電氣工程及其自動化畢業(yè)設(shè)計-sfsz11-50000110電力變壓器的電磁設(shè)計(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　SFSZ11-50000/110電力變壓器的電磁設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 電氣工程及其自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　SFSZ11-50000/110電力

3、變壓器的電磁設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一。變壓器不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還能把電壓降低為各級使用電壓，以滿足用電的需要。在實際應(yīng)用中，通常通過系統(tǒng)的逐步計算得出所需標(biāo)準(zhǔn)的電力變壓器，而其中的電磁設(shè)計是設(shè)計的重點部分。此次設(shè)計的目的旨在將在校的變壓器的理論的學(xué)習(xí)與真正的變壓器設(shè)計實

4、踐相結(jié)合，在系統(tǒng)學(xué)習(xí)變壓器的結(jié)構(gòu)原理基礎(chǔ)上，通過自己獨立的設(shè)計一臺變壓器的電磁計算，了解變壓器設(shè)計的主要過程及相關(guān)的方法。在設(shè)計的過程中不斷學(xué)習(xí)、消化、掌握變壓器電磁計算的全過程，掌握其計算方法，從而對變壓器有一個深入的了解。</p><p>　　本文針對SFSZ11—50000/110三相三繞組有載調(diào)壓電力變壓器進(jìn)行計算研究，主要內(nèi)容包括變壓器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、繞組的相電壓和相電流的計算、變壓器的電路計算、變壓

5、器的磁路計算、變壓器短路阻抗計算、變壓器的絕緣、變壓器溫升計算、變壓器電動力計算、變壓器整體重量計算等。設(shè)計過程中，在直徑的選取和線匝的分布上遇到了比較大的問題，使得損耗部分出現(xiàn)了較大的誤差，但是通過反復(fù)的驗證與修改得到了理想的數(shù)據(jù)及結(jié)果。在其他設(shè)計部分，對于每一參數(shù)的選取、每一系數(shù)的取值范圍，都經(jīng)過認(rèn)真思考，再進(jìn)行計算。在計算中，也盡量結(jié)合工程實際，以及保證誤差在工程上允許的范圍內(nèi)。計算結(jié)果顯示，此電力變壓器為合格產(chǎn)品，各項指標(biāo)符合任

6、務(wù)書要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞　變壓器;電磁計算;短路阻抗;參數(shù)</p><p>　　The electromagnetic design of SFSZ11—50000/110 power transformer</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Power transf

7、ormer is one of the main equipments in power plant and substation .Transformer can not only increase the voltage and transform electric it to the electric-needed area , but also can reduce a voltage at all levels in orde

8、r to meet the demand for electricity. In practical application，we usually through a series of calculation to get the required model of power transformer, the key part of the whole design is electromagnetic design. This d

9、esign means to put the transformer theory from l</p><p>　　The following aims at SFSZ11- 50000/110 for calculating and researching, the main contents include the current situation and development trend of tra

10、nsformer, winding phase voltage and phase current calculation, calculation of the transformer circuit, the transformer magnetic circuit calculation, transformer short circuit impedance calculation, transformer insulation

11、, transformer temperature rise calculation, electric power transformer calculation, the overall weight of transformers and so on .I</p><p>　　Keywords　power transformer；electromagnetic computing；short-circuit

12、；parameter</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>　　第1章 緒論1</

13、b></p><p>　　1.1 我國電力變壓器發(fā)展及發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2 我國現(xiàn)階段企業(yè)生產(chǎn)變壓器狀況1</p><p>　　1.3 變壓器計算的一般程序2</p><p>　　1.4 本章小結(jié)3</p><p>　　第2章 電力變壓器的運(yùn)行原理4</p><p&

14、gt;　　2.1 變壓器運(yùn)行的基本原理4</p><p>　　2.2 變壓器的分類4</p><p>　　2.3 變壓器的特性參數(shù)4</p><p>　　2.4 理想變壓器的運(yùn)行原理5</p><p>　　2.5 本章小結(jié)7</p><p>　　第3章 電力變壓器的電磁計算8</p><

15、p>　　3.1 技術(shù)條件8</p><p>　　3.2 額定電壓 電流計算9</p><p>　　3.2.1 繞組的相電壓9</p><p>　　3.2.2 繞組的相電流9</p><p>　　3.3 電磁路計算10</p><p>　　3.3.1 鐵心計算10</p><p>

16、;　　3.3.2 繞組匝數(shù)計算10</p><p>　　3.3.3 高電壓比校核12</p><p>　　3.3.4 繞組的選擇13</p><p>　　3.3.5 線段排列及計算13</p><p>　　3.3.6 繞組尺寸計算14</p><p>　　3.3.7 繞組絕緣半徑計算15</p>

17、<p>　　3.4 短路阻抗計算16</p><p>　　3.4.1 額定短路阻抗的計算16</p><p>　　3.5 損耗計算18</p><p>　　3.5.1 空載損耗計算18</p><p>　　3.5.2 空載電流計算19</p><p>　　3.5.3 負(fù)載損耗計算19<

18、/p><p>　　3.6 溫升計算23</p><p>　　3.6.1 繞組表面對油的溫升23</p><p>　　3.6.2 油對空氣的溫升計算25</p><p>　　3.7 短路電動力計算26</p><p>　　3.8 變壓器重量的計算32</p><p>　　3.8.1 總油重量

