畢業(yè)論文-電力變壓器設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文- PAGE II - PAGE II -電力變壓器設(shè)計(jì)摘 要電力變壓器是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，其容量日漸升高、電壓等級(jí)也在突破原有等級(jí)、結(jié)構(gòu)尺寸越來(lái)越大，其設(shè)計(jì)和制造的工藝是直接影響其運(yùn)行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。因此電力變壓器的電磁計(jì)算就顯得極為重要。若可以在變壓器設(shè)計(jì)和制造上提出更加合理可行的方案，解決以往解決不了的問(wèn)題，使變壓器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將會(huì)具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。本文主要是對(duì)電力變壓器進(jìn)行電磁計(jì)算。首先對(duì)電力變壓器的發(fā)展歷史、基本的特性及變壓器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。電磁計(jì)算中，最開(kāi)始的關(guān)鍵點(diǎn)是鐵心

2、的選擇，這是變壓器設(shè)計(jì)的起點(diǎn)；然后是繞組材料和絕緣結(jié)構(gòu)型式的選擇，繞組相關(guān)數(shù)據(jù)，關(guān)鍵的是短路阻抗、負(fù)載損耗、空載電流、空載損耗等變壓器性能參數(shù)的計(jì)算；最后完成變壓器油箱、變壓器溫升、短路電動(dòng)力、變壓器總油量和總質(zhì)量的確定與計(jì)算。其中的短路阻抗計(jì)算數(shù)據(jù)較大，經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算才可達(dá)到技術(shù)要求；在電磁計(jì)算的全過(guò)程中較為詳細(xì)的闡述了電力變壓器設(shè)計(jì)相關(guān)的基本公式和計(jì)算方法，給出了一套完整的設(shè)計(jì)方案。拓展了減小空載損耗和負(fù)載損耗的若干措施。關(guān)鍵詞: 電力變壓器；電磁計(jì)算；繞組Electric power transformersAbstractElectric power transformers are o

3、ne of the key equipment in the power system. Along with the rapid development of the electric power industry, the increasing capacity and voltage level of power transformers, and increasing size of power transformer, transformers structure, its design and manufacturing quality are directly affects i

4、ts operation quality and the key of economic benefit. Therefore the electromagnetic of power transformer is particularly important. If you can provide more reasonable and feasible design scheme solving difficult problem which previous experience cant solve, which for optimizing the structure of tran

5、sformers will have important technical and economic significance.This paper presents a bill of the electromagnetism calculation for power transformer. First of all simply expound the development history of power transformer, the basic characteristic and the design method of power transformer. In the

6、 electromagnetic calculations, the first thing is the choice of the core, it is the starting point and a key point for transformer design. then is winding materials and patterns selection, coils of related data calculation, the key is short-circuit impedance, load loss, idle current transformer desi

7、gn no-load loss, as an important parameter calculation, and finally complete the transformers mail, transformer temperature, short circuit force , transformer oil and the total weight which shuould be identified and calculated. The impedance vlotage bing on the biggest dificult in the process of ele

8、ctromagnetic calculation, for it need to be calculaed repeated to achieve technical requirement. In the process of electromagnetic calculation it is detailed introduced the basic formula in the calculation of the power transformer and calculation method, an integrative design method given.Keywords:

9、Power Transformer; Electromagnetic Calulation; WindingPAGE II- - PAGE IV -目錄摘要 = 1 * ROMAN IAbstract = 2 * ROMAN II TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328366052 第1章 緒論 PAGEREF _Toc328366052 h 1 HYPERLINK l _Toc328366053 1.1 課題背景 PAGEREF _Toc328366053 h 1 HYPERLINK l _Toc328366054 1.2 我國(guó)電力變壓器的最新發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀

10、PAGEREF _Toc328366054 h 2 HYPERLINK l _Toc328366055 1.3 電力變壓器的作用 PAGEREF _Toc328366055 h 3 HYPERLINK l _Toc328366056 1.3.1 變壓器的工作原理 PAGEREF _Toc328366056 h 3 HYPERLINK l _Toc328366057 1.3.2 變壓器在電網(wǎng)中的作用 PAGEREF _Toc328366057 h 3 HYPERLINK l _Toc328366058 1.3.3 電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) PAGEREF _Toc328366058 h 4 HYPE

11、RLINK l _Toc328366059 1.3.4 電力變壓器的性能參數(shù) PAGEREF _Toc328366059 h 5 HYPERLINK l _Toc328366060 1.4 變壓器的設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc328366060 h 5 HYPERLINK l _Toc328366061 1.5 變壓器計(jì)算的一般程序 PAGEREF _Toc328366061 h 5 HYPERLINK l _Toc328366062 第2章 變壓器電磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328366062 h 7 HYPERLINK l _Toc328366063 2.1 本設(shè)計(jì)的技術(shù)條件

12、PAGEREF _Toc328366063 h 7 HYPERLINK l _Toc328366064 2.2 變壓器設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc328366064 h 7 HYPERLINK l _Toc328366065 2.2.1 變壓器主要結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc328366065 h 7 HYPERLINK l _Toc328366066 2.2.2 硅鋼片的選用 PAGEREF _Toc328366066 h 7 HYPERLINK l _Toc328366067 2.2.3 鐵心直徑的選擇 PAGEREF _Toc328366067 h 7 HYPERLINK l

13、_Toc328366068 2.2.4 鐵心截面的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc328366068 h 8 HYPERLINK l _Toc328366069 2.3 電磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328366069 h 8 HYPERLINK l _Toc328366070 2.3.1 額定電壓和額定電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc328366070 h 8 HYPERLINK l _Toc328366071 2.3.2 繞組匝數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc328366071 h 9 HYPERLINK l _Toc328366072 2.3.3 繞組計(jì)算 PAGEREF _To

14、c328366072 h 11 HYPERLINK l _Toc328366073 2.3.4 絕緣半徑及導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算 PAGEREF _Toc328366073 h 12 HYPERLINK l _Toc328366074 2.3.5 75時(shí)繞組直流電阻計(jì)算 PAGEREF _Toc328366074 h 14 HYPERLINK l _Toc328366075 2.3.6 繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328366075 h 14 HYPERLINK l _Toc328366076 2.3.7 短路阻抗計(jì)算 PAGEREF _Toc328366076 h 15 HYPERLIN

15、K l _Toc328366077 2.3.8 負(fù)載損耗的計(jì)算 PAGEREF _Toc328366077 h 17 HYPERLINK l _Toc328366078 2.3.9 空載損耗及空載電流計(jì)算 PAGEREF _Toc328366078 h 18 HYPERLINK l _Toc328366079 2.3.10 繞組的溫升計(jì)算 PAGEREF _Toc328366079 h 20 HYPERLINK l _Toc328366080 2.4 油箱尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc328366080 h 21 HYPERLINK l _Toc328366081 2.4.1 油箱尺寸估算

