電氣工程及其自動化畢業(yè)設(shè)計-sfpsz10-90000220變壓器電磁計算(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　SFPSZ10-90000/220變壓器電磁計算</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>　　SFPSZ10-90000/220變壓器

3、電磁計算</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　大型電力變壓器是電力系統(tǒng)中主要和關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，其容量越來越大、電壓等級越來越高、結(jié)構(gòu)尺寸越來越大，而其設(shè)計和制造的好壞是直接影響其運行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。因此電力變壓器的電磁計算就顯得尤為重要。若能在設(shè)計和制造上提出更加合理和可行的方案，解決以往經(jīng)驗方法解決不了的問題

4、，對變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，則將會具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。</p><p>　　本文對220kV大型電力變壓器電磁計算相關(guān)的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了介紹，并對國內(nèi)外電力變壓器的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，并介紹了電力變壓器電磁計算的一般問題，并以220kV大型電力變壓器為例詳盡地介紹了變壓器各參數(shù)計算的過程，如鐵芯及空載參數(shù)計算，繞組及負(fù)載損耗計算，短路阻抗計算，溫升計算等。同時對電力變壓器的電磁計算的細(xì)節(jié)做了深入分析，理清了變壓

5、器設(shè)計中各個步驟之間的相互關(guān)系，給出了電力變壓器電磁計算的程序流程圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞　電力變壓器；電磁計算；溫升計算</p><p>　　Electromagnetic calculation of SFPSZ10-90000/220 transformer</p><p><b>　　Abstract</b></p>

6、<p>　　Large-scale electric power transformers are important part of the power system. With the development of power system, the capacity and voltage grade of transformer becomes high. Then the quality of its desig

7、n and manufacturing become the concern of design of transformers. So the electromagnetic calculation of power transformer is especially important. If it can provide more reasonable and viable project in design, it resolv

8、es the former experience method which can't resolve of problem, and stren</p><p>　　This paper introduces the electromagnetic calculation of 220kV large power transformer, and makes analysis and forecast

9、on the developing trends of large power transformers at home and abroad, and introduces the calculation principle and structure of power transformer. The main content includes the problem of electromagnetic calculation.

10、And take 220kV power transformer as an example, calculates the process of electromagnetic parameter. Calculation of core and empty parameter, calculation of win</p><p>　　Keywords　 power transformer；electroma

11、gnetic calculation； temperature 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&l

12、t;/p><p>　　第1章 緒論- 1 -</p><p>　　1.1 課題研究的目的和意義- 1 -</p><p>　　1.2 國內(nèi)外電力變壓器的發(fā)展- 1 -</p><p>　　1.3 變壓器的分類與作用- 2 -</p><p>　　1.4 本論文的主要內(nèi)容- 3 -</p><p

13、>　　第2章 變壓器電磁計算簡介- 4 -</p><p>　　2.1 電力變壓器電磁計算的一般程序- 4 -</p><p>　　2.2 本設(shè)計技術(shù)參數(shù)- 6 -</p><p>　　第3章 變壓器鐵心與線圈計算- 7 -</p><p>　　3.1 額定電壓電流計算- 7 -</p><p>　　3

14、.1.1 線圈相電壓- 7 -</p><p>　　3.1.2 線圈電流- 8 -</p><p>　　3.2 電磁路計算- 9 -</p><p>　　3.2.1 鐵心計算- 9 -</p><p>　　3.2.2 線圈匝數(shù)計算- 10 -</p><p>　　3.2.3 電壓比校核- 11 -</

15、p><p>　　3.2.4 線段排列及計算- 12 -</p><p>　　3.2.5 線圈絕緣半徑計算- 16 -</p><p>　　第4章 短路阻抗與負(fù)載損耗計算- 17 -</p><p>　　4.1 短路阻抗計算- 17 -</p><p>　　4.2 負(fù)載損耗計算- 20 -</p>&

16、lt;p>　　4.2.1 電阻損耗- 20 -</p><p>　　4.2.2 渦流損耗- 21 -</p><p>　　4.2.3 引線損耗- 21 -</p><p>　　4.2.4 雜散損耗- 22 -</p><p>　　4.2.5 負(fù)載損耗- 22 -</p><p>　　第5章 溫升計算-

17、 24 -</p><p>　　5.1 線圈對油溫升計算- 24 -</p><p>　　5.1.1 高壓線圈- 25 -</p><p>　　5.1.2 中壓線圈- 25 -</p><p>　　5.1.3 低壓線圈- 26 -</p><p>　　第6章 空載特性計算- 27 -</p>&

18、lt;p>　　6.1 空載損耗計算- 27 -</p><p>　　6.2 空載電流計算- 27 -</p><p>　　第7章 短路電動力計算- 28 -</p><p>　　7.1 繞組區(qū)域劃分- 28 -</p><p>　　7.2 安匝分布計算- 29 -</p><p>　　7.3 漏磁總安匝

19、計算- 29 -</p><p>　　7.4 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計算- 29 -</p><p>　　7.5 不平衡安匝漏磁阻所產(chǎn)生的總軸向力計算- 30 -</p><p>　　7.6 繞組導(dǎo)線應(yīng)力計算- 30 -</p><p>　　7.6.1 高壓繞組導(dǎo)線應(yīng)力計算- 30 -</p><p>　　7.6

20、.2 低壓繞組導(dǎo)線應(yīng)力計算- 31 -</p><p><b>　　結(jié)論- 33 -</b></p><p><b>　　致謝- 34 -</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)- 35 -</p><p>　　附錄A- 36 -</p><p>　　千萬不要刪除行尾