19、的計算32</p><p>　　3.8.2 變壓器總質(zhì)量計算34</p><p>　　3.9 本章小結(jié)35</p><p><b>　　結(jié)論36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b&

20、gt;</p><p><b>　　附錄39</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</b></p><p>　　我國電力變壓

21、器發(fā)展及發(fā)展趨勢</p><p>　　電力變壓器發(fā)明于十九世紀(jì)末，它為現(xiàn)代遠(yuǎn)距離恒定電壓電流輸電系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在十九世紀(jì)之前，公用供電的早期階段里，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。</p><p>　　于是在各種理論與實踐的大力支持下，電力研究學(xué)者的共同努力下，電力變壓器應(yīng)運(yùn)而生了。</p><p>　　我國的電力變壓器制造工業(yè)，從建國

22、以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是隨著電力工業(yè)的發(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，電壓等級也不斷提高。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年代發(fā)展到550kV級，現(xiàn)在發(fā)展到750kV級、1000kV級。40年來，我國電力變壓器制造技術(shù)得到飛速發(fā)展，突破高壓和超高壓技術(shù)禁區(qū)，科研開發(fā)手段和產(chǎn)品創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)。500kV電力變壓器的科研成果和制造技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化和

23、逐步改善以及其他變壓器類產(chǎn)品的移植，擴(kuò)散必將促進(jìn)變壓器制造總體水平的進(jìn)一步提高。電力變壓器的進(jìn)一步發(fā)展趨勢是：進(jìn)一步降低損耗水平，提高單臺容量，電壓等級向1000～1500kV特高壓發(fā)展。</p><p>　　油浸式配電變壓器S9系列配電變壓器，S11系列配電變壓器，卷鐵心配電變壓器，非晶合金鐵心變壓器。為了使變壓器的運(yùn)行更加完全、可靠，維護(hù)更加簡單，更廣泛地滿足用戶的需要，近年來油浸式變壓器采用了密封結(jié)構(gòu)，使變

24、壓器油和周圍空氣完全隔絕，從而提高了變壓器的可靠性。目前，主要密封形式有空氣密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型變壓器的市場占有率越來越高，它在絕緣油體積發(fā)生變化時，由波紋油箱壁或膨脹式散熱器的彈性變形做補(bǔ)償。</p><p>　　1.2 我國現(xiàn)階段企業(yè)生產(chǎn)變壓器狀況</p><p>　　制造業(yè)通過多年的基本建設(shè)和技術(shù)改造，使電力變壓器行業(yè)有了較大改觀，我國變壓器制造業(yè)將逐步

25、接近世界先進(jìn)水平。4、生產(chǎn)能力隨著電力工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)電力變壓器廠家按計劃需求進(jìn)行了建設(shè)和改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國電力變壓器生產(chǎn)廠家約有2000個，據(jù)“八五”末期對900個有規(guī)模的生產(chǎn)廠家統(tǒng)計，每年生產(chǎn)變壓器的容量約1.5億kVA;2000年共生產(chǎn)各種變壓器30多萬臺，容量約1.8億kVA（其中10kV、35kV電壓級占總臺數(shù)的90%以上），相當(dāng)于世界總產(chǎn)量的1/5以上。可以說，中國是世界上電力變壓器的生產(chǎn)大國，也是應(yīng)用電力變壓器的大國

26、。國內(nèi)有500kV級生產(chǎn)能力的廠家7家，其中能批量生產(chǎn)的有5家，年生產(chǎn)能力已超過3000萬kVA，最近兩年大約每年生產(chǎn)2000萬kVA容量，占總產(chǎn)量的11%左右；能生產(chǎn)220kV級的廠家有25家左右，最近兩年大約每年生產(chǎn)3000萬kVA，占總?cè)萘康慕?8%；能生產(chǎn)110kV級的廠家有100家左右，最近兩年每年大約生產(chǎn)1000臺，3000萬kVA 容量，亦占總?cè)萘康慕?8%，其中年產(chǎn)100臺以上的廠家有新疆特變電工、衡變、沈變、保變、華鵬

27、等5家；生產(chǎn)干式配電變壓器的廠家</p><p>　　1.3 變壓器計算的一般程序</p><p>　　電力變壓器計算的任務(wù)在于確定變壓器的電、磁負(fù)載、主要幾何尺寸、性能參數(shù)和各部分溫升以及變壓器重量等。取得合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。</p><p>　　變壓器計算應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書中給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行，以下介紹變壓器設(shè)計計算步驟：</p><p>

28、　　1. 根據(jù)技術(shù)合同，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，決定變壓器規(guī)格及其相應(yīng)的性能參數(shù)，如額定容量、額定電壓、聯(lián)結(jié)組別、短路阻抗、負(fù)載損耗、空載損耗及空載電流等。</p><p>　　2. 確定硅鋼片型號，及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計算鐵心直徑，選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑得出鐵心和鐵軛截面積。</p><p>　　3. 根據(jù)硅鋼片型號，初選鐵軛中磁通密度，計算每匝電勢。</p><p>　　