16、 PAGEREF _Toc328366081 h 21 HYPERLINK l _Toc328366082 2.4.2 箱壁散熱面積計(jì)算 PAGEREF _Toc328366082 h 22 HYPERLINK l _Toc328366083 2.4.3 散熱器的選擇及油和繞組溫升的計(jì)算 PAGEREF _Toc328366083 h 22 HYPERLINK l _Toc328366084 2.5 短路電動(dòng)力計(jì)算 PAGEREF _Toc328366084 h 24 HYPERLINK l _Toc328366085 2.5.1 繞組區(qū)域劃分 PAGEREF _Toc328366085 h

17、24 HYPERLINK l _Toc328366086 2.5.2 安匝分布計(jì)算 PAGEREF _Toc328366086 h 25 HYPERLINK l _Toc328366087 2.5.3 漏磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328366087 h 25 HYPERLINK l _Toc328366088 2.5.4 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc328366088 h 26 HYPERLINK l _Toc328366089 2.5.5 不平衡安匝漏磁組所產(chǎn)生的總軸向力計(jì)算 PAGEREF _Toc328366089 h 26 HYPERLINK l _Toc32

18、8366090 2.5.6 繞組導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算 PAGEREF _Toc328366090 h 26 HYPERLINK l _Toc328366091 2.6 變壓器質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328366091 h 28 HYPERLINK l _Toc328366092 2.6.1 總油量計(jì)算 PAGEREF _Toc328366092 h 28 HYPERLINK l _Toc328366093 2.6.2 油箱質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328366093 h 29 HYPERLINK l _Toc328366094 2.6.3 附件質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328

19、366094 h 29 HYPERLINK l _Toc328366095 2.6.4 變壓器總質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328366095 h 30 HYPERLINK l _Toc328366096 2.7 本章小結(jié) PAGEREF _Toc328366096 h 30 HYPERLINK l _Toc328366097 第3章 變壓器的損耗的優(yōu)化 PAGEREF _Toc328366097 h 31 HYPERLINK l _Toc328366098 3.1 概述 PAGEREF _Toc328366098 h 31 HYPERLINK l _Toc328366099 3.2 優(yōu)

20、化減小空載損耗的措施若干 PAGEREF _Toc328366099 h 31 HYPERLINK l _Toc328366100 3.3 優(yōu)化減小負(fù)載損耗的措施若干 PAGEREF _Toc328366100 h 31 HYPERLINK l _Toc328366101 結(jié)論 PAGEREF _Toc328366101 h 33 HYPERLINK l _Toc328366102 致謝 PAGEREF _Toc328366102 h 34 HYPERLINK l _Toc328366103 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc328366103 h 35 HYPERLINK l _Toc328

21、366104 附錄 PAGEREF _Toc328366104 h 36- PAGE 10 - PAGE 45 -緒論課題背景電力變壓器發(fā)明于19世紀(jì)末，它為現(xiàn)代遠(yuǎn)距離恒定高壓交流供電系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在19世紀(jì)之前，公用供電的早期階段，均采用直流發(fā)電系統(tǒng)，人們不得不把發(fā)電設(shè)備靠近負(fù)載地點(diǎn)。隨著電力變壓器的出現(xiàn)，這一切就發(fā)生了徹底的改變。電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備。隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，特別是隨著電力網(wǎng)向超高壓、大容量方向的發(fā)展，對(duì)電力變壓器提出了新的更高的要求。近年來(lái)，我國(guó)在變壓器的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐方面取得了可喜的成就。我國(guó)的電力變壓器制造工業(yè)，從建國(guó)以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)

22、建設(shè)的發(fā)展，特別是隨著電力工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展而不斷發(fā)展。電力變壓器單臺(tái)容量和安裝容量迅速增長(zhǎng)，電壓等級(jí)也相繼提高。50年代發(fā)展到110kV級(jí)；60年代發(fā)展到220kV級(jí)；70年代發(fā)展到330kV級(jí)；80年代已發(fā)展到500kV級(jí)電力變壓器,近幾年電壓等級(jí)更是發(fā)展到了750kV、800kV、1000kV。建國(guó)前的1936年，我國(guó)只能生產(chǎn)單臺(tái)容量為300kVA的小型配電變壓器，到建國(guó)后50年代中期已能仿制31500kVA的電力變壓器，電壓等級(jí)已發(fā)展到110kV。60年代初我國(guó)由仿制階段過(guò)渡到自行設(shè)計(jì)和制造階段，60年代中期已發(fā)展到制造220kV、120000kVA電力變壓器。到60年代末期，電力變壓器

23、的容量已經(jīng)發(fā)展到260000kVA。70年代初期已達(dá)到生產(chǎn)330kV級(jí)、360000kVA電力變壓器的水平，到80年代國(guó)內(nèi)最大容量為400000kVA，1995年制造出了容量為450000kVA電力變壓器。我國(guó)西北地區(qū)的劉關(guān)線330kV系統(tǒng)中所用的升、降壓電力變壓器、聯(lián)絡(luò)用自耦變壓器，全部為國(guó)產(chǎn)品。電力變壓器的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)是：進(jìn)一步降低損耗水平，提高單臺(tái)容量，電壓等級(jí)向10001500kV特高壓方向發(fā)展。國(guó)外中小型電力變壓器的發(fā)展概況為了降低變壓器自身?yè)p耗，各國(guó)都制定了低損耗變壓器的標(biāo)準(zhǔn)，并在政策上對(duì)節(jié)能變壓器的生產(chǎn)給予優(yōu)惠。日本、德國(guó)、比利時(shí)、意大利、瑞士等國(guó)家，在高效節(jié)能變壓器的研制、開(kāi)

24、發(fā)和應(yīng)用上領(lǐng)先一步，相繼研究出一些降低變壓器損耗的新材料、新工藝，并在結(jié)構(gòu)上對(duì)變壓器加以改進(jìn)（如高導(dǎo)磁優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片、非晶合金卷鐵芯、無(wú)氧銅導(dǎo)線、箔式繞組、全斜拉板綁扎鐵芯，瓦楞油箱、超導(dǎo)技術(shù)等）。由于不斷的探索研究，變壓器節(jié)能效果越來(lái)越顯著，且體積、重量減小，可靠性提高，從而使高效節(jié)能變壓器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用更加深入和廣泛。如日本大阪變壓器廠生產(chǎn)的非晶合金變壓器（1992年占變壓器產(chǎn)量的10%），所用的非晶合金鐵芯在60Hz、1.4T時(shí)的鐵耗為0.21W/kg，僅為現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)硅鋼片在相同條件下鐵耗（0.9W/kg）的1/4，節(jié)能效果十分顯著。瑞士ABB公司研制的330kVA單相超導(dǎo)變壓器，其

