電力變壓器設(shè)計要點

1、變壓器設(shè)計及計算要點 蔣 守 誠 一 概述1. 變壓器發(fā)展史 (1) 發(fā)明階段(18311885) 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來變換電能的設(shè)備,故變壓器一定在電磁感應(yīng)原理發(fā)現(xiàn)后出現(xiàn)。 1831年英國人法拉第(M.Farady)在鐵環(huán)上纏繞兩個閉合線圈, 在一個線圈中突然接上或斷開電池, 另一個線圈所接儀表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn), 從而發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理。 1837年英國人曼生(Masson)用薄鐵片做電磁線圈的鐵心, 從而減少損耗。 1881年法國人愛維(Jaewin) 發(fā)現(xiàn)磁滯現(xiàn)象, 美國人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)發(fā)現(xiàn)磁滯損耗是磁密的1.6次方成正比例。 1882年英國人格拉特 ( Goula

2、rd)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的開路鐵心的單相變壓器。同年法欒(S.Z.Ferranti)和湯姆生 (A.Tomson) 制成電流互感器。 1884年英國人戈普生兄弟開始采用具有閉合鐵心的變壓器作照明電源。 1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齊彼爾斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘茲(Ganz)工廠制造一臺1400 VA 120 / 72 V 40 Hz單相閉合磁路的變壓器。至1887年底甘茲(Ganz)工廠就生產(chǎn)24臺總?cè)萘窟_3000 kVA。 1885年才把這種電器叫做”變壓器”。 (2) 完善階段(188

3、61930) 1887年英國人配萊(Belry)發(fā)明了單相多軛的分布式鐵心。 1888年俄國人多利沃多勃羅沃爾斯基Dobrowolsky ) 提出交流三相制。并于1890年發(fā)明了三相變壓器。同年布朗（Brown）又制造出第一臺油冷、油絕緣變壓器。 1890年德國人威士頓(Wenstrom)做成對稱三相鐵心。 1891年德國西門子(Siemens Sohucrerf) 做成不對稱三相鐵心。美國人斯汀蘭(W.Stanley)在西屋公司(Westing House) 做成單相殼式鐵心。瑞士的勃朗鮑佛利(B.B.C)公司的創(chuàng)始人勃朗(E.F.Brown) 做成三相殼式鐵心。 1891年德國生產(chǎn)30kV

4、A的油浸變壓器(1878年美國人勃勞克斯(D.Brdoks)開始用油做絕緣。) 1900年德國人夏拉(Schalley)做成三相五柱式鐵心。 1900年英國人哈特菲爾德(Hodfeild)發(fā)明了硅鋼片, 1903年開始用硅鋼片制造變壓器鐵心。(德國在1904年, 美國在1906年, 俄國在1911年, 日本在1922年分別用硅鋼片制造變壓器鐵心) 1905年德國人洛果夫斯基(W. Rowgowski)研究漏磁場提出漏磁系數(shù)。 1915年華納(K.W.Wagner)研究線圈內(nèi)部電磁振蕩的基本理論,提出了過電壓保護一種方式。 1922年美國人維特(J. M. Weed)研究過電壓理論時, 提出了過

5、電壓保護另一種方式。 1930年前后變壓器的基本理論已基本形成。 (3) 提高階段(1930至今) 1930年以后變壓器進入改進提高階段, 即采用新材料、改進結(jié)構(gòu)、改進工藝、不斷擴大變壓器的使用范圍。2. 變壓器用途及分類升壓變聯(lián)絡(luò)變廠用變電流互感器降壓變電抗器電壓互感器發(fā)電機220kV500kV220kV11035kV110kV降壓變35kV35kV降壓變10kV降壓變用戶0.4kV配電變電爐變礦用變整流變調(diào)壓變其它變其它變試驗變啟動變升壓變20kV發(fā)電機20kV (1) 輸送距離: 1km / kV (2) 變壓器總?cè)萘? 約為發(fā)電機裝機容量的810倍3. 基本技術(shù)參數(shù)(訂貨須知) (1)