29、4. 初選低壓線圈匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，根據(jù)整數(shù)匝再重算出鐵心中的磁通密度及每匝電勢，再算出高壓線圈匝數(shù)。</p><p>　　5. 根據(jù)線圈的結(jié)構(gòu)型式，確定導(dǎo)線規(guī)格，進(jìn)行線圈段數(shù)（層數(shù)）、匝數(shù)的排列，計算線圈軸向高度和輻向尺寸。</p><p>　　6.. 計算阻抗電壓，大容量變壓器阻抗值應(yīng)與阻抗電壓標(biāo)準(zhǔn)值接近，小容量變壓器的阻抗電壓值應(yīng)小于阻抗電壓標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p

30、>　　7. 計算變壓器負(fù)載損耗達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍。</p><p>　　8. 計算線圈導(dǎo)線對油的溫升，不合規(guī)定時，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)超過規(guī)定值過大時，則需更改鐵心直徑。</p><p>　　9. 計算短路機(jī)械力及導(dǎo)線應(yīng)力，當(dāng)超過規(guī)定值時，應(yīng)調(diào)整安匝分布，或加大導(dǎo)線截面積。</p><p>　　10. 計算空載性能及變壓器總損耗。&l

31、t;/p><p>　　11. 計算變壓器的重量。</p><p><b>　　1.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本論文是結(jié)合當(dāng)前變壓器的發(fā)展趨勢，以及以后將從事變壓器電磁設(shè)計工作的需要來完成的，主要希望達(dá)到以下的目的：</p><p>　　將在校的變壓器的理論的學(xué)習(xí)與真正的變壓器設(shè)計實踐相結(jié)合，在系統(tǒng)學(xué)習(xí)變壓器的

32、結(jié)構(gòu)原理基礎(chǔ)上，通過自己獨立的設(shè)計一臺變壓器的電磁計算，了解變壓器設(shè)計的主要過程及相關(guān)的方法。在設(shè)計的過程中不斷學(xué)習(xí)、消化、掌握變壓器電磁計算的全過程，掌握其計算方法，從而對變壓器有一個深入的了解，希望以后在從事變壓器設(shè)計、制造的工作過程中，能夠更快的進(jìn)入工作角色。</p><p>　　本論文的意義是：通過變壓器設(shè)計加深對變壓器原理的理解，掌握變壓器的設(shè)計方法，達(dá)到舉一反三，精通一類變壓器的設(shè)計方法。為今后從事變

33、壓器設(shè)計打下良好和堅實的基礎(chǔ)，爭取在變壓器設(shè)計、開發(fā)方面能有一定的貢獻(xiàn)。</p><p>　　電力變壓器的運(yùn)行原理</p><p>　　變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。</

34、p><p>　　變壓器運(yùn)行的基本原理</p><p>　　在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動通過磁場或磁場運(yùn)動通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。 </p><p><b>　　變壓器的分類</b></p>

35、<p>　　按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。</p><p>　　按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。</p><p>　　按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。</p><p>　

36、　按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。</p><p>　　按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。</p><p><b>　　變壓器的特性參數(shù)　</b></p><p><b>　　1.工作頻率</b></p><p>　　變壓器鐵芯損

37、耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計和使用，這種頻率稱工作頻率。</p><p><b>　　2.額定功率</b></p><p>　　在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。</p><p><b>　　3.額定電壓</b></p><p>　　指在變壓器的線圈上所

38、允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。</p><p><b>　　4.電壓比</b></p><p>　　指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。</p><p><b>　　5.空載電流</b></p><p>　　變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空

39、載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。</p><p><b>　　6.空載損耗</b></p><p>　　指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。</p><p>&

40、lt;b>　　7.效率</b></p><p>　　指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。</p><p><b>　　8.絕緣電阻</b></p><p>　　表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。</

41、p><p><b>　　9.負(fù)載損耗</b></p><p>　　變壓器的負(fù)載損耗主要包括銅損和鐵損。銅損即是繞組銅線有電流流過時產(chǎn)生的電阻損耗。鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過

42、，在與磁力線垂直的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。 </p><p>　　理想變壓器的運(yùn)行原理</p><p>　　一、變壓器電動勢：匝數(shù)為N的線圈環(huán)鏈，當(dāng)變化時，線圈兩端感生電動勢e的大小與N及成正比，方向由楞次定律決定。</p><p>　　二、楞次定律：在變化

43、磁場中線圈感應(yīng)電動勢的方向總是使它推動的電流產(chǎn)生另一個磁場，阻止原有磁場的變化。</p><p>　　三、理想變壓器的運(yùn)行條件：</p><p>　　1.假設(shè)：a.一二次側(cè)完全耦合無漏磁，忽略一二次側(cè)線圈電阻；</p><p><b>　　b.忽略鐵心損耗；</b></p><p><b>　　c.忽略鐵心磁阻

44、；</b></p><p><b>　　d.為正弦電壓。</b></p><p>　　2.假定正向：電動勢是箭頭指向為高，電壓是箭頭指向為低。</p><p>　　主磁通方向由一次側(cè)勵磁電流和繞組纏繞方向通過右手螺旋法則確定。</p><p>　　四、理想變壓器的功能實現(xiàn)</p><p&g

45、t;　　一次側(cè)感應(yīng)電動勢的符號：由它推動的電流應(yīng)當(dāng)與勵磁電流方向相反，所以它的實際方向應(yīng)當(dāng)高電位在上，圖中的假定正向與實際方向相反，故有</p><p>　　二次側(cè)感應(yīng)電動勢的符號：由它推動的電流應(yīng)當(dāng)阻止主磁通的變化，即按右手螺旋法則應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生與主磁通方向相反的磁通，按圖中副方繞組的纏繞方向，它的實際方向也應(yīng)當(dāng)高電位在上，圖中的假定正向與實際方向也相反，所以有，一二次側(cè)感應(yīng)電動勢同相位。</p>&l

