電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-sfsz10-31500110電力變壓器的電磁方案計算(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　SFSZ10-31500/110電力變壓器的電磁方案計算</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 電氣工程及其自動化 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　SFSZ10-31500/110

3、電力變壓器的電磁方案計算</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文完成了SFSZ10-31500/110電力變壓器電磁方案的計算，文中較為詳細地闡述了電力變壓器計算的基本公式和計算方法。SFSZ10-31500/110電力變壓器電磁方案計算，主要包括變壓器鐵心的選擇及幾何尺寸計算、變壓器線圈材料、型式選擇、高度確定、電壓電流計算及線圈幾何尺寸

4、計算、短路阻抗計算、線圈損耗、引線損耗、雜散損耗、負載損耗計算、變壓器溫升計算、短路電動力計算、變壓器重量（總油量、器身重量、油箱重量、附件重量、運輸重量計算）等，并進行了絕緣校核，得出SFSZ10-31500/110電力變壓器的電磁計算方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞　電力變壓器；電磁計算</p><p>　　SFSZ10-31500/110 power transformer ele

5、ctromagnetism project calculation</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This text introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer calculating and basic knowledge in project in electrom

6、agnetism primarily, than clarified the calculating and basic formula in transformer in power detailed with compute the method. Among them included choice and calculations of the transformer core, transformer coil materia

7、l, pattern choice, high certain, the voltage and current computes and the coil computes, the short-circuit resistance computes, the coil exhausts, the fuse exhausts, </p><p>　　Keywords　 Power transformer ；El

8、ectromagnetism calculation </p><p>　　不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b&g

9、t;　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 我國電力變壓器的最新發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 論文研究的內(nèi)容2</p><p>　　第2章 電力變壓器電磁計算方案3</p><p>　　2.1 變壓器的工作原理3</p

10、><p>　　2.2 變壓器在電網(wǎng)中的作用3</p><p>　　2.3 電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點3</p><p>　　2.4 電力變壓器的性能參數(shù)4</p><p>　　2.5 變壓器計算的一般程序4</p><p>　　第3章 電力變壓器電磁計算方案6</p><p>　　3.1 本設計

11、的技術(shù)條件6</p><p>　　3.2 額定電壓﹑電流計算6</p><p>　　3.2.1 線圈相電壓6</p><p>　　3.2.2 線圈電流7</p><p>　　3.3 鐵芯的確定9</p><p>　　3.4 線圈匝數(shù)計算9</p><p>　　3.5 電壓比校核10

12、</p><p>　　3.6 線段排列及計算11</p><p>　　3.7 線圈絕緣半徑及導線長度計算15</p><p>　　3.8 短路阻抗計算16</p><p>　　3.9 負載損耗計算18</p><p>　　3.10 溫升計算20</p><p>　　3.11 空載特性計

13、算23</p><p>　　3.12 短路電動力計算23</p><p>　　3.13 變壓器重量計算29</p><p>　　3.14 絕緣校核31</p><p><b>　　結(jié)論33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p>

14、<p><b>　　參考文獻35</b></p><p><b>　　附錄36</b></p><p>　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒論<

15、/b></p><p><b>　　課題背景</b></p><p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設備之一。隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設的發(fā)展，特別是隨著電力網(wǎng)向超高壓、大容量方向的發(fā)展，對電力變壓器提出了新的更高的要求。近年來，我國在變壓器的理論研究和生產(chǎn)實踐方面取得了可喜的成就。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟建設的發(fā)展，特別是隨

16、著電力工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展而不斷發(fā)展。電力變壓器單臺容量和安裝容量迅速增長，電壓等級也相繼提高。50年代發(fā)展到110kV級；60年代發(fā)展到220kV級；70年代發(fā)展到330kV級；80年代已發(fā)展到500kV級電力變壓器。建國前我國只能生產(chǎn)單臺容量為300kVA的小型配電變壓器，建國后50年代中期已能仿制31500kVA的電力變壓器，電壓等級已發(fā)展到110kV。60年代初我國由仿制階段過渡到自行設計和制造階段，60年代中期已發(fā)展到制造220k

17、V、120000kVA電力變壓器。到60年代末期，電力變壓器的容量已經(jīng)發(fā)展到260000kVA。70年代初期已達到生產(chǎn)330kV級、360000kVA電力變壓器的水平(我國西北地區(qū)的劉關(guān)線330kV系統(tǒng)中所用的升、降壓電力變壓器、聯(lián)絡用自耦變壓器，全部為國產(chǎn)品)，到80年代國內(nèi)變壓器的最高電壓等級為500kV、最大容量為400000kVA，1995年制造出了容量為450000kVA電力變壓器，本世紀初我國已能夠生產(chǎn)740MVA/500k

18、V的電力變壓器和900MVA/500kV的自耦變壓器。近年來隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，</p><p>　　我國電力變壓器的最新發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀</p><p>　　電力變壓器是發(fā)、輸、變、配電系統(tǒng)中的重要設備之一,它的性能、質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運行的可靠性和運營效益。20世紀50年代以來特別是改革開放以來為滿足我國電力工業(yè)發(fā)、變、配電工程的建設需要電力變壓器行業(yè)得到了較快發(fā)展[1]。&

