【正文】 電力變壓器一般是長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，是計(jì)算其額定負(fù)載下的穩(wěn)定溫升。 變壓器的發(fā)熱及散熱過(guò)程 變壓器帶負(fù)載后，在其鐵心、線圈中就會(huì)產(chǎn)生損耗，損耗轉(zhuǎn)化為熱，溫度逐漸升高。 A 雙繞組 440 360 三繞組 500 360 注： 型為三相夾片式， DWJ 型為單相夾片式。 A及以下 200～ 280 80～ 150 35 采用 SWJ型開(kāi)關(guān) 150～ 250 150～ 250 采用 DWJ型開(kāi)關(guān) 200～ 300 150～ 200 63 采用 SWJ型開(kāi)關(guān) 300～ 350 200～ 300 采用 DWJ型開(kāi)關(guān) 310～ 420 200～ 300 110采用 DWJ型分接開(kāi)關(guān) 31500 KV A 50～ 65 50～ 65 800～ 6300 KV 圖 72 油箱寬度 油箱長(zhǎng)度計(jì)算 油箱的長(zhǎng)度表示如圖 72，計(jì)算公式為 L=D+2M0+B2 式中， D 為外線圈直徑； M0為鐵心柱中心距； B2為長(zhǎng)軸方向 A、 C 相外線圈河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 34 對(duì)油箱空隙（見(jiàn)表 73）。 表 71 墊腳高 Hd 鐵心直徑 ф 80～120 ф 125～200 ф 210～600 ф 620～740 ф 760～820 ф 840 Hd 10 12 16 20 24 32 表 72 鐵心至箱蓋距離 H1 電壓（ kV） 電流（ A） 調(diào)壓位置 電壓級(jí)數(shù) H1（ mm） 10及以下 120及以下 中點(diǎn)調(diào)壓 3 170 120～ 350 中點(diǎn)調(diào)壓 3 230 350及以上 中部調(diào)壓 5 220 35 50及以下 中點(diǎn)調(diào)壓 3 280 50～ 120 中部調(diào)壓 3或 5 240 63 120及以下 中部調(diào)壓 5 420 電壓 10～ 110kv 用 DW及 DEJ型開(kāi)關(guān) 90～ 120 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 33 圖 71 變壓器油箱高度 a) 平頂油箱 b）拱頂油箱 油箱寬度計(jì)算 油箱寬度表示如圖 72所示。 油箱內(nèi)高度 H為 10 2 HHHHH de ???? (71) 式中， H0為鐵心窗高； He為鐵軛的最大片寬； Hd為墊腳高； H1為鐵心至箱蓋距離。這個(gè)百分?jǐn)?shù)按表 66選取。 A 的配電變壓器，引線損耗可用占繞組電阻損耗的百分?jǐn)?shù)去估算，見(jiàn)表 65。公式為 Py=mIy2Ry (620) 式中， Py 為引線損耗； Iy 為引線中流過(guò)的電流； m 為相數(shù)； Ry 為引線電阻。雜散損耗很難進(jìn)行精確計(jì)算，一般用半經(jīng)驗(yàn)的近似方法進(jìn)行計(jì)算如下 2222202 ))(50()](2[NpkkKz PPfRRhS hUKP ?? ???? (619) 式中， Uk 為阻抗電壓百分?jǐn)?shù) ； hk 為線圈電抗高度（ mm） ； Sδ 為油箱內(nèi)壁周長(zhǎng)（ mm）； RP 為主漏磁空道的平均半 徑（ mm）； Φ 0 為額定勵(lì)磁時(shí)鐵心中主磁通（ Wb）； Φ 0=BAt； Rδ =（ A+B2M0） /4， A為油箱長(zhǎng)度， B 為油箱寬度，M0為兩鐵心柱中心距； Kx為雜散損耗系數(shù)，見(jiàn)表 64。 （ 3）“ 424”換位（一次 2組標(biāo)準(zhǔn)換位，二次 4 組特殊換位），并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)超過(guò) 8根時(shí)有 %100)(10)102480( 29243 ????? ? k xb hf na AmmKK (617) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 30 式中， K3為系數(shù)，在 75℃時(shí)銅線為 ，鋁導(dǎo)線為 。其他意義同前。 不完全換位產(chǎn)生的環(huán)流損耗占電阻損耗的百分?jǐn)?shù) Kb計(jì)算如下。 線圈中縱向渦流損耗及環(huán)流損耗 縱向渦流損耗以占電阻損耗百分?jǐn)?shù)表示，該值最好不超過(guò) 20%。