畢業(yè)設(shè)計(jì)-10kv干式變壓器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要…………………………………………………………………………………… I</p><p>　　Abstract …………………………………………………………………………………… II</p><p>　　第1章 概 述…………………………………………………………………

2、…………… 1</p><p>　　1.1 干式變壓器的發(fā)展及前景…………………………………………………………1</p><p>　　1.2 干式變壓器的應(yīng)用場合……………………………………………………………2</p><p>　　1.3 干式變壓器的分類…………………………………………………………………2</p><p>　　1.4 冷卻方

3、式及其標(biāo)志…………………………………………………………………3</p><p>　　1.5 溫升限值及參考溫度………………………………………………………………3</p><p>　　1.6 絕緣水平……………………………………………………………………………4</p><p>　　1.7 干式變壓器的過載能力……………………………………………………………4</p

4、><p>　　1.8 干式變壓器的防護(hù)方式……………………………………………………………5</p><p>　　1.9 干式變壓器的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)……………………………………………………………5</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)要點(diǎn)…………………………………………………………………………… 6</p><p>　　2.1 鐵心相關(guān)計(jì)算………………………

5、………………………………………………6</p><p>　　2.1.1 鐵心直徑的選擇…………………………………………………………… 6</p><p>　　2.1.2 鐵心的空間填充系數(shù)………………………………………………………6</p><p>　　2.1.3 鐵心疊片系數(shù)………………………………………………………………7</p><p>

6、;　　2.1.4 鐵軛截面和形狀的選擇……………………………………………………7</p><p>　　2.1.5 其它………………………………………………………………………… 8</p><p>　　2.2 高低壓繞組匝數(shù)的計(jì)算……………………………………………………………8</p><p>　　2.2.1 初算每匝電壓……………………………………………………………

7、… 8 </p><p>　　2.2.2 低壓繞組匝數(shù)的計(jì)算……………………………………………………… 9</p><p>　　2.2.3 磁通密度和磁通的計(jì)算…………………………………………………… 9</p><p>　　2.2.4 高壓繞組匝數(shù)的計(jì)算……………………………………………………… 10</p><p>　　2.2.5 電壓比

8、校核………………………………………………………………… 10</p><p>　　2.3 繞組相關(guān)尺寸和銅重的計(jì)算………………………………………………………11</p><p>　　2.4 關(guān)于H級干式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)………………………………………………… 12</p><p>　　2.4.1 概述………………………………………………………………………… 12<

9、;/p><p>　　2.4.2 關(guān)于NOMEX 紙的技術(shù)性能………………………………………………12</p><p>　　2.4.3 用NOMEX紙做原料的H 級干式變壓器………………………………… 14</p><p>　　2.5 溫升計(jì)算……………………………………………………………………………14</p><p>　　2.5.1 開敞通風(fēng)式

10、干式變壓器的溫升計(jì)算原則…………………………………15</p><p>　　2.5.2 有關(guān)參數(shù)的補(bǔ)充說明………………………………………………………18</p><p>　　第3章 10KV 干式變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………19</p><p>　　3.1 技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………………………19</p

11、><p>　　3.2 鐵心直徑及繞組匝數(shù)………………………………………………………………19</p><p>　　3.3 繞組計(jì)算……………………………………………………………………………20</p><p>　　3.4 鐵心柱心距及線圈的徑向尺寸……………………………………………………20</p><p>　　3.5 阻抗計(jì)算………………………

12、……………………………………………………21</p><p>　　3.6 鐵心重量及損耗計(jì)算………………………………………………………………21</p><p>　　3.7 空載電流計(jì)算………………………………………………………………………22</p><p>　　3.8 溫升計(jì)算……………………………………………………………………………22</p>

13、<p>　　第4章 需要探討的一些問題……………………………………………………………… 25</p><p>　　4.1 H 級干變和環(huán)氧澆注干變的比較…………………………………………………25</p><p>　　4.2 電流密度的選擇……………………………………………………………………26</p><p>　　4.3 關(guān)于溫升…………………………………

14、…………………………………………28</p><p>　　4.4 關(guān)于容量……………………………………………………………………………29</p><p>　　4.5 關(guān)于聯(lián)結(jié)法…………………………………………………………………………29</p><p>　　4.6 低溫的使用環(huán)境……………………………………………………………………29</p><

15、p>　　4.7 噪聲和發(fā)熱問題的控制……………………………………………………………30</p><p>　　4.8 合理利用干式變壓器的過載能力來節(jié)省投資……………………………………30</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 32</p><p>　　結(jié)束語………………………………………………………………

16、……………………… 33</p><p><b>　　附錄A 低壓引線圖</b></p><p><b>　　附錄B 高壓引線</b></p><p><b>　　第 1 章 概述</b></p><p>　　1.1 干式變壓器的發(fā)展及前景</p><p&

17、gt;　　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(jī)容量與年發(fā)點(diǎn)量都已越居世界前列，成了名副其實(shí)的“電力大國”。但是，由于我國人口眾多，按人均的裝機(jī)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(jì)全面邁向小康水平，電力工業(yè)必將取得更快的發(fā)展。</p><p>　　眾所周知，變壓器是電力系統(tǒng)中的一個(gè)極其重要的設(shè)備，無論是發(fā)電廠、變電所、