19、lt;/p><p>　　根據(jù)我國電力工業(yè)裝備政策及技術(shù)政策要求，電力變壓器的發(fā)展趨勢應為提高產(chǎn)品運行的可靠性，少維護或免維護，降低損耗，減少重量，實現(xiàn)有載調(diào)壓，品種多樣，滿足電力系統(tǒng)不同場所的需要。大型變壓器要向超高壓(500kV、750kV)、特高壓(1000kV等級)、大容量、輕結(jié)構(gòu)、不吊芯方向發(fā)展。為解決運輸困難，要降低運輸重量，采用新材料、新技術(shù)、新工藝，開發(fā)組合式、殼式和現(xiàn)場裝配式變壓器。中小型變壓器要進一

20、步優(yōu)化設計，使空載損耗大幅度降低。城網(wǎng)用變壓器應向難燃方向發(fā)展，如進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、負載率低、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求變化大的特點，開發(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)建設改造中，應用新S9系列的同時，在技術(shù)經(jīng)濟比較合理的情況下，可采用S11型和全密封卷鐵

21、心單相及三相變壓器，或非晶合金鐵心變壓器。季節(jié)性負荷變化大的地區(qū)，應積極采用調(diào)容變壓器。</p><p>　　進入21世紀后，知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已是當今世界各國綜合國力競爭的核心，科技競爭力將成為國民經(jīng)濟發(fā)展和政治穩(wěn)定的重要因素，在科學技術(shù)已經(jīng)成為世界經(jīng)濟增長第一要素的形勢下，世界電力工業(yè)的科技進步與創(chuàng)新也越來越快，要發(fā)展我國電力工業(yè)，加快科技進步與創(chuàng)新是十分重和迫切的，設備的更新更占有重要的地位。

22、</p><p>　　隨著國際國內(nèi)高溫超導材料的研制成功，使得超導限流器成為最具優(yōu)勢的一種限流器。超導限流器技術(shù)是目前國際前沿技術(shù)，超導限流器在國內(nèi)的研制成功，將使新一代變壓器產(chǎn)品性能和設計原則發(fā)生變化，變壓器的短路阻抗將會變小，損耗和重量可進一步降低，短路電流產(chǎn)生的機械力將大幅度降低，變壓器可靠性更高。這項前沿技術(shù)對高壓、超高壓直至特高壓電力變壓器制造也具有實際意義[1]。</p><p&g

23、t;<b>　　論文研究的內(nèi)容</b></p><p>　　本論文對目前電力網(wǎng)中經(jīng)常使用的SFSZ10-31500/110電力變壓器進行了電磁方案計算，計算出了該變壓器的各項技術(shù)指標及各部分的幾何尺寸，計算結(jié)果滿足國家標準規(guī)定值。</p><p>　　電力變壓器電磁計算方案</p><p><b>　　變壓器的工作原理</b&g

24、t;</p><p>　　變壓器是一種靜止的電器，它利用電磁感應作用將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電器設備。眾所周知，輸送一定的電能時，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)電機發(fā)出的電壓升高到輸電電壓，通過高壓輸電線將電能經(jīng)濟地輸送到用戶地區(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

25、[2]。</p><p>　　變壓器在電網(wǎng)中的作用</p><p>　　電力變壓器是電力網(wǎng)中的主要電氣設備。變壓器將水力或火力發(fā)電廠中發(fā)電機組所產(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，供起動機組之用。用于降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器。用于聯(lián)絡兩種不同電壓網(wǎng)路的變壓器稱為聯(lián)絡變壓器(包括自耦變壓器與三繞組變壓器)。將電壓降低到電氣設備工作電壓

26、的變壓器稱為配電變壓器。配電前用的各級變壓器稱為輸電變壓器。</p><p>　　電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　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，電力變壓器的結(jié)構(gòu)則由下面幾部分組成。</p><p>　　1.鐵心：電力變壓器的鐵心由硅鋼片經(jīng)剪切成一定的尺寸后疊積而成，對中小型變壓器亦有硅鋼片卷制而成的

27、鐵心。</p><p>　　2.繞組：三相電力變壓器繞組由一次繞組、二次繞組、對地絕緣層（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。</p><p>　　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。</p><p>　　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

28、過套管引到油箱外部,套管既可固定引線,又起引線對地的絕緣作用。</p><p>　　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，采用油浸風冷，強迫油循環(huán)風冷，也采用油浸水冷或油浸強迫水冷方式。</p><p>　　6.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，當油溫變化而上下流動時，經(jīng)過凈油器達到吸取油

29、中的水分、渣、酸、氯化物的作用。</p><p>　　7.儲油器：儲油器也叫油枕，用來補償變壓器油因溫度變化而發(fā)生的體積變化，同時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，并通過管子和油箱里絕緣油溝通。</p><p>　　8.繼電器：繼電器安裝在油箱和儲油柜連接管之間，是變壓器內(nèi)部故障的保護裝置，當內(nèi)部發(fā)生故障時，給運行人員發(fā)出信號或自動切斷電源，保護變壓器

30、。</p><p>　　9.分接開關(guān)：分接開關(guān)是用來連接和切斷變壓器繞組分接頭，實現(xiàn)調(diào)壓的裝置，它分為無勵磁分接開關(guān)和有載分接開關(guān)。</p><p>　　10.溫度計：溫度計是用以測量變壓器上層油的溫度而設的，中小型電力變壓器較多采用酒精溫度計，大型變壓器則采用信號溫度計，另外變壓器上還用電阻溫度計，壓力式溫度計等。 </p><p>　　電力變壓器的性能參數(shù)<

31、;/p><p>　　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.負載特點；9.安裝特點；10.短路阻抗；11.負載損耗；12.空載損耗；13.空載電流[3]。</p><p>　　以上技術(shù)參數(shù)中前九項是由電力系統(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

