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正文內(nèi)容

第4章變壓器設(shè)計(jì)-33資料(參考版)

2025-01-16 16:09本頁面
  

【正文】 ――內(nèi)繞組水平氣道有效散熱系數(shù),按式(461)計(jì)算?(5)繞組溫升計(jì)算外繞組: 內(nèi)繞組: 配電變壓器設(shè)計(jì)實(shí)例 產(chǎn)品型號:SG10100/10(1) 技術(shù)條件 容量:100kVA 電壓比: 10177。?――內(nèi)繞組的外及內(nèi)表面氣道有效散熱系數(shù),按式(452)計(jì)算。?――內(nèi)外繞組水平氣道中面積,按式(459)計(jì)算。?――內(nèi)外繞組的外表面積,m2,分別按式(457)計(jì)算。,――分別為外?內(nèi)繞組的輻向尺寸,mm?(4) 繞組單位熱負(fù)載外繞組有效散熱面積:內(nèi)繞組有效散熱面積:外繞組:,W/m3 (462)內(nèi)繞組:,W/m3 (463)式中 ―― 由參考溫度換算到溫升試驗(yàn)時繞組溫度的系數(shù),如表419所示。當(dāng)=40,50時,=25mm。外繞組=40或50mm。 ――沿圓周均勻放置的撐條或墊塊數(shù)。 ――繞組導(dǎo)線中高度, ,mm ――繞線段數(shù)(對于螺旋式 =螺旋股數(shù)匝數(shù))。――繞組的有效散熱面積,m2? 餅式繞組溫升計(jì)算干式電力變壓器繞組為發(fā)熱體的主要構(gòu)成部分?浸漬式干式電力變壓器與油浸式變壓器的繞組結(jié)構(gòu)型式相同,即采用連續(xù)式和螺旋式?樹脂絕緣干式電力變壓器,由于結(jié)構(gòu)上的需要而采用了分段層式和類似螺旋式繞組?為了滿足繞組表面包封的需要,而取消輻向氣道的螺旋式繞組稱為類似螺旋式?(1).繞組表面積計(jì)算餅式繞組外表面積: ,m2 (457) 餅式繞組內(nèi)表面積: ,m2 (458) 餅式繞組水平氣道的面積: ,m2 (459) 式中 ―― 三相=3,單相=2。――繞組散熱面單位熱負(fù)荷,W/m2。高壓繞組采用分段層式繞組,故只有豎直氣道,當(dāng)繞組中設(shè)有豎直氣道時,則有兩個軸向散熱面,=。,――外繞組及內(nèi)繞組軸向氣道有效散熱系數(shù)?(5)繞組溫升計(jì)算對于樹脂絕緣干式電力變壓器,其損耗產(chǎn)生的熱量是靠熱傳導(dǎo),對流和輻射散于周圍冷卻介質(zhì)中?由于繞組結(jié)構(gòu)型式的不同,繞組溫升計(jì)算也不盡相同,而且在很大程度上依賴于實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn),通常 (456)式中 ,―― 經(jīng)驗(yàn)系數(shù),與工藝及所采用的材料有關(guān),根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),對低壓繞組按式(451)計(jì)算面積。――外繞組內(nèi)表面積,m2,按式(450)計(jì)算。――由參考溫度換算到溫升試驗(yàn)時繞組溫度的系數(shù),見表419。――內(nèi)繞組各表面(包括內(nèi)?中?外各與空氣接觸表面)的半徑,mm ?(3) 繞組軸向氣道有效散熱系數(shù) (452)式中 ――軸向氣道寬度,mm。一般=15mm,如不設(shè)撐條時,則式(450)中?(2) 內(nèi)繞組表面積計(jì)算內(nèi)繞組各表面均為非裸露部分的表面積,按下式計(jì)算? ,m2 (451)式中 ??――同式(450)的說明。――沿圓均勻分布的撐條數(shù)。――外繞組電抗高度,mm。為基準(zhǔn),則應(yīng)按下式折算式(447)和(448)的常數(shù)項(xiàng)?銅線 鋁線 式中,θ為需要折算導(dǎo)的溫度值?若繞組的導(dǎo)線截面積是圓形,則式(447)和(448)變?yōu)?銅線) (鋁線) 式中,d為導(dǎo)線直徑,mm? 