46、t;p><b>　　而按照電路理論，有</b></p><p><b>　　變壓器的電壓變比</b></p><p>　　因為假定鐵心損耗為零，故有變壓器一二次側(cè)視在功率相等：</p><p><b>　　故</b></p><p>　　變壓器的功能是在實現(xiàn)對電壓有效值變

47、換的同時，還實現(xiàn)了對電流有效值和阻抗大小的變換。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備。因此，它的結(jié)構(gòu)是兩個或兩個以上互相絕緣的繞組套在一個共同的鐵心上，他們之間通過磁路的耦合相互聯(lián)系。其中，鐵芯和繞組是變壓器最基本的組成部分，此外，還有油箱、儲油柜、吸濕器、散熱器、防爆管或壓力釋放閥、絕緣套管等等。&l

48、t;/p><p>　　電力變壓器的電磁計算</p><p><b>　　技術(shù)條件</b></p><p><b>　　一、基本參數(shù)</b></p><p>　　容量：=50000kVA 聯(lián)接組標(biāo)號：Ynyn0d11</p><p>　　額定電壓：=110±8

49、15;1.25%kV =35kV =10.5kV</p><p>　　容 量 比：100/100/100</p><p><b>　　性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值：</b></p><p>　　空載損耗：37.0kW</p><p>　　負(fù)載損耗：212.5kW</p><p>　　短路阻抗：高—中 10

50、.5% 中—低 6.5% 高—低 17~18%</p><p><b>　　二、結(jié)構(gòu)參數(shù)</b></p><p><b>　　1．主絕緣機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　高壓—中壓主絕緣結(jié)構(gòu)：34—38</p><p>　　中壓—低壓主絕緣結(jié)構(gòu)：24—27</p><p&

51、gt;　　鐵心—低壓主絕緣結(jié)構(gòu)：≧14</p><p>　　高壓—調(diào)壓主絕緣結(jié)構(gòu)：≧30</p><p><b>　　相間距離：≧40</b></p><p>　　高壓至上鐵軛距離：110（暫定）</p><p>　　高壓至下鐵軛距離：70（暫定）</p><p><b>　　2． 縱絕

52、緣結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　高壓、中壓以及低壓段間油道≧3.0</p><p>　　高壓匝絕緣厚：1.35</p><p>　　中壓匝絕緣厚：0.95</p><p>　　低壓匝絕緣厚：0.45</p><p>　　調(diào)壓匝絕緣厚：1.95</p><p><b>　

53、　三、設(shè)計要求</b></p><p><b>　　1．結(jié)構(gòu)要求</b></p><p>　　高壓繞組為糾結(jié)連續(xù)式，中壓繞組為連續(xù)式，低壓繞組為螺旋式</p><p>　　2．性能參數(shù)允許偏差</p><p>　　高—中短路阻抗計算值與標(biāo)準(zhǔn)值允許偏差為±2.5%</p><p&g

54、t;　　中—低短路阻抗計算值與標(biāo)準(zhǔn)值允許偏差為±2.5%</p><p>　　高—低短路阻抗計算值≤18.5%</p><p>　　空載損耗設(shè)計值允許偏差≤+5%</p><p>　　負(fù)載損耗設(shè)計值允許偏差≤+4%</p><p>　　繞組對油溫升≤25K</p><p><b>　　額定電壓 電流

55、計算</b></p><p><b>　　繞組的相電壓</b></p><p>　　1.高壓線圈相電壓，高壓線圈為Y聯(lián)接，在個分接下的相電壓：</p><p>　?。?8×1.25％）/=121000/=69860V</p><p>　　（+7×1.25％）/=119626/=69070V

56、</p><p>　?。?6×1.25％）/=118250/=68270V</p><p>　?。?5×1.25％）/=116875/=67480V</p><p>　?。?4×1.25％）/=115500/=66690V</p><p>　　（+3×1.25％）/=114125/=65896V<

57、/p><p>　?。?2×1.25％）/=112750/=65098V</p><p>　?。?1×1.25％）/=111375/=64300V</p><p>　　=/=110/=63510V</p><p>　　（-8×1.25％）/=99000/=57160V</p><p>　?。?7

58、×1.25％）/=100375/=57950V</p><p>　?。?6×1.25％）/=10175/=58750V</p><p>　　（-5×1.25％）/=103125/=59540V</p><p>　?。?4×1.25％）/=104500/=60330V</p><p>　?。?3×

59、;1.25％）/=105875/=61130V</p><p>　?。?2×1.25％）/=107250/=61920V</p><p>　?。?1×1.25％）/=108625/=62720V</p><p>　　=1.25%/=1375/=794V</p><p>　　2.中壓繞組的相電壓，線圈為Y聯(lián)接：</p&

60、gt;<p>　　=/=20207.8V</p><p>　　3.低壓繞組的相電壓，繞組為聯(lián)接：</p><p><b>　　=10500V</b></p><p><b>　　繞組的相電流</b></p><p>　　1.高壓繞組Y聯(lián)接，線電流等于相電流。</p>&l