6、 型號: (2) 額定容量: 三繞組容量分配比如: 100 / 100 / 100或100 / 100 / 50 ; (3) 電壓組合: 如: (110±8×1.25% ) / (38.5±2×2.5% ) / 10 kV ; (4) 聯(lián)結(jié)組標號: 如: YN yn 0 d 11 ; (5) 額定頻率: 如: 50Hz或60Hz ; (6) 空載電流: 標準規(guī)定允許偏差: +30 % ; (7) 空載損耗: 標準規(guī)定允許偏差: +15 % ; (8) 負載損耗: 標準規(guī)定允許偏差: +15 % ; 但總損耗不得超過 +10%; (9) 短路阻抗: 標準規(guī)

7、定允許偏差: 主分接: 阻抗10%時±7.5 % ; 阻抗10%時±10 % ; 其他分接: 阻抗10%時±10 % ; 阻抗10%時±15 % ; (10) 絕緣水平: 有全絕緣及分級絕緣之分; 特別注意中性點絕緣水平; (11) 冷卻方式: ONAN; ONAF; OFAF; ODAF; OFWF; ODWF; (12) 套管電流互感器要求: (13) 套管要求: 如: 泄漏比距(如: 3.0 cm / kV等)、拉力、防污、排列方式等; (14) 開關(guān)要求: (15) 噪聲要求: 如65 dB (標準規(guī)定測量距離: ONAN 為0.3 m; ONA

8、F 或OFAF為2 m ); (16) 局放要求: 如500 Pc (標準規(guī)定測量電壓: 1.5Um 5 min; 1.732Um 5s; 1.5Um 30min ); (17) 小車及軌距的要求: (18) 外形尺寸及運輸尺寸; 重量及運輸重量的要求: (19) 其它要求。4. 變壓器的尺寸、重量、價格、損耗與容量的關(guān)系 D (直徑) L (長度) P 1 / 4 S (面積) L 2 P 2 / 4 = P 1 / 2 e t (每匝電勢) P 1 / 2 V (體積) L 3P 3 / 4 G (重量) V P 3 / 4 C (價格) G P 3 / 4 Pt (損耗) G P 3 /

9、 4二 鐵心設(shè)計及計算1. 鐵心的作用: 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的, 磁路是電能轉(zhuǎn)換的媒介, 由于鐵心是采用導(dǎo)磁率較高的硅鋼片疊積而成, 只要通入較小的勵磁電流, 就能得到所需要的磁通。2. 鐵心的材料: 常用冷軋硅鋼片的牌號及疊片系數(shù)如下表。 由于硅鋼片表面已有附著性較好的絕緣薄膜, 故可不涂漆。疊片系數(shù)取決于絕緣膜厚度、波浪度、同板差及毛剌的大小。日本新日鐵(川崎) 中國國標疊片系數(shù) 適 用 范 圍 35Z155(35RG155) 35Q155 0.97 35Z145(35RG145) 35Q145 0.97 常規(guī)產(chǎn)品 30Z140(30RG140) 30Q140 0.96 30ZH

10、120(30RGH120) 30QG120 0.96 要求損耗較低或噪聲較低的產(chǎn)品 27ZH100(27RGH100) 27QG100 0.955 要求損耗極低的產(chǎn)品(需經(jīng)批準)3. 鐵心截面形狀: 鐵心柱截面形狀為圓內(nèi)接階梯形, 鐵心直徑f70f1600的級數(shù)為626級 (1/4圓內(nèi))。當(dāng)鐵心直徑為f70f395時, 鐵軛截面形狀與鐵心柱截面形狀相同; 當(dāng)鐵心直徑為f340f1600時鐵軛截面形狀為D形。4. 鐵心直徑: D0 = KD Pzh0.25 式中: KD直徑經(jīng)驗系數(shù), 冷軋硅鋼片, 銅導(dǎo)線KD = 5257 Pzh每柱容量(kVA)5. 鐵心疊積圖及接縫:bbbbbb三相三柱式全

11、斜有尖角疊片圖三相三柱式全斜無臺階無尖角疊片圖三相五柱式全斜無臺階無尖角疊片圖三相三柱式半直半斜有臺階疊片圖bb心柱片寬600的采用縱向拼接bbb三相三柱式全斜有臺階疊片圖鐵心疊片的搭接長度: b 0.03 Do 一般如下表:鐵 心 結(jié) 構(gòu)無 拉 板 結(jié) 構(gòu)拉 板 結(jié) 構(gòu) 鐵心直徑Do (mm)160165395340580590740750910920搭接長度 b (mm)510152025306. 磁通密度選擇原則:Bm冷軋熱軋H6.1 考慮空載損耗(P0): 當(dāng)空載損耗(P0)要求較低時, 空載損耗接近與磁密的2次方成正比, 故磁密不宜取得過高, 特別是小型變壓器。6.2 考慮材質(zhì)的飽和