25、繞組由鐵鎳合金制成，浸在-269我國(guó)電力變壓器的最新發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀電力變壓器是發(fā)、輸、變、配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一,它的性能、質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和運(yùn)營(yíng)效益。20世紀(jì)50年代以來(lái)特別是改革開(kāi)放以來(lái)為滿足我國(guó)電力工業(yè)發(fā)、變、配電工程的建設(shè)需要電力變壓器行業(yè)得到了較快發(fā)展1。根據(jù)我國(guó)電力工業(yè)裝備政策及技術(shù)政策要求，電力變壓器的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)為提高產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性，只需少許維護(hù)或免維護(hù)，降低損耗，減少重量，實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓，品種多樣，滿足電力系統(tǒng)不同場(chǎng)所的需要。大型變壓器要向超高壓(500kV、750kV)、特高壓(1000kV等級(jí))、大容量、輕結(jié)構(gòu)、不吊芯方向發(fā)展。為解決運(yùn)輸困難，要降低運(yùn)輸

26、重量，采用新技術(shù)、新材料、新工藝，開(kāi)發(fā)組合式、殼式和現(xiàn)場(chǎng)裝配式變壓器。中小型變壓器要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，使空載損耗大幅度降低。城網(wǎng)用變壓器應(yīng)向難燃方向發(fā)展，如進(jìn)一步推行性能更為優(yōu)越、材料更為可靠的干式變壓器、SF6氣體絕緣變壓器及難燃油變壓器，采用新材料、新結(jié)構(gòu)，以達(dá)到節(jié)能、不燃或難燃防火，降低噪音的目的。在農(nóng)網(wǎng)中要根據(jù)農(nóng)網(wǎng)季節(jié)性強(qiáng)、負(fù)載率低、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求變化大的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)空載損耗更小的配電變壓器以及10kV、35kV調(diào)容變壓器。目前在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中，應(yīng)用新S9系列的同時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的情況下，可采用S11型和全密封卷鐵心單相及三相變壓器，或非晶合金鐵心變壓器。季節(jié)性負(fù)荷變化大的地區(qū)，應(yīng)積極

27、采用調(diào)容變壓器。進(jìn)入21世紀(jì)后，知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已是當(dāng)今世界各國(guó)綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的核心，科技競(jìng)爭(zhēng)力將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政治穩(wěn)定的重要因素，在科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)第一要素的形勢(shì)下，世界電力工業(yè)的科技進(jìn)步與創(chuàng)新也越來(lái)越快，要發(fā)展我國(guó)電力工業(yè)，加快科技進(jìn)步與創(chuàng)新是十分重和迫切的，設(shè)備的更新占有重要的地位。隨著國(guó)際國(guó)內(nèi)高溫超導(dǎo)材料的研制成功，使得超導(dǎo)限流器成為最具優(yōu)勢(shì)的一種限流器。超導(dǎo)限流器技術(shù)是目前國(guó)際前沿技術(shù)，超導(dǎo)限流器在國(guó)內(nèi)的研制成功，將使新一代變壓器產(chǎn)品性能和設(shè)計(jì)原則發(fā)生變化，變壓器的短路阻抗將會(huì)變小，損耗和重量可進(jìn)一步降低，短路電流產(chǎn)生的機(jī)械力將大幅度降低，變壓器可靠性更

28、高。這項(xiàng)前沿技術(shù)對(duì)高壓、超高壓直至特高壓電力變壓器制造也具有實(shí)際意義1。目前，我國(guó)生產(chǎn)的箔式繞組電力變壓器經(jīng)國(guó)家科委鑒定已達(dá)到90年代世界先進(jìn)水平，它的繞組是采用鋁箔或銅箔氧化技術(shù)和特殊工藝?yán)@組的，匝間距離小，層間分布電容增大，從而提高了變壓器自身的功率因數(shù)，降低了自身的電能損耗，還具有較強(qiáng)的過(guò)載能力、較好的耐溫性和可靠性，與同容量S9銅線變壓器相比，其價(jià)格低5-10%。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電力變壓器廣泛用YSF4型壓力釋放閥取代變壓器防爆管，其優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作精度高（達(dá)到美國(guó)凱利特勞爾公司產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)）；延時(shí)時(shí)間短；自動(dòng)開(kāi)啟，自動(dòng)關(guān)閉，克服了防爆動(dòng)作后必須停電更換零部件的缺點(diǎn)，因而維護(hù)、檢修大大簡(jiǎn)化。大型變

29、壓器要向超高壓（500kV、750kV）、特高壓（1000kV等級(jí)）、大容量、輕結(jié)構(gòu)、不吊芯方向發(fā)展。為決絕運(yùn)輸困難，要降低運(yùn)輸重量，采用新材料、新技術(shù)、新工藝，開(kāi)發(fā)組合式、殼式和現(xiàn)場(chǎng)裝配式變壓器。中小型變壓器要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，使空載損耗大幅度降低。城網(wǎng)用變壓器應(yīng)向難燃方向發(fā)展，如進(jìn)一步推行性能更為優(yōu)越、材料更為可靠地干式變壓器、SF6氣體絕緣變壓器及難燃油變壓器，采用新材料、新結(jié)構(gòu)，以達(dá)到節(jié)能、不燃或難燃防火，降低噪音的目的；在農(nóng)網(wǎng)中要根據(jù)農(nóng)網(wǎng)季節(jié)性強(qiáng)，負(fù)載率低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求變化大的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)空載損耗更小的配電變壓器以及10kV、35kV調(diào)容變壓器。目前在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中，應(yīng)用新S9系列的同時(shí)

30、，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的情況下，可采用S11型和全密封卷鐵芯單相及三相變壓器，或非晶合金鐵心變壓器。季節(jié)性負(fù)荷變化大的地區(qū)，應(yīng)積極采用調(diào)容變壓器。電力變壓器的作用變壓器的工作原理變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)作用將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的交流電能。變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電器設(shè)備。眾所周知，輸送一定的電能時(shí)，輸電線路的電壓越高，線路中的電流和損耗就愈小，為此，需要用升壓變壓器把交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓升高到輸電電壓，通過(guò)高壓輸電線將電能經(jīng)濟(jì)地輸送到用戶地區(qū)，然后再用降壓變壓器將電能逐步從輸電電壓降到配電電壓，供用戶安全而方便的使用2。變壓器在電網(wǎng)中的作用電