61、t;p><b>　　=262.44A</b></p><p>　　2.中壓繞組Y聯(lián)接，線電流等于相電流。</p><p><b>　　=824.81A</b></p><p><b>　　3.低壓繞為聯(lián)結(jié)</b></p><p><b>　　=2749.37A&

62、lt;/b></p><p><b>　　=1587.39A</b></p><p><b>　　電磁路計算</b></p><p><b>　　鐵心計算</b></p><p>　　1.硅鋼片采用27ZH100冷軋硅鋼片，50Hz，1.72T時，單位損耗為0.998W/

63、kg，接縫單位勵磁容量為3.96VA/cm²。</p><p><b>　　2.鐵心直徑的計算</b></p><p>　　鐵心是變壓器的基本部件，是變壓器的磁路和安裝骨架。在原理上鐵心的磁導(dǎo)體是變壓器的磁路。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)，故選擇合理的鐵心直徑是變壓器設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。硅鋼片總量和空載損耗隨鐵心直徑的增

64、大而增大，而線圈導(dǎo)線的總量和負(fù)載損耗隨鐵心直徑的增大而減小。合理的鐵芯直徑就是硅鋼片和導(dǎo)線材料的用量比例適當(dāng)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果。</p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗得：</b></p><p>　　=56×12.574=704.144㎜</p><p>　　/2=25000kVA</p><p><b&g

65、t;　　為每柱容量</b></p><p>　　選定標(biāo)準(zhǔn)直徑 D=700㎜</p><p>　　鐵心級數(shù)為17級，疊片系數(shù)為0.97，凈截面積為3420.6㎝²，三相角質(zhì)量為3791.8kg。</p><p><b>　　繞組匝數(shù)計算</b></p><p><b>　　1.每匝電勢初選

66、</b></p><p><b>　　取1.73T </b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)=130.74V/匝</p><p>　　2.低壓繞組的匝數(shù)確定</p><p>　　= =80匝 </p><p>　　則低壓線圈

67、匝數(shù)為80匝</p><p>　　3.每匝電勢準(zhǔn)確值 </p><p>　　= =131.25V/匝 </p><p><b>　　4.中壓繞組的匝數(shù)</b></p><p>　　= =154匝 </p&g

68、t;<p><b>　　取154匝</b></p><p>　　5.高壓繞組額定分接時的匝數(shù)</p><p>　　==484匝 </p><p><b>　　取484匝</b></p><p><b>　　6.調(diào)壓線

69、圈匝數(shù)</b></p><p>　　匝 </p><p>　　即 選擇開關(guān)位置</p><p>　　1分接位置時, =532匝(+10%) +調(diào)壓繞組正接</p><p>

70、;　　2分接位置時, =526匝(+8.75％) +調(diào)壓繞組正接</p><p>　　3分接位置時, =520匝(+7.5％) +調(diào)壓繞組正接</p><p>　　4分接位置時, =514匝 (6.25％) +調(diào)壓繞組正接</p><p>　　5分接位置時, =508匝(+5％)

71、 +調(diào)壓繞組正接</p><p>　　6分接位置時, =502匝(+3.75％) +調(diào)壓繞組正接</p><p>　　7分接位置時, =496匝(+2.5％) +調(diào)壓繞組正接</p><p>　　8分接位置時, =490匝(+1.25％) +調(diào)壓繞組正接</p><p&g

72、t;　　9分接位置時, =484匝(額定分接時)</p><p>　　10分接位置時, =478匝(-1.25％) 調(diào)壓繞組反接</p><p>　　11分接位置時, =472匝(-2.5％) 調(diào)壓繞組反接</p><p>　　12分接位置時, =466匝(-3.75％) 調(diào)壓繞組反接</p&

73、gt;<p>　　13分接位置時, =460匝(-5％) 調(diào)壓繞組反接</p><p>　　14分接位置時, =454匝(-6.25％) 調(diào)壓繞組反接</p><p>　　15分接位置時, =448匝(-7.5％) 調(diào)壓繞組反接</p><p>　　16分接位置時, =442匝(

74、-8.75％) 調(diào)壓繞組反接</p><p>　　17分接位置時, =436匝(-10％) 調(diào)壓繞組反接</p><p><b>　　高電壓比校核</b></p><p><b>　　=－0.05%</b></p><p><b>　　=－0

75、.047%</b></p><p><b>　　=－0.029%</b></p><p><b>　　=－0.026%</b></p><p><b>　　=－0.022%</b></p><p><b>　　=－0.0129%</b><

76、/p><p><b>　　=0.003%</b></p><p><b>　　=0.019%</b></p><p><b>　　=0.023%</b></p><p><b>　　=0.028%</b></p><p><b&g

77、t;　　=0.048%</b></p><p><b>　　=0.053%</b></p><p><b>　　=0.074%</b></p><p><b>　　=0.08%</b></p><p><b>　　=0.085%</b><

78、/p><p><b>　　=0.1%</b></p><p><b>　　=0.11%</b></p><p>　　各分接電壓比均小于±0.25%，合格。</p><p><b>　　繞組的選擇</b></p><p>　　為減少調(diào)壓時對漏抗的影響

79、，將調(diào)壓線圈單獨的做成一個調(diào)壓線圈，把額定電壓下的高壓線圈做成高壓基本線圈，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>　　1.高壓線圈的選取</b></p><p>　　因為高壓線圈相電流為262.44A，又因為電流密度與負(fù)載損耗、溫升