12、程度: 熱軋飽和點1.551.60 T 冷軋飽和點2.032.05 T 。 6.3 考慮運行特點: 考慮過勵磁: U% =1105 K 2 0 K (負載率) 1 考慮故障運行: 當(dāng)單相接地時, 分級絕緣水平的相電壓U可提高0.83 = 1.39倍(接地系數(shù)為0.8), 全絕緣水平的相電壓U提高1.03 = 1.732倍(接地系數(shù)為1.0), 但由于運行時間短, 設(shè)計時可不考慮。6.4 考慮繞組聯(lián)結(jié)方式: 根據(jù)鐵心的磁化曲線, 勵磁電流中必有三次諧波電流, 而Yy聯(lián)結(jié)的無三次諧波電流回路, 故三相五柱式或單相組的鐵心中有三次諧波磁通流通, 從而產(chǎn)生不需要的三次諧波電勢, 且磁密取得愈高愈甚,

13、故一般Y y聯(lián)結(jié)常不采用三相五柱式或單相組。6.5 考慮鐵心的溫升: 應(yīng)使相鄰的絕緣材料不致?lián)p傷的溫度。6.6 考慮鐵心的噪聲: 磁密每降低或升高0.1T噪聲將降低或升高約3dB; 選高導(dǎo)磁的硅鋼片噪聲較低, 如30ZH120比35Z155噪聲降低約5dB; 27ZH100比35Z155 噪聲降低約 6dB; 鐵心與油箱間墊WT橡膠減振墊, 噪聲最大可降低3dB; 采用自冷式(ONAN)冷卻方式, 噪聲可降低1012dB; 加強鐵中灌砂子，噪聲最大可降低6dB;6.6.6 制造工藝及壓緊力的大小也會鐵心的噪聲。 綜上所述鐵心磁密一般熱軋硅鋼片取1.41.47T; 冷軋硅鋼片取1.61.75T;

14、7 窗高與心柱中心距之比: 一般雙繞組H0 / M0 = 1.41.5; 三繞組H0 / M0 = 1.11.2;utiow08 空載損耗: 變壓器在空載時測得的損耗, 空載損耗主要包含鐵心硅鋼片中磁滯損耗(與頻率成正比)和渦流損耗(與頻率平方成正比)等。9 空載電流: 變壓器在空載時測得的電流, 空載電流中主要是勵磁電流無功分量(與頻率成正比)和空載損耗產(chǎn)生的有功分量。正弦波的電壓(u)下, 磁的飽和現(xiàn)象使勵磁電流(iow) 波形畸變而尖銳,且仍保持對稱性。但磁滯現(xiàn)象使勵磁電流(iow) 波形不但畸變而尖銳, 且破壞對稱性(如圖所示)。經(jīng)諧波分析, 除了基波外,還有較強的三次諧波和其它高次諧

15、波。勵磁電流中高次諧波占基波的百分數(shù), 一般如下表: 磁通密度1.41.51.61.71.8熱軋三次諧波43%55%60%硅鋼片五次諧波20%25%30%冷軋三次諧波32%37%43%51%63%硅鋼片五次諧波11%14%18%24%33%10 影響空載性能的因素10.1 鐵心材質(zhì): 熱軋比冷軋硅鋼片空載損耗及電流大; 硅鋼片每片厚度愈厚, 空載損耗及電流也愈大, 但太薄又會增加工藝附加系數(shù); 一般采用每片厚度為0.3 mm;10.2 鐵心磁密: 鐵心磁密選過高, 空載損耗及空載電流均會增加;10.3 疊片形式: 每疊片數(shù)多, 空載損耗及空載電流均會增加, 一般采用2片一疊; 10.4 接縫形

16、式: 有取向冷軋硅鋼片, 一般采用全斜接縫, 如采用半直半斜接縫時, 每增加一個直接縫會使空載損耗增加3.5%左右。 另外，接縫處錯開次數(shù)增多，空載損耗會減小，如錯開4次（常稱4接縫）比錯開2次（常稱2接縫）空載損耗要減小35%10.5 毛刺大小: 毛刺大, 空載損耗及空載電流均會增加, 一般0.03 mm;10.6 夾緊方式: 采用穿心螺桿比用粘帶綁扎空載損耗及空載電流增加;10.7 制造工藝: 如剪切、搬運、摔打均會產(chǎn)生應(yīng)力, 從而使空載損耗及空載電流增加;10.8 清潔程度: 保持鐵心清潔無灰塵、無異物, 否則也會使空載損耗及空載電流增加。11 夾件型式 夾件一般采用一塊板型、及L型或型

