10KV干式變壓器畢業(yè)設(shè)計

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計）10kv干式變壓器設(shè)計學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師： 合作指導(dǎo)教師： 專業(yè)名稱： 電氣自動化技術(shù) 所在學(xué)院： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 年 5月目 錄摘 要.i第1章 概述 .11.1 干式變壓器的發(fā)展及前景.11.2 干式變壓器的應(yīng)用場合21.3 干式變壓器的分類21.4 冷卻方式及其標(biāo)志31.5 溫升限值及參考溫度31.6 絕緣水平31.7 干式變壓器的過載能力41.8 干式變壓器的防護(hù)方式51.9 干式變壓器的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)5第2章 設(shè)計要點 62.1 鐵心相關(guān)計算62.1.1 鐵心直徑的選擇 62.1.2 鐵心的空間填充系數(shù) 72.1.3 鐵心疊片系數(shù) 72.1.4 鐵軛截面和

2、形狀的選擇 82.1.5 其它 82.2 高低壓繞組匝數(shù)的計算82.2.1 初算每匝電壓 8 2.2.2 低壓繞組匝數(shù)的計算 92.2.3 磁通密度和磁通的計算 102.2.4 高壓繞組匝數(shù)的計算 102.2.5 電壓比校核. 11 2.3 繞組相關(guān)尺寸和銅重的計算 . 12 2.4 關(guān)于h級干式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu).132.4.1 概述 132.4.2 關(guān)于nomex 紙的技術(shù)性能142.4.3 用nomex紙做原料的h 級干式變壓器 152.5 溫升計算162.5.1 開敞通風(fēng)式干式變壓器的溫升計算原則 172.5.2 有關(guān)參數(shù)的補充說明 20第3章 10kv 干式變壓器的設(shè)計計算 213.1

3、 技術(shù)參數(shù)213.2 鐵心直徑及繞組匝數(shù)213.3 繞組計算22 3.4 鐵心柱心距及線圈的徑向尺寸223.5 阻抗計算243.6 鐵心重量及損耗計算243.7 空載電流計算253.8 溫升計算26第4章 需要探討的一些問題 284.1 h 級干變和環(huán)氧澆注干變的比較284.2 電流密度的選擇294.3 關(guān)于溫升314.4 關(guān)于容量324.5 關(guān)于聯(lián)結(jié)法324.6 低溫的使用環(huán)境234.7 噪聲和發(fā)熱問題的控制334.8 合理利用干式變壓器的過載能力來節(jié)省投資33參考文獻(xiàn) 35結(jié)束語 36 摘 要 變壓器理論是電機學(xué)的分支，盡管變壓器是一個靜止的設(shè)備，在其匝鏈于一個鐵心上的兩個或幾個繞組回路之

4、間可以進(jìn)行電磁能量的交換與傳遞，已廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟各部門，各領(lǐng)域。使用變壓器，可使得發(fā)電機，傳輸電力的電網(wǎng)以及應(yīng)用電力的用電設(shè)備，都有可能選擇最合適的工作電壓，安全而經(jīng)濟的運行。變壓器主要包括油箱，線圈，絕緣和結(jié)構(gòu)件等，變壓器的設(shè)計主要進(jìn)行的是變壓器的電磁計算和器身線圈，結(jié)構(gòu)件的計算。變壓器的設(shè)計順序是根據(jù)計算單中的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行鐵心的設(shè)計，然后是夾件和線圈的設(shè)計，最后是油箱的設(shè)計，設(shè)計過程中要保證裝配尺寸的準(zhǔn)確。此次設(shè)計的變壓器的功能主要是用來穩(wěn)定電壓，另外本臺產(chǎn)品為s11系列，損耗較小，符合節(jié)能降耗的原則。完成此總成的設(shè)計主要包括三方面的工作第一是方案的選擇，第二是設(shè)計計算，第三是結(jié)構(gòu)的