18、輸配電網(wǎng)絡(luò)還是廣大的用戶以及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，都使用著各式各樣的變壓器。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每增加1kw的發(fā)電裝機(jī)容量，就需要配套6-8KVA的變壓器，可見，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對變壓器的需求量還將不斷增加。</p><p>　　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(shí)，幾乎全部采用這類產(chǎn)品。因?yàn)橛徒阶儔浩骶哂猩岷?、成本低、容易制造、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，最重要的一

19、點(diǎn)是，用于高電壓等級時(shí)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(jī)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?yàn)橛徒阶儔浩饕坏┏霈F(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(diǎn)的干式變壓器就成為城市供電的首選產(chǎn)品。</p><p>　　干式變壓器，在GB645

20、0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(shí)，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。</p><p>　　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(diǎn)明顯，尤

21、其是機(jī)械強(qiáng)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，干式變壓器從外國進(jìn)入中國，至今每年以超過20%的增長率迅猛發(fā)展?！‰S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(huì)議時(shí), 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

22、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(kuò)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?yàn)楦墒阶儔浩骶哂兄T多的優(yōu)點(diǎn), 越來越多地被應(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</p><p>　　1.2 干式變壓器

23、的應(yīng)用場合</p><p>　　干式電力變壓器的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷狀況、工程特點(diǎn)、場所環(huán)境、發(fā)展規(guī)劃等因素，合理確定容量和臺數(shù)。</p><p>　　(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(jī)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。</p><p>　　(2)當(dāng)場地較小時(shí)，如果

24、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理，應(yīng)選用干式電力變壓器。</p><p>　　(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、廢油處理，以及運(yùn)行維護(hù)和損耗等費(fèi)用，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，宜選用干式電力變壓器。</p><p>　　(4)與居民住宅連體的和無獨(dú)立變壓器室的配電站，宜選用干式電力變壓器。</p><p>　　(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，

25、可選用干式電力變壓器。</p><p>　　(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。</p><p>　　1.3 干式變壓器的分類</p><p>　　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。</p><p>　　(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式變壓器二類。</p

26、><p>　　有一個(gè)或幾個(gè)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。</p><p>　　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。</p><p>　　(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。</p><p>　　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

27、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。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　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。<

28、;/p><p>　　(3)按絕緣材料的溫度等級分類：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。</p><p>　　下表列出了各溫度等級絕緣材料的最高允許溫度：</p><p>　　表1-1 各溫度等級絕緣材料的最高允許溫度</p><p>　　1.4 冷卻方式及其標(biāo)志</p>

29、<p>　　干式變壓器的冷卻介質(zhì)為空氣或其他某種氣體（例如氮?dú)猓鋮s介質(zhì)的循環(huán)方式有自然循環(huán)和強(qiáng)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(gè)字母表示冷卻方式。第一個(gè)字母表示冷卻介質(zhì)，第二個(gè)字母表示冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。冷卻介質(zhì)為空氣時(shí)，用字母A表示；冷卻介質(zhì)為其他氣體時(shí)，用字母G表示。冷卻介質(zhì)自然循環(huán)時(shí)，用字母N表示；冷卻介質(zhì)強(qiáng)迫循環(huán)時(shí)，用字母F表示。</p><p>　?。?）對于非封閉型

30、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映這二種干式變壓器的冷卻方式，所以只用二個(gè)字母來表示冷卻方式。自冷時(shí)用AN表示，風(fēng)冷時(shí)用AF來表示。</p><p>　?。?）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(gè)字母來標(biāo)志這兩種干式變壓器的冷卻

31、方式。前2個(gè)字母表示殼內(nèi)繞組和鐵心的冷卻方式，后2個(gè)字母標(biāo)志外科的冷卻方式。</p><p>　　當(dāng)某一干式變壓器有二種冷卻方式時(shí)，可用這二個(gè)冷卻方式標(biāo)志中間加斜線的方法來標(biāo)志，例如：AF/AN。</p><p>　　1.5 溫升限值及參考溫度</p><p>　　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溫升限值

32、加上20℃。表1-2列出了在正常使用條件下運(yùn)行的干式變壓器繞組絕緣的溫度限值。從調(diào)研中得出，運(yùn)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(yùn)行環(huán)境溫度的變化如何，銘牌容量的1．5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(yùn)行溫度的監(jiān)測及其報(bào)警控制是十分重要的。冷卻風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制、超溫報(bào)警、跳閘系統(tǒng)、溫度顯示系統(tǒng)，必須靈敏、準(zhǔn)確、可靠動(dòng)作，才能對于

33、式變壓器的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀況作出正確的判斷，以便及時(shí)處理。</p><p>　　表1-2 各類繞組絕緣溫度限值</p><p>　　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℃，最高日平均氣溫不超過30℃，最高年平均氣溫不超過20℃。</p><p>　　當(dāng)冷卻空氣的溫度某一項(xiàng)超過上列限值但不超過10K時(shí)，超過部分以5K

34、為一級，繞組溫升限值每級降低5K。當(dāng)海拔超過1000m時(shí)，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%。</p><p><b>　　1.6 絕緣水平</b></p><p>　　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。</p><p><

35、;b>　　表1-3 絕緣水平</b></p><p>　　表中雷電沖擊耐受電壓有系列Ⅰ和系列Ⅱ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(diǎn)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。</p><p>　　當(dāng)干式變壓器安裝地點(diǎn)的海拔高度超過1000m，但不超過3000m時(shí)，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.