80、以及變壓器二次側(cè)突發(fā)短路時的動熱穩(wěn)定有關(guān)。其極值根據(jù)動熱穩(wěn)定要求確定。為了提高效率，希望變壓器損耗降低，電流密度應(yīng)須適當(dāng)降低。電流密度為3.37A/㎜，高壓線圈導(dǎo)線選用紙包扁銅線ZB-1.35，4根并聯(lián)，導(dǎo)線的絕緣厚度為1.35㎜。因高壓繞組為中部出線，將上下繞組并聯(lián)，并聯(lián)數(shù)為。繞組導(dǎo)線總面積：4×19.45=77.8㎜²，基本匝數(shù)為484匝，糾結(jié)連續(xù)式。</p><p><b>　

81、　2.中壓線圈選取</b></p><p>　　因為中壓線圈相電流為824.81A，電流密度為3.34A/㎜²，中壓線圈導(dǎo)線選用紙包扁銅線ZB-0.95,8根并聯(lián)，導(dǎo)線匝絕緣厚度為0.95㎜。繞組導(dǎo)線總面積：8×30.81=246.48㎜²，基本匝數(shù)為154匝，連續(xù)式。</p><p><b>　　3.低壓線圈選取</b>&l

82、t;/p><p>　　低壓線圈相電流為1587.39A，電流密度為3.07A/㎜²，低壓線圈導(dǎo)線選用紙包扁銅線ZB-0.45,14根并聯(lián)，導(dǎo)線匝絕緣厚度為0.45㎜。繞組導(dǎo)線總面積：14×36.97=517.58mm，基本匝數(shù)為80匝，單螺旋式。</p><p><b>　　4.調(diào)壓線圈選取</b></p><p>　　調(diào)壓線圈

83、相電流為262.44A，電流密度為3.33 A/㎜²，調(diào)壓線圈導(dǎo)線選用紙包扁銅線ZB-1.95，兩根并聯(lián)，導(dǎo)線匝絕緣厚度為1.95㎜。繞組導(dǎo)線總面積：2×39.45=78.9㎜²，基本匝數(shù)為48匝，單螺旋式。</p><p><b>　　線段排列及計算</b></p><p>　　1.高壓線圈排列選擇及計算</p><

84、p>　　對已知的高壓總匝數(shù)進(jìn)行分析，基本匝數(shù)為484匝。高壓線圈的繞組形式為糾結(jié)連續(xù)式，加20根撐條，20個墊塊，墊塊厚度為40mm。采用分?jǐn)?shù)匝，中部出線。每只高壓繞組的段數(shù)為(18A+20E)2=76段</p><p>　　各段匝數(shù)：A=12 E=12</p><p>　　各線段總匝數(shù)：1218 +12×20=484匝</p><p>　　2.中

85、壓線圈排列選擇及計算</p><p>　　低壓線圈匝數(shù)為154匝，繞組形式為連續(xù)式。加20根撐條，20個墊塊，墊塊厚度為30mm。采用分?jǐn)?shù)匝。每只中壓繞組的段數(shù)為（16M+40N）=56段</p><p>　　各段匝數(shù)：M=2 N=2 </p><p>　　各種線段總匝數(shù)：2×16+2×40=154匝</p><p

86、>　　3.低壓線圈排列選擇及計算</p><p>　　低壓線圈匝數(shù)為80匝，繞組形式為單螺旋繞組。加20根撐條，20個墊塊，墊塊厚度為30mm墊塊。端部出線。</p><p>　　4.調(diào)壓線圈排列選擇及計算</p><p>　　低壓線圈匝數(shù)為48匝，繞組形式為單螺旋式。加20根撐條，20個墊塊，墊塊厚度為40mm墊塊。端部出線。</p><

87、p><b>　　繞組尺寸計算</b></p><p>　　1.高壓線圈尺寸計算</p><p>　　高壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸考慮工廠加工系數(shù)1.05</p><p>　　=2×13×3.85×1.05≈98㎜ </p><p>　　高壓線圈的輻向尺寸為98㎜</

88、p><p><b>　　導(dǎo)線軸向高</b></p><p>　　9.35×76=710.6 導(dǎo)線高度（mm）</p><p>　　+ 550 油道寬度（mm）</p><p>　　53.6 壓縮系數(shù)9.74% （mm）</p>

89、<p><b>　　1207</b></p><p>　　26 靜電環(huán)與油道（mm）</p><p>　　1233 繞組總高度（mm）</p><p>　　2.中壓線圈尺寸計算</p><p>　　中壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸考慮工廠加工系數(shù)1.03<

90、/p><p>　　=8×3×3.75×1.03≈93㎜ </p><p>　　中壓線圈的輻向尺寸為93㎜</p><p><b>　　導(dǎo)線軸向高</b></p><p>　　12.15×56=680.4 導(dǎo)線高度（mm）</p>

91、<p>　　+ 620 油道寬度 （mm）</p><p>　　67.4 壓縮系數(shù)10.87%</p><p><b>　　1233</b></p><p>　　3.低壓線圈尺寸計算</p><p>　　低壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸考慮工廠加工系數(shù)1.03</p>

92、<p>　　=14×1×3.8×1.03≈55㎜</p><p><b>　　導(dǎo)線軸向高</b></p><p>　　11.65×83=966.95 導(dǎo)線高度（mm）</p><p>　　+ 296 油道寬度（mm）</p>&