5、設(shè)計。為保證所設(shè)計零部件的可靠性，還應(yīng)進(jìn)行一定的試驗。 關(guān)鍵詞 變壓器；傳輸損耗；配電系統(tǒng)；節(jié)能降耗 第 1 章 概述1.1 干式變壓器的發(fā)展及前景 自新中國成立以來，尤其是改革開放后，我國的電力工業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。迄今，我國的總裝機容量與年發(fā)點量都已越居世界前列，成了名副其實的“電力大國”。但是，由于我國人口眾多，按人均的裝機容量和年用電量方面，仍處于發(fā)展中國家的中等水平。今后，隨著我國在新世紀(jì)中國民經(jīng)濟全面邁向小康水平，電力工業(yè)必將取得更快的發(fā)展。 眾所周知，變壓器是電力系統(tǒng)中的一個極其重要的設(shè)備，無論是發(fā)電廠、變電所、輸配電網(wǎng)絡(luò)還是廣大的用戶以及國民經(jīng)濟的各個部門，都使用著各式各樣

6、的變壓器。據(jù)統(tǒng)計，每增加1kw的發(fā)電裝機容量，就需要配套6-8kva的變壓器，可見，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，對變壓器的需求量還將不斷增加。 當(dāng)今世界范圍內(nèi)電力變壓器以油浸式變壓器(即絕緣介質(zhì)使用礦物油)為主，尤其在電壓等級超過66kv時，幾乎全部采用這類產(chǎn)品。因為油浸式變壓器具有散熱好、成本低、容易制造、技術(shù)成熟等特點，最重要的一點是，用于高電壓等級時油浸式變壓器的絕緣性能是其他類型的變壓器無法比擬的。但是在人們工作和生活的重要區(qū)域，如地鐵、礦井、商業(yè)中心、機場、高層建筑、碼頭和電廠等地，采用油浸式變壓器供電則非常不安全。因為油浸式變壓器一旦出現(xiàn)內(nèi)部故障，極易引燃變壓器油，產(chǎn)生爆炸，導(dǎo)致變壓器

7、油外溢和飛濺，進(jìn)而引發(fā)更大的事故。正因如此，具有防火、難燃等特點的干式變壓器就成為城市供電的首選產(chǎn)品。 干式變壓器，在gb6450標(biāo)準(zhǔn)中定義為“鐵心和線圈不浸在絕緣液體中的變壓器”。由于不用液體來絕緣且采用阻燃材料，因而難燃；同時，因產(chǎn)品鐵心和線圈的外露，使維護(hù)和檢修變得更加方便。因此，許多國家明確規(guī)定在重要場所必須采用干式變壓器供電。 干式變壓器在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展，是要追溯到20世紀(jì)中后期。1964年，第一臺環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器在德國誕生，這種干式變壓器易于批量生產(chǎn)，與早期的浸漬干式變壓器比較，優(yōu)點明顯，尤其是機械強度高，質(zhì)量穩(wěn)定性好，故很快推廣應(yīng)用開來。80年代末期，干式變壓器從

8、外國進(jìn)入中國，至今每年以超過20%的增長率迅猛發(fā)展。隨著城市電網(wǎng)用電負(fù)荷的逐漸增加, 城網(wǎng)變電站深入城區(qū)和居民區(qū)越來越多, 干式變壓器便得到了廣泛的應(yīng)用, 在不斷的需求中, 干式變壓器本身也得到了巨大的發(fā)展。1989 年我國第二次城網(wǎng)改造會議時, 國內(nèi)干式變壓器年產(chǎn)量只有2 000mva , 到1995 年發(fā)展到6 000 mva , 2000 年已達(dá)到17 000 mva , 占配電變壓器產(chǎn)量的19 %。從世界各國干式變壓器的發(fā)展?fàn)顩r去看, 其產(chǎn)量及使用范圍逐漸擴大。在美國, 干式變壓器已成為變配電變壓器主體, 成套變電站中干式變壓器占80 %90 %。因為干式變壓器具有諸多的優(yōu)點, 越來越