31、力變壓器是電力網(wǎng)中的主要電氣設(shè)備。變壓器將水力或火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的交流電壓升高后，向電力網(wǎng)輸出電能的稱為升壓變壓器。發(fā)電廠內(nèi)還要安裝該廠用電變壓器，供起動(dòng)機(jī)組之用。用于降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器。用于聯(lián)絡(luò)兩種不同電壓網(wǎng)路的變壓器稱為聯(lián)絡(luò)變壓器(包括自耦變壓器與三繞組變壓器)。將電壓降低到電氣設(shè)備工作電壓的變壓器稱為配電變壓器。配電前用的各級(jí)變壓器稱為輸電變壓器。電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變壓器產(chǎn)品包括變壓器、互感器、調(diào)壓器、電抗器等，品格規(guī)格繁多，但基本原理和結(jié)構(gòu)是相似的，電力變壓器的外型如圖1-1所示。圖1-1 電力變壓器外形圖結(jié)構(gòu)則由下面幾部分組成：1. 鐵心：電力變壓器的鐵心由硅

32、鋼片經(jīng)剪切成一定的尺寸后疊積而成，對(duì)中小型變壓器亦有硅鋼片卷制而成的鐵心。2. 繞組：三相電力變壓器繞組由一次繞組、二次繞組、對(duì)地絕緣層（主絕緣）、一二次間絕緣及由燕尾墊片，撐條構(gòu)成的油道與高壓和低壓引線構(gòu)成。3. 油箱及底座：油箱及底座是油浸式變壓器的容器和支撐部件，他們支持著器身和所有的附件。4. 套管和引線:套管和引線是變壓器一、二次繞組與外部線路的連接部件，引線是通過(guò)套管引到油箱外部，套管既可固定引線，又起引線對(duì)地的絕緣作用。5. 散熱器和冷卻器：它們是油浸式變壓器的冷卻裝置，中小型電力變壓器的散熱器。大容量的變壓器，采用油浸風(fēng)冷，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，也采用油浸水冷或油浸強(qiáng)迫水冷方式。6.

33、 凈油器：凈油器也叫濾油器，是由鋼板焊成圓桶形的小油罐，罐里也裝有硅膠之類的吸濕劑，當(dāng)油溫變化而上下流動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)凈油器達(dá)到吸取油中的水分、渣、酸、氯化物的作用。7. 儲(chǔ)油器：儲(chǔ)油器也叫油枕，用來(lái)補(bǔ)償變壓器油因溫度變化而發(fā)生的體積變化，同時(shí)具有減輕和防止變壓器油氧化和受潮的裝置，它是用鋼板剪切成形后，焊接制成，并通過(guò)管子和油箱里絕緣油溝通。8. 繼電器：繼電器安裝在油箱和儲(chǔ)油柜連接管之間，是變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)裝置，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，向運(yùn)行人員發(fā)出信號(hào)或自動(dòng)切斷電源，保護(hù)變壓器。9. 分接開(kāi)關(guān)：分接開(kāi)關(guān)是用來(lái)連接和切斷變壓器繞組分接頭，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的裝置，它分為無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)和有載分接開(kāi)關(guān)。10.

34、溫度計(jì)：溫度計(jì)是用以測(cè)量變壓器上層油的溫度而設(shè)的，中小型電力變壓器較多采用酒精溫度計(jì)，大型變壓器則采用信號(hào)溫度計(jì)，另外變壓器上還用電阻溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)等。 電力變壓器的性能參數(shù)1.變壓器額定容量；2.相數(shù)；3.頻率；4.變壓器一、二次側(cè)的額定電壓；5.繞組接線方式和聯(lián)結(jié)組；6.變壓器冷卻方式；7.絕緣水平；8.負(fù)載特點(diǎn)；9.安裝特點(diǎn)；10.短路阻抗；11.負(fù)載損耗；12.空載損耗；13.空載電流3。以上技術(shù)參數(shù)中前九項(xiàng)是由電力系統(tǒng)技術(shù)條件和環(huán)境及使用條件決定的。最后四項(xiàng)參數(shù)是由“三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求”規(guī)定的，或者由用戶和制造廠商共同協(xié)商而定，是變壓器設(shè)計(jì)中重要的四個(gè)參數(shù)，在進(jìn)

35、行變壓器設(shè)計(jì)之前，必須明確設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的這些技術(shù)參數(shù)。變壓器的設(shè)計(jì)原則變壓器作為產(chǎn)品，有商品的屬性特點(diǎn)。變壓器的設(shè)計(jì)原則與其他商品屬性基本一致。在完成功能中追求價(jià)格優(yōu)勢(shì)是最佳的。不過(guò)在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)降低成本的同時(shí)，設(shè)計(jì)成為了一大難題?！肮?jié)能不節(jié)錢”引發(fā)的思考，值得大家來(lái)深思。所以企業(yè)單位團(tuán)體應(yīng)該設(shè)計(jì)出更加完美的變壓器。輕便、小巧，最重要的是性能俱佳、成本不高、如此的變壓器設(shè)計(jì)得到越來(lái)越多的廣大市場(chǎng)的青睞和追求。公司在確定出產(chǎn)品中有的非常詳盡。例如列出了變壓器的工作頻率、傳輸功率。這種雙贏的行為值得其他企業(yè)和單位的學(xué)習(xí)和效仿，不過(guò)在推出產(chǎn)品的同時(shí)也要考慮到其他產(chǎn)品的實(shí)踐，能否經(jīng)得起市場(chǎng)的考驗(yàn)，在市場(chǎng)群

36、體中站住腳。變壓器計(jì)算的一般程序電力變壓器電磁計(jì)算的任務(wù)在于確定變壓器的電、磁負(fù)荷和主要幾何，計(jì)算性能數(shù)據(jù)和各部分的溫升以及計(jì)算變壓器的重量、外形尺寸，利用電磁計(jì)算可以比較合理確變壓器生產(chǎn)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行的可靠性等，因此變壓器的電磁計(jì)算是變壓器生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)，也是變壓器能否安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。變壓器計(jì)算的一般手工計(jì)算的設(shè)計(jì)程序如下：1. 確定硅鋼片品種、牌號(hào)及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算鐵心直徑，選定標(biāo)準(zhǔn)直徑，得出鐵心柱和鐵軛截面積。2. 根據(jù)硅鋼片牌號(hào)，初選鐵心柱中的磁通密度，計(jì)算每匝電勢(shì)。3. 初算低壓繞組匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，根據(jù)整數(shù)匝在重算鐵心柱中的磁通密度計(jì)每匝電勢(shì)，在算出高、中壓繞組、4. 根據(jù)