32、，或者由用戶和制造廠商共同協(xié)商而定，是變壓器設計中重要的四個參數(shù)，在進行變壓器設計之前，必須明確設計任務書中的這些技術(shù)參數(shù)。</p><p>　　變壓器計算的一般程序</p><p>　　電力變壓器電磁計算的任務在于確定變壓器的電、磁負荷和主要幾何，計算性能數(shù)據(jù)和各部分的溫升以及計算變壓器的重量、外型尺寸，利用電磁計算可以比較合理確定變壓器生產(chǎn)和運行的經(jīng)濟性、運行的可靠性等，因此變壓器的電

33、磁計算是變壓器生產(chǎn)制造的基礎，也是變壓器能否安全運行的基礎。變壓器計算的一般手工計算的設計程序如下：</p><p>　　1.確定硅鋼片品種、牌號及鐵心結(jié)構(gòu)型式，計算鐵芯柱直徑，選定標準直徑，得出鐵心柱和鐵軛截面積。</p><p>　　2.根據(jù)硅鋼片牌號，初選鐵芯柱中的磁通密度，計算每匝電勢。</p><p>　　3.初算低壓繞組匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，根據(jù)整數(shù)匝再重算

34、鐵芯柱中的磁通密度及每匝電勢，再算出高、中壓繞組匝數(shù)。</p><p>　　4.根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級，確定變壓器的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)。</p><p>　　5.根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)型式，確定導線規(guī)格，進行繞組段數(shù)(層數(shù))、匝數(shù)的排列，計算繞組軸向高度及輻向尺寸。</p><p>　　6.初算阻抗電壓無功分量()值，大容量變壓器的值應與阻抗電壓()標準值相接近；小型變壓器

35、的值應小于標準值。</p><p>　　7.計算繞組負載損耗，算出阻抗電壓的有功分量()，檢查阻抗電壓是否符合標準規(guī)定值，若不符合時應調(diào)整達到標準規(guī)定值范圍。</p><p>　　8.計算繞組導線對油的溫差，不合格時，可調(diào)整導線規(guī)格，或調(diào)整線段數(shù)及每段匝數(shù)的分配，當超過規(guī)定值過大時，則需要變更鐵芯柱直徑。</p><p>　　9.計算短路機械力及導線應力，當超過規(guī)定

36、值時，應調(diào)整安匝分布，或加大導線截面積。</p><p>　　10.計算空載性能及變壓器總損耗，計算油溫升，當油溫升過高或過低時，應調(diào)整冷卻裝置的數(shù)目。</p><p>　　11.計算變壓器重量。</p><p>　　應該指出，電力變壓器計算必須根據(jù)國家的經(jīng)濟、技術(shù)政策和資源情況以及制造和運行方面的要求，合理地制定變壓器的性能數(shù)據(jù)和相應的主要幾何尺寸。由于制造和運行

37、的角度不同，對某些性能數(shù)據(jù)的要求也往往有所不同。在進行變壓器計算時必須綜合考慮各方面因素，并應進行多種方案比較，以便從中選取最佳方案[4]。</p><p>　　目前，電子計算機在變壓器計算和設計方面的廣泛應用，給快速進行變壓器計算、設計和方案比較、選擇最佳方案提供了方便條件。</p><p>　　電力變壓器電磁計算方案</p><p>　　變壓器的電磁的方案計算，

38、就是在保證滿足國家和行業(yè)以及用戶所提出的技術(shù)要求的基礎上，在符合現(xiàn)行工藝條件的前提下，計算出變壓器的各項主要經(jīng)濟技術(shù)指標、各部分的幾何尺寸等。變壓器的電磁計算決定了變壓器的經(jīng)濟特性和運行特性，因此電磁計算是變壓器生產(chǎn)制造的重要環(huán)節(jié)之一。</p><p><b>　　本設計的技術(shù)條件</b></p><p>　　本設計的基本技術(shù)條件如下，其他技術(shù)性能指標均應滿足國家和行

39、業(yè)相關(guān)標準的要求。</p><p>　　額定容量： =31500 kVA</p><p>　　電壓組合： 220%/121/10.5 kV</p><p>　　聯(lián)結(jié)組標號：YNa0d11</p><p>　　空載損耗： = 43 kW</p><p>　　負載損耗： =272 kW</p><p

40、>　　短路阻抗：=8% -10%, = 18%-24%, =28%-34%</p><p><b>　　額定電壓﹑電流計算</b></p><p><b>　　線圈相電壓</b></p><p>　　一、高壓線圈相電壓：</p><p><b>　　高壓線圈為Y聯(lián)結(jié)：</b

41、></p><p><b>　　=139722V</b></p><p><b>　　=138135V</b></p><p><b>　　=136547V</b></p><p><b>　　=134959V</b></p><

42、p><b>　　=133371V</b></p><p><b>　　=131784V</b></p><p><b>　　=130196V</b></p><p><b>　　=128608V</b></p><p><b>　　=127

43、020V</b></p><p><b>　　=125433V</b></p><p><b>　　=123845V</b></p><p><b>　　=122257V</b></p><p><b>　　=120669V</b></p

44、><p><b>　　=119081V</b></p><p><b>　　=117494V</b></p><p><b>　　=115906V</b></p><p><b>　　=114318V </b></p><p>　　二、

45、中壓線圈相電壓：</p><p>　　中壓線圈為y聯(lián)結(jié)，故其相電壓為=121000/=69861V</p><p><b>　　三、低壓線圈相電壓</b></p><p>　　低壓線圈為d聯(lián)結(jié)，故其相電壓為=10500V</p><p><b>　　線圈電流</b></p><p