9、多地被應(yīng)用于高層建筑及商業(yè)中心、石油、化工等對防火與安全有更高要求的部門。我們相信在中國加入wto之后，隨著開放程度的進(jìn)一步提高，干式變壓器領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)更為廣闊的市場空間和未來。1.2 干式變壓器的應(yīng)用場合干式電力變壓器的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷狀況、工程特點、場所環(huán)境、發(fā)展規(guī)劃等因素，合理確定容量和臺數(shù)。 (1)在防火要求較高的場所、人員密集的重要建筑物內(nèi)(如地鐵、高層建筑、劇院、商場、候機大樓等)和企業(yè)主體車間的無油化配電裝置中(如電廠、鋼廠、石化等)，應(yīng)選用干式電力變壓器。 (2)當(dāng)場地較小時，如果技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)合理，應(yīng)選用干式電力變壓器。 (3)初期投資和油浸電力變壓器附設(shè)的排油設(shè)施、防爆隔墻、廢

10、油處理，以及運行維護(hù)和損耗等費用，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，宜選用干式電力變壓器。 (4)與居民住宅連體的和無獨立變壓器室的配電站，宜選用干式電力變壓器。 (5)難以解決油浸電力變壓器事故排油造成環(huán)境污染的場所，可選用干式電力變壓器。 (6)在與重要建筑物防火間距不夠的戶外箱式變電站內(nèi)，可選用干式電力變壓器。1.3 干式變壓器的分類下表列出了各溫度等級絕緣材料的最高允許溫度：表1-1 各溫度等級絕緣材料的最高允許溫度溫度等級aebfhc最高允許溫度 105120130155180220 干式變壓器按繞組、外殼和絕緣材料的溫度等級進(jìn)行分類。 (1)按繞組分類：分為包封繞組的干式變壓器和非包封繞組的干

11、式變壓器二類。有一個或幾個繞組用固體絕緣包封起來的干式變壓器稱為包封繞組的干式變壓器。任何繞組均沒有用固體絕緣包封起來的干式變壓器稱為非包封繞組的干式變壓器。 (2)按外殼分類：分為密封型、全封閉型、封閉型和非封閉型干式變壓器四類。密封型干式變壓器，帶有密封型保護(hù)外殼，殼內(nèi)充以空氣或某種氣體。其外殼的密封性能使殼內(nèi)外的氣體不發(fā)生交換。全封閉型干式變壓器，帶有全封閉型外殼，殼內(nèi)外的空氣能夠發(fā)生交換，但外界空氣不能以循環(huán)方式冷卻鐵心和繞組。封閉型干式變壓器，帶有封閉型外殼，外界空氣能夠以循環(huán)方式冷卻鐵心和繞組。非封閉型干式變壓器，不帶外殼，外界空氣能夠以循環(huán)方式冷卻鐵心和繞組。 (3)按絕緣材料的

12、溫度等級分類：分為a級、e級、b級、f級、h級、c級絕緣干式變壓器。目前，常見的是b級、f級、h級干式變壓器。1.4 冷卻方式及其標(biāo)志 干式變壓器的冷卻介質(zhì)為空氣或其他某種氣體（例如氮氣），冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式有自然循環(huán)和強迫循環(huán)二種。前者稱為自冷式，后者稱為風(fēng)冷式。通常用二個字母表示冷卻方式。第一個字母表示冷卻介質(zhì)，第二個字母表示冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。冷卻介質(zhì)為空氣時，用字母a表示；冷卻介質(zhì)為其他氣體時，用字母g表示。冷卻介質(zhì)自然循環(huán)時，用字母n表示；冷卻介質(zhì)強迫循環(huán)時，用字母f表示。 (1)對于非封閉型和封閉型干式變壓器來說，外界空氣能夠以循環(huán)方式冷卻鐵心和繞組。繞組和鐵心的冷卻方式完全能夠反

