈連接圖和線圈連接組； Yyn0 （ 6）冷卻方式 油浸式 （ 7）負(fù)載特性 連續(xù) （ 8）短路電壓 (%)； % （ 9）短路損耗 (W)； 17800W （ 10）空載損耗 (W)； 2520W （ 11）空載電流 (%)； % （ 12）裝置方式 戶 外 主要電氣數(shù)據(jù)的決定 1．每相容量 ?s =ms = 32021 = 2．柱容量 ??? css ?32021 式中 C— 變壓器的有效（帶有線圈的）鐵柱數(shù)。其中無(wú)功分量時(shí)當(dāng)變壓器空載運(yùn)行時(shí)在鐵心中產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流，而有功分量是空載運(yùn)行時(shí)在一次線圈和鐵心中產(chǎn)生有功損耗的電流。這兩種損耗都與硅鋼片的材質(zhì)、磁密取值有關(guān)，同時(shí)與硅鋼片的加工也有很大的關(guān)系。附加損耗主要時(shí)指渦流損耗和漏磁在鋼結(jié)構(gòu)件中引起的損耗。短路阻抗的選定一般按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來(lái)選；如有特殊要求，必須在技術(shù)任務(wù)書上注明。 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 16 第 3 章 電力變壓器性能參數(shù)的確定 在電力變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先必須明確任務(wù)書中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，包括變壓器的容量、相數(shù)、頻率、變壓器一次二次側(cè)的額定電壓、繞組接線方式和聯(lián)結(jié)組別、變壓器的冷卻方式、絕緣等級(jí)、負(fù)載特性 、裝置方式，以及三相油浸式電力變壓器的四項(xiàng)性能指標(biāo)：它們分別是短路阻抗、負(fù)載損耗、空載損耗和空載電流。因此，必須具有制造標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電氣強(qiáng)度和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。現(xiàn)在不少大型變壓器采用充氮保護(hù)或隔膜保護(hù)措施。另外，還存在著電老化的問題，隨著加壓時(shí)間的延長(zhǎng)，油間隙的擊穿電壓下降。在高電場(chǎng)中，這些分解出來(lái)的氣體，以及油中的水分和纖維等雜質(zhì)，在電場(chǎng)作用下，順著電場(chǎng)方向，排列成 “ 小橋 ” ，成為泄漏的通道，情況嚴(yán)重時(shí)，導(dǎo)致 “ 小橋 ” 擊穿，使油的耐壓強(qiáng)度降低。因此，形成油水熱量交換的冷卻系統(tǒng)，從而使變壓器油充分冷卻。 水冷卻器本體是由一個(gè)油室和兩個(gè)水室構(gòu)成。每臺(tái)變壓器有一個(gè)總控制箱，每組冷卻器裝一個(gè)分控制箱，可以控制油泵和風(fēng)扇的自動(dòng)投入或切除 。 風(fēng)冷卻器是用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)使油與冷卻介質(zhì)空氣進(jìn)行熱交換的冷卻器，低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 13 它由冷卻器本體、潛油泵、風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、導(dǎo)風(fēng)筒、流速繼電器、冷卻器支架 (或拉桿 )、聯(lián)管、活門及塞子、分控箱等組成。 圖 2— 11中： 1－ 鐘罩式箱殼 (上節(jié)油箱 )， 2－ 器身； 3－ 下節(jié)油箱 低壓油浸式變壓器設(shè)計(jì) 12 圖 2－ 11 吊殼式油箱 變壓器冷卻系統(tǒng) 的形式 可分為油浸自冷式 、 油浸風(fēng)冷式 和 強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻 三種，下面分別介紹下這三種 冷卻系統(tǒng) 的形式。這樣龐大和笨重的變壓器，對(duì)運(yùn)輸和起吊器身，都帶來(lái)很多困難和問題。箱殼 2 是用鋼板焊接成的，其頂部開口，焊縫要求制造工藝做到不滲漏油，器身就放在箱殼內(nèi)。變壓器油有兩種作用，一方面作為絕緣介質(zhì)；另一方面作為散熱的媒介，即通過(guò) 變壓器油的循環(huán)，將繞組和鐵芯中散發(fā)出來(lái)的熱量，帶給箱壁或散熱器、冷卻器進(jìn)行冷卻。