其二是附加損耗 ,主要包括在線圈、引線、油箱、鐵 心及夾件等結(jié)構(gòu)件中 ,由于漏磁通及尺寸偏差等造成的損耗。 空載電流無(wú)功分量百分?jǐn)?shù) i0r為 %1000 N tiFcr P CAgGgKi ?? (612) 式中， K0為附加系數(shù)，冷軋硅鋼片取 ； GF為鐵心重量（ kg）； At為鐵心有效截面積（ cm2）； gc為單位鐵重勵(lì)磁功率（ V?A/kg），見(jiàn)表 61； gj為接縫單位面積勵(lì)磁功率（ V?A/cm2），見(jiàn)表 63。 A /kg W /kg 安匝 V A /kg W /kg 安匝 V 空載損耗 P0（ W）的計(jì)算如下： P0=K1（ P1GF1+P2GF2） (610) 式中， K1為附加損耗系數(shù)，見(jiàn)表 62，它隨著疊積結(jié)構(gòu)的改變和加工工藝的改變而應(yīng)調(diào)整； P P2 分別為鐵心柱和鐵軛的單位損耗（ W/kg）； GF河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 27 GF2分別為鐵心柱和鐵軛的重量（ kg）。 空載損耗計(jì)算 變壓器的空載損耗主要為鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，其中 磁滯損耗占 90%左右，對(duì)于給定的硅鋼片而言，在一定頻率下，單位鐵損（ W/kg）的大小取決于選擇的磁通密度。G0為角重 (kg)。Ae為鐵軛截面積 (cm2)。M0為兩鐵心柱中心距 (cm)。 鐵心數(shù)據(jù)計(jì)算 鐵心重量計(jì)算 變壓器的容量和電壓等級(jí)決定了鐵心的結(jié)構(gòu)形式，這里以三柱式為例進(jìn)行介紹，其他類型可以此作參考。/m； A 為線圈導(dǎo)線的總截面積。/m，鋁導(dǎo)線為 R75℃ =ρ 75℃ALN (65) 式中， R75℃ 為在 75℃時(shí)線圈的直流電阻；ρ 75℃ 為在 75℃時(shí)的電阻率，銅導(dǎo)線為 在變壓器制造過(guò)程中，通過(guò)線圈直流電阻的測(cè)量可以查出線圈內(nèi)部的導(dǎo)線焊接質(zhì)量；引線與線圈的焊接質(zhì)量；引線與套管的接觸是否良好；三相支流電阻是否平衡。 帶絕緣時(shí)重量 xGKG )1( ?? (64) 式中， K 為絕緣重占導(dǎo)線重百分?jǐn)?shù)，一般為 3%～ 6%。；鋁導(dǎo)線為 g/cm178。 額定匝數(shù)時(shí)總長(zhǎng) ?NL NPNL (63) 式中， N 為額定電壓時(shí)的總匝數(shù)。 導(dǎo)線總長(zhǎng) L=LPNm (62) 式中， Nm為最大分接時(shí)線圈總匝數(shù)。然后再進(jìn)行線圈數(shù)據(jù)計(jì)算。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 25 6 損耗的計(jì)算 線圈數(shù)據(jù)計(jì)算 當(dāng)阻抗電壓的計(jì)算值已符合標(biāo)準(zhǔn)或者設(shè)計(jì)要求后，便可正式填寫(xiě)和計(jì)算下述線圈數(shù)據(jù)。主分接時(shí)的總匝數(shù)。 N2,N2180。分別為低壓線圈 1 與低壓線圈 1180。2212121139。2139。2239。 表 52 Hn的值 線圈型式 層式 連續(xù)式 單螺旋式 四螺旋式 雙螺旋式前后出線四螺旋式 Hn 1根導(dǎo)線高 0 1根導(dǎo)線高加 1個(gè)油箱高 4根導(dǎo)線高加 4個(gè)油箱高 2根導(dǎo)線高加 2個(gè)油箱高 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 24 表 53 不平衡安匝小于 5%的 K值 接法 Y、 Yｎ O 容量 () 50～125 160～315 400～500 630 800 1000～1250 1500 ≥ 630 連續(xù)式 螺旋式 電壓10KV 1 電壓35KV 表 54 K 的值 h/h K h/h K 內(nèi)外線圈有軸向油道 阻抗電壓百分?jǐn)?shù)計(jì)算公式仍為 % 6?? ?hU KDfINUtkx? （ 57） 這種結(jié)構(gòu)的阻抗電壓的計(jì)算只有Σ D的計(jì)算不同。H 為線圈高度。K為附加 電抗系數(shù)。 a1,a2 為內(nèi)外線圈寬度 。r12 為漏磁空道平均半徑 。H1,H2 為內(nèi)外線圈的計(jì)算高度 ,Hn 見(jiàn)表 52。h 為兩個(gè)線圈平均電抗高度 (cm), 2 21 kk hhh ?? 。