13、映這二種干式變壓器的冷卻方式，所以只用二個字母來表示冷卻方式。自冷時用an表示，風(fēng)冷時用af來表示。 (2)對于全封閉型和密封型干式變壓器來說，外界空氣不能以循環(huán)方式冷卻鐵心和繞組。殼內(nèi)外的冷卻介質(zhì)及其循環(huán)方式可能相同，也可能不同，必須分別標(biāo)志殼內(nèi)外的冷卻方式。通常用4個字母來標(biāo)志這兩種干式變壓器的冷卻方式。前2個字母表示殼內(nèi)繞組和鐵心的冷卻方式，后2個字母標(biāo)志外科的冷卻方式。當(dāng)某一干式變壓器有二種冷卻方式時，可用這二個冷卻方式標(biāo)志中間加斜線的方法來標(biāo)志，例如：af/an。1.5 溫升限值及參考溫度 干式變壓器繞組的溫升限值取決與絕緣的溫度等級。負(fù)載損耗、阻抗電壓、短路阻抗的參考溫度等于繞組的

14、溫升限值加上20。表1-2列出了在正常使用條件下運行的干式變壓器繞組絕緣的溫度限值。從調(diào)研中得出，運行溫度限值每超過額定值10，變壓器使用壽命降低一半，不論運行環(huán)境溫度的變化如何，銘牌容量的15倍為該臺變壓器的應(yīng)急容量極限 繞組溫度超過絕緣耐受溫度使絕緣破壞，是導(dǎo)致變壓器不能正常工作的主要原因之一，因此對變壓器的運行溫度的監(jiān)測及其報警控制是十分重要的。冷卻風(fēng)機的自動控制、超溫報警、跳閘系統(tǒng)、溫度顯示系統(tǒng)，必須靈敏、準(zhǔn)確、可靠動作，才能對于式變壓器的運行狀態(tài)、故障狀況作出正確的判斷，以便及時處理。干式變壓器的正常使用條件主要是指：（1）海拔不超過1000m；（2）最高氣溫不超過40，最高日平均氣

15、溫不超過30，最高年平均氣溫不超過20。當(dāng)冷卻空氣的溫度某一項超過上列限值但不超過10k時，超過部分以5k為一級，繞組溫升限值每級降低5k。當(dāng)海拔超過1000m時，超過部分以500m為一級，自冷干式變壓器繞組溫升限值每級降低2.5%，風(fēng)冷干式變壓器繞組溫升限值每級降低5%。1.6 絕緣水平 用于一般配電網(wǎng)絡(luò)或工業(yè)系統(tǒng)的干式變壓器，其絕緣水平應(yīng)符合下表 1-3 的規(guī)定。表中雷電沖擊耐受電壓有系列和系列二種?？砂锤墒阶儔浩髟馐芾纂娺^電壓和操作過電壓的程度，中性點接地方式和過電壓保護(hù)裝置的型式來選擇，通常由用戶來提出。表1-2 各類繞組絕緣溫度限值絕緣的溫度等級aebfhc繞組溫升限值（k）6075

16、80100125150性能參考溫度（）80951001201451701.7 干式變壓器的過載能力 當(dāng)干式變壓器安裝地點的海拔高度超過1000m，但不超過3000m時，超過1000m的部分以每500m為一級，干式變壓器工頻耐受電壓每級增加6.25%。 干式變壓器的過載能力與環(huán)境溫度、過載前的負(fù)載情況、變壓器的絕緣散熱情況和發(fā)熱時間常數(shù)等有關(guān)。 因此，從運行經(jīng)濟安全可靠方面，可以從以下兩點考慮。 (1)減少備用容量或臺數(shù)：在某些場所，對變壓器的備用系數(shù)要求較高，使得工程選配的變壓器容量大、臺數(shù)多。而利用干式變壓器的過載能力，在考慮其備用容量和備用臺數(shù)時可以減少。變壓器處于過載運行時，一定要注意監(jiān)