21、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>　　課題研究的目的和意義</p><p>　　電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的一種重要設(shè)備，對電能的經(jīng)濟(jì)傳輸、靈活分配、安全使用等具有重要意義。隨著信息化社會的

22、到來，社會生活對電氣的依賴程度大大提高，對供電設(shè)備的質(zhì)量要求也比過去嚴(yán)格。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，電壓等級向超高壓方向發(fā)展。在超大容量變壓器不斷涌現(xiàn)的同時，對變壓器的電磁設(shè)計的要求也就更加嚴(yán)格。變壓器設(shè)計是整個變壓器制造的第一步，設(shè)計質(zhì)量的高低，直接影響到產(chǎn)品的技術(shù)水平、質(zhì)量與制造成本。電磁設(shè)計是整個產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)。變壓器電磁計算的任務(wù)是確定變壓器的電磁負(fù)載和主要幾何尺寸，計算的結(jié)果必須滿足有關(guān)技

23、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和使用部門的要求，同時還應(yīng)當(dāng)具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。</p><p>　　電磁設(shè)計就是在已知變壓器設(shè)計的理論基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的前提下，進(jìn)行產(chǎn)品的性能參數(shù)的分析計算。性能參數(shù)計算的理論依據(jù)是電機(jī)學(xué)的基本電磁理論和變壓器的設(shè)計理論，提高產(chǎn)品的設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量，使變壓器的總效率提高，不論從節(jié)能降耗，還是延長變壓器的使用壽命、減少熱事等方面，都將帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　

24、　國內(nèi)外電力變壓器的發(fā)展</p><p>　　國外電力變壓器單臺最大容量據(jù)報道已經(jīng)達(dá)到1300MVA以上，最高電壓等級上升到1150kV以上。變壓器的制造在世界范圍內(nèi)形成了幾大集團(tuán)：烏克蘭扎布洛斯變壓器廠，年生產(chǎn)能力100GVA；俄羅斯陶里亞第變壓器廠，年生產(chǎn)能力40GVA；ABB公司29個電力變壓器廠年生產(chǎn)能力80-l00GVA；英法GEC—Alsthom年生產(chǎn)能力40GVA；日木各廠總和(三菱、東芝、日立、富

25、士)年生產(chǎn)能力65GVA；德國TU集團(tuán)年生產(chǎn)能力40GVA[1]。</p><p>　　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l(wèi)0kV、35kV電壓等級占總臺數(shù)的90%以上)，相當(dāng)于世界總

26、產(chǎn)量的1/5以上?？梢哉f，中國是世界上電力變壓器的生產(chǎn)大國，也是使用電力變壓器的大國。據(jù)國家統(tǒng)計局最新統(tǒng)計，2004年全國變壓器產(chǎn)量為48970萬kVA，已逼近5億kVA，比2003年增長30.1%，再創(chuàng)歷史新高。總體上，我國電力變壓器制造技術(shù)處于國際20世紀(jì)90年代初的水平，少量的處于世界20世紀(jì)90年代末的水平，與國外先進(jìn)國家相比，還存在一定的差距。我國將來變壓器發(fā)展方向仍是節(jié)能型，低噪聲及防火防爆型，高可靠性方向發(fā)展。</p

27、><p><b>　　變壓器的分類與作用</b></p><p><b>　　一、變壓器的分類</b></p><p>　　變壓器是一種靜止的電磁設(shè)備，在其匝鏈于一個鐵芯上的兩個或幾個繞組回路之間可以進(jìn)行電磁能量的交換與傳遞。根據(jù)不同用途，變壓器可以分為：電力變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、工頻試驗變壓器、電抗器、調(diào)壓器、礦用

28、變壓器和其他特種變壓器等。</p><p>　　電力變壓器有以下幾種分類方法：</p><p>　　1. 按變壓器的容量：通常容量為500千伏安及以下的變壓器稱為小型變壓器；630~6300千伏安的變壓器稱為中型變壓器；8000~63000千伏安的變壓器稱為大型變壓器；90000千伏安及以上的稱為特大型變壓器。</p><p>　　2. 按線圈數(shù)：可分為雙線圈與三線

29、圈變壓器，而三線圈又分為升壓結(jié)構(gòu)與降壓結(jié)構(gòu)兩種，升壓結(jié)構(gòu)的低壓線圈在中間，降壓結(jié)構(gòu)的中壓線圈在中間。</p><p>　　3. 按高低壓線圈有無電的聯(lián)系：可分為普通電力變壓器與自耦變壓器。</p><p>　　4. 按變壓器的調(diào)壓方式：可以分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓變壓器。</p><p>　　5. 按相數(shù)：可分為單相和三相變壓器。</p><p&g

30、t;　　6. 按冷卻方式：可分為油浸自冷、油浸風(fēng)冷、強(qiáng)油風(fēng)冷與強(qiáng)油水冷變壓器。</p><p>　　7. 按所聯(lián)結(jié)發(fā)電機(jī)的臺數(shù)：可分為雙分裂與多分裂變壓器。雙分裂又可分為軸向分裂與輻向分裂變壓器，前者是兩個低壓線圈在軸向上下排列；后者是兩個低壓線圈分別位于高壓線圈的兩側(cè)。</p><p><b>　　二、變壓器的作用</b></p><p>　