46、><b>　　高壓線圈電流：</b></p><p>　　高壓線圈為Y聯(lián)結(jié)，其線電流等于相電流：</p><p><b>　　A</b></p><p><b>　　152.0A</b></p><p><b>　　153.8 A</b></p

47、><p><b>　　155.6 A</b></p><p><b>　　157.5 A</b></p><p><b>　　159.4 A</b></p><p><b>　　161.3 A</b></p><p><b>

48、　　163.3 A</b></p><p><b>　　165.3 A</b></p><p><b>　　167.4 A</b></p><p><b>　　169.6 A</b></p><p><b>　　171.8 A</b></

49、p><p><b>　　174.0 A</b></p><p><b>　　176.4 A</b></p><p><b>　　178.7 A</b></p><p><b>　　181.2 A</b></p><p><b>

50、;　　183.7 A</b></p><p><b>　　二、中壓線圈電流：</b></p><p>　　中壓線圈為y聯(lián)結(jié)，故其相電流等于線電流：</p><p>　　==572.59 A</p><p><b>　　二、低壓線圈電流：</b></p><p>　

51、　低壓線圈線電流： ==3299.24 A</p><p>　　低壓線圈相電流： ==1904.87 A</p><p><b>　　鐵芯的確定</b></p><p>　　變壓器鐵心的計算關(guān)系到整臺變壓器的技術(shù)經(jīng)濟特性，也關(guān)系到變壓器的運行特性。合理的鐵心尺寸可以提高變壓器制造廠的經(jīng)濟效益，同時還可減少變壓器在中的損耗，以創(chuàng)造良好的社會效益。

52、</p><p><b>　　一、硅鋼片的選用：</b></p><p>　　鐵心采用30P120冷軋硅鋼片。</p><p><b>　　二、鐵心直徑計算：</b></p><p>　　814.38 mm ,取820 mm </p><p>　　其中 K為經(jīng)驗系數(shù)，取K=

53、57；S為三相雙線圈變壓器每柱容量，S=K=41.67 kVA。</p><p><b>　　三、鐵心柱截面積：</b></p><p>　　鐵心級數(shù)為16級，撐條數(shù)為24， 迭片系數(shù)為0.97， 凈截面為</p><p>　　4785.99cm。鐵軛截面積與鐵心柱截面積相同。</p><p>　　根據(jù)《電力變壓器計算》

54、附表1查得。</p><p><b>　　線圈匝數(shù)計算</b></p><p>　　一、每匝電勢初選值： </p><p>　　==186.12 V/匝</p><p>　　二、低壓線圈匝數(shù)計算：</p><p>　　W3=56.41匝 取W3=56 匝</p><p>

55、　　三、每匝電勢準確值： </p><p>　　==187.5 V/匝</p><p><b>　　四、磁通密度：</b></p><p><b>　　T</b></p><p>　　五、磁通： </p><p><b>　　=0.84 Wb</b&

56、gt;</p><p>　　六、中壓線圈匝數(shù)計算：</p><p>　　==372.59 匝 取=372匝</p><p>　　七、高壓線圈匝數(shù)計算：</p><p>　　額定匝數(shù)：677.44 匝 取=678 匝</p><p>　　調(diào)壓線圈匝數(shù)：=8.468 匝 取=8 匝</p><

57、p><b>　　電壓比校核</b></p><p>　　額定電壓及各分接電壓的偏差，按下式計算：</p><p>　　為各分接位置的標準相電壓（V）；</p><p>　　為各分接位置實際計算電壓（V）；</p><p>　　=（為計算分接匝數(shù)）。</p><p>　　0.159%

58、 合格</p><p>　　0.233% 合格</p><p>　　0.171% 合格</p><p>　　0.247% 合格</p><p>　　0.184% 合格</p>

59、;<p>　　0.120% 合格</p><p>　　0.198% 合格</p><p>　　0.132% 合格</p><p>　　0.065% 合格</p><p>　　-0.003%

60、 合格</p><p>　　-0.074% 合格</p><p>　　-0.147% 合格</p><p>　　-0.222% 合格</p><p>　　-0.228% 合格<

61、;/p><p>　　-0.234% 合格</p><p>　　-0.245% 合格</p><p>　　-0.248% 合格</p><p><b>　　線段排列及計算</b></p><p>　　為

62、了減少調(diào)壓時對漏抗的影響，將調(diào)壓線匝單獨做成一個調(diào)壓線圈，把額定電壓下的高壓基本線圈匝數(shù)做成高壓基本線圈，線圈的布置為鐵心-低壓線圈-中壓基本線圈-高壓基本線圈-調(diào)壓線圈，通過具有選擇轉(zhuǎn)換器的三相Y聯(lián)結(jié)的有載分接開關(guān)，連接調(diào)壓線圈和高壓基本線圈，由于轉(zhuǎn)換選擇器可將調(diào)壓線圈與高壓基本線圈正，反相連，故可減少一半的調(diào)壓匝數(shù)。</p><p><b>　　一、高壓基本線圈</b></p>

63、;<p>　?、?高壓基本線圈的匝數(shù)為694匝，采用糾結(jié)-連續(xù)式，端部出線，20根撐條并用寬度50mm的墊塊，每只高壓線圈的段數(shù)是2A+2B+66E=70段</p><p>　　⑵ 各段匝數(shù)8，9，10</p><p>　?、?各種線段總匝數(shù)：7×2+7×2+8×66=694匝</p><p>　　⑷ 導線規(guī)格：選用ZB-