17、測其運行溫度：若溫度超過允許溫升限值即應(yīng)采取減載措施，減去一些次要負(fù)荷，以確保對主要負(fù)荷的安全供電。 (2)可適當(dāng)減小變壓器容量：充分考慮某些設(shè)備短時沖擊過負(fù)荷的可能性，盡量利用干式變壓器的較強過載能力而減小變壓器容量；對某些不均勻負(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，使其主運行時間處于滿載或短時過載。1.8 干式變壓器的防護(hù)方式 根據(jù)使用環(huán)境特征及防護(hù)要求，千式變壓器可選擇不同的外殼。通常選用ip20防護(hù)外殼，可防止直徑大于12mm的固體異物及鼠、蛇、貓、雀等小動物進(jìn)入，造成短路停電等惡性故障，為帶電部分提供安全屏障。若須將變壓器安裝在戶外，則可選用ip23防護(hù)外殼，除上述i

18、p20防護(hù)功能外，更可防止與垂直線成60角以內(nèi)的水滴入。但ip231-殼會使變壓器冷卻能力下降，選用時要注意其運行容量的降低。電壓等級（kv）工頻耐受電壓（有效值）（kv）雷電沖擊電壓（峰值）（kv） 1361015203531020283850702040607595145-40607595125170表1-3 絕緣水平 1.9 干式變壓器的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn) 國家環(huán)保局在廣泛調(diào)研、論證、征求意見的基礎(chǔ)上，于2004年1月19日發(fā)布并開始實施干式變壓器的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)hbc212004環(huán)保標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證技術(shù)要求干式電力變壓器。該標(biāo)準(zhǔn)就成為變壓器行業(yè)的第一部環(huán)保法典，激勵和約束變壓器產(chǎn)品朝著“節(jié)能、低噪、少維護(hù)

19、、高可靠、易于回收處理”的方向發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)提出三方面基本要求： (1)變壓器品質(zhì)方面：必須滿足gbt10228和gb6450變壓器質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 (2)變壓器制造企業(yè)環(huán)保方面：企業(yè)污染物排放滿足相應(yīng)國家和地方法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。(3)該標(biāo)準(zhǔn)對變壓器產(chǎn)品本身的環(huán)境指標(biāo)做出嚴(yán)格規(guī)定，進(jìn)一步從變壓器損耗、噪音、局部放電、廢置產(chǎn)品回收特性等四個方面提出了具體的達(dá)到環(huán)保標(biāo)志產(chǎn)品要求。針對環(huán)保標(biāo)志產(chǎn)品回收特性的要求，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：產(chǎn)品應(yīng)易于拆解，產(chǎn)品中金屬材料與非金屬材料應(yīng)易于分離。第2章 設(shè)計要點2.1 鐵心相關(guān)計算 鐵心柱直徑是變壓器的最基本的參數(shù)，因為鐵心的大小一旦確定，也就決定了繞組的內(nèi)徑以及原、副繞組的匝數(shù)，從而

20、影響到整個變壓器的尺寸和各主要性能參數(shù)。它的正確選定還涉及到變壓器材料消耗的銅鐵比，是影響優(yōu)化設(shè)計的重要因素。2.1.1 鐵心直徑的選擇 選擇鐵心直徑的方法是較多的，如按照容量、短路阻抗、損耗值等，這些在有關(guān)書籍（如電機設(shè)計）中均有介紹，但這些公式使用起來都比較復(fù)雜。我國目前在設(shè)計時，一般均在綜合考慮上述因素之后，采用下面的半經(jīng)驗公式來計算鐵心直徑，即： （2-1）式中 鐵心直徑，mm；鐵心直徑經(jīng)驗系數(shù)，它的取值可參見表2-1； 變壓器的每柱容量，kva。上式表明，對絕緣等級相同，結(jié)構(gòu)相似的變壓器，其鐵心直徑與每柱容量的1/4次方成比例。這種關(guān)系也與一般電機設(shè)計的規(guī)律相同。表2-1 鐵心直徑的