31、　變壓器是借助電磁感應(yīng)，從一個電路向另一個電路變換電壓或電流的一種靜止電器設(shè)備。這種變換的電壓或電流可以是能量也可以是信號。人類自從發(fā)現(xiàn)和利用電以來，電能的傳輸是一個重要的環(huán)節(jié)，交流電取代直流電的重要原因在于交流電便于傳輸，在交流電的傳輸中，變壓器起著決定作用。從電場發(fā)出的電能，要經(jīng)過很長的的輸電線路輸送給遠(yuǎn)方的用戶(如工廠、礦山、醫(yī)院、學(xué)佼、農(nóng)林牧業(yè)場所等)，為了減少輸電線路上的損耗，必須采用高壓或超高壓輸送，而目前一般發(fā)電廠發(fā)出的電

32、壓，由于受絕緣水平的限制，電壓不能太高，這就要經(jīng)過變壓器將電廠發(fā)出的電能電壓進(jìn)行升高送到電力網(wǎng)。對用戶來說，各種用電設(shè)備一般為低壓設(shè)備，這需要變壓器將電力網(wǎng)中的高電壓變成符合各種用戶電器設(shè)備要求的額定電壓。在一個電網(wǎng)中，許多發(fā)電廠和眾多的用戶聯(lián)在一起。分成主系統(tǒng)和若干分系統(tǒng)，各個分系統(tǒng)的電壓并不一定相同，而主系統(tǒng)必須是統(tǒng)一的一種電壓等級，這也需要各種規(guī)格和容量的變壓器來連接各個系統(tǒng)。在無線電通信和自動控制領(lǐng)域中，變壓器用作信號采集、檢測

33、；變換信號電壓、電流、頻率、相數(shù)；改變信號極性，變換信號波形，實現(xiàn)信號隔離，用作電路阻抗匹配、功率傳輸?shù)取?lt;/p><p><b>　　本論文的主要內(nèi)容</b></p><p>　　本文以220kV電力變壓器電磁計算為主要研究內(nèi)容，利用變壓器基本原理，把電磁計算過程一步步展開，合理地制定了性能參數(shù)和相應(yīng)的主要幾何尺寸。從而達(dá)到降低變壓器損耗,提高制造成本。</p

34、><p>　　本論文共分為五章，第一章為緒論，介紹本課題的目的和意義、國內(nèi)外電力變壓器的發(fā)展以及變壓器的分類。綜述了本論文所作的主要上作以及論文章節(jié)的安排。第二章從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，闡述分析了電力變壓器電磁計算的基本過程，以及對變壓器的性能參數(shù)進(jìn)行了計算，如短路阻抗、負(fù)載損耗、空載損耗、空載電流、溫升等的計算，使其最終的計算結(jié)果滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和使用部門的要求。</p><p><b>

35、　　變壓器電磁計算簡介</b></p><p>　　電力變壓器設(shè)計應(yīng)包括兩個階段，首先進(jìn)行電磁計算，然后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制產(chǎn)品生產(chǎn)圖紙。電磁計算的主要任務(wù)是確定變壓器的電磁負(fù)載和主要幾何尺寸，計算其性能參數(shù)和各個部分的溫升以及變壓器的重量等。電磁計算是整個產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)，是設(shè)計的關(guān)鍵部分，優(yōu)化設(shè)計的目的是在任務(wù)確定情況下，盡量使得各方面的性能得到最優(yōu)。本章分析了變壓器電磁設(shè)計手工計算流程，變壓器的電

36、磁計算應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書中所給定的技術(shù)參數(shù)來進(jìn)行，其結(jié)果首先必須滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定以及用戶的要求，同時還應(yīng)具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通常所說的“優(yōu)化設(shè)計”，就是以實現(xiàn)上述目標(biāo)為要求的。</p><p>　　電力變壓器電磁計算的一般程序</p><p>　　變壓器是一種靜止的電磁感應(yīng)設(shè)備，在其匝鏈于一個鐵芯上的兩個或者幾個繞組回路之間可以進(jìn)行電磁能量的交換與傳遞。本文以220

37、kV大型變壓器為對象進(jìn)行電磁計算研究。</p><p>　　通過電磁計算，可以確定變壓器產(chǎn)品的電、熱、機(jī)械等方面的基本參數(shù)，其電磁計算的一般程序如下：</p><p>　　(1) 確定硅鋼片品種、牌號及鐵芯結(jié)構(gòu)型式，計算鐵芯柱直徑，選定標(biāo)準(zhǔn)直徑，得出鐵芯柱和鐵軛截面積；</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&

38、gt;<p>　　(3) 計算低壓線圈匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，再重算鐵芯柱中的磁通密度及匝電勢，然后計算出高壓線圈的匝數(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)線圈結(jié)構(gòu)形式，確定導(dǎo)線規(guī)格，進(jìn)行線圈層數(shù)(段數(shù))、匝數(shù)的排列，計算線圈軸向高度及輻向尺寸；</p><p>　　(6

39、) 初算短路阻抗電抗分量值；</p><p>　　(7) 計算線圈負(fù)載損耗值，算出短路阻抗的有功分量，檢查短路阻抗是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，否則進(jìn)行調(diào)整；</p><p>　　(8) 計算空載性能及變壓器總損耗、各部分溫升、不合格時進(jìn)行調(diào)整；</p><p>　　(9) 計算變壓器重量及其它。</p><p>　　圖2-1電力變壓器計算的一般程序&