36、25%。</p><p>　　1.7 干式變壓器的過載能力</p><p>　　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(shí)間常數(shù)等有關(guān)。 因此，從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)安全可靠方面，可以從以下兩點(diǎn)考慮。</p><p>　?。?）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

37、載能力，在考慮其備用容量和備用臺數(shù)時(shí)可以減少。變壓器處于過載運(yùn)行時(shí)，一定要注意監(jiān)測其運(yùn)行溫度：若溫度超</p><p>　　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。</p><p>　?。?）可適當(dāng)減小變壓器容量：充分考慮某些設(shè)備短時(shí)沖擊過負(fù)荷的可能性，盡量利用干式變壓器的較強(qiáng)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)

38、減小變壓器容量，使其主運(yùn)行時(shí)間處于滿載或短時(shí)過載。</p><p>　　1.8 干式變壓器的防護(hù)方式</p><p>　　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(dòng)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IP20防護(hù)功能外，更

39、可防止與垂直線成60°角以內(nèi)的水滴入。但I(xiàn)P23~~1-殼會(huì)使變壓器冷卻能力下降，選用時(shí)要注意其運(yùn)行容量的降低。</p><p>　　1.9 干式變壓器的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　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(shí)施干式變壓器的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)HBC21—2004《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

40、部環(huán)保法典，激勵(lì)和約束變壓器產(chǎn)品朝著“節(jié)能、低噪、少維護(hù)、高可靠、易于回收處理”的方向發(fā)展。</p><p>　　該標(biāo)準(zhǔn)提出三方面基本要求：</p><p>　　(1)變壓器品質(zhì)方面：必須滿足GB／T10228和GB6450變壓器質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　(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)。</p><p

41、>　　(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(gè)方面提出了具體的達(dá)到環(huán)保標(biāo)志產(chǎn)品要求。</p><p>　　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。申請者應(yīng)證明這種分離設(shè)施目前是廣泛存在的，同時(shí)必須為廢棄的產(chǎn)品建立回收系統(tǒng)或必須與目前設(shè)立的回收系統(tǒng)相結(jié)合。</p><

42、;p><b>　　第2章 設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　　2.1 鐵心相關(guān)計(jì)算</p><p>　　鐵心柱直徑是變壓器的最基本的參數(shù)，因?yàn)殍F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)，從而影響到整個(gè)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(jì)的重要因素。</p><p>

43、　　2.1.1 鐵心直徑的選擇</p><p>　　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(jī)設(shè)計(jì)）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(jì)時(shí)，一般均在綜合考慮上述因素之后，采用下面的半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算鐵心直徑，即：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中

44、 —— 鐵心直徑，mm；</p><p>　　——鐵心直徑經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，它的取值可參見表2-1；</p><p>　　——變壓器的每柱容量，KVA。</p><p>　　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(jī)設(shè)計(jì)的規(guī)律相同。</p><p>　　表2-1 鐵心直徑的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)值&l

45、t;/p><p>　　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(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)我國以往的中小型變壓器的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，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，

46、在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的發(fā)展、材料的價(jià)格以及各廠的具體條件來選擇最優(yōu)的值。</p><p>　　2.1.2 鐵心的空間填充系數(shù)</p><p>　　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(shí)，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：</p><p>　　=（鐵心的實(shí)際幾何面

47、積/鐵心外接圓面積）< 1 （2-2）</p><p>　　當(dāng)鐵心級數(shù)愈多時(shí)，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(shí)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(shí)，填充系數(shù)增加不多。目前采用的鐵心直徑與

48、級數(shù)范圍見表2-3。</p><p>　　表2-2 鐵心級數(shù)與填充系數(shù)的關(guān)系</p><p>　　表2-3 鐵心級數(shù)與鐵心直徑的關(guān)系</p><p>　　2.1.3 鐵心疊片系數(shù)</p><p>　　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(shí)際通過磁力線的凈截面（有效截面）與其幾何截面（毛截面）并不相等，它們之間的關(guān)系，常引用

49、疊片系數(shù)的概念來表示，其定義為：</p><p>　　=（通過磁力線的鐵心凈截面∕鐵心的幾何截面）< 1 （2-3）</p><p>　　在一般情況下，的值與硅鋼片的平整度、絕緣層厚度以及鐵心的綁扎程度、夾緊方式等有關(guān)。以往采用熱軋硅鋼片時(shí)，的值很少有超過0.93的，在采用冷軋硅鋼片后，它的值提高到0.93-0.95，目前由于硅鋼片的質(zhì)量不斷提高，鐵心加工、綁扎工藝的不

50、斷改進(jìn)，使得的值，已可取到0.96-0.975，甚至更高的值。</p><p>　　2.1.4 鐵軛截面和形狀的選擇</p><p>　　鐵軛的截面形狀有外接圓多級矩形、矩形、正T形、正多級T形、倒T形、倒多級T形以及多級橢圓形截面等，對于大、中容量以及大多數(shù)小容量變壓器，為了使磁通分布均勻以及化簡工藝，鐵軛和鐵心一樣，也都采用外接圓多級矩形，這時(shí)二者的截面積取得一致。</p>