37、變壓器額定容量及電壓等級(jí)，確定變壓器的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)、5. 根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)形式，確定導(dǎo)線規(guī)格，進(jìn)行繞組段數(shù)、匝數(shù)的排列，計(jì)算繞組的軸向高度及輻向尺寸。6. 初算阻抗電壓無(wú)功分量（f）值，應(yīng)小于便準(zhǔn)值（zk）。7. 計(jì)算繞組負(fù)載損耗，算出阻抗電壓的有功分量(r)，檢查阻抗電壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，若不符合時(shí)應(yīng)調(diào)整達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值范圍。8. 計(jì)算繞組導(dǎo)線對(duì)油的溫差，不合格時(shí)，可調(diào)整導(dǎo)線規(guī)格，或調(diào)整線段數(shù)及每段匝數(shù)的分配，當(dāng)超過(guò)規(guī)定值過(guò)大時(shí)，則需要變更鐵芯柱直徑。9. 計(jì)算短路機(jī)械力及導(dǎo)線應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整安匝分布，或加大導(dǎo)線截面積。10. 計(jì)算空載性能及變壓器總損耗，計(jì)算油溫升，當(dāng)油溫升過(guò)高或

38、過(guò)低時(shí)，應(yīng)調(diào)整冷卻裝置的數(shù)目。11. 計(jì)算變壓器重量。應(yīng)該指出，電力變壓器計(jì)算必須根據(jù)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)政策和資源情況以及制造和運(yùn)行方面的要求，合理地制定變壓器的性能數(shù)據(jù)和相應(yīng)的主要幾何尺寸。由于制造和運(yùn)行的角度不同，對(duì)某些性能數(shù)據(jù)的要求也往往有所不同。在進(jìn)行變壓器計(jì)算時(shí)必須綜合考慮各方面因素，并應(yīng)進(jìn)行多種方案比較，以便從中選取最佳方案4。目前，電子計(jì)算機(jī)在變壓器計(jì)算和設(shè)計(jì)方面的廣泛應(yīng)用，給快速進(jìn)行變壓器計(jì)算、設(shè)計(jì)和方案比較、選擇最佳方案提供了方便條件變壓器電磁計(jì)算本設(shè)計(jì)的技術(shù)條件本設(shè)計(jì)的基本技術(shù)條件如下，其他的技術(shù)性能指標(biāo)均應(yīng)滿足國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求：額定容量： 1000kVA 電壓組合：

39、 高壓10kV 低壓 0.4kV 分接系數(shù)： 5%聯(lián)接組標(biāo)號(hào)： Yyn0 空載損耗： 1.70kW空載電流： 1.0%負(fù)載損耗： 10.30kW 短路阻抗： 4.5%變壓器設(shè)計(jì)變壓器主要結(jié)構(gòu)的確定1.鐵心結(jié)構(gòu):采用三相三柱式鐵心,鐵心的迭積采用斜接縫疊積法以適應(yīng)冷軋硅鋼片的方向性。2.鐵軛結(jié)構(gòu):鐵軛的級(jí)數(shù)與鐵心柱級(jí)數(shù)完全一致,這樣兩者磁通分布均勻，鐵軛截面可以與鐵心柱一致節(jié)省了材料。硅鋼片的選用鐵心采用30Q140冷軋硅鋼片。在50Hz、1.7T時(shí)，單位損耗為1.240W/kg，磁化容量為3.140V/kg。鐵心直徑的選擇鐵心直徑的大小，直接影響材料的用量、變壓器的體積及性能等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。故選擇

40、經(jīng)濟(jì)合理的鐵心直徑是變壓器設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。硅鋼片重量和空載損耗隨鐵心直徑增大而增大，而線圈導(dǎo)線重量和負(fù)載損耗隨鐵心直徑增大而減小。合理的鐵心直徑就是硅鋼片和導(dǎo)線材料的用量比例適當(dāng)，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的效果，故鐵心直徑的大小，與采用的硅鋼片性能和導(dǎo)線 材料直接有關(guān)。根據(jù)關(guān)系式的推導(dǎo)，鐵心直徑與變壓器容量的四分之一次方成正比的關(guān)系，但因?yàn)樽儔浩鞣謫蜗?、三相、雙繞組、三繞組、自耦等，同樣容量但消耗材料不同。一般都按材料消耗折算成物理容量進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便，均以每柱的物理容量為基礎(chǔ)，按下式求出鐵心直徑D。對(duì)于高、低各繞組容量均為100%的雙繞組變壓器，每柱容量為:(kVA)因此鐵心直徑:mm式中:Pn 各

41、繞組額定容量的總和；mzh套有繞組的鐵心柱數(shù)；KD鐵心直徑經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；K系數(shù)，由硅鋼片性能和導(dǎo)線材料而定。采用冷軋硅鋼片、銅導(dǎo)線時(shí)，K取5560。按標(biāo)準(zhǔn)鐵心直徑D取為240mm鐵心截面的設(shè)計(jì)鐵心柱截面積確定：鐵心柱截面形狀應(yīng)根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)型式而定。殼式變壓器繞組為矩形，則鐵心柱截面積亦為矩形。心式變壓器繞組為圓形，為了適應(yīng)圓形繞組的要求及充分利用繞組內(nèi)部空間，鐵心柱一般制成階梯圓柱形，各小階梯（級(jí)）均為矩形。本設(shè)計(jì)采用心式變壓器，故鐵心柱制成階梯圓柱形。鐵心級(jí)數(shù)的確定：鐵心柱截面為一多階梯形，外形接近于一個(gè)圓，當(dāng)鐵心直徑一定的情況下，鐵心級(jí)數(shù)越多，鐵心的有效截面積越大，但級(jí)數(shù)多時(shí)，硅鋼片疊片的規(guī)格

42、就多、制造工時(shí)就多。根據(jù)材料供應(yīng)情況和制造工藝水平，應(yīng)盡力增加鐵心柱級(jí)數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本本設(shè)計(jì)中鐵心的級(jí)數(shù)選為8級(jí)。硅鋼片最大片寬的確定：迭片寬度是根據(jù)硅鋼片入廠時(shí)的寬度而定。為了套截，成張硅鋼片寬度應(yīng)為每級(jí)片寬的倍數(shù)，硅鋼片波浪度較大時(shí)，還要考慮去邊。由于大中小型變壓器的鐵心可以互相套截，而且進(jìn)廠硅鋼片的寬度又是不固定的，故每級(jí)片寬一般是采用10mm一進(jìn)級(jí)。必要時(shí)，允許有個(gè)別5mm一進(jìn)級(jí)的，直徑取D=240mm時(shí)，直筒內(nèi)徑為250mm。 有效截面積Szh=410.7電磁計(jì)算額定電壓和額定電流的計(jì)算1. 在假定變壓器沒(méi)有電阻，沒(méi)有漏磁和沒(méi)有鐵耗的情況下進(jìn)行對(duì)電壓、電流及匝數(shù)的計(jì)算。2. 低壓繞組為