40、lt;/p><p>　　應(yīng)該指出，電力變壓器計算必須根據(jù)國家的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)政策和資源情況及制造和運行方面的要求，合理制定變壓器的性能數(shù)據(jù)和主要幾何尺寸。由于制造和運行的角度不同，對某些性能數(shù)據(jù)要求也有所不同。例如，從運行經(jīng)濟(jì)性考慮，要求變壓器的損耗低、效率高，但在給定的條件下，低損耗必然導(dǎo)致材料消耗和制造成本增加。所以在進(jìn)行變壓器計算時必須綜合考慮各方面因素，并進(jìn)行多種方案的比較，以便選取最佳方案。</p>

41、<p>　　變壓器的電磁的方案計算，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(chǔ)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(jì)技術(shù)指標(biāo)、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(jì)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(shè)計技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　本設(shè)計的基

42、本技術(shù)條件如下，其他技術(shù)性能指標(biāo)均應(yīng)滿足國家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。</p><p>　　額定容量： S=90000kVA</p><p>　　電壓組合： 220%/121/38.5 kV</p><p><b>　　聯(lián)結(jié)組標(biāo)號： </b></p><p>　　空載損耗： P=78.2 kW&l

43、t;/p><p>　　空載電流： I0.56%</p><p>　　負(fù)載損耗： P=316 kW </p><p>　　短路阻抗： Zd(G-Z)=12~14% , Z d(G-D)= 22~24%, Z d(Z-D)=7~9%</p><p>　　變壓器鐵心與線圈計算</p><p><

44、b>　　額定電壓電流計算</b></p><p>　　由于三相變壓器根據(jù)聯(lián)結(jié)組分別有Y接法(或YN接法)與△接法兩種類型，故分為兩種情況。</p><p><b>　　Y (YN)接法</b></p><p><b>　　(3—1)</b></p><p><b>　　(

45、3—2)</b></p><p><b>　　△接法</b></p><p><b>　　(3—3)</b></p><p>　　式中—額定線電壓，V；</p><p><b>　　—額定相電壓，V；</b></p><p>　　—額定容量，

46、kVA；</p><p><b>　　—額定線電流，A；</b></p><p><b>　　—額定相電流，A。</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

47、線圈為Y聯(lián)結(jié)：</b></p><p><b>　　=139720 V</b></p><p><b>　　=138140 V</b></p><p><b>　　=136550 V</b></p><p>　　=134960 V</p><p

48、><b>　　=133370 V</b></p><p><b>　　=131780 V</b></p><p><b>　　=130200 V</b></p><p><b>　　=128610 V</b></p><p><b>　　=

49、127020 V</b></p><p><b>　　=125430 V</b></p><p><b>　　=123850 V</b></p><p><b>　　=122260 V</b></p><p><b>　　=120670 V</b&g

50、t;</p><p><b>　　=119080 V</b></p><p><b>　　=117490 V</b></p><p><b>　　=115910 V</b></p><p><b>　　=114320 V</b></p>&l

51、t;p>　　二、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/=69860 V</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=385000 V</p><p><b>　　線圈電流</b><

52、;/p><p><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>　　==236.19A</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

53、流：</p><p><b>　　==429.43A</b></p><p><b>　　三、低壓線圈電流：</b></p><p>　　低壓線圈線電流： ==1349.65A</p><p>　　低壓線圈相電流： ==779.22A</p><p><b>　　電

54、磁路計算</b></p><p><b>　　鐵心計算</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(jì)特性，也關(guān)系到變壓器的運行特性。鐵芯直徑的大小，直接影響材料的用量、變壓器的體積及性能指標(biāo)。故選擇經(jīng)濟(jì)合理的鐵芯柱直徑是變壓器計算的重要內(nèi)容。硅鋼片重量和空載損耗隨鐵芯柱直徑的增大而增大，而線圈導(dǎo)線重量和負(fù)載損耗則隨鐵芯柱直徑的增大

55、而減小。合理的鐵芯直徑就是硅鋼片和導(dǎo)線材料用量比例適當(dāng)，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的的效果，故鐵芯直徑的大小，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)，鐵芯直徑與變壓器的容量的四分之一次方成正比的關(guān)系，但因為變壓器分單相、三相、雙繞組、三繞組等，故同樣容量的變壓器所消耗材料也不同，均以每柱容量作基礎(chǔ)進(jìn)行計算。</p><p><b>　　（3—4）</b></p><p&g

56、t;<b>　　（3—5）</b></p><p><b>　　一、硅鋼片的選用：</b></p><p>　　鐵心采用30QG120冷軋硅鋼片。在50 Hz﹑1.7 T 時，單位損耗為1.14W/kg。</p><p><b>　　鐵心直徑計算：</b></p><p>&l

57、t;b>　　kVA</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　式中—系數(shù)，與硅鋼片和導(dǎo)線的材質(zhì)性能有關(guān)。采用冷軋硅鋼片、銅導(dǎo)線時，取60~68，本實例取60；—變壓器每柱容量，kVA。</p><p>　　取840 mm ，取K=60。</p><p><b>　

58、　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0.96， 凈截面為</p><p>　　4821.11cm,角重=6358.8kg。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》續(xù)表1-1查得。</p><p><b>　　線圈匝數(shù)計算</

59、b></p><p>　　一、每匝電勢初選值： </p><p>　　==186.416 V/匝 （3—6）</p><p>　　式中 —初算的每匝電勢，伏/匝；</p><p>　　—初選的鐵芯柱磁密，T；</p><p>　　—鐵芯柱的有效截面積，m2。</p><p>

60、;　　二、低壓線圈匝數(shù)計算：</p><p>　　W3=206.527匝 取W3=207匝 （3—7）</p><p>　　三、每匝電勢準(zhǔn)確值： </p><p>　　== 185.99V/匝（3—8）</p><p><b>　　四、磁通密度：</b></p><p&