21、經(jīng)驗系數(shù)值變壓器類別三相雙繞組三相三繞組單相雙繞組單相三繞組自耦變壓器鋁繞組50-5448-5250-5448-5248-52銅繞組53-5751-5553-5751-5551-55 從表中可知：值與結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，在一般情況下，就值本身而言，具有銅線大于鋁線，雙繞組大于三繞組等特點。 根據(jù)我國以往的中小型變壓器的統(tǒng)一設(shè)計，對雙繞組鋁線一般取=52；對雙繞組銅線取=55。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，的取值也在不段變化。例如對銅線雙繞組的配電變壓器有的廠家建議平均可取=52.5，這樣可交好地節(jié)省硅鋼片。所以表2-1中所推薦的值也并非一成不變的，在設(shè)計時還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的發(fā)展、材料的價格以及各廠的具體條件來選擇

22、最優(yōu)的值。2.1.2 鐵心的空間填充系數(shù) 由于一般變壓器的鐵心都是采用薄硅鋼片迭成的圓內(nèi)多級矩形截面。顯然，當(dāng)多級矩形的級數(shù)愈多時，則它的截面愈接近圓面積。通常把多級矩形的幾何截面積與圓面積之比成為鐵心的空間填充系數(shù)，即： =（鐵心的實際幾何面積/鐵心外接圓面積） 1 （2-2）當(dāng)鐵心級數(shù)愈多時，則填充系數(shù)愈高，這就意味著空間利用效果較好，漏磁也較少。但是，隨著級數(shù)的增加，則鐵心的沖剪、疊片等的工時都大為增加。所以鐵心的級數(shù)要選擇恰當(dāng)，總的原則是直徑愈大則級數(shù)愈多，一般為5-14級（1/4圓內(nèi)級數(shù)）。鐵心級數(shù)與填充系數(shù)的關(guān)系見表2-2，從此表看出，當(dāng)級數(shù)在9級以上時，填充系數(shù)增加不多。目前采用

23、的鐵心直徑與級數(shù)范圍見表2-3。表2-2 鐵心級數(shù)與填充系數(shù)的關(guān)系級數(shù)123456789101112131415填充系數(shù).637.787.851.866.908.923.934.942.948.953.955.958.961.967.969 表2-3 鐵心級數(shù)與鐵心直徑的關(guān)系鐵心直徑d（mm）80-9095-120125-195200-225230-240245-265270-290400-560580-680700-980980以上級數(shù)56789101112131415以上2.1.3 鐵心疊片系數(shù) 由于硅鋼片表面的平整度、絕緣涂層厚度等的影響，使得硅鋼片實際通過磁力線的凈截面（有效截面）與其

24、幾何截面（毛截面）并不相等，它們之間的關(guān)系，常引用疊片系數(shù)的概念來表示，其定義為：=（通過磁力線的鐵心凈截面鐵心的幾何截面）208，因此，其阻燃性能要優(yōu)越于環(huán)氧樹脂與pet薄膜。2.4.3 用nomex紙做原料的h級干式變壓器 (1)真空壓力浸漬式 （vpi） vpi h級干式變壓器是在原有的浸漬式干式變壓器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由于采用了全新的真空壓力浸漬工藝，大大增加了產(chǎn)品的防潮性能與耐電強度。這種變壓器一般做成開敞通風(fēng)式(ovdt)結(jié)構(gòu)，通風(fēng)散熱情況較好。由于采用c級(220x2絕緣系統(tǒng))的nomex紙來制造h級(180x2絕緣系統(tǒng))的干式變壓器，使得這種變壓器具有約20的過載熱裕度，因而

25、過載能力很強。再加上nomex紙在防火、防潮、環(huán)保、安全方面所具有的諸多優(yōu)點，大大提高了其技術(shù)性能。目前，ovdt式vpi h級干式變壓器在世界上已得到了廣泛應(yīng)用。ovdt式vpi h級干式變壓器有如下主要特點。 1)高壓線圈可以是餅式、層式等多種結(jié)構(gòu)。 2)線圈為開敞通風(fēng)式，散熱情況良好，熱點溫升與平均溫升間的差值小，有助于長期過載能力的提高與耐受熱沖擊負(fù)荷。 3)依靠良好的真空壓力浸漬工藝，可保證其優(yōu)質(zhì)的防潮性能以及較低的局放值。 4)為降低突發(fā)短路時的沖擊短路電流，線圈參數(shù)可設(shè)計為低xr結(jié)構(gòu)。 (2)真空壓力浸漬包封式(vpe或vdt) 為了提高vpi變壓器的環(huán)保與防潮性能，在真空壓力浸