17、, 小型變壓器也有用木夾件。特大型變壓器要注意漏磁在夾件中產(chǎn)生損耗和局部過熱。12 鐵心緊固12.1 鐵心柱綁扎:一般采用半干性稀緯環(huán)氧玻璃粘帶(0.2×50) 綁扎鐵心柱。12.2 鐵軛夾緊:一般采用半干性稀緯環(huán)氧玻璃粘帶(0.2×50)制成的拉帶通過夾件拉緊鐵軛,其夾緊為0.10.15MPa , 也有用鋼拉帶拉緊的, 但必須注意當(dāng)鋼拉帶穿過鐵窗時, 不能造成兩端同時對夾件短路。12.3 器身拉緊: 中小型變壓器常采用拉螺桿將上下夾件拉緊, 從而拉緊器身。大型變壓器在鐵心柱的前后兩側(cè)放有用低導(dǎo)磁鋼板(常用20Mn23Al )制成的拉板, 一方面使鐵心柱的剛度增加, 一方面

18、通過上下夾件對器身的拉緊, 它對吊起器身也有一定作用。13 鐵心接地13.1 整個鐵心必須可靠一點接地。中小型變壓器鐵心通過接地片與夾件相連, 大型變壓器鐵心通過接地套管引出油箱外接地。13.2 片間可理解為通過電容接地。13.3 鐵心中有絕緣油道時, 接地片可采用并聯(lián)或串聯(lián)方式接地, 注意接地片插入要有足夠的深度和接地片插入處硅鋼片表面的絕緣膜應(yīng)清除。串聯(lián)方式接地并聯(lián)方式接地三 繞組設(shè)計及計算1. 導(dǎo)線材質(zhì): 變壓器繞組的導(dǎo)線常采用電解銅或無氧銅桿(電阻率約低1% 1.5% )拉制的圓銅線及銅扁線制成縮醛漆包線、紙包線、組合導(dǎo)線及換位導(dǎo)線。也曾用過鋁導(dǎo)線, 但由于鋁導(dǎo)線電阻率較高、機械強度較

19、差、焊接較困難現(xiàn)已很少采用。2. 繞組型式: 圓筒式(層式): 單層、雙層、多層圓筒式及分段圓筒式。常用于中小型的高壓及低壓繞組。 螺旋式: 單、單半、雙、雙半、四、四半螺旋式; 常用于中大型的低壓繞組。 連續(xù)式: 常用于中大型的高壓及低壓繞組。 糾結(jié)式: 常用于66kV及以上大型的高壓繞組。 內(nèi)屏式: 常用于66kV及以上大型的高壓繞組。3. 繞組排列: 雙繞組:高低排列。 三繞組:降壓變壓器為高中低排列; 升壓變壓器為高低中排列。4. 電壓比偏差: 額定電壓比是一個繞組的額定電壓與另一個具有較低或相等額定電壓繞組的額定電壓之比。 電壓比(變比或匝比)的偏差是產(chǎn)品的實測的空載電壓比與規(guī)定的標

20、準電壓比之差,常以規(guī)定的標準電壓比的百分數(shù)表示。國家標準GB 1094.1規(guī)定的空載電壓比允許偏差, 如表所示。為考慮制造和測量的偏差, 在計算時, 一般不應(yīng)超過表2.12 規(guī)定的允許偏差值的一半, 即空載電壓比允許偏差的計算值, 常取 V % ±0.25 % 當(dāng)高壓繞組電壓較低, 且容量較大的產(chǎn)品, 電壓比(特別是分接電壓比)的允許偏差, 如達不到要求時, 應(yīng)要及時與用戶協(xié)商。 空載電壓比允許偏差表. 項 目 允 許 偏 差空載電規(guī)定的第一對繞組主 分 接 a. 規(guī)定電壓比的±0.5 % b. 實際阻抗電壓百分數(shù)的±1 / 10 取其中低者壓其他分接 按協(xié)議,