43、“Y”型接線，其線電壓與相電壓相等，線電流等于 EQ R(,3) 倍的相電流：VA3. 高壓繞組“Y”型接，其線電壓等于 EQ R(,3) 倍的相電壓，線電流等于相電流：VA4. 高壓繞組各分接處的線電壓及相電壓：+15分接處：kVkV-15分接處：kVkV繞組匝數(shù)的計(jì)算1. 每匝電勢(shì)初選值：V/匝Bc鐵心柱內(nèi)磁通密度初選值（T），對(duì)于冷軋硅鋼片Bc=1.71.75T（小容量取小值），此處取1.7T。2. 低壓繞組匝數(shù)計(jì)算：匝 取15匝V/匝磁通密度：T3. 高壓繞組匝數(shù)計(jì)算：高壓繞組在額定分接時(shí)的匝數(shù)，即基本繞組匝數(shù)： 取375匝調(diào)壓繞組匝數(shù): 取19匝選擇開(kāi)關(guān)位置 1分接位置時(shí)， 2分接位

44、置時(shí)， 3分接位置時(shí)， 4. 電壓比偏差（V%）計(jì)算 一般 式中：-每匝電勢(shì)（V）；-高壓線圈各分接位置的每相匝數(shù)；-高壓各分接位置的相電壓（V）。 合格 合格 合格繞組計(jì)算低壓繞組1. 低壓繞組匝數(shù)為15匝2. 雙螺旋式繞組，8根撐條，30mm寬墊塊; 3. 導(dǎo)線規(guī)格ZB-0.45，14根并聯(lián)，即14| ；4. 電流密度： 5. 低壓繞組尺寸計(jì)算： 低壓繞組輻向尺寸為：72.811.02=20.063mm； 低壓繞組軸向尺寸為：1515.452=463.5導(dǎo)線高度,mm + 90 油道高度,mm553.5 - 27.5（5%）壓縮系數(shù) 526電抗高度,mm 25繞組到上軛的距離,mm + 2

45、5繞組到下軛的距離,mm 576鐵窗高度,mm高壓繞組1. 高壓繞組匝數(shù)為375匝；2. 連續(xù)式繞組，8根撐條，30mm寬的墊塊；3. 導(dǎo)線規(guī)格ZB-0.45， 導(dǎo)線有效截面積為19.64mm24. 電流密度： 5. 高壓繞組尺寸計(jì)算高壓繞組輻向尺寸：（72.54+41+7）1.02=22高壓繞組軸向尺寸：1256.45=574.75導(dǎo)線高度,mm- 48.75（10.8%）壓縮系數(shù)526電抗高度,mm25繞組到上軛的距離,mm+ 25繞組到下軛的距離,mm 576鐵窗高度,mm絕緣半徑及導(dǎo)線長(zhǎng)度計(jì)算線圈絕緣半徑計(jì)算 120 鐵心柱半徑,mm + 10 低壓繞組到鐵心的距離C ,mm 130

46、低壓繞組內(nèi)半徑,mm + 20 低壓繞組輻向厚度,mm150 低壓繞組外半徑，mm + 14 高低壓繞組主空道距離,mm164 高壓繞組內(nèi)徑,mm + 22 高壓繞組輻向厚度,mm193 高壓繞組外徑,mm 2 386 高壓繞組外直徑,mm + 31 相間主空道距離,mm 410 鐵心中心距,mm 其中a12、相間空道距離查表取14、31。繞組尺寸示意圖：圖2-1繞組尺寸示意圖 繞組平均半徑1.低壓繞組平均半徑：mm2.高壓繞組平均半徑：mm繞組平均匝長(zhǎng)計(jì)算式中：Rp各線圈平均半徑。低壓繞組：m高壓繞組：m繞組導(dǎo)線總長(zhǎng)計(jì)算低壓繞組：m高壓繞組：m75時(shí)繞組直流電阻計(jì)算直流電阻計(jì)算公式：式中：p

47、k導(dǎo)線電阻系數(shù)。銅導(dǎo)線（75）：m/mm2 Sq線圈導(dǎo)線總截面積低壓繞組：高壓繞組：繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算式中：-相數(shù) -線圈導(dǎo)線的密度，銅導(dǎo)線：1.低壓繞組:kg2.高壓繞組:kg ， kg式中：絕緣紙占裸導(dǎo)線質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)； 紙包扁銅線：，%式中：導(dǎo)線每邊匝絕緣厚度，mm； 裸導(dǎo)線的厚度，mm； 裸導(dǎo)線的寬度，mm； 單根導(dǎo)線截面積，。1.低壓繞組%kg2.高壓繞組%kg短路阻抗計(jì)算當(dāng)線圈幾何尺寸確定后，應(yīng)首先計(jì)算阻抗分量。短路阻抗Zd由電阻分量Rd%和電抗分量Xd%兩部分組成，但對(duì)較大容量變壓器，因?yàn)殡娮璺至縍d%很小，計(jì)算時(shí)可以略去。電抗分量Rd%都是以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示的，其計(jì)算公式如下：

48、%式中：低壓線圈安匝數(shù)（或取高壓線圈安匝數(shù)），安匝；每匝電勢(shì)（V）；繞組平均有效電抗高度（cm）；洛式系數(shù)：； 漏磁場(chǎng)總寬度（cm）；漏磁寬度（cm）。電抗高度：cm漏磁寬度： cm 洛氏系數(shù)：漏磁等值總面積： cm2 短路阻抗：電抗分量調(diào)整：短路阻抗的允許誤差值，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為10%，但由于制造時(shí)影響阻抗因素很多，故一般計(jì)算時(shí)誤差控制在34%以下，從上可知符合標(biāo)準(zhǔn)。電抗計(jì)算，往往不能一次計(jì)算就能符合要求，需作適當(dāng)調(diào)整，頻率和電流是不可能調(diào)變的，電抗分量的調(diào)整有三種方法：1. 調(diào)整匝數(shù)N及每匝電勢(shì)ez。當(dāng)電抗值偏大時(shí)，可增加每匝電勢(shì)ez增大，匝數(shù)N必然會(huì)減少，從而達(dá)到降低電抗的目的。若使ez改變