64、1.35，導線絕緣厚度為1.35mm的紙包銅線，導線尺寸為（2.8×12.5）/（4.2×13.9），采用2根并聯(lián)，即‖2</p><p>　　⑸ 線圈導線的面積：2×32.4=64.8 mm2</p><p>　?、?電流密度：2.55 A/mm2</p><p>　　⑺ 高壓線圈每匝平均長度為3.5 m</p><

65、;p>　?、?高壓線圈導線總長度為2429 m</p><p>　　⑼ 75℃時高壓線圈電阻為0.8Ω</p><p>　?、?三個線圈凈銅線總重量為4203kg</p><p>　　⑾ 三個線圈紙包銅線總重量為5205kg</p><p>　?、?高壓線圈三相負載損耗為58.7kW </p><p>　?、?高

66、壓線圈尺寸計算：E線段輻向尺寸為2×10×4.2×1.05=88 mm</p><p>　　A線段輻向尺寸為2×9×4.2×1.05=79 mm+9（墊條）mm=88 mm</p><p>　　B線段輻向尺寸為2×8×4.2×1.05=70mm +18 mm（墊條）=88 mm</p>

67、<p>　　高壓線圈軸向尺寸： </p><p>　　963.2 導線高度</p><p>　　+ 284 油道高度</p><p><b>　　1247.2 </b></p><p>　　- 7.2

68、壓縮系數(shù)</p><p><b>　　1240 </b></p><p>　　+ 26 靜電板和油道高度</p><p><b>　　1266 </b></p><p>　　+ 95 上鐵軛絕緣距離</p>

69、<p>　　65 下鐵軛絕緣距離</p><p>　　65 線圈壓板及間隙</p><p>　　1491 鐵窗高度</p><p><b>　　二、中壓線圈</b></p><p>　　⑴ 中壓線圈匝數(shù)為221匝</p&g

70、t;<p>　　⑵ 連續(xù)式線圈，20根撐條并用40mm寬墊塊，線段數(shù)2M+73N=75段⑶ 每個線段匝數(shù)為</p><p>　?、?每種線段總匝數(shù)為×73+×2=221匝</p><p>　?、?導線規(guī)格ZB-0.6 ，導線絕緣厚度為0.6mm的紙包銅線，導線尺寸為（2.5×12.5）/（3.15×13.15） ，采用6根導線并聯(lián)，即‖

71、6</p><p>　　⑹ 導線總截面積為6×30.7=184.2 mm2</p><p>　?、?電流密度為2.8 A/mm2</p><p>　?、?中壓線圈每匝平均長度為2.8 m</p><p>　　⑼ 中壓線圈導線總長度為618.8 m</p><p>　?、?75℃時中壓線圈電阻為0.072Ω&l

72、t;/p><p>　?、?三個線圈凈銅線總重為3043 kg</p><p>　　⑿ 三個紙包銅線總重為3150 kg</p><p>　?、?中壓線圈三相負載損耗為58.3 kW</p><p>　　⒁ 中壓線圈尺寸計算：</p><p>　　正常線段輻向尺寸為6××3.15×1.03=57

73、.5 mm</p><p>　　加強線段輻向尺寸為6××3.15×1.03=54.5 mm+3mm（墊條）=57.5 mm</p><p>　　中壓線圈軸向尺寸： </p><p>　　978 導線高度</p><p>　　+ 296 油道高度<

74、/p><p><b>　　1274</b></p><p>　　- 8 壓縮系數(shù)</p><p><b>　　1266 </b></p><p>　　+ 95 上鐵軛絕緣距離</p><p>　　65 下鐵軛絕緣距離

75、</p><p>　　65 線圈壓板及間隙</p><p>　　1491 鐵窗高度</p><p><b>　　三、低壓線圈</b></p><p>　?、?低壓線圈匝數(shù)為115 匝</p><p>　　⑵ 單螺旋式線圈，20根撐條并用寬度為30mm寬的墊塊<

76、/p><p>　?、?導線規(guī)格ZB-0.45，導線絕緣厚度為0.45厚的紙包銅線，導線尺</p><p>　　寸為（3×6）/（3.5×6.5），采用20根導線并聯(lián)，即‖20</p><p>　　⑷ 導線總截面積為16.25×20=325 mm2</p><p>　?、?導線電流密度為3.1 A/mm2</p&

77、gt;<p>　?、?低壓線圈導線平均匝長為2.23 m</p><p>　?、?低壓線圈導線總長度為265.45 m</p><p>　?、?75℃時中低壓線圈電阻為0.017Ω</p><p>　?、?低壓線圈三相導線凈銅線總重為2303.5 kg</p><p>　　⑽ 低壓線圈三相導線紙包銅線總重為3200 kg<

78、/p><p>　　⑾ 低壓線圈三相負載損耗為51kW</p><p>　?、?低壓線圈尺寸計算</p><p>　　低壓線圈輻向尺寸為3.5×20=70mm </p><p>　　低壓線圈軸向尺寸： </p><p><b>　　6.5</b></p><p&

79、gt;　　× （115+4） “424”換位</p><p>　　773.5 導線總高度</p><p>　　+ 513 油道高度</p><p><b>　　1286.5</b></p><p>　　-

80、 18.5 壓縮系數(shù)</p><p><b>　　1266 </b></p><p>　　+ 95 上鐵軛絕緣距離</p><p>　　65 下鐵軛絕緣距離</p><p>　　65 線圈壓板及間隙</p>