21、但不低于a和b中較小者比 其 他 繞 組 對 按協(xié)議, 但不低于a和b中較小者 注: 對某些自耦變壓器和增壓變壓器, 因其阻抗很小, 則應(yīng)有更大的偏差。 高壓及中壓各分接位置的電壓比的計算偏差 ( V % ) , 分別按下式計算: 一般±0.25 % 式中: et 每匝電勢 (V); et = U2 / W2 W2 低壓繞組的每相匝數(shù); U2 低壓繞組的相電壓(v)。 W 高壓或中壓繞組各分接位置的每相匝數(shù); U 高壓或中壓繞組各分接位置的相電壓(v)。5. 電流密度選擇原則:繞組導(dǎo)線的電流密度是根據(jù)負載損耗(PK); 長期工作電流的溫升; 突發(fā)短路時的溫升; 承受突發(fā)短路時的電動力

22、(機械力); 經(jīng)濟性等來選擇。電流密度一般選3.0 A / mm2左右。6. 主縱絕緣選擇原則:6.1 承受電壓: 長期工作電壓; 感應(yīng)試驗電壓; 短時工頻耐受電壓; 沖擊耐受電壓(全波、截波、操作波)。6.2 允許場強: 匝間工作場強 2.0 kV / mm ( 內(nèi) 屏 式 1.8 kV / mm ) ; 工頻場強（考慮局放）8.5 kV / mm （全真空）; 6 kV / mm（半真空）; 沖擊場強（考慮局放）2728 kV / mm（全真空）; 16 kV / mm（半真空）。6.3 油道最小擊穿電壓Umin ( kV ) : 匝絕緣最小擊穿電壓: UminT = (14.5) U50

23、 = (14.5×0.076 ) U50 = 0.658 U50 油 道最小擊穿電壓: Umin = (14.1) U50 = (14.1×0.0808 ) U50 = 0.66872 U50表 連續(xù)式油道0.56.0mm全波許用電壓Umin（kV）匝絕緣厚，mm0.450.951.351.952.252.452.953.954.955.85匝絕緣UminT ，kV2957781071221321551982382680.5（紙圈）49.880.4105.7131.2138.61.0（油道）37.461.186.1116.9128.6134.2144.32.0（油道）58.

24、678.0107.1121.7131.3155.6204.1252.5293.03.0（油道）60.080.3110.7125.9136.0161.4212.0262.7297.54.5（油道）70.390.7121.4136.6146.8172.4223.4274.4299.76.0（油道）73.594.9127.0143.0153.7180.4233.9287.3310.9注: 油道最小擊穿電壓如按3計算，則將上表數(shù)據(jù)乘以1.133倍。6.4 各部份梯度及電位:電壓等級工頻電壓沖擊電壓匝 間 梯 度( % )段 間 梯 度( % )中 斷 點 梯 度( % )首端電位中性點電位( % )3

25、5 kV85 kV200kV2 %(連續(xù)段全波)5 %(連續(xù)段截波)15% (全波)20% (截波)20% (全波)30%(截波)130%140150%66kV140 kV325kV5.5%(糾結(jié)段全波)3 %(連續(xù)段全波)16% (全波)30% (截波)20%110%140%(連續(xù)式)80%(分段式)110kV200kV480kV6 %(糾結(jié)段全波)3 %(連續(xù)段全波)首端10% (全波允許14%)連續(xù)段12% (全波) 17% (截波)22% (全波、截波)120%130%有載(本相30%+鄰相15%)×480 =216 kV相間35 mm220 kV395 kV950 kV5.

26、5%(糾結(jié)段全波)3 %(連續(xù)段全波)首端 8% (全波允許10%)連續(xù)段 9% (全波) 1718% (截波)1315%(全波)36%(自耦全波)44%(自耦截波)100%4045 % 55 %(自耦)工頻電位60%×400kV=240kV40沖擊電位控制到40% +裕度20%=60%60%×950kV=570kV再考慮20%振蕩電位80%×950kV=760kV220 kV中性點有載調(diào)壓電位解析普通變壓器:沖擊電位70%×950kV=665kV 折成工頻665kV / 2.828240 kV一般控制到一半高度(Hk1/2)的約40%(1/4)Hk1G