51、<p><b>　　2.1.5 其它</b></p><p>　　鐵心的綁扎，B 級干式變壓器通常用環(huán)氧玻璃粘帶或者其它B級綁扎材料；H 級干式變壓器通常用聚胺-酰亞胺玻璃纖維綁扎帶或其它H級材料綁扎。</p><p>　　鐵軛的夾緊，通常是考夾件和用不導(dǎo)磁鋼板制成的拉帶通過螺栓來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　心柱綁扎結(jié)構(gòu)的扎緊力

52、一般不低于4.9-8.8 N/。鐵軛螺栓的夾緊力一般不低于6.9-8.8 N/。</p><p>　　為了鐵心散熱通暢，鐵心外的絕緣筒或繞組內(nèi)徑至鐵心外接圓的距離通常不低于15mm。為了固定絕緣筒或內(nèi)部繞組，通常采用四個(gè)撐板，分別布置在主級和小級疊片組的外側(cè)。</p><p>　　2.2 高低壓繞組匝數(shù)的計(jì)算</p><p>　　2.2.1 初算每匝電壓 </

53、p><p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　式中 ——初算的每匝電壓，V/匝；</p><p>　　—— 初選的鐵心磁密，T；</p><p>　　—— 鐵心的有效截面積，；</p><p>　　—— 工頻 ，Hz。</p><p>　　從上式可以看

54、出，當(dāng)鐵心截面一旦確定后，每匝電勢的大小主要決定于所選擇的最大磁密。而在設(shè)計(jì)時(shí)的最大磁密值的選擇是一項(xiàng)比較復(fù)雜的問題，它涉及到鐵心材料的特性、材料的用量、運(yùn)行損耗和發(fā)熱、電勢波形、噪聲以及正常和故障運(yùn)行方式的要求等多方面的因素。下表2-4和2-5給出了干式變壓器磁通密度和電流密度的選擇。</p><p>　　表2-4 干式變壓器磁通密度的選擇</p><p>　　表2-5 干式變壓器電流密

55、度的選擇</p><p>　　2.2.2 低壓繞組匝數(shù)的計(jì)算</p><p>　　由于低壓繞組沒有分接，一般根據(jù)低壓側(cè)相電壓及初算的每匝電壓，可初算出低壓繞組匝數(shù)，即</p><p>　　， 匝 （2-5）</p><p>　　由上式計(jì)算出并取整后，即得低壓繞組匝數(shù)。</p&g

56、t;<p>　　第二步，由于低壓繞組匝數(shù)是從湊成的，所以每匝電壓有了變化，應(yīng)再按下式重算一次，才能得出實(shí)際的每匝電壓，即</p><p>　　，V/匝 （2-6）</p><p>　　用上式重新計(jì)算值時(shí)，必須計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)后三位有效數(shù)字。這主要為了使具有較精確的值，以便下一步計(jì)算出的高壓繞組匝數(shù)能符合電壓比較核時(shí)的要求。&l

57、t;/p><p>　　2.2.3 磁通密度和磁通的計(jì)算</p><p>　　當(dāng)正式的每匝電壓確定后，即可最終確定磁通和磁密。由下式可計(jì)算出磁密，即當(dāng)工頻為50Hz時(shí)，有：</p><p>　　， T （2-7）</p><p>　　再由 </p>

58、<p>　　， Wb （2-8）</p><p>　　得 </p><p>　　2.2.4 高壓繞組匝數(shù)的計(jì)算</p><p>　　由于高壓繞組往往帶有±5%或更多的分接頭，所以要對各分接位置的匝數(shù)分別進(jìn)行計(jì)算，其一般步驟為：</p>

59、<p>　?。?）先計(jì)算出額定相電壓及各分接位置時(shí)的相電壓；</p><p>　?。?）按下式求出高壓繞組最小分接位置時(shí)的匝數(shù)，即</p><p>　　→ 湊成整數(shù)匝 （2-9）</p><p>　　式中 ——高壓繞組最小分接位置時(shí)的相電壓， V；</p><p>　　——按式（2-6）算出的

60、每匝電壓。</p><p>　　（3）計(jì)算求得5%分接間相電壓的差值；</p><p>　　（4）按下式計(jì)算分接間匝數(shù)，即</p><p>　　→ 湊成整數(shù)匝 （2-10）</p><p>　　（5）計(jì)算高壓繞組各分接位置時(shí)的匝數(shù)。</p><p>　　對于一般只帶±5%分接頭的變

61、壓器，可直接按下式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　最小分接位置時(shí)的匝數(shù) </p><p>　　額定分接位置時(shí)的匝數(shù) （2-11）</p><p>　　最大分接位置時(shí)的匝數(shù) </p><p>　　但是，應(yīng)當(dāng)指出，上述高壓各分接位置時(shí)的匝數(shù)，需要在電

62、壓比較核后才可能最后確定。</p><p>　　2.2.5 電壓比較核</p><p>　　眾所周知，根據(jù)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求，對并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間的變比偏差要求是極嚴(yán)格的。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)對計(jì)算出的高低壓繞組匝數(shù)必須進(jìn)行較嚴(yán)格的電壓比較核。國家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的電壓比的容許偏差如表2-6所示。但考慮到制造和試驗(yàn)的偏差，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的電壓比容許偏差應(yīng)比規(guī)定值小一半，以保留一定的裕度。<