93、lt;p>　　29.95 壓縮系數(shù)10.1%（mm）</p><p>　　1233 繞組總高度 （mm）</p><p>　　4.調(diào)壓壓繞組尺寸計算</p><p>　　調(diào)壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸考慮工廠加工系數(shù)1.03</p><p>　　=2×1×4.45×1.0

94、3≈9㎜ </p><p><b>　　導(dǎo)線軸向高導(dǎo)線高度</b></p><p>　　17.95×51=915.45 導(dǎo)線高度（mm）</p><p>　　+ 354 油道寬度（mm）</p><p>　　3

95、6.45 壓縮系數(shù)10.3%（mm）</p><p><b>　　繞組總高度（mm）</b></p><p><b>　　5.窗高</b></p><p>　　1233 繞組總高度（mm）</p><p>　　100 繞組

96、到下鐵軛距離（mm）</p><p>　　70 繞組到壓板（mm）</p><p>　　70 壓板厚度（mm）</p><p>　　+ 27 壓板到鐵軛（mm）</p><p>　　1500 窗高（mm）</p>&

97、lt;p><b>　　繞組絕緣半徑計算</b></p><p><b>　　鐵心柱直徑(mm﹚</b></p><p><b>　　紙筒直徑（mm﹚</b></p><p>　　358 紙筒內(nèi)徑（mm）</p><p>　　14

98、 紙筒和撐條總厚度 （mm）</p><p>　　372 低壓繞組內(nèi)徑（mm）</p><p>　　55 低壓繞組輻向厚度（mm）</p><p>　　427 低壓繞組外徑（mm）</p><p>　　26 紙筒和撐條總厚度（mm）</p

99、><p>　　453 中壓繞組內(nèi)徑（mm）</p><p>　　93 中壓繞組輻向厚度（mm）</p><p>　　546 中壓繞組外徑（mm）</p><p>　　34 紙筒和撐條總厚度（mm）</p><p>　　580

100、 高壓繞組內(nèi)徑（mm）</p><p>　　98 高壓繞組輻向厚度（mm）</p><p>　　678 高壓繞組外徑（mm）</p><p>　　32 紙筒和撐條總厚度（mm）</p><p>　　710 調(diào)壓繞組內(nèi)徑（mm）&

101、lt;/p><p>　　9 調(diào)壓繞組輻向厚度（mm）</p><p>　　719 調(diào)壓繞組外半徑（mm）</p><p><b>　　2</b></p><p>　　1438 調(diào)壓繞組外徑（mm）</p><p>　　42

102、 相間絕緣距離(mm)</p><p>　　1480 相間鐵心柱中心線距離（mm）</p><p><b>　　短路阻抗計算</b></p><p><b>　　額定短路阻抗的計算</b></p><p><b>　　1.線圈的電抗高度</b&

103、gt;</p><p>　　㎜ </p><p><b>　　㎜</b></p><p>　　㎜ </p><p><b>　　2.漏磁寬度</b></p><p>

104、;<b>　　㎝</b></p><p><b>　　㎝</b></p><p><b>　　㎝</b></p><p>　　3根據(jù)值查表找縱向洛氏系數(shù)</p><p>　　4 額定分接時的漏磁面積計算，短路阻抗（%）的求取，如圖2—1所示。</p><p&

105、gt;　　= </p><p>　　=（615.93+464.535）+191.42≈551㎝²</p><p><b>　　同理</b></p><p>　　= </p><p>　　=（615.93+219.725

106、）+728.28≈1006㎝²</p><p>　　= </p><p>　　=（464.535+219.725）+114.4≈343㎝²</p><p><b>　　高—中</b></p><p>　　=

107、 </p><p><b>　　=</b></p><p>　　=2.4×=10.24% （標(biāo)準(zhǔn)值10.5%）</p><p>　　偏差為-2.47%,在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。</p><p><b>　　高—低</b></p><p>　　=2.4

108、5; =18.4% （標(biāo)準(zhǔn)值17~18%）</p><p>　　小于18.5%，在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。 </p><p><b>　　中—低</b></p><p>　　=2.4× =6.4% （標(biāo)準(zhǔn)值6.5%）</p><p>　　偏差為-1.53%，在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。 <

109、;/p><p>　　以上所計算得到的短路阻抗計算值均未超過所要求標(biāo)準(zhǔn)，合格。</p><p><b>　　損耗計算</b></p><p><b>　　空載損耗計算</b></p><p><b>　　已知</b></p><p>　　=1500mm

110、=1480mm</p><p>　　鐵心柱質(zhì)量： </p><p>　　=37.6515003420.6×</p><p><b>　　≈11775kg</b></p><p>　　鐵軛質(zhì)量： </p><p>　　≈15491.2

111、5kg</p><p><b>　　三相角質(zhì)量：kg</b></p><p>　　總質(zhì)量： =31058kg</p><p><b>　　空載損耗：</b></p><p>　　=1.15310580.998</p><p>　　=35645W （標(biāo)準(zhǔn)為37000W）

112、</p><p>　　偏差為-3.66%，在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，合格。</p><p><b>　　空載電流計算</b></p><p><b>　　1.有功分量計算</b></p><p><b>　　=0.07%</b></p><p><b>