27、Y220kVGYGTGTGTHk15011055開關(guān)電位30%×1.5×950kV450kV(全波)考慮另一相D接感應(yīng)50% (Y接小些)高壓首端入波連續(xù)段梯度10% (控制8%)10%×950 kV=95 kV ( 8%×950 kV=78 kV)中斷點梯度30%30%×950 kV=285 kV 取21mm中壓入波電位120%中壓入波梯度15%×480 kV=72 kVAmAX220 kV自耦線端有載調(diào)壓電位解析 (用H型或3×MI開關(guān))中壓入波電位140%×480kV = 672kV(全波)40GT70(1/

28、4)Hk1GY220kVGYGTGTHk1130606.5 至鐵離: 軛距一般為主距的22.5倍7 負載損耗7.1 繞組導(dǎo)線的電阻損耗: I2 R; 注意應(yīng)換算到參考溫度（一般為75）。7.2 繞組導(dǎo)線的渦流損耗:由于漏磁通穿過導(dǎo)線而產(chǎn)生渦流,造成渦流損耗,它與頻率及垂直于漏磁場的導(dǎo)線厚度等的平方成正比, 常以占電阻損耗的百分數(shù)表示。注意：三繞組變壓器在計算外-內(nèi)(一般為高-低壓)繞組的負載損耗時,這時中間(一般為中壓)繞組，雖然沒有電流流過，但它處于漏磁場最大的位置，故需另加上中間(一般為中壓)繞組的3倍渦流損耗。7.3 繞組導(dǎo)線的環(huán)流損耗:導(dǎo)線在漏磁場中所處的位置不一樣,或?qū)Ь€的長度不一樣

29、,而又換位不完全,導(dǎo)線間產(chǎn)生環(huán)流,造成環(huán)流損耗,常以占電阻損耗的百分數(shù)表示。7.4 引線的損耗:包含引線的電阻損耗及附加損耗(渦流損耗)。7.5 雜散的損耗:漏磁通穿過夾件、拉板、油箱等鋼鐵零件而產(chǎn)生渦流, 從而造成雜散損耗。特大型變壓器, 可用下列經(jīng)驗公式計算: Pz s = 0.07 K1 K2 K3 Kh uK% (1±u T % /100) PN kW 式中: K1 鐵心有旁軛取0.8, 無旁軛取1.0; K2 夾件有磁屏蔽取0.75,無磁屏蔽取1.0; K3 油箱有磁屏蔽取0.75,無磁屏蔽取1.0; Kh 橫向漏磁修正系數(shù)，雙繞組：1.0; 三繞組及自耦：高-中1.0;

30、中-低1.2; 高-低1.5; uK%短路阻抗百分數(shù); u T %調(diào)壓百分數(shù); 主分接時: u T % = 0; PN 額定容量(MVA)。8 繞組在電氣方面常發(fā)生的故障8.1 三相電阻不平衡: 由于材質(zhì)、焊接、結(jié)構(gòu) (B相引線較短) 會造成三相電阻不平衡, 注意:引線配制和焊接質(zhì)量, 使三相電阻不平衡率, 一般不超過2 %;8.2 匝間短路: 由于導(dǎo)線的毛剌或換位不當(dāng), 而損傷匝絕緣, 造成匝間短路。應(yīng)將墊塊去毛剌、加強制造工藝。 8.3 感應(yīng)或沖擊擊穿: 由于材質(zhì)、設(shè)計、工藝等原因, 造成匝間、段間、層間擊穿。選擇合理地絕緣結(jié)構(gòu) (如高電壓的繞組采用分部電容補償?shù)?。加強制造工藝, 注意清

31、潔度。8.4 對地放電: 由于材質(zhì)、設(shè)計、工藝等原因, 造成高低繞組間或?qū)Φ胤烹?。選擇合理地絕緣結(jié)構(gòu)(如采用薄紙筒小油隙及角環(huán)結(jié)構(gòu)), 采用靜電板改善端部電場等。加強制造工藝, 注意清潔度。9 提高繞組機械強度的措施9.1 繞組導(dǎo)線: 一般采用機械強度較好的半硬銅導(dǎo)線。換位導(dǎo)線宜用自粘性換位導(dǎo)線(其抗彎強度為普通換位導(dǎo)線的3倍以上); 9.2 安匝平衡: 高低壓繞組要盡量做到安匝平衡, 對中大型變壓器不平衡安匝一般不超過5%;9.3 卷緊: 注意計算及制造公差。9.4 壓緊: 墊塊密化; 繞組壓緊力一般為2.5 M Pa; 最好采用恒壓或帶壓干燥和整體套裝;9.5 撐緊: 低壓繞組內(nèi)部加副撐條