81、<p>　　1491 鐵窗高度</p><p>　　四、調(diào)壓線圈 </p><p>　　[一] 有載分接開關(guān)的選擇</p><p>　　有載分接開關(guān)必須滿足下列技術(shù)要求:</p><p>　　高壓線圈的最大通過電流:183.7

82、 A</p><p>　　高壓線圈調(diào)壓方式:中性點調(diào)壓</p><p>　　有載分接開關(guān)對地絕緣水平:工頻85 kV,沖擊時,線圈最大電壓不大</p><p><b>　　開關(guān)絕緣水平</b></p><p><b>　　調(diào)壓范圍:20%</b></p><p>　　調(diào)壓級數(shù)

83、及級電壓: ±8×1.25%,共17級調(diào)壓,級電壓為780 V</p><p>　　開關(guān)壽命:電氣壽命不低于2萬次,機械壽命不低于20萬次</p><p>　　有載分接開關(guān)的安全保護裝置:按上述要求,選擇帶有轉(zhuǎn)換選擇器的M500-110/D-10193W型有載分接開關(guān),其規(guī)格為三相中性點有載分接開</p><p><b>　　關(guān)<

84、/b></p><p>　　最大額定電流500 A;三秒鐘熱穩(wěn)定電流8 kA;動穩(wěn)定電流20kA;級電壓3000 V</p><p>　　每級容量1500 kVA;總重280 kg;高度2383m;級數(shù)19級;對地絕緣水</p><p>　　平110 kV;最大工作電壓125 kV</p><p>　　本開關(guān)具有安全保護裝置,可滿足技術(shù)

85、要求。</p><p>　　[二]調(diào)壓線圈尺寸計算</p><p>　　為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，此變壓器的調(diào)壓線圈采用雙螺旋式線圈結(jié)構(gòu)，共8級調(diào)壓</p><p>　　調(diào)壓線圈匝數(shù)：8匝，串聯(lián)后調(diào)壓線圈匝數(shù)為64匝</p><p>　　⑵ 雙螺旋不換位，20根撐條，寬度為50mm墊塊，線圈段數(shù)16段</p><p>　　

86、⑶ 導線規(guī)格：導線采用ZB-1.35，絕緣厚度為1.35mm的紙包銅</p><p>　　線，導線尺寸為（2.8×12.5）/（4.2×13.9），采用兩根并聯(lián)，即‖2</p><p>　　線圈導線截面積：68.9 mm2</p><p>　　電流密度，最大分接時為2.2 A/mm2；額定分接時為0；最小分</p><p>

87、;　　接時為2.6 A/mm2</p><p>　　調(diào)壓線圈每匝平均長度4.1 m</p><p>　　調(diào)壓線圈導線總長262.4 m</p><p>　　75℃時調(diào)壓線圈導線串聯(lián)電阻0.08Ω</p><p>　　調(diào)壓線圈凈銅線總重：483 kg</p><p>　　調(diào)壓線圈紙包銅線總重：530 kg</p&g

88、t;<p>　　調(diào)壓線圈三相負載損耗：最大分接時為8.1kW；最小分接時為</p><p><b>　　5.4kW</b></p><p><b>　　調(diào)壓線圈尺寸計算</b></p><p>　　調(diào)壓線圈的輻向尺寸為2×2×4.2×1.03=17.5 mm</p>

89、<p>　　調(diào)壓線圈的軸向尺寸：</p><p>　　（16+2）×13.9= 250.2 導線高度</p><p>　　+ （16+1）×17 = 612 油道高度</p><p><b>　　862.2</b></p><p>　　

90、- 16.2 壓縮系數(shù)</p><p>　　846 調(diào)壓線圈電抗高度</p><p>　　線圈絕緣半徑及導線長度計算</p><p><b>　　線圈絕緣半徑</b></p><p>　　鐵心柱直徑為：580mm；</p>

91、<p>　　鐵心柱直徑放大為594 mm</p><p>　　R 297 鐵芯柱半徑</p><p>　　+ 23 筒和撐條總厚度</p><p>　　320 低壓線圈內(nèi)半徑（）</p><p>　　+ 70 低壓線圈輻向厚度（）</p>

92、;<p>　　390 低壓線圈外半徑</p><p>　　+ 26 主空道厚度（）</p><p>　　中壓線圈內(nèi)半徑（） </p><p>　　+ 57.5 中壓線圈輻向厚度（）</p><p>　　473.5 中壓線圈外半徑</p&g

93、t;<p>　　+ 40 主空道厚度（）</p><p>　　513.5 高壓線圈內(nèi)半徑（）</p><p>　　+ 88 高壓線圈輻向厚度（）</p><p>　　601.5 高壓線圈外半徑</p><p>　　+ 40

94、 紙筒和撐條厚度 </p><p>　　641.5 調(diào)壓線圈內(nèi)半徑</p><p>　　+ 17.5 調(diào)壓線圈輻向厚度</p><p>　　659 調(diào)壓線圈外半徑</p><p><b>　　2 </b></p>

95、;<p>　　1318 線圈總外徑</p><p>　　+ 40 相間絕緣距離</p><p>　　1358 相間鐵芯柱中心線距離</p><p><b>　　短路阻抗計算</b></p><p><b>　　線圈平均電抗高度：</

96、b></p><p>　　1253 mm =125.3 cm</p><p>　　1253 mm =125.3 cm</p><p>　　1266 mm =126.6 cm</p><p><b>　　漏磁總寬度：</b></p><p><b>　　mm cm</b>

97、</p><p><b>　　mm cm</b></p><p><b>　　mm cm</b></p><p><b>　　漏磁空道總面積：</b></p><p>　　= 446.18 cm2</p><p>　　804．28 cm2</p