49、需調(diào)整磁密和鐵心直徑，這種方法因變動(dòng)較大，一般都不用。2. 調(diào)整D及高低壓線圈平均有效電抗高度Hk。當(dāng)電抗值偏大時(shí)?？稍黾痈叩蛪壕€圈平均高度Hk，增大，D必然隨之縮小。調(diào)整導(dǎo)線ab尺寸及調(diào)整段數(shù)均可達(dá)到調(diào)整Hk及D的目的。3. 調(diào)整高低壓線圈間距離，在滿足絕緣最小距離情況下，增減高低壓線圈間的距離，可使電抗值增大或減小。這種方法浪費(fèi)材料，最好不用負(fù)載損耗的計(jì)算一對(duì)繞組運(yùn)行時(shí)的負(fù)載損耗：式中：PR被計(jì)算的一對(duì)繞組的導(dǎo)線電阻損耗之和；Pf被計(jì)算的一對(duì)繞組的導(dǎo)線附加損耗之和； Py被計(jì)算的一對(duì)繞組的引線損耗之和； 被計(jì)算的一對(duì)繞組的雜散損耗；繞組導(dǎo)線電阻損耗計(jì)算電阻損耗計(jì)算公式：式中：mx相數(shù)；I

50、分接的相電流；Rq分接的想電阻。高壓電阻損耗：W低壓電阻損耗：W附加損耗計(jì)算附加損耗：式中： Kf繞組導(dǎo)線的附加損耗系數(shù)，一般用占導(dǎo)線電阻損耗的百分?jǐn)?shù)表示，此處高壓Kf=5%，低壓Kf=12%。高壓繞組：W低壓繞組:W引線損耗計(jì)算有時(shí)為了計(jì)算簡(jiǎn)便起見(jiàn)，引線損耗可用引線損耗占繞組導(dǎo)線電阻損耗PR的百分?jǐn)?shù)來(lái)估計(jì)：式中：Ky%引線損耗占繞組導(dǎo)線電阻損耗的百分?jǐn)?shù)，查表高壓繞組，低壓繞組。高壓繞組：W低壓繞組：W雜散損耗計(jì)算對(duì)于1000kVA型變壓器，一般采用層式線圈結(jié)構(gòu)，由于它的漏磁不大，故將雜散損耗一并在附加損耗中予以考慮，不在單獨(dú)計(jì)算。負(fù)載損耗計(jì)算負(fù)載損耗：W10.3kW合格空載損耗及空載電流計(jì)算

51、空載損耗計(jì)算空載損耗：式中：kpo空載損耗工藝附加系數(shù)，鐵心為全接縫時(shí)，取1.3；Ptx鐵心硅鋼片單位損耗，根據(jù)鐵心柱磁通密度。查表取W/kg； Gtx鐵心硅鋼片總重量W空載電流計(jì)算空載電流由兩部分組成。一部分電流使鐵心產(chǎn)生主磁通，稱勵(lì)磁電流（）。另外在鐵心接縫處有間隙存在，磁阻增大也要消耗一部分勵(lì)磁能量，需要供給一部分電流，這部分電流稱為接縫勵(lì)磁電流（）。這兩部分電流的總和稱為空載電流的無(wú)功分量（）。另外，變壓器鐵心中有空載損耗存在，此損耗需要電源供給能量，即需要一部分電流。由于此電流是損耗所要求，作了功，故稱為空載電流的有功分量（）。有功分量（）計(jì)算:，%式中：空載損耗，W；變壓器額定容量

52、，。故%無(wú)功分量（）計(jì)算：，%式中：鐵心柱單位勵(lì)磁容量，； 鐵心柱接縫處單位勵(lì)磁容量，； 鐵心柱中總的接縫數(shù)； 勵(lì)磁電流附加系數(shù)。故% 符合標(biāo)準(zhǔn)。繞組的溫升計(jì)算繞組熱負(fù)荷計(jì)算： ， 式中：系數(shù)，85時(shí)銅導(dǎo)線:=22.1； 線段中的電流，A；繞組沒(méi)段匝數(shù)；線匝絕緣修正系數(shù)； 當(dāng) 時(shí)：=1； 當(dāng) 時(shí)：；裸導(dǎo)線厚度，mm；帶絕緣導(dǎo)線厚度，mm；導(dǎo)線中總的附加損耗百分?jǐn)?shù)（）；線餅的遮蓋系數(shù)； 線餅的周長(zhǎng)，mm；繞組輻向并聯(lián)根數(shù)；帶絕緣導(dǎo)線寬度，mm。2.繞組的溫差計(jì)算（1）低壓繞組：a.表面熱負(fù)荷計(jì)算：=22.1，=577.38，=1，=1，=2.95，；代入式（23）得： b.繞組對(duì)油的平均溫升計(jì)算

53、：Kc.繞組的絕緣校正溫差計(jì)算：因匝絕緣厚度為0.45mm，故d.線段油道寬度的校正溫升計(jì)算：Ke.繞組對(duì)油的溫升按式計(jì)算： K（2)高壓繞組：a.表面熱負(fù)荷計(jì)算：，l=，；代入式（23）得：b.繞組對(duì)油的平均溫升計(jì)算：Kc.線圈的層間絕緣校正溫差計(jì)算：Kd.層式繞組表面最熱點(diǎn)對(duì)油的平均溫升計(jì)算 K油箱尺寸計(jì)算油箱尺寸估算油箱尺寸是由線圈尺寸、線圈對(duì)油箱的距離、開(kāi)關(guān)、套管、引線尺寸的布置決定的，油箱尺寸的最后確定，是由布置圖來(lái)定，但在計(jì)算時(shí)也應(yīng)該盡量估計(jì)準(zhǔn)確。本設(shè)計(jì)采用矩形油箱1. 油箱內(nèi)壁長(zhǎng)度Lb估算：mm2. 油箱寬度Bb估算：mm3. 油箱內(nèi)壁周長(zhǎng)lzh估算：mm4. 油箱高度Hb估算：

54、mm式中：M0鐵心中心距（mm）；D1調(diào)壓繞組外直徑（mm）；CL至油箱兩邊空隙（mm）；CB延繞組寬度方向至油箱兩邊總空隙（mm）；hem鐵軛高度（mm）；hj 墊腳總高度（mm）；CH 鐵心頂部至油箱空隙（mm）。箱壁散熱面積計(jì)算1. 箱蓋幾何面積計(jì)算m2 2. 箱壁幾何面積計(jì)算 m2 散熱器的選擇及油和繞組溫升的計(jì)算散熱器的選擇選用片式散熱器；共選用2只7片散熱器，自冷式的每片散熱面積為：每片散熱器油重：每片散熱器本體重：則有效散熱面積：式中：Kg 箱蓋有效散熱系數(shù)，??； Kpb 箱蓋有效散熱系數(shù)，取0.85； Sg 箱蓋幾何面積（m2）； Sb 箱壁集合面積（m2）； Sps片式散熱器