61、gt;　　T （3—9）</p><p>　　五、磁通： </p><p>　　=0.84 Wb （3—10）</p><p>　　六、中壓線圈匝數(shù)計算：</p><p>　　==375.6匝 取=375匝（3—11）</p><p>　　七、高壓線圈匝數(shù)計

62、算：</p><p>　　額定匝數(shù)：682.9匝 （3—12）</p><p><b>　　取=683 匝</b></p><p>　　調(diào)壓線圈匝數(shù)：=8.5 匝 （3—13）</p><p><b>　　取=8匝，9 匝</b></p><p>

63、<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><b>　?。?—14）</b></p><p>　　為各分接位置的標(biāo)準(zhǔn)相電壓（V）；</p><p>　　為各分接位置實際計算電壓（V）；</p><p>　　=（

64、為計算分接匝數(shù)）。</p><p>　　-0.056% 合格</p><p>　　0.033% 合格</p><p>　　-0.047% 合格</p><p>　　-0.039% 合格</p><p

65、>　　-0.031% 合格</p><p>　　0.053% 合格</p><p>　　-0.016% 合格</p><p>　　0.058% 合格</p><p>　　-0.009%

66、 合格</p><p>　　0.071% 合格</p><p>　　-0.005% 合格</p><p>　　0.075% 合格</p><p>　　0.011% 合格</p><

67、p>　　0.087% 合格</p><p>　　0.024% 合格</p><p>　　0.098% 合格</p><p>　　0.030% 合格</p><p><b>　　線段排列及計算&

68、lt;/b></p><p>　　為了減少調(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

69、>　　一、高壓基本線圈</b></p><p>　　⑴ 高壓基本線圈的匝數(shù)為683匝，采用糾結(jié)式，中部出線，24根撐條并用寬度50 的墊塊，每只高壓線圈的段數(shù)是6A+72E=78段</p><p><b>　?、?各段匝數(shù)8，6</b></p><p>　?、?各種線段總匝數(shù)： 66+728=683匝</p>&

70、lt;p>　　⑷ 導(dǎo)線規(guī)格：選用ZB-1.95，導(dǎo)線絕緣厚度為1.95 mm的紙包銅線，導(dǎo)線尺寸為（3.35×11.8）/（5.3×13.75），采用2根并聯(lián)，即‖2</p><p>　?、?線圈導(dǎo)線的面積：2×38.98=77.96 mm2</p><p>　?、?電流密度：3A/mm2</p><p>　?、?高壓線圈每匝平均

71、長度為2.998 m</p><p>　?、?高壓線圈導(dǎo)線總長度為2047 m</p><p>　?、?75℃時高壓線圈電阻為0.86 Ω</p><p>　　⑽ 三個線圈凈銅線總重量為6722.96 kg</p><p>　?、?三個線圈紙包銅線總重量為7764.1 kg</p><p>　?、懈邏壕€圈尺寸計算：&l

72、t;/p><p>　　正常線段輻向尺寸為：</p><p>　　A=2××5.3×1.05=99.2 mm （3—15）</p><p>　　加強(qiáng)線段輻向尺寸為：</p><p>　　A=2××5.3×1.05=76.1 mm+23.1 mm（墊條）=99.2mm <

73、;/p><p>　　高壓線圈軸向尺寸： </p><p>　　1072.5 導(dǎo)線高度</p><p>　　+ 308 油道高度</p><p><b>　　1380.5 </b></p><p>　　- 30.5

74、 壓縮系數(shù)（10%）</p><p><b>　　1350 </b></p><p>　　+ 26 靜電板和油道高度</p><p><b>　　11376 </b></p><p>　　+ 120 繞

75、組到壓板 </p><p>　　120 上鐵軛絕緣距離</p><p>　　80 下鐵軛絕緣距離</p><p>　　50 壓板厚度</p><p>　　1746 鐵窗高度</p><p><b>　　二、中壓線

76、圈</b></p><p>　?、?中壓線圈匝數(shù)為375匝</p><p>　　⑵ 連續(xù)式線圈，24根撐條并用40m 寬墊塊，線段數(shù)4M+72N=76段</p><p>　?、?每個線段匝數(shù)為，</p><p>　?、?每種線段總匝數(shù)為×4+×72=375匝</p><p>　?、?導(dǎo)線

77、規(guī)格ZB-1.35 ，導(dǎo)線絕緣厚度為1.35 mm的紙包銅線，導(dǎo)線尺寸為（2.8×13.2）/（4.15×14.55） ，采用4根導(dǎo)線并聯(lián)，即‖</p><p>　?、?導(dǎo)線總截面積為4×36.41=145.64 mm2</p><p>　　⑺ 電流密度為2.9A/mm2</p><p>　?、?中壓線圈每匝平均長度為3.686 m&l

78、t;/p><p>　?、?中壓線圈導(dǎo)線總長度為138.25m</p><p>　　⑽ 75℃時中壓線圈電阻為0.19 Ω</p><p>　?、?三個線圈凈銅線總重為5375 kg</p><p>　?、?三個紙包銅線總重為5987.8 kg</p><p>　?、?中壓線圈尺寸計算：</p><p&g

79、t;　　正常線段輻向尺寸為：</p><p>　　A=4××4.15×1.03=84.8 mm</p><p>　　加強(qiáng)線段輻向尺寸為：</p><p>　　A=4××4.15×1.03=42.8 mm+42 mm（墊條）=84.8 mm</p><p>　　中壓線圈軸向尺寸：