113、　　2.無功分量計算</b></p><p>　　% </p><p>　　=1.2%=0.3036%</p><p>　　為接縫處凈截面積（㎜²）；</p><p>　　接縫處的單位勵磁容量（VA/kg）；</p><p>　　N為鐵心柱中總的接縫數(shù)。<

114、/p><p>　　3.總的空載電流計算</p><p>　　% </p><p><b>　　=0.3%</b></p><p><b>　　負(fù)載損耗計算</b></p><p>　　1.繞組平均半徑的計算</p><p&

115、gt;<b>　　高壓繞組</b></p><p><b>　　㎜</b></p><p><b>　　中壓繞組 </b></p><p><b>　　㎜</b></p><p><b>　　低壓繞組</b></p>

116、<p><b>　　㎜</b></p><p><b>　　2.繞組長度計算</b></p><p><b>　　高壓繞組</b></p><p><b>　　=3.92m</b></p><p><b>　　m </b>&

117、lt;/p><p><b>　　中壓繞組</b></p><p><b>　　=3.1m</b></p><p><b>　　m </b></p><p><b>　　低壓繞組</b></p><p><b>　　=2.5m&

118、lt;/b></p><p><b>　　m </b></p><p><b>　　3.繞組的電阻計算</b></p><p><b>　　0.52</b></p><p><b>　　0.04</b></p><p><

119、;b>　　0.008</b></p><p>　　4.繞組電阻損耗（7時）</p><p><b>　　高壓繞組 </b></p><p><b>　　=107444W</b></p><p><b>　　中壓繞組 </b></p><p&

120、gt;<b>　　=81637W</b></p><p><b>　　低壓繞組 </b></p><p><b>　　=60475W</b></p><p><b>　　5.繞組引線損耗</b></p><p>　　低壓繞組 ≈605W

121、 </p><p>　　中壓繞組與高壓繞組引線損耗可忽略。</p><p><b>　　6.繞組渦流損耗</b></p><p>　　式中 為被計算繞組渦流損耗百分?jǐn)?shù)（%）；</p><p>　　高壓繞組 % </p><p><b>　

122、　=1.49%</b></p><p>　　=107444×1.49%=1600W</p><p>　　中壓繞組 % </p><p><b>　　=7.26%</b></p><p>　　=816377.26%=5926W</p><p>　　低壓繞組

123、 % </p><p><b>　　=10.9%</b></p><p>　　=6047510.9%=6591W</p><p><b>　　6.雜散損耗計算：</b></p><p>　　油箱尺寸，箱壁內(nèi)側(cè)周長，如圖2—2：</p><p>　　≈1189

124、2㎜ </p><p>　　其中為油箱壁內(nèi)壁半徑，=1005mm</p><p>　　油箱平均半徑 ≈963㎜</p><p><b>　　漏磁鏈校正系數(shù)</b></p><p>　　高—中： </p><p>

125、;<b>　　=1.3</b></p><p><b>　　高—低：=1.13</b></p><p><b>　　中—低：=1.33</b></p><p><b>　　式中 為經(jīng)驗系數(shù);</b></p><p>　　為額定勵磁時鐵心柱的主磁通（Wb）；

126、 </p><p>　　為額定容量時電抗電壓百分?jǐn)?shù)（%）；</p><p><b>　　漏磁鏈校正系數(shù)；</b></p><p>　　為被計算的兩繞組間平均電抗高度（mm）；</p><p>　　按油箱內(nèi)壁計算的油箱壁周長（mm）；</p><p>　　為油箱內(nèi)壁平均折合半徑（mm）； </

127、p><p><b>　　主空道的平均距離。</b></p><p>　　(1)高壓—中壓運(yùn)行時</p><p><b>　　=21934W</b></p><p>　　(2)高壓—低壓運(yùn)行時</p><p><b>　　=20858W</b></p&g

128、t;<p>　　(3)中壓—低壓運(yùn)行時</p><p><b>　　=7316W</b></p><p><b>　　7.負(fù)載損耗</b></p><p><b>　　高壓—中壓運(yùn)行時</b></p><p><b>　　=218541W</b&g

129、t;</p><p><b>　　偏差為2.8%</b></p><p><b>　　高壓—低壓運(yùn)行時</b></p><p><b>　　=215351W</b></p><p><b>　　偏差為1.3%</b></p><p>

130、;<b>　　中壓—低壓運(yùn)行時</b></p><p><b>　　=162550W</b></p><p><b>　　偏差為-23.5%</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載損耗為212.5kW，計算值在標(biāo)準(zhǔn)所要求范圍內(nèi)，合格。</p><p><b>　　溫升計

131、算</b></p><p><b>　　繞組表面對油的溫升</b></p><p>　　計算變壓器為風(fēng)冷片式散熱器</p><p><b>　　1.高壓線圈：</b></p><p><b>　　表面單位熱負(fù)荷為：</b></p><p>　

132、　式中 ＝1-沿圓周墊塊數(shù)墊塊寬度/線餅的平均匝長，稱為線餅的遮蓋系數(shù)；</p><p>　　為系數(shù)，與材質(zhì)、溫度有關(guān)，銅導(dǎo)線時＝22.1；</p><p>　　為每餅線段匝數(shù)；為導(dǎo)線電流密度；</p><p>　　為線匝絕緣修正系數(shù)，當(dāng)時，：當(dāng)時，：</p><p>　　為導(dǎo)線總的附加損耗百分?jǐn)?shù)（85℃）；</p><p