32、, 所有繞組均卷在硬紙筒上。四 引線設(shè)計及工藝1. 引線材質(zhì): 紙包圓銅線、銅母線、銅棒、紙包電纜等。2. 引線選擇原則2.1考慮引線溫升: 由于引線一部分位于器身的上半部, 此處油溫較高, 故引線對油的溫差通常取20 ( 強油循環(huán)取25 )。引線溫升決定引線電流密度, 一般引線電流密度與繞組的相當(dāng)。絕緣較厚時引線電流密度適當(dāng)降低。穿纜套管中油循環(huán)困難, 且上端引線常處在空氣中, 散熱較差, 其引線電纜電流密度選得更低些, 應(yīng)于套管相適應(yīng), 詳見套管選用手冊。引線溫差計算時, 其遮蓋系數(shù)一般取15 % (遮蓋系數(shù)每增加10 %, 電流密度降低5.5% )。2.2 考慮引線機械強度: 考慮運輸和

33、運行的振動及短路電動力的沖擊, 引線要有足夠的機械強度。小型變壓器一般引線較細, 故當(dāng)容量630 kVA取2.5 ; 800 2000 kVA取3.0 ; 2500 6300 kVA取4.0 (當(dāng)繞組采用圓銅線時,可用原線引出; 如圓銅線太細可雙折引出); 另外, 還要按引線電氣強度要求選取。2.3 考慮引線電氣強度: 引線直徑的大小直接影響電場均勻程度, 引線直徑細,易引起電暈和局部放電現(xiàn)象, 故要考慮引線的曲率半徑, 當(dāng)電壓20 kV 取2.5; 35 kV 取4.0; 66 kV 取kV8.0; 110 kV 取10; 220 kV 取20。2.4 中性線選擇: 中性線中的電流, 一般按

34、額定相電流選取。對配電變壓器400V的中性線中的電流, 按運行規(guī)程規(guī)定, 可選取0.25倍額定電流, 但注意其相間的連線,仍按額定相電流選取。3. 引線布置原則 3.1 引線排列: 應(yīng)盡量考慮 I = 0 。且各引線盡量靠近, 以減少漏磁。 如: A B C ; X A Y B Z C ; X A X A Y B Y B Z C Z C ;3.2 大電流引線: 應(yīng)盡量使銅排與鋼鐵件垂直(立放)放置, 其銅排到鋼鐵件的距離為等于銅排寬度。如銅排與鋼鐵件平行放置, 其銅排到鋼鐵件的距離為等于1.5倍銅排寬度。否則漏磁在鋼鐵件中產(chǎn)生較大的渦流, 造成鋼鐵件局部過熱。3.3 引線夾持: 引線一般每隔3

35、00400 mm夾持一道, 采用木件與綁扎相結(jié)合。引線不應(yīng)有懸頭。4. 引線工藝要求4.1 裸引線(如銅排)交叉處要包絕緣, 以防短路。4.2 引線絕緣包扎最多兩張一包, 最好一張一包, 其搭接的斜梢, 一般為10倍絕緣厚度。 4.3 引線焊接處應(yīng)無尖角毛剌, 并有屏蔽( 66 kV)。4.4 接有載開關(guān)的引線, 不能使開關(guān)受力。否則造成選擇開關(guān)條變形,接觸頭接觸不良。 4.5 引線推廣冷焊接。確保器身清潔。4.6 產(chǎn)品預(yù)裝時, 要檢測引線對地、引線之間的絕緣距離。鐘罩式拱頂油箱鐘罩式平頂油箱桶式油箱鐘罩式梯形頂油箱五 油箱設(shè)計及工藝1. 油箱作用: 作為油的容器和保護器身用。 2. 油箱型式

36、: 桶式、鐘罩式(平頂、拱頂、梯形頂)。3. 油箱結(jié)構(gòu)及工藝要求 3.1 油箱結(jié)構(gòu)尺寸（容量6300kVA）容量kVA油箱長mm油箱寬mm箱壁厚mm箱底厚mm箱蓋厚mm箱沿mm螺栓mm孔距mm限位圓鋼密封膠條1008503403466×50M12608081212550086011003504204468×50M12709081263010001110135043052046810×65M169011010161250200013601700530650681010×65M1690110101625006300171021006608506101216&