26、漬后，再用涂有硅樹脂漆(或聚脂漆)的nomex紙加以包封，就形成了vpe h級干式變壓器。vpe h級干式變壓器基本結(jié)構(gòu)與vpi ovdt式基本相同，絕緣材料也都是220的絕緣系統(tǒng)，不同的是前者防潮性能極好，且最高可容許到250溫度下運行。2.5 溫升計算 無論是油浸式變壓器還是干式變壓器，它們在運行的過程中，由于有鐵耗和銅耗的存在，這些損耗都將轉(zhuǎn)化成熱能而向外發(fā)散，從而引起變壓器不段發(fā)熱和溫度升高。具體而言，鐵耗和銅耗所產(chǎn)生的熱量將首先使鐵心和繞組的溫度逐步升高。最初，溫度上升很快，但隨著鐵心和繞組溫度的餓高，它們對周圍的冷卻介質(zhì)（如油或者空氣）就有一定的溫度差（又叫溫差或溫升），這時繞組及

27、鐵心就將一部分熱量傳到周圍的介質(zhì)中去，從而使周圍的介質(zhì)溫度升高，此時，由于繞組及鐵心有一部分熱傳給周圍介質(zhì)，故本身溫度上升將逐漸緩慢。經(jīng)過一段時間后，繞組及鐵心溫度最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而再不升高，這時繞組和鐵心繼續(xù)產(chǎn)生的熱量將全部散到周圍介質(zhì)中去。這就叫做熱平衡狀態(tài)。上述過程是受“傳熱學(xué)”的規(guī)律所決定的?？偟膩碚f，干式變壓器的溫升計算其理論基礎(chǔ)與處理方法與油浸式是基本相同的。只不過走味對流散熱的介質(zhì)不是油，而是空氣。另外一個特點就是干式變壓器沒有油箱，并且由于干變的類型很多，結(jié)構(gòu)各異。所以干變的溫升計算更為繁雜。許多計算方法是屬于專利技術(shù)，不可能公開發(fā)表。因此，這里的計算方法只是一些通用的經(jīng)驗或

28、者法則，也是屬于一些基礎(chǔ)性的介紹。2.5.1 開敞通風(fēng)式干式變壓器的溫升計算原則 2 開敞通風(fēng)式干變（ovdt）的結(jié)構(gòu)和象一個沒有油箱的油浸式變壓器的器身。但冷卻介質(zhì)為空氣，主要依靠輻射和對流來散熱。其溫升計算的原則為： (1)不考慮發(fā)熱體之間的熱交換時的溫升計算 鐵心及內(nèi)、外繞組的溫升計算式。鐵心以及內(nèi)、外繞組三者都有損耗，因而可認(rèn)為是三個獨立的發(fā)熱體，當(dāng)不考慮它們之間的相互熱交換時，起溫升計算式為： （2-16） 式中 ，鐵心以及內(nèi)、外繞組的溫升，k； ，鐵心以及內(nèi)、外繞組的單位熱負(fù)荷， 鐵心以及內(nèi)、外繞組的單位表面熱負(fù)荷的計算。（當(dāng)內(nèi)、外繞組均為圓筒式繞組時）。 ， ， （2-17） ，