80、 </p><p>　　1105.8 導(dǎo)線高度</p><p>　　+ 300 油道高度</p><p><b>　　1405.8</b></p><p>　　- 30 壓縮系數(shù)（10%）</p><p><b&

81、gt;　　1376 </b></p><p>　　+ 120 繞組到壓板 </p><p>　　120 上鐵軛絕緣距離</p><p>　　80 下鐵軛絕緣距離</p><p>　　50 壓板厚度</p>

82、<p>　　1746 鐵窗高度</p><p><b>　　三、低壓線圈</b></p><p>　　⑴ 低壓線圈匝數(shù)為207匝</p><p>　　⑵ 連續(xù)式線圈，24根撐條并用寬度為30 mm寬的墊塊</p><p>　?、?導(dǎo)線規(guī)格ZB-0.45，導(dǎo)線絕緣厚度為0.45厚的紙包銅

83、線，導(dǎo)線尺</p><p>　　寸為（4×16）/（4.45×16.45），采用4根導(dǎo)線并聯(lián)，即‖4</p><p>　?、?導(dǎo)線總截面積為63.14×4=252.56 mm2</p><p>　　⑸ 導(dǎo)線電流密度為3.1 A/mm2 </p><p>　　⑹ 低壓線圈導(dǎo)線平均匝長為2.99 m</p>

84、;<p>　?、?低壓線圈導(dǎo)線總長度為602.6 m</p><p>　?、?75℃時中低壓線圈電阻為0.051 Ω</p><p>　?、?低壓線圈三相導(dǎo)線凈銅線總重為4188.3 kg</p><p>　?、?低壓線圈三相導(dǎo)線紙包銅線總重為4281.5 kg</p><p>　?、?低壓線圈尺寸計算</p>&

85、lt;p>　　正常線圈輻向尺寸為：</p><p>　　A==54.2mm </p><p>　　加強(qiáng)線段輻向尺寸為：</p><p>　　A=4××4.45×1.03=49.7 mm+4.5 mm（墊條）=54.2 mm</p><p>　　低壓線圈軸向尺寸： </p><p>

86、　　1151.5 導(dǎo)線總高度</p><p>　　+ 241.5 油道高度</p><p><b>　　1393</b></p><p>　　- 17 壓縮系數(shù)（7%）</p><p><b>　　1376 <

87、;/b></p><p>　　+ 120 繞組到壓板 </p><p>　　120 上鐵軛絕緣距離</p><p>　　80 下鐵軛絕緣距離</p><p>　　50 壓板厚度</p><p>　　1

88、746 鐵窗高度</p><p>　　四、調(diào)壓線圈 </p><p><b>　　調(diào)壓線圈尺寸計算</b></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><

89、;p>　　⑴ 調(diào)壓線圈匝數(shù)：8，9匝，串聯(lián)后調(diào)壓線圈匝數(shù)為136匝</p><p>　?、?雙螺旋不換位，24根撐條，寬度為50 mm墊塊，線圈段數(shù)16段</p><p>　?、?導(dǎo)線規(guī)格：導(dǎo)線采用ZB-1.95，絕緣厚度為1.95 mm的紙包銅線，導(dǎo)線尺寸為（3.35×11.8）/（5.3×13.75），采用2根并聯(lián)，即‖2</p><p&g

90、t;　　線圈導(dǎo)線截面積：2×38.98=77.96 mm2</p><p>　　電流密度，最大分接時為2.8 A/mm2；額定分接時為0；最小分</p><p>　　接時為3.4 A/mm2</p><p>　　調(diào)壓線圈每匝平均長度5.46 m</p><p>　　調(diào)壓線圈導(dǎo)線總長743.04 m</p><p&

91、gt;　　75℃時調(diào)壓線圈導(dǎo)線串聯(lián)電阻0.19 Ω</p><p>　　調(diào)壓線圈凈銅線總重：1546.6 kg</p><p>　　調(diào)壓線圈紙包銅線總重：1786.24 kg</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:</p><p>　　A=

92、2×2×3.35×1.05=14.07 m（3—16）</p><p>　　調(diào)壓線圈的軸向尺寸：</p><p>　?。?6+2）×13.75= 247.5 導(dǎo)線高度</p><p>　　+ （16+1）×66 = 1139 油道高度</p>

93、;<p><b>　　1386.5</b></p><p>　　- 10.5 壓縮系數(shù)</p><p>　　1376 調(diào)壓線圈電抗高度</p><p><b>　　線圈絕緣半徑計算</b></p><p&

94、gt;<b>　　線圈絕緣半徑</b></p><p>　　鐵心柱直徑為：840 mm；</p><p>　　R 420 鐵芯柱半徑</p><p>　　+ 30 筒和撐條總厚度</p><p>　　450 低壓線圈內(nèi)半徑（）</p>&

95、lt;p>　　+ 54.2 低壓線圈輻向厚度（）</p><p>　　504.2 低壓線圈外半徑</p><p>　　+ 40 主空道厚度（）</p><p>　　544.2 中壓線圈內(nèi)半徑（） </p><p>　　+ 84.8

96、 中壓線圈輻向厚度（）</p><p>　　629 中壓線圈外半徑</p><p>　　+ 74 主空道厚度（）</p><p>　　703 高壓線圈內(nèi)半徑（）</p><p>　　+ 99.2 高壓線圈輻向厚度（）</p>