55、總有效散熱面積（m2）。式中：mps片式散熱器只數(shù)； P片距修正系數(shù) -半片寬與片間空隙之比，； Bp片式散熱器寬度（mm），取310； ap片間中心距（mm），取50； s片厚（mm），取13； Cps片式散熱器中心距（mm）； p片數(shù)修正系數(shù)：； Kph片高修正系數(shù)： p表面系數(shù)，自冷式： SD對(duì)流散熱面（m2）： =m2 SF輻射但熱面（m2）： =m2 np每只片式散熱器片數(shù)。m2m2油箱單位總熱負(fù)載計(jì)算油對(duì)空氣的溫升計(jì)算： W/m2油對(duì)空氣的平均溫升：K繞組對(duì)空氣的平均溫升計(jì)算：低壓繞組：高壓繞組：短路電動(dòng)力計(jì)算線圈的機(jī)械力是由交變的漏磁通引起的（變壓器正常運(yùn)行時(shí)，高、低壓線圈中都有

56、漏磁通存在，并隨電流的加大而增加），高、低壓電流的方向相反，作用于線圈上的力的方向?qū)褍蓚€(gè)線圈推開(kāi)，稱輻向力。漏磁通的方向并不完全垂直線圈的輻向，而有一部分橫向漏磁通穿過(guò)線圈，這是將產(chǎn)生所謂軸向力，使線圈壓縮。軸向力沿線圈的高度分布是不均勻的，其大小與線圈所在位置的橫向磁場(chǎng)的磁通密度成正比。對(duì)于輻向力，沿線圈圓周高度，都可以看成是均勻分布的。一般結(jié)構(gòu)的變壓器，其輻向力大于軸向力。當(dāng)變壓器接有正常的負(fù)載運(yùn)行時(shí)，作用在線圈導(dǎo)線上的力很小。當(dāng)變壓器發(fā)生突然短路的故障時(shí)，短路的沖擊電流高達(dá)額定電流的30多倍，導(dǎo)線上的應(yīng)力要增大1000倍。這樣大的力，可能使線圈損壞，所以設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，必須對(duì)線圈的機(jī)械強(qiáng)

57、度加以核算8。繞組區(qū)域劃分表2-1 繞組區(qū)域劃分區(qū)域高壓繞組低壓繞組匝數(shù)高度匝數(shù)高度 = 1 * ROMAN I100144.74144 = 2 * ROMAN II99144.14144 = 3 * ROMAN III99144.13144 = 4 * ROMAN IV99144.14144安匝分布計(jì)算表2-2安匝分布區(qū)域高壓安匝低壓安匝不平衡安匝平均安匝平均高度 = 1 * ROMAN I25.326-0.725.65147.744 = 2 * ROMAN II24.926-1.125.45146.592 = 3 * ROMAN III24.926-1.125.45146.592 = 4

58、* ROMAN IV24.922-2.921.45123.552總和1001000100578漏磁計(jì)算漏磁高度：cm橫向洛式系數(shù)計(jì)算：cm m =0.316 漏磁總安匝計(jì)算6.321.45 =2.5489 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計(jì)算式中：Zk變壓器短路阻抗； Zs線路阻抗。式中：Pad -系統(tǒng)短路容量（kVA），查表取。不平衡安匝漏磁組所產(chǎn)生的總軸向力計(jì)算 kg 式中：Kd短路電流沖擊系數(shù)，一半計(jì)算時(shí)取1.6；Rp 繞組平均半徑（cm）。繞組導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算高壓繞組導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算1. 由輻向力引起的拉應(yīng)力：式中：IN額定相電流（A）；N每相額定匝數(shù)；mb每個(gè)繞組并聯(lián)分支數(shù)；nb 線段中導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)；Hd

59、繞組有效高度（cm）；-單根導(dǎo)線截面積（cm2）。2. 由軸向力引起的彎曲應(yīng)力：式中：am最大漏磁組的不平衡安匝百分?jǐn)?shù)；a、b導(dǎo)線軸向?qū)挾龋╟m）、導(dǎo)線幅向厚度（cm）；R被計(jì)算繞組的外半徑（cm）；Z沿圓周分布的墊塊數(shù)；A墊塊寬度（cm）。 3. 高壓繞組導(dǎo)線上受到的總應(yīng)力：kg/m2 低壓繞組導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算1. 由軸向力引起導(dǎo)線的彎曲應(yīng)力計(jì)算： kg/m2 2. 由輻向力引起的導(dǎo)線壓縮力計(jì)算： kg/m2 3. 由輻向力引起的彎曲應(yīng)力計(jì)算： kg/m2 4. 內(nèi)繞組導(dǎo)線總應(yīng)力計(jì)算： kg/m2銅導(dǎo)線的許用應(yīng)力，由此可見(jiàn)：總應(yīng)力小于銅導(dǎo)線的許用應(yīng)力，因此是允許的。 變壓器質(zhì)量計(jì)算 總油量計(jì)算器

60、身總油量計(jì)算：式中：GFe硅鋼片質(zhì)量（kg）；GCu戴絕緣的銅導(dǎo)線質(zhì)量（kg）。（kg）油箱橫截面積： m2油箱裝油量計(jì)算：kg 油箱內(nèi)油質(zhì)量kg附件中油質(zhì)量計(jì)算：冷卻裝置油質(zhì)量：kg儲(chǔ)油柜油質(zhì)量：儲(chǔ)油柜中的油質(zhì)量，一般為變壓器總油量的4%-5%3kg凈油器中油質(zhì)量：kg總油質(zhì)量計(jì)算：kg變壓器箱體質(zhì)量計(jì)算：kg 油箱質(zhì)量計(jì)算箱蓋質(zhì)量：kg箱底質(zhì)量：kg箱壁質(zhì)量： kg油箱總質(zhì)量：kg 附件質(zhì)量計(jì)算散熱器質(zhì)量：kg儲(chǔ)油柜質(zhì)量：kg凈油器質(zhì)量：kg散熱器電動(dòng)機(jī)質(zhì)量kg附件總質(zhì)量kg 變壓器總質(zhì)量計(jì)算kg本章小結(jié)通過(guò)已知的參數(shù)，對(duì)變壓器的額定電壓與電流、變壓器阻抗電壓、導(dǎo)線重量和電阻阻值、負(fù)載損耗