63、;/p><p>　　表2-6 GB 1094.1 所規(guī)定的電壓比容許偏差</p><p>　　注 * 由于自耦變壓器及增壓變壓器的阻抗較小，因而會(huì)產(chǎn)生更小的偏差，故2）項(xiàng)不能適用</p><p>　　通常，電壓比較核可按下列程序進(jìn)行；</p><p>　?。?）額定分接時(shí)電壓比較核，即</p><p><b>

64、　　（2-12）</b></p><p>　　式中——額定相電壓；</p><p><b>　　——計(jì)算的相電壓。</b></p><p>　　而 （2-13）</p><p>　　式中——額定分接時(shí)的匝數(shù)。<

65、;/p><p>　?。?）最大及最小分接下的電壓比較核：</p><p>　　1）最大分接： （2-14）</p><p>　　2）最小分接： （2-15）</p><p>　　式中 ，——規(guī)定的最大，最

66、小分接下的電壓；</p><p>　　，——計(jì)算的最大，最小分接下的電壓。</p><p>　　當(dāng)分接的數(shù)目較多時(shí)，每個(gè)分接下都需要進(jìn)行校核。另外，在進(jìn)行各分接下的電壓比較核時(shí)，應(yīng)計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后的三位數(shù)字。</p><p>　　2.3 繞組相關(guān)尺寸和銅重的計(jì)算</p><p>　?。?） 輻向尺寸的計(jì)算</p><p>

67、;　　式中 ——沿輻向的導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)；</p><p><b>　　——每段匝數(shù)；</b></p><p>　　——制造裕度，取1.03-1.05；</p><p>　　——帶絕緣導(dǎo)線厚度。</p><p>　　（2） 軸向尺寸的計(jì)算</p><p>　　式中 ——帶絕緣導(dǎo)線寬度；<

68、/p><p>　　——沿軸向?qū)w的總根數(shù)。</p><p>　　對于連續(xù)式（糾結(jié)式），n=總段數(shù)；對于單螺旋（一次標(biāo)準(zhǔn)換位、二次特殊換位），n=匝數(shù)+4；對于雙螺旋，n=2（匝數(shù)+1）；對于四螺旋，一側(cè)出線，n=4（匝數(shù)+1）；對于四螺旋，前后兩側(cè)出線，n=4（匝數(shù)+1/2）。</p><p>　　（3） 鐵心窗口高度計(jì)算</p><p>　　式

69、中 ——軸向尺寸；</p><p>　　——壓板至鐵軛間空隙。</p><p>　?。?） 繞組銅重的計(jì)算</p><p><b>　　， </b></p><p>　　式中 ——繞組銅重；</p><p><b>　　——繞組平均匝長；</b></p>

70、<p><b>　　——繞組平均直徑；</b></p><p><b>　　——繞組導(dǎo)線截面；</b></p><p><b>　　——繞組匝數(shù)。</b></p><p>　　考慮到引出線及導(dǎo)線絕緣的重量，一般按上述計(jì)算的結(jié)果還要增加5%-10%的重量。</p><p&

71、gt;　　2.4 關(guān)于H級干式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2.4.1 概述</b></p><p>　　眾所周知，H級干式變壓器較之F級干式變壓器，平均溫升可以高出25%，所以設(shè)計(jì)</p><p>　　時(shí)電流密度可以取得較高，從而可以相應(yīng)縮小變壓器的尺寸。此外，它還適用于溫升較高的場所，隨著NOMEX紙被應(yīng)用于H級干式變壓器以

72、及絕緣工藝的進(jìn)步，H級干式變壓器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能得到了大大提升。下面首先就H級干式變壓器的分類情況介紹如下：</p><p>　?。?）環(huán)氧澆注式（180℃絕緣系統(tǒng)）。</p><p>　?。?）以NOMEX紙為原料的產(chǎn)品（220℃絕緣系統(tǒng)）。</p><p>　　1）浸漬式。包括①真空壓力浸漬（VPI）開敞通風(fēng)式（OVDT）；②真空壓力浸漬包封式（VPE，又稱VDT

73、）。</p><p><b>　　2）非浸漬式。</b></p><p>　?。?）不用NOMEX紙的OVDT浸漬式H級干式變壓器（180℃絕緣系統(tǒng)）。</p><p>　　2.4.2 關(guān)于NOMEX紙的技術(shù)性能</p><p>　　NOMEX紙是美國杜邦公司的專利產(chǎn)品，它是一種芳香聚酰胺聚合物，發(fā)明于20世紀(jì)60年代。

74、由于N0MEX紙具有優(yōu)越的化學(xué)、機(jī)械、電氣和物理性能，目前已被廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備制造、宇航設(shè)備、勞動(dòng)保護(hù)設(shè)備以及消防、環(huán)保等設(shè)備上。N0MEX的優(yōu)越性能主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。</p><p>　　(1)電氣性能。N0MEX紙無論在工頻或沖擊下均具有較高的抗電強(qiáng)度，例如它的工頻擊穿場強(qiáng)為20-40kV／mm，明顯高于環(huán)氧樹脂。從表3-1中幾種絕緣材料的相對介電常數(shù)值的比較來看，NOMEX紙的值較低，更接近于空氣。因而