97、<p>　　802.2 高壓線圈外半徑</p><p>　　+ 40 紙筒和撐條厚度</p><p>　　842.2 調(diào)壓線圈內(nèi)半徑</p><p>　　+ 14.7 調(diào)壓線圈輻向厚度</p><p>　　856.9 調(diào)壓線圈

98、外半徑</p><p><b>　　2 </b></p><p>　　1713.8 線圈總外徑</p><p>　　+ 80 相間絕緣距離</p><p>　　1793.8 相間鐵芯柱中心線距離</p><p>　　短路阻抗與負(fù)載損耗

99、計算</p><p><b>　　短路阻抗計算</b></p><p>　　短路阻抗與負(fù)載損耗計算短路阻抗是變壓器很重要的性能指標(biāo)，其出廠時實測值與規(guī)定值之間的偏差要求很嚴(yán)。變壓器的短路阻抗的百分值，通常由電抗分量與電阻分量組成[6]，具有以下關(guān)系</p><p><b>　　(4—1)</b></p>&l

100、t;p>　　—電抗分量，由漏磁通所決定的變壓器的漏電抗，在中占據(jù)主要部分，可按下式計算</p><p><b>　　(4—2)</b></p><p>　　式中—頻率，Hz ；</p><p><b>　　—額定電流，A；</b></p><p>　　W—主分接時的總匝數(shù)(、W為同一側(cè)數(shù)據(jù))；

101、</p><p>　　—等值漏磁空道面積，cm2；</p><p>　　—每匝電勢，伏/匝；</p><p><b>　　—洛氏系數(shù)；</b></p><p>　　—兩個繞組的平均電抗高度，mm。</p><p>　　—電阻分量，由變壓器繞組的電阻決定，可以按下式計算</p><

102、;p><b>　　(4—3)</b></p><p>　　式中—變壓器的負(fù)載損耗(對應(yīng)于某個參考溫度值)，W；</p><p>　　—變壓器的額定容量，kVA.。</p><p>　　對于大型變壓器，短路阻抗值主要取決于短路電抗，所以短路阻抗的計算實際上歸結(jié)為短路電抗的計算。</p><p>　　圖2-2繞組尺寸及

103、漏磁分布</p><p><b>　　線圈平均電抗高度：</b></p><p>　　136.3 cm </p><p><b>　　136.3 cm</b></p><p><b>　　137.6 cm</b></p><p>&

104、lt;b>　　漏磁總寬度：</b></p><p><b>　　mm cm </b></p><p><b>　　mm cm</b></p><p><b>　　mm cm</b></p><p><b>　　漏磁空道總面積：</b>

105、;</p><p>　　= ++7.466.6=907.51 cm2</p><p>　　++19.8866.36=1654.3 cm2</p><p>　　++452.42=458.2cm2</p><p><b>　　洛氏系數(shù)：</b></p><p>　　查《電力變壓器計算》表6.2得&l

106、t;/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>　　短路阻抗的電抗分量：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　短路阻抗的電阻分量：</p><p>　　% &

107、lt;/p><p>　　式中，為高壓-低壓運行時的負(fù)載損耗（W）</p><p><b>　　%</b></p><p>　　式中，為高壓-中壓運行時的負(fù)載損耗（W）</p><p><b>　　%</b></p><p>　　式中，為中壓-低壓運行時的負(fù)載損耗（W）</p

108、><p><b>　　短路阻抗百分值：</b></p><p>　　% </p><p>　?。?biāo)準(zhǔn)植 12-14%） 合格</p><p><b>　　% </b></p><p>　?。?biāo)準(zhǔn)植 22-24%） 合格</p><p&g

109、t;<b>　　% </b></p><p>　?。?biāo)準(zhǔn)植 7-9% ） 合格</p><p><b>　　負(fù)載損耗計算</b></p><p><b>　　電阻損耗</b></p><p><b>　　(4—4)</b></p>&l

110、t;p><b>　　高壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　中壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　低壓線圈：</b><

111、/p><p><b>　　kW</b></p><p>　　式中，為相數(shù)；﹑﹑為額定相電流,A。</p><p><b>　　渦流損耗</b></p><p><b>　　(4—5)</b></p><p>　　為被計算繞組渦流損耗百分?jǐn)?shù)（%）；</p

112、><p><b>　　m為輻向?qū)Ь€根數(shù)；</b></p><p><b>　　n為段數(shù)；</b></p><p><b>　　a為導(dǎo)線寬度；</b></p><p>　　S為每根導(dǎo)線截面積（mm2）</p><p><b>　　為洛氏系數(shù)；<

113、/b></p><p>　　為該繞組的洛氏系數(shù)。</p><p><b>　　高壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　中壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b>

114、;</p><p><b>　　低壓線圈：</b></p><p><b>　　kW</b></p><p><b>　　引線損耗</b></p><p><b>　　(4—6)</b></p><p>　　高壓引線采用50銅電纜，

115、每相長度約為6.5 m，則：</p><p>　　=0.02135×=0.00277 Ω</p><p>　　=3××0.00277=0.46 kW</p><p>　　中壓線圈引線采用50銅電纜，每相長度約為4.5 m，則：</p><p>　　=0.02135×=0.00192 Ω</p>

116、;<p>　　=4××0.00192=1.06 kW</p><p>　　低壓線圈引線采用95，每相長度約為4 m ，則：</p><p>　　=0.02135×=0.00089 Ω</p><p>　　=3××0.00089=1.64 kW</p><p><b>　