N為額定分接總匝數(shù) (I、 N 為同一側(cè)數(shù)據(jù) )。 % 其他變壓器 直流電阻 不平衡率 線 2% 630KV及以下變壓器 相 4% 相 (無(wú)中性點(diǎn)引出時(shí)為線 )2% 其他變壓器 內(nèi)外線圈中無(wú)軸向油道 對(duì)于內(nèi)、外線圈無(wú)軸向油道的雙線圈變壓器 ,阻抗電壓百分?jǐn)?shù)計(jì)算公式 (當(dāng)不考慮橫向漏磁時(shí) )為 % 6?? ?tKx UKDfINU ? （ 54） 式中 ,f 為電源頻率 (Hz)。 10% 電壓比 177。阻抗電壓列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ,一般情況下按標(biāo)準(zhǔn)選取 ,設(shè)計(jì)任務(wù)中有規(guī)定的 ,按設(shè)計(jì)規(guī)定選取。 3%～177。變壓器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定阻抗壓降的允許偏差為 177。 阻抗壓降百分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式為 %10022 ??? KxrK UUU （ 53） 阻抗電壓值對(duì)變壓器正常運(yùn)行或突然短路都有很大的影響 ,它決定短路電流的大小和由此產(chǎn)生的機(jī)械力和熱效應(yīng) ,影響二次側(cè)電壓的變化和并聯(lián)運(yùn)行中各變壓器的負(fù)載分配 ,以及變壓器的附加損耗等。 電阻壓降的百分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為 %%10 N KNNKr U RIPPU ?? （ 51） 式中， rU %為電阻壓降百分比； KP 為 75℃時(shí)的負(fù)載損耗（ W）； NP 為額定容量（ kV?A）； NI 為額定電流（ A）； NU 為額定電壓（ V）； KR 為換算 75℃時(shí)的線圈電阻。 %。 在額定電流下主分接阻抗電壓得允許偏差，一般為177。 35kV 以上的變壓器主 縱絕緣結(jié)構(gòu)參看有關(guān)資料。 三相容量 2500kV?A及以下，電壓 35kV 時(shí)，線圈首末端各 4 段得的匝數(shù)應(yīng)為正常段匝數(shù)的 70%左右。 表 45 圓筒式線圈層間絕緣得選取 兩層間最大工作電壓（ V） 500KV及以下 501～1300 1301～1800 1801～2300 2301～2800 2801～3300 3301～3800 3801～4300 4301～4800 用 厚電纜紙張數(shù) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 用 厚電纜紙張數(shù) 3 4 6 7 9 10 12 13 14 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 19 圖 42 分級(jí)結(jié)構(gòu)層間絕緣示意圖 表 46 層間油道寬度 線圈高度 ≤400 401～450 451～500 501～550 551～600 601～650 ≥651 油道寬度 4 5 6 7 對(duì)于連續(xù)式線圈，匝間絕緣段間絕緣參見(jiàn)表 47，表中 35kV 線圈得段間紙圈伸出線圈外徑每邊至少 8mm， 不大于 15KV 線圈的至少 5mm。 ② 指 低壓線圈至高壓線圈靜電屏尺寸。層間油道數(shù)量按溫升計(jì)算確定，層間油道寬度可參見(jiàn)表 46。層間絕緣厚度按層間最大工作電壓選取，參見(jiàn)表 45。 低壓線圈高壓線圈 圈線壓高 鐵柱河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 17 35kV 及以下變壓器縱絕緣結(jié)構(gòu) 對(duì)于層式線圈，匝間絕緣不作規(guī)定，可按導(dǎo)線規(guī)格選擇。 圖 41 35kV 及以下主絕緣結(jié)構(gòu) 1— 絕緣筒 2— 鐵 軛絕緣隔板 3— 相間隔板 4— 撐條 35kV 及以下變壓器的主、縱絕緣結(jié)構(gòu) 35kV 及以下變壓器的主絕緣結(jié)構(gòu) 低壓線圈對(duì)鐵心的主絕緣尺寸參見(jiàn)圖 41 和表 43，而高壓對(duì)低壓線圈等主絕緣尺寸參見(jiàn)圖 41，表 44。 表 41 工頻試驗(yàn)電壓（有效值） （ kV） 額定電壓 3 6 10 15 20 35 63 110 220 最高工作電壓 23 69 126 252 工頻試驗(yàn)電壓 18 23 30 40 50 80 140 185 395 表 42 沖擊試驗(yàn)電壓（峰值） （ kV