75、，當(dāng)干式變壓器采用N0MEX紙作為絕緣介質(zhì)時(shí)，將使絕緣體與周圍空氣介質(zhì)間的電場分布更為均勻，從而可以緊縮其絕緣尺寸，也避免了電場的過分集中，并相應(yīng)使整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)體系更加合理，降低了局部放電量，提高了運(yùn)行可靠性。此外，NOMEX紙的沿面放電起始電壓與局部放電起始電壓均較高，當(dāng)用于干式變壓器時(shí)，可使繞組與鐵軛間的距離縮小，從而降低鐵心柱的高度并減小鐵心的質(zhì)量。</p><p>　　表3-1 幾種絕緣材料的相對介電常數(shù)

76、值</p><p>　　(2)耐熱性能。耐熱溫度高是NOMEX紙固有的特點(diǎn)，也是它最為突出的優(yōu)點(diǎn)之一。NOMEX紙屬于C級絕緣材料，在220℃的溫度下，可以保持長期穩(wěn)定運(yùn)行，國際上公認(rèn)它屬于220℃的絕緣系統(tǒng)。即使溫度達(dá)到250℃，N0MEX紙也不會(huì)熔融、流動(dòng)和助燃，其電氣性能仍可達(dá)到額定值的95％，甚至當(dāng)溫度達(dá)到350℃時(shí)，NOMEX紙仍可短期運(yùn)行。另外，NOMEX紙板還可承受較大的溫度梯度，過載能力較強(qiáng)，除了

77、適合制造H級干式變壓器外，它還適用于制造散熱條件較差的SF6氣體絕緣變壓器以及對過載能力要求較高的電氣機(jī)車牽引變壓器等。NOMEX紙與其他干式變壓器絕緣材料的耐熱能力比較見表3-2。</p><p>　　表3-2 幾種用于干式變壓器的絕緣材料的耐熱溫度</p><p>　　(3)機(jī)械性能。NOMEX紙具有很高的抗張強(qiáng)度與抗撕裂強(qiáng)度，以及很高的抗磨擦和抗割穿性能，所以它既可以防止制造過程中出

78、現(xiàn)問題，又可以保證長期運(yùn)行過程中具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。此外，NOMEX紙還具有很高的抗壓強(qiáng)度，在壓力作用下的變形小、撓性好，從而保證了在短路和其他機(jī)械應(yīng)力作用下，整個(gè)線圈結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和牢固。</p><p>　　(4)防潮性能。NOMEX紙不吸水，具有很好的防潮性能，即使在相對濕度為95％的狀態(tài)下，仍可保持90％的完全干燥時(shí)的介質(zhì)強(qiáng)度。因此，用NOMEX紙制造的干式變壓器在潮濕的環(huán)境中仍能安全地工作。</p&g

79、t;<p>　　(5)阻燃性能。NOMEX紙的限氧指數(shù)高，在220℃時(shí)，其限氧指數(shù)LOI>20．8％，因此，其阻燃性能要優(yōu)越于環(huán)氧樹脂與PET薄膜。</p><p>　　2.4.3 用NOMEX紙做原料的H級干式變壓器</p><p>　?。?）真空壓力浸漬式 （VPI）</p><p>　　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)

80、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(qiáng)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，因而過載能力很強(qiáng)。再加上NOMEX紙?jiān)诜阑?、防潮、環(huán)保、安全方面所具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，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

81、廣泛應(yīng)用。</p><p>　　OVDT式VPI H級干式變壓器有如下主要特點(diǎn)。</p><p>　　1)高壓線圈可以是餅式、層式等多種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2)線圈為開敞通風(fēng)式，散熱情況良好，熱點(diǎn)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。</p><p>　　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

82、性能以及較低的局放值。</p><p>　　4)為降低突發(fā)短路時(shí)的沖擊短路電流，線圈參數(shù)可設(shè)計(jì)為低X／R結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?） 真空壓力浸漬包封式(VPE或VDT)</p><p>　　為了提高VPI變壓器的環(huán)保與防潮性能，在真空壓力浸漬后，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)

83、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(yùn)行。</p><p><b>　　2.5 溫升計(jì)算 </b></p><p>　　無論是油浸式變壓器還是干式變壓器，它們在運(yùn)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。</p>

84、<p>　　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(shí)繞組及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(shí)，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(shí)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(shí)繞組和鐵心繼續(xù)產(chǎn)生的熱

85、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。</p><p>　　總的來說，干式變壓器的溫升計(jì)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(gè)特點(diǎn)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(jì)算更為繁雜。許多計(jì)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(jì)算方法只是一些通用的經(jīng)驗(yàn)或者法則，也是屬

86、于一些基礎(chǔ)性的介紹。</p><p>　　2.5.1 開敞通風(fēng)式干式變壓器的溫升計(jì)算原則 [2]</p><p>　　開敞通風(fēng)式干變（OVDT）的結(jié)構(gòu)和象一個(gè)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(jì)算的原則為：</p><p>　?。?）不考慮發(fā)熱體之間的熱交換時(shí)的溫升計(jì)算</p><p>　?、?鐵

87、心及內(nèi)、外繞組的溫升計(jì)算式。</p><p>　　鐵心以及內(nèi)、外繞組三者都有損耗，因而可認(rèn)為是三個(gè)獨(dú)立的發(fā)熱體，當(dāng)不考慮它們之間的相互熱交換時(shí)，起溫升計(jì)算式為：</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　式中 ，，——鐵心以及內(nèi)、外繞組的溫升，K；</p><p>　　，，——鐵心以及內(nèi)、外繞