117、　雜散損耗</b></p><p>　　散損耗是漏磁通在穿過鋼結(jié)構(gòu)件時產(chǎn)生的一部分損耗，它的大小與漏磁場分布強(qiáng)弱、金屬構(gòu)件的形狀、尺寸、布置位置等有關(guān)，要準(zhǔn)確計算它是非常困難的，對雜散損耗一般采用經(jīng)驗公式近似計算。</p><p><b>　　(4—7)</b></p><p>　　式中—各繞組的容量，kVA；</p>

118、<p><b>　　高壓-中壓運行時：</b></p><p><b>　　=21.24kW</b></p><p><b>　　高壓-低壓運行時：</b></p><p><b>　　=36.9kW</b></p><p><b>

119、　　中壓-低壓運行時：</b></p><p><b>　　=10.96kW</b></p><p><b>　　負(fù)載損耗</b></p><p>　　變壓器的負(fù)載損耗，是在短路試驗的狀態(tài)下，測得的一對線圈的損耗。對于三線圈變壓器而言，也應(yīng)分別計算各對線圈的負(fù)載損耗，即計算“外—中”、“中—內(nèi)”、“外—內(nèi)”等三

120、種情況下的負(fù)載損耗，并均折算到一較小容量時的損耗數(shù)值。。</p><p>　　負(fù)載損耗可按下式計算：</p><p><b>　　(4—8)</b></p><p>　　式中—被計算的一對線圈的導(dǎo)線電阻損耗之和，kW；</p><p>　　—被計算的一對線圈的附加損耗之和，kW；</p><p>

121、　　—被計算的一對線圈的引線損耗之和，kW；</p><p>　　—被計算的一對線圈運行時的雜散損耗之和，kW。</p><p><b>　　高壓-中壓運行時：</b></p><p>　　291.71kW <316 kW 合格</p><p><b>　　高壓-低壓運行時：</b></

122、p><p>　　312kW <316 kW 合格</p><p><b>　　中壓-低壓運行時：</b></p><p>　　247.31kW <316 kW合格</p><p><b>　　溫升計算</b></p><p>　　變壓器在運行時，鐵芯、線圈和鋼結(jié)構(gòu)件中

123、均要產(chǎn)生損耗。這些損耗將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃肯蛲獍l(fā)散，從而引起變壓器發(fā)熱和溫度升高。</p><p>　　線圈與周圍介質(zhì)（空氣或水）之間的溫差，為線圈和油之間的溫差及油和空氣（或水）間的溫差之和。因此，計算線圈對周圍介質(zhì)的平均溫升時，一般先計算線圈表面對油的平均溫升，然后再計算油對周圍介質(zhì)的平均溫升，二者之和不應(yīng)超過線圈的溫升限值。</p><p><b>　　線圈對油溫升計算</b

124、></p><p>　　(1) 線圈表面單位熱負(fù)荷計算</p><p><b>　　(5—1)</b></p><p>　　式中—系數(shù)，與材質(zhì)溫度有關(guān)；時：鋁導(dǎo)線=36.8；銅導(dǎo)線=22.1；</p><p>　　—繞組每餅的匝數(shù)。分?jǐn)?shù)匝連續(xù)式及糾結(jié)式繞組應(yīng)進(jìn)為整數(shù)，螺旋式繞組=1；</p><

125、p><b>　　—繞組中電流，A；</b></p><p>　　—導(dǎo)線中的電流密度，A/mm2</p><p>　　—繞組匝絕緣修正系數(shù)，當(dāng)時，K2=1；當(dāng) 時，，其中a為裸導(dǎo)線厚度，mm；a1為帶匝絕緣導(dǎo)線厚度，mm；</p><p>　　—導(dǎo)線中總的附加損耗百分?jǐn)?shù)()；</p><p><b>　　—

126、線餅的遮蓋系數(shù)；</b></p><p>　　— 線餅的周長，mm；單半螺旋式：l=2(na1+b1)；雙半螺旋(兩螺旋之間放有紙圈或1.5mm厚的墊塊)：l=2na1+4b1；單螺旋、連續(xù)式及糾結(jié)式：l=2(na1+b1)，當(dāng)內(nèi)側(cè)墊有紙條時，l=2na1+b1；雙螺旋式：l=4(na1+b1)；包有附加絕緣導(dǎo)線的線段：l=2(na1+b1+4c)。在以上各式中，n為線餅中沿輻向?qū)Ь€并聯(lián)總根數(shù)；、為絕

127、緣導(dǎo)線的厚度及寬度，mm；c為線餅附加絕緣每邊厚度，mm；</p><p>　　(2) 正常線段導(dǎo)線雜絕緣厚度的校正溫升</p><p><b>　　(5—2)</b></p><p>　　(3) 線圈對空氣的平均溫升計算</p><p><b>　　(5—3)</b></p><

128、;p>　　式中，為校正溫度（），由《電力變壓器計算》圖8.12查得。</p><p><b>　　高壓線圈</b></p><p>　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有載調(diào)壓變壓器的高壓線圈表面單位熱負(fù)荷按其在-10%的分接位置計算。</p><p>　　在-10%分接位置時：</p><p>　　=3.4，=236.19A

129、</p><p><b>　　W/m2</b></p><p>　　正常線段導(dǎo)線雜絕緣厚度的校正溫升</p><p>　　0.00305（1.95-0.45）994.5=3.3 K</p><p>　　線段油道寬度得校正溫升</p><p>　　6994.5/1550=3.8K</p>

130、<p><b>　　線圈對油的溫升</b></p><p><b>　　27 K</b></p><p><b>　　中壓線圈</b></p><p>　　中壓線圈表面單位熱負(fù)荷：</p><p><b>　　=W/m2</b></p&