98、><p>　　272.86 cm2</p><p><b>　　洛氏系數(shù)：</b></p><p>　　查《電力變壓器計算》表6.2得</p><p>　　查《電力變壓器計算》表6.2得</p><p>　　查《電力變壓器計算》表6.2得</p><p>　　短路阻抗的電抗分

99、量：</p><p>　　式中，為頻率（Hz）；為額定匝數(shù)；為額定電流（A）；</p><p>　　=1.02，是估算的橫向電抗系數(shù)。</p><p>　　短路阻抗的電阻分量：</p><p>　　式中，為高壓-低壓運行時的負載損耗（W）</p><p>　　式中，為高壓-中壓運行時的負載損耗（W）</p>

100、<p>　　式中，為中壓-低壓運行時的負載損耗（W）</p><p><b>　　短路阻抗百分值：</b></p><p>　?。藴手?10.5%） 合格</p><p>　　（標準植 17-18%） 合格</p><p>　?。藴手?6.5%） 合格</p><p>

101、<b>　　負載損耗計算</b></p><p><b>　　一、電阻損耗</b></p><p><b>　　高壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　中壓線圈：</b></p&

102、gt;<p><b>　　kW</b></p><p><b>　　低壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b></p><p>　　式中，為相數(shù)；﹑﹑為額定相電流,A。</p><p><b>　　二、渦流損耗</b><

103、;/p><p><b>　　高壓線圈：</b></p><p><b>　　10</b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　中壓線圈：</b></p><p><b>　　6.36</

104、b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　低壓線圈：</b></p><p><b>　　3.8 kW</b></p><p>　　低壓線圈為單螺旋結(jié)構(gòu)，線圈采用“424”換位，不完全換位損耗為：</p><p>

105、<b>　　kW</b></p><p>　　=+=3.8+2.4=7.2 kW</p><p><b>　　三、引線損耗</b></p><p>　?、俑邏阂€采用50銅電纜，每相長度約為4m，則：</p><p>　　=0.02135×=0.00171Ω</p><

106、p>　　=3××0.00171=0.14 kW</p><p>　　②中壓線圈引線采用50銅電纜，每相長度約為3m，則：</p><p>　　=0.02135×=0.00128Ω</p><p>　　=4××0.00128=1 kW</p><p>　?、鄣蛪壕€圈引線采用95mm2，每相

107、長度約為5 m ，則：</p><p>　　=0.02135×=0.001123Ω</p><p>　　=3××0.001123=3.4 kW</p><p><b>　　四、雜散損耗</b></p><p><b>　　高壓-中壓運行時：</b></p>

108、<p><b>　　kW </b></p><p><b>　　高壓-低壓運行時：</b></p><p><b>　　kW </b></p><p><b>　　中壓-低壓運行時：</b></p><p><b>　　kW<

109、/b></p><p><b>　　五、負載損耗</b></p><p><b>　　高壓-中壓運行時：</b></p><p>　　139.5 kW <149 kW 合格</p><p><b>　　高壓-低壓運行時：</b></p><p&g

110、t;　　148.31 kW <149 kW 合格</p><p><b>　　中壓-低壓運行時：</b></p><p>　　kW <149 kW合格</p><p><b>　　溫升計算</b></p><p>　　一、線圈對油的溫差計算</p><p><

111、;b>　　高壓線圈：</b></p><p>　　根據(jù)國家標準規(guī)定，有載調(diào)壓變壓器的高壓線圈表面單位熱負荷按其在-10%的分接位置計算。</p><p>　　在-10%分接位置時：</p><p>　　=2.6A/mm2，=183.7A </p><p>　　755.5 W/m2</p><p>　　

112、式中，為系數(shù)，銅導線；為線匝絕緣修正系數(shù)，</p><p>　　；為導線中總的附加損耗百分數(shù)（85℃）；為線餅的遮蓋系數(shù)，；為線餅的周長（mm）。</p><p>　　正常線段導線雜絕緣厚度的校正溫升</p><p><b>　　2.07 K</b></p><p>　　線段油道寬度得校正溫升</p>&l

113、t;p><b>　　K</b></p><p>　　式中，為校正溫度（℃），由《電力變壓器計算》圖8.12查得。</p><p><b>　　線圈對油的溫升</b></p><p><b>　　19 K</b></p><p><b>　　中壓線圈：</b

114、></p><p>　　中壓線圈表面單位熱負荷：</p><p><b>　　W/mm2</b></p><p>　　式中，為系數(shù)，銅導線；為線匝絕緣修正系數(shù)，；為導線中總的附加損耗百分數(shù)（85℃）；為線餅的遮蓋系數(shù)；為線餅的周長（mm）。</p><p>　　導線雜絕緣厚度的校正溫升</p><

115、;p><b>　　K</b></p><p>　　線段油道寬度得校正溫升</p><p><b>　　1.87 K</b></p><p>　　式中，為校正溫度（℃），由《電力變壓器計算》圖8.12查得。</p><p><b>　　線圈對油的溫升</b></p&g

116、t;<p><b>　　21.866 K</b></p><p><b>　　低壓線圈：</b></p><p>　　低壓線圈表面單位熱負荷</p><p><b>　　W/mm2</b></p><p>　　式中，為系數(shù)，銅導線；為線匝絕緣修正系數(shù)，；為導線中總

117、的附加損耗百分數(shù)（85℃）；為線餅的遮蓋系數(shù)，；為線餅的周長（mm）。</p><p>　　導線雜絕緣厚度的校正溫升</p><p><b>　　0 K</b></p><p>　　線段油道寬度得校正溫升</p><p><b>　　1.58 K</b></p><p>　　