37、#215;80M201001201016543.2 油箱強度: 油箱要承受國標GB6451-95規(guī)定的正壓及真空強度試驗?？紤]變壓器電氣絕緣要求, hbCx當(dāng)電壓66 kV油箱強度按全真空設(shè)計。 3.3 油箱加強鐵: 容量(kVA) / 電壓(kV)油箱型式油箱高H加強鐵 b×h×直立中心距C箱壁厚x加強鐵放置方式100500 / 10桶式5001000扁鋼(尺寸同箱沿)3; 4水平16302000 / 10桶式10101500扁鋼(尺寸同箱沿)4; 6水平225005000 / 10桶式1510180016×80扁鋼6006606水平1;直立231506300

38、/35桶#215;80×4槽形彎板6006直立40006300 / 66110桶式2000140×80×4槽形彎板6006直立8000 / 66110 鐘罩式20102600200×120×6槽形彎板7006直立8000 / 110 鐘罩式26103200250×140×8槽形彎板8008直立8000 / 110 鐘罩式32103300300×150×8槽形彎板8508直立20000 / 220 鐘罩式3100300×150×10槽形彎板900100010直立

39、20000 / 220 鐘罩式31103300400×170×10槽形彎板1100115010直立3.4 油箱吊拌: 油箱吊總重的吊拌有的在上節(jié)油箱上, 有的在下節(jié)油箱上, 布置要對稱, 但還要考慮吊起時,不能碰套管及儲油柜。上油箱上還焊有吊上節(jié)油箱的吊拌,它兼翻轉(zhuǎn)上節(jié)油箱用。3.5 油箱屏蔽: 為了減小油箱的損耗和局部過熱, 油箱上常放置用硅鋼片制成板式或卷式的磁屏蔽或用銅(鋁)板制成的電磁屏蔽。對于大電流引線附近或大電流套管升高座的鋼鐵件常用低導(dǎo)磁鋼板制成。3.6 油箱整潔: 油箱內(nèi)部要清潔,無焊渣、尖角、毛剌, 因在這種低電位處會產(chǎn)生高電場強度,從而造成電暈和局部放電

40、, 甚至擊穿。油箱內(nèi)表面涂有耐變壓器油的漆, 漆膜要牢固不得脫落。3.7 油箱外觀: 油箱外部要緊湊美觀, 外表面涂有防潮、防銹、防腐、防紫外線的漆, 漆膜要牢固。如濕熱帶地區(qū)、沿海地區(qū)、重污染地區(qū)及有特殊要求的地區(qū), 需涂三防漆(防潮、防霉、防鹽霧)。4. 防止?jié)B漏油的措施 4.1 密封材料: 耐油丁腈橡膠1-J8 ,其壓縮量在2530%時, 密封性能最佳。4.2 鋼性連接: 箱沿密封處, 采用鋼性連接, 箱沿上焊有護框 (大型用 14×14方鋼 ), 螺栓中心距約100 mm。為防止箱沿變形而滲漏油，下箱沿厚度應(yīng)與上箱沿厚度基本一致。4.3 密封面處理: 油箱密封面要平整, 最好

41、無漆。4.4 密封法蘭: 所有法蘭, 采用盲孔(半孔) , 以防內(nèi)漏。密封面需加工槽口。4.5 T形拼焊: 箱壁如要拼焊時，不能有十字交叉焊線，宜采用T形焊線。4.6 焊線外露: 油箱加強鐵等外部件不要覆蓋焊線, 以免油箱試漏時, 觀察不到 。4.7 承重處加強: 油箱上的吊拌、千斤頂支架等承重件附近的箱壁、箱沿及密封面處需加強。六 總裝配設(shè)計及工藝1. 變壓器總裝配工藝要求 1.1 器身整理: 器身真空干燥處理之后, 壓緊線圈, 整理引線, 引線長短要適宜, 特別注意高壓引線絕緣斜梢要進入套管的均壓球。將全部緊固件擰緊鎖固, 清除器身上的金屬及非金屬異物; 用不含水份的壓縮空氣吹, 大型可再用油沖洗。1.2 油箱清理: 清除油箱內(nèi)部的金屬及非金屬異物 (如灰塵、焊渣、尖角毛剌等)。1.3 組部件處理: 清除所有與油接觸的組部件, 使之達到無灰塵、焊渣、尖角毛剌及各種