溫升計(jì)算表419 干式電力變壓器繞組溫升數(shù)據(jù)繞組絕緣等級繞組絕緣的溫升限制(K)溫升計(jì)算(oC)溫升試驗(yàn)時繞組溫度規(guī)定值(oC)參考溫度(oC)無外殼有外殼B80757010080F1009590120120H125120115145145 層式繞組溫升計(jì)算樹脂絕緣干式電力變壓器的高壓繞組多采用分段層式繞組,計(jì)算時同于層式繞組?對于層式繞組的溫升計(jì)算過程和方法于餅式繞組基本相同?(1) 外繞組表面積計(jì)算外繞組外表面積(裸露部分面積): ,m2 (449)外繞組(非裸露部分面積)內(nèi)表面積: ,m2 (450)式中 ――套有繞組的鐵心柱數(shù),一般三相=3,單相=2。m——線段的徑向?qū)Ь€數(shù)。a——導(dǎo)線的徑向尺寸。:電阻系數(shù)。對交錯式繞組來說,繞組至心柱的距離應(yīng)足夠大,用C1來表示假想的磁力線超出繞組二邊界一邊的距離,即 式中,: 假想磁管長度,h: 繞組高度顯然,繞組到鐵磁表面的沿著漏磁場實(shí)際磁管而測量出來的實(shí)際距離c應(yīng)該大于假想的距離c1,即 ,或者 因?yàn)槭堑暮瘮?shù),這個公式給出了使洛氏系數(shù)公式(432)適用的繞組端部到鐵磁表面最小距離? 的計(jì)算結(jié)果列于表65的下格中?由此表可明顯看出,在很寬的范圍之內(nèi),同心式繞組到鐵軛的距離應(yīng)不小于(~),這個條件可能不被滿足,因而引用洛氏系數(shù)來計(jì)算,就可能產(chǎn)生錯誤? 有載調(diào)壓電力變壓器的漏電抗有載調(diào)壓電力變壓器由于調(diào)壓匝數(shù)多,通常單獨(dú)設(shè)置調(diào)壓繞組,其漏電抗計(jì)算公式如表有載調(diào)壓電力變壓器繞組聯(lián)接圖漏磁鏈法的各磁勢及計(jì)算 負(fù)載損耗 一次側(cè)繞組平均直徑DP1,導(dǎo)線截面積SH,匝數(shù)為W1,則一次側(cè)繞組電阻 (446)式中,SH:一次側(cè)導(dǎo)線截面積mm2。 …圖4-30圖65設(shè)漏磁空道的平均直徑為…,各層繞組的平均直徑為…?任一層間空道的漏磁場能量可按式(427)求出,從而所有層間空道磁場能量的總和可以寫成 (437)現(xiàn)在來計(jì)算繞組本身所占空間的漏磁場能量?x處的磁勢(圖430) 式中,:一個繞組總磁勢的最大值。當(dāng)連續(xù)式繞組設(shè)置為內(nèi)部繞組時,正常段每段匝數(shù)帶有分?jǐn)?shù)WL1=INT(WL1)+(NT1)/NT ,式中NT為撐條數(shù)?只有這樣才能保證連續(xù)式繞組的輻向厚度符合上式的值? 螺旋式繞組軸向高度及輻向?qū)挾?) 單螺旋式繞組圖420 單螺旋式繞組單螺旋式繞組有W2匝,采用“4?2?4”換位,在軸向增加了4根導(dǎo)線(考慮了首尾螺旋端面)和3個正常氣(油)道的高度,其繞組軸向高度:繞組軸向高度 HHL=(W2+4)(b2+)+(W2+3) YOL*Pre +HSP Pre繞組的電抗高度 HLL= HHL(b2 + + YOL Pre)繞組的輻向厚度 BL= M2 ( a2 + ) 2) 雙半螺旋式繞組圖421 雙半螺旋式繞組螺旋式繞組有W2匝,每匝由M2根導(dǎo)線并聯(lián),當(dāng)采用交叉法換位,不必再留換位單元,但要考慮首尾螺旋端面?其繞組軸向高度:HHL=2(W2+1)(b2+)+[W2 YOL+(W2+1)] Pre +HSP Pre繞組的電抗高度:HLL= HHL2(b2+)(YOL+)Pre繞組的輻向厚度 BL= M2 (a2 + )/23) 雙螺旋式繞組圖422 雙螺旋式繞組雙螺旋式繞組有W2匝,當(dāng)采用交叉法煥位,不必再留換位單元,但要考慮首尾螺旋端面?其繞組軸向高度:HHL=2(W2+1)(b2+)+(2W2+1) YOL Pre + HSP Pre繞組的電抗高度:HLL= HHL2(b2+)(YOL+)Pre繞組的輻向厚度 BL= M2 (a2 + )/24) 四螺旋式繞組四螺旋式繞組有W2匝,當(dāng)采用交叉法煥位且分兩端出線時,其繞組軸向高度:HHL=(4W2+2)(b2+)+(4W2+1) YOL Pre + HSP Pre繞組的電抗高度:HLL= HHL2(b2++YOL Pre)繞組的輻向厚度 BL= M2 (a2 + )/4每段匝數(shù)有分?jǐn)?shù)匝時,應(yīng)進(jìn)位為整數(shù)匝? 