29、 式中，鐵心及內(nèi)、外繞組的損耗，；，鐵心及外繞組露在外面的散熱面，；，鐵心及內(nèi)、外繞組被遮蔽的散熱面，；，鐵心及內(nèi)、外繞組被遮散熱面的散熱系數(shù)。 系數(shù)，的計算方法。 （2-18）式中，鐵心及內(nèi)、外繞組的平均氣道寬，mm；，鐵心及內(nèi)、外繞組氣道高，mm。 系數(shù)，的計算方法。 a.當(dāng)兩發(fā)熱體間無絕緣筒時，取二者間隙的一半作為每個發(fā)熱體的氣道寬。 b.當(dāng)兩發(fā)熱體見有絕緣筒時，取發(fā)熱體至絕緣筒間的間隙作為該發(fā)熱體的氣道寬。 c.為確定鐵心與內(nèi)繞組的間隙，可按下式確定鐵心的等效直徑 （2-19）式中鐵心柱的有效截面，。d.每個發(fā)熱體的平均氣道寬，應(yīng)是該發(fā)熱體所有氣道寬的算術(shù)平均值。 氣道高，的計算方法。

30、 a.鐵心氣道高取鐵心窗高與內(nèi)繞組電抗高的算術(shù)平均值，mm。 b.內(nèi)、外繞組的氣道高分別取內(nèi)、外繞組的電抗高度，mm。 (2)考慮發(fā)熱體之間的熱交換的溫升計算 當(dāng)鐵心、內(nèi)、外繞組這三個獨立的發(fā)熱體之間的溫升不相等時，應(yīng)采用下列方法計算其相互熱交換關(guān)系，并最終確定其溫升。 確定兩發(fā)熱體之間的溫差。 （2-20） 式中下標(biāo)0、1、2分別表示鐵心、內(nèi)繞組、外繞組。 根據(jù)上述溫差值，求與之相應(yīng)的熱負(fù)荷。 （2-21） 用于相互交換的熱負(fù)荷（當(dāng)內(nèi)、外繞組均為圓筒式繞組時）。 （2-22）式中 鐵心與內(nèi)繞組氣道內(nèi)，鐵心等效直徑的表面積，；鐵心與內(nèi)繞組內(nèi)，內(nèi)繞組的表面積，；內(nèi)、外繞組氣道內(nèi)，外繞組的表面積，

31、。注：在計算時，可在與以及與之間，分別取一個溫度較高的值進(jìn)行計算。 用于相互交換的溫差。 （2-23） 鐵心及內(nèi)、外繞組的最終溫升。 （2-24）注：當(dāng)時，取 +，- 時，取 -，+ 時，取 +，-2.5.2 有關(guān)參數(shù)的補充說明 最后，再說明一下當(dāng)應(yīng)用上述公式來進(jìn)行溫升計算時，鐵心及內(nèi)外繞組的幾何散熱面積的確定原則如下： 鐵心。包括上鐵軛的上部水平表面面積，上下鐵軛的側(cè)面積和端面面積。包括鐵心氣道的表面積以及鐵心柱的外表面積。 內(nèi)外繞組（圓筒式繞組）。外繞組外部的全部表面積。，包括繞組垂直氣道內(nèi)的全部表面積，但要除掉被撐條，撐板等所覆蓋的面積。第3章 10kv干式變壓器的設(shè)計計算3.1 技術(shù)參

32、數(shù)型號 sg-1000/10額定容量 1000kva一次電壓 102.5%kv二次電壓 0.4kv聯(lián) 結(jié) 組 y，yn0阻 抗 6%負(fù)載損耗（145） 11400w空載損耗 1760w空載電流 1.1%冷卻方式 an外殼種類 封閉式絕緣等級 h導(dǎo)線材料 電工銅3.2 鐵心直徑及繞組匝數(shù)鐵心直徑： 取 240mm （） 采用z11-0.35冷軋硅鋼片，疊片系數(shù)0.95，鐵心凈面積400.2 ，三相角重148.5，撐條數(shù)8，最大片寬230，最小片寬65，疊厚231。鐵心磁密先取1.58 t，則 初算每匝電壓： v低壓匝數(shù)： 取 16匝實際每匝電壓： v實際鐵心磁密： t下表3-1列出了各分接下的電壓、電流及匝數(shù)。表3-1