118、式中，為校正溫度（），由《電力變壓器計算》圖8.12查得。</p><p><b>　　線圈對油的溫升</b></p><p><b>　　15.8 K</b></p><p><b>　　二、油箱尺寸</b></p><p><b>　　油箱高度：</b>

119、;</p><p>　　窗高+2倍鐵軛高+墊腳高度+鐵芯至箱蓋距離</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　油箱寬度：</b></p><p>　　調(diào)壓線圈外徑+線圈到箱壁間距離</p><p><b>　　= mm</b>

120、;</p><p><b>　　油箱長度：</b></p><p>　　+調(diào)壓線圈外徑+間隙</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　三、油箱有效散熱面</b></p><p><b>　　拱頂箱蓋幾何面積：<

121、;/b></p><p><b>　　m2</b></p><p><b>　　箱壁幾何面積：</b></p><p><b>　　m2</b></p><p>　　散熱器有效散熱面積：</p><p>　　選用120管散熱器5只，聯(lián)管中心距為28

122、85 散熱面積為：</p><p><b>　　m2</b></p><p>　　帶散熱器的拱頂油箱總散熱面積：</p><p><b>　　m2</b></p><p>　　四、油對空氣的平均溫升</p><p><b>　　油箱單位熱負荷：</b>&

123、lt;/p><p><b>　　W/m2</b></p><p>　　油對空氣的平均溫升：</p><p><b>　　K</b></p><p>　　油面對空氣的最高溫升：</p><p>　　溫升修正值按油箱發(fā)熱中心 mm</p><p>　　與散熱中

124、心mm之比()，</p><p>　　《電力變壓器計算》圖8.19查得：℃</p><p><b>　　K〈65 K 合格</b></p><p><b>　　五、線圈的平均溫升</b></p><p><b>　　高壓線圈：</b></p><p>&

125、lt;b>　　K</b></p><p><b>　　中壓線圈：</b></p><p><b>　　K</b></p><p><b>　　低壓線圈：</b></p><p><b>　　K</b></p><p&g

126、t;<b>　　空載特性計算</b></p><p><b>　　一、空載損耗</b></p><p><b>　　鐵心柱重量：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　鐵軛重量：</b><

127、/p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　總重量：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p>　　式中，為硅鋼片比重，冷軋硅鋼片 kg/dm3</p><p><b>　　空載損耗：</b&g

128、t;</p><p><b>　　=30.7 kW</b></p><p>　　式中，為空載損耗附加系數(shù)，=1.15；為硅鋼片單位損耗。</p><p>　　空載損耗的標準值為30.6kW， 因此合格；</p><p><b>　　二、空載電流</b></p><p><

129、;b>　　有功分量：</b></p><p><b>　　無功分量：</b></p><p>　　式中，為勵磁電流附加系數(shù)；為鐵芯中總的接縫數(shù)；為接縫處的凈截面積(cm2)； 為鐵芯接縫處單位面積的勵磁容量(VA/cm2)。</p><p><b>　　短路電動力計算</b></p><

130、;p>　　變壓器在正常運行時，鐵心中的磁通密度及線圈中的電流均為或接近于額定值，但這種運行情況不是永遠不變的。當系統(tǒng)中出現(xiàn)線路短路或由于誤操作及保護裝置出現(xiàn)故障等時，因斷路器跳閘需要一定時間，就會使變壓器的正常運行遭到較大的擾動。另外變壓器也難免受到短路電流的沖擊，例如，當變壓器第二次側(cè)發(fā)生突然短路故障時，變壓器中會出現(xiàn)大電流，產(chǎn)生較大的電動力和過熱。根據(jù)長期實踐經(jīng)驗和短路強度試驗情況可知，變壓器在突發(fā)短路中，其線圈損壞主要是由于

131、短路時的輻向力和軸向力作用的結(jié)果。沿線圈的軸向力使線圈承受壓力或拉力的作用。當此力大于結(jié)構(gòu)件的機械強度時，可使線圈、壓板及夾件等零部件產(chǎn)生變形，嚴重時可將上鐵軛頂起，破壞整個線圈結(jié)構(gòu)。沿線圈徑向的輻向力，使內(nèi)線圈受到壓力，外線圈受到拉力作用。當拉力大于導線抗張應力時，則線圈變形，匝絕緣斷裂，破壞整個主、縱絕緣結(jié)構(gòu)，嚴重時甚至拉斷導線。因此，在變壓器計算時必須計算其短路時的電動力，核算變壓器結(jié)構(gòu)件的強度。此外，由于短路時線圈中流過的電流比

132、額定電流大幾十倍，因此負載損耗比額定運行時大幾百倍，并使線圈溫度迅速上升，因此若不能在短時間內(nèi)排除故障，則變壓器就有被燒壞的可能。</p><p>　　一、不平衡安匝分布圖</p><p>　　根據(jù)上面的電磁計算可將各線圈的安匝分布列于表2.1，根據(jù)表2.1中的數(shù)據(jù)可以作出在＋10%，額定及－10%時的安匝分布圖，如圖2-1所示。</p><p>　　不平衡安匝百分

133、數(shù)的各點計算如下：</p><p>　　在＋10%時： ； ；</p><p>　　額定分接時： ； ； </p><p>　　在－10%時： ； ； </p><p>　　表2.1(a) 區(qū)域劃分</p><p>　　表2.1(b) 安匝分布計算</p><p><