變壓器的主絕緣和縱絕緣 繞組的絕緣分為主絕緣和縱絕緣?主絕緣是指繞組對它本身以外的其他結(jié)構(gòu)部分的絕緣,包括它對油箱?鐵心?夾件和壓板的絕緣,對同一相內(nèi)其他繞組的絕緣,以及對不同相繞組繞組的絕緣(相間絕緣)?縱絕緣是指繞組本身內(nèi)部的絕緣?它包括匝間絕緣?層間絕緣?線段間的絕緣等? 圖423 干式變壓器主絕緣表417 干式變壓器主絕緣尺寸電壓等級kV實(shí)驗(yàn)電壓kV絕緣耐熱等級主要變壓器主絕緣尺寸(mm)3BH10015010015100310BH1415~330151012~32025101211132616BH273045560222525445552528252831024BH505251001054047404758095455245523 變壓器絕緣半徑計(jì)算圖424 圓筒式繞組絕緣半徑(1).圓筒式繞組絕緣半徑計(jì)算(如圖424所示) R0——鐵芯半徑——鐵芯對繞組絕緣距離——低壓繞組內(nèi)半徑——低壓繞組氣道內(nèi)側(cè)繞組輻向厚度——低壓繞組中氣道寬度 +BL1 ——低壓繞組氣道外側(cè)繞組輻向厚度 =R4 ——低壓繞組外半徑 +d45 ——高低壓繞組之間的氣道寬度 =R5 ——高壓繞組內(nèi)半徑——高壓繞組氣道內(nèi)側(cè)繞組輻向厚度——高低壓繞組之間的氣道寬度——高壓繞組氣道外側(cè)繞組輻向厚度 — 高壓繞組外半徑——高壓繞組外直徑——兩鐵芯柱中心距離低壓繞組DY2平均半徑 低壓繞組DY1平均半徑 高壓繞組GY2平均半徑 高壓繞組GY1平均半徑 高低壓間漏磁空道平均半徑 低壓氣道平均半徑 高壓氣道平均半徑 (2).餅式(含螺旋式?連續(xù)式)繞組絕緣半徑計(jì)算 R0——鐵芯半徑——鐵芯對繞組絕緣距離——低壓繞組內(nèi)半徑 圖425 ——低壓繞輻向厚度 ——高低壓繞組之間的氣道寬度——高壓繞組內(nèi)半徑——高壓繞組輻向厚度 —— 高壓繞組外徑 ——兩鐵芯柱中心距離低壓繞組平均半徑 高壓繞組平均半徑 高低壓間漏磁空道平均半徑 變壓器的短路電抗等效漏電抗計(jì)算 同心式繞組的漏電抗計(jì)算雙繞組變壓器的兩個同心式繞組,當(dāng)高度相等且沿軸向安匝均勻分布時,是最簡單的一種情況?如忽略相對很小的勵磁電流,則原?副方繞組磁勢大小相等?方向相反?磁力線平行于心柱軸線,只在端部發(fā)生彎曲(圖426)?由于鐵磁體的磁導(dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非磁性材料的磁導(dǎo)系數(shù),同時磁力線在超出繞組兩端較遠(yuǎn)處發(fā)散很快,其磁阻也很大,于是可以認(rèn)為繞組磁勢的絕大部分消耗在繞組等高的那一段磁路上?當(dāng)考慮繞組高度以外的磁阻時,引進(jìn)一個系數(shù)使等效漏磁高度區(qū)段上所消耗的磁勢等于繞組的全部磁勢,即,代表等效漏磁高度,稱洛果夫斯基系數(shù)?引進(jìn)這個系數(shù),使得在變壓器的漏抗計(jì)算中,以等效漏磁場代替實(shí)際磁場成為可能?修正系數(shù) (422)式中,而? 在圖427中,根據(jù)全電流定律,從回路1?2和3中,可得出磁勢Fx沿繞組徑向呈梯形分布?由于磁阻是常量,故磁通密度Bx的分布也呈梯形?對回路1,它只包圍W1的部分匝數(shù),即時,?故距離繞組內(nèi)側(cè)x處磁通密度 變壓器的短路電感Lh與漏磁場能量E之間存在這樣的關(guān)系 故變壓器的漏電抗 (423)式中,Em:漏磁場能量最大值,I:一個繞組電流的有效值?另一方面 (424)對于繞組1所占空間的單元體積 所以最大磁場能量 (425) 同理,對于繞組2所占空間,可以寫出 (426) 對繞組1?2之間的空間,B = Bm?而?所以繞組之間空道的漏磁場能量為 以和V的關(guān)系式代入,可得 再以代入,最后得到
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