88、組的單位熱負(fù)荷，</p><p>　?、?鐵心以及內(nèi)、外繞組的單位表面熱負(fù)荷的計(jì)算。（當(dāng)內(nèi)、外繞組均為圓筒式繞組時(shí)）。</p><p><b>　　， </b></p><p>　　， （2-17）</p><p><b>　　， </b>

89、</p><p>　　式中，，——鐵心及內(nèi)、外繞組的損耗，；</p><p>　　，——鐵心及外繞組露在外面的散熱面，；</p><p>　　，，——鐵心及內(nèi)、外繞組被遮蔽的散熱面，；</p><p>　　，，——鐵心及內(nèi)、外繞組被遮散熱面的散熱系數(shù)。</p><p>　?、巯禂?shù)，，的計(jì)算方法。</p>

90、<p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　式中，，——鐵心及內(nèi)、外繞組的平均氣道寬，mm；</p><p>　　，，——鐵心及內(nèi)、外繞組氣道高，mm。</p><p>　?、芟禂?shù)，，的計(jì)算方法。</p><p>　　a.當(dāng)兩發(fā)熱體間無絕緣筒時(shí)，取二者間隙的一半作為每個(gè)發(fā)熱體的氣道寬。<

91、;/p><p>　　b.當(dāng)兩發(fā)熱體見有絕緣筒時(shí)，取發(fā)熱體至絕緣筒間的間隙作為該發(fā)熱體的氣道寬。</p><p>　　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</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　式中——鐵心柱的有效截面，。</p><p>　　d.每個(gè)

92、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。</p><p>　　⑤氣道高，，的計(jì)算方法。</p><p>　　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。</p><p>　　b.內(nèi)、外繞組的氣道高——分別取內(nèi)、外繞組的電抗高度，mm。</p><p>　?。?）考慮發(fā)熱體之間的熱交換的溫升計(jì)算</p&g

93、t;<p>　　當(dāng)鐵心、內(nèi)、外繞組這三個(gè)獨(dú)立的發(fā)熱體之間的溫升不相等時(shí)，應(yīng)采用下列方法計(jì)算其相互熱交換關(guān)系，并最終確定其溫升。</p><p>　?、俅_定兩發(fā)熱體之間的溫差。</p><p><b>　　（2-20）</b></p><p>　　式中下標(biāo)0、1、2分別表示鐵心、內(nèi)繞組、外繞組。</p><p&g

94、t;　　②根據(jù)上述溫差值，求與之相應(yīng)的熱負(fù)荷。</p><p><b>　　（2-21）</b></p><p>　?、塾糜谙嗷ソ粨Q的熱負(fù)荷（當(dāng)內(nèi)、外繞組均為圓筒式繞組時(shí)）。</p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　式中 ——鐵心與內(nèi)繞組氣道內(nèi)，鐵心等效直徑的表面積，；

95、</p><p>　　——鐵心與內(nèi)繞組內(nèi)，內(nèi)繞組的表面積，；</p><p>　　——內(nèi)、外繞組氣道內(nèi)，外繞組的表面積，。</p><p>　　注：在計(jì)算時(shí)，可在與以及與之間，分別取一個(gè)溫度較高的值進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　?、苡糜谙嗷ソ粨Q的溫差。</p><p><b>　　（2-23）</b&g

96、t;</p><p>　　⑤鐵心及內(nèi)、外繞組的最終溫升。</p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　注：當(dāng)>時(shí)，取 +，-</p><p><b>　　<時(shí)，取 -，+</b></p><p><b>　　>時(shí)，取 -，

97、+</b></p><p><b>　　<時(shí)，取 +，-</b></p><p>　　2.5.2 有關(guān)參數(shù)的補(bǔ)充說明</p><p>　　最后，再說明一下當(dāng)應(yīng)用上述公式來進(jìn)行溫升計(jì)算時(shí)，鐵心及內(nèi)外繞組的幾何散熱面積的確定原則如下：</p><p><b>　?、?鐵心。</b>&l

98、t;/p><p>　　——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。</p><p>　　——包括鐵心氣道的表面積以及鐵心柱的外表面積。</p><p>　?、?內(nèi)外繞組（圓筒式繞組）。</p><p>　　——外繞組外部的全部表面積。</p><p>　　，——包括繞組垂直氣道內(nèi)的全部表面積，但要除掉被撐

99、條，撐板等所覆蓋的面積。</p><p>　　第3章 10KV干式變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3.1 技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　型號 SG-1000/10</p><p>　　額定容量 1000KVA</p>&

100、lt;p>　　一次電壓 10±2.5%KV</p><p>　　二次電壓 0.4KV</p><p>　　聯(lián) 結(jié) 組 Y，yn0</p><p>　　阻 抗 6%</p><p>　　負(fù)載損耗（145℃）

101、 11400W</p><p>　　空載損耗 1760W</p><p>　　空載電流 1.1%</p><p>　　冷卻方式 AN</p><p>　　外殼種類 封閉式</p><p>　　絕緣等級

102、 H</p><p>　　導(dǎo)線材料 電工銅</p><p>　　3.2 鐵心直徑及繞組匝數(shù)</p><p><b>　　鐵心直徑： </b></p><p>　　取 240mm （） </p><p>　　采用Z11-0.35冷軋硅鋼片，

103、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。</p><p>　　鐵心磁密先取1.58 T，則</p><p><b>　　初算每匝電壓：</b></p><p><b>　　V</b></p><p><b>　　低

104、壓匝數(shù)：</b></p><p><b>　　取 16匝</b></p><p><b>　　實(shí)際每匝電壓：</b></p><p><b>　　V</b></p><p><b>　　實(shí)際鐵心磁密：</b></p><p&

105、gt;<b>　　T</b></p><p>　　下表3-1列出了各分接下的電壓、電流及匝數(shù)。</p><p>　　表3-1 各分接下的電壓、電流及匝數(shù)</p><p><b>　　3.3 繞組計(jì)算</b></p><p>　　繞組計(jì)算數(shù)據(jù)見表3-2</p><p>　　表3

106、-2繞組計(jì)算數(shù)據(jù)</p><p>　　3.4 鐵心柱心距及線圈的徑向尺寸 單位：m</p><p>　　鐵心半徑 D/2 0.12 的平均尺寸 0.1656 </p><p>　　裝配間隙c 0.005 高壓線圈內(nèi)半徑 0.1735</p>&

107、lt;p>　　低壓紙厚度 0.0035 高壓線圈輻向尺寸 0.026</p><p>　　低壓線圈內(nèi)半徑 0.135 高壓線圈平均半徑 0.1865</p><p>　　低壓線圈輻向尺寸 0.0225 高壓線圈外直徑 0.399</p><p

108、>　　低壓線圈平均半徑 0.014625 相間距離 0.017+0.004</p><p>　　低壓線圈外半徑 0.1575 心柱間中心距 0.40 </p><p>　　高低壓線間距離 0.016</p><p><b>　　3.5 阻抗計(jì)算

109、</b></p><p>　?。?）輻向漏磁場對應(yīng)的電抗電壓：</p><p>　?。?）徑向漏磁場對應(yīng)的電抗電壓：</p><p>　　低壓繞組為雙螺旋，線圈兩端相對于高壓線圈個(gè)短缺一螺旋的安匝高度，形成另外兩個(gè)漏磁場而產(chǎn)生相應(yīng)的電抗電壓。</p><p><b>　　（3）總電抗電壓：</b></p

110、><p><b>　?。?）電阻電壓：</b></p><p><b>　　（5）阻抗電壓：</b></p><p>　　3.6 鐵心重量及損耗計(jì)算</p><p><b>　　鐵心重量：</b></p><p><b>　　空載損耗：</b

111、></p><p>　　負(fù)載損耗：(見表3-3)</p><p>　　表3-3 負(fù)載損耗的計(jì)算</p><p>　　3.7 空載電流計(jì)算</p><p><b>　　有功分量：</b></p><p><b>　　無功分量：</b></p><p&g

112、t;<b>　　空載電流：</b></p><p><b>　　3.8 溫升計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）高壓繞組溫升</b></p><p>　　繞組內(nèi)部豎直散熱表面的幾何面積：</p><p>　　繞組外部豎直散熱表面的幾何面積：</p>&

113、lt;p>　　繞組內(nèi)部豎直散熱表面的散熱系數(shù)：</p><p><b>　　繞組有效散熱面積：</b></p><p><b>　　繞組溫升：</b></p><p>　?。?）低壓繞組溫升：</p><p>　　繞組內(nèi)部豎直散熱表面的幾何面積：</p><p>　　繞

114、組外部豎直散熱表面的幾何面積：</p><p>　　繞組內(nèi)部豎直散熱表面的散熱系數(shù)：</p><p><b>　　繞組有效散熱面積：</b></p><p><b>　　繞組溫升：</b></p><p><b>　?。?）鐵心溫升</b></p><p&g

115、t;<b>　　上鐵軛頂表面積：</b></p><p><b>　　上下鐵軛側(cè)表面積：</b></p><p><b>　　上下鐵軛旁表面積：</b></p><p><b>　　鐵心柱裸露表面積：</b></p><p><b>　　心柱被遮

116、蓋表面積：</b></p><p>　　心柱外表面的散熱系數(shù)：</p><p><b>　　鐵心有效散熱面積：</b></p><p><b>　　鐵心溫升：</b></p><p>　　第4章 需要探討的一些問題</p><p>　　4.1 H級干變和環(huán)氧澆注

117、干變的比較</p><p>　　（1）H級OVDT類干式變壓器的突出優(yōu)點(diǎn)之一是過載能力強(qiáng)。這與其絕緣層較薄，通風(fēng)散熱較好有關(guān)。對于用NOMEX紙制造的產(chǎn)品，還由于它利用了C級材料到H級產(chǎn)品之間的絕緣裕度。</p><p>　?。?）H級OVDT類干式變壓器承受熱沖擊的性能較好，可以很好的防止開裂。</p><p>　　（3）H級OVDT類干式變壓器無需澆注設(shè)備與模具

118、，因而可以顯著降低初期投資，且產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也不受模具尺寸的限制，具有一定的靈活性。</p><p>　?。?）OVDT類產(chǎn)品的繞組修理比較容易。</p><p>　?。?）從抗短路能力看，環(huán)氧澆注式較好，它的機(jī)械強(qiáng)度最高，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)最突出。</p><p>　?。?）從雷電沖擊過電壓波的分布來看，環(huán)氧澆注式也要優(yōu)越于H級OVDT類干式變壓器。</p>