电力变压器设计方案

1 2 电力变压器设计方案 题背景 电力变压器是电力系统中的重要设备之一。随着我国社会主义现代化建设的发展电力系统作为先行工业，近年来已经得到了长足的发展，特别是随着电力网向超高压、大容量方向的发展，对电力变压器提出了更高的要求。当前我国已生产了 500750高压电力变压器： 2005 年全国变压器年产量已达到 5 亿。我国在变压器的理论研究和生产实践方面取得了可喜的成就 1。 随着国民经济建设的发展，特别是随着电力工业的大规模发展而不断发展。电力变压器单台容量和安装容量迅速增长，电压等级也相继提 高。50 年代发展到 110； 60 年代发展到 220； 70 年代发展到 33080 年代已发展到 500电力变压器。建国前我国只能生产单台容量为 300小型配电变压器，建国后 50 年代中期已能仿制 31500压等级已发展到 11060 年代初我国由仿制阶段过渡到自行设计和制造阶段， 60 年代中期已发展到制造 220120000力变压器。到 60 年代末期，电力变压器的容量已经发展到 2600000 年代初期已达到生产 330、 360000力变压器 的水平 (我国西北地区的刘关线 330统中所用的升、降压电力变压器、联络用自耦变压器，全部为国内产品 )，到 80 年代国内变压器的最高电压等级为500大容量为 4000001995 年制造出了容量为 450000力变压器，本世纪初我国已能够生产 74000电力变压器和90000自耦变压器。近年来随着我国经济建设的不断发展，电网的电压等级不断提高， 2005 年 9 月西北 750路已经投入运行，线路中的变压器、电抗器等主要设备均为国内生产。现在我国正在进行交流1000流 800电线路的研究与输变电设备的研制工作，在不久的将来我国的输电网络将会以交流 1000流 800为主要框架，使我国的输变电技术走在世界的前列 2。 问题的提出及研究的意义 变压器的电磁计算是整个变压器设计和制造的基础，电磁计算的内容包括变压器的整体外形尺寸、性能表现、附件的选取、成本的估计等各方面。在设计的过程中，如何对铁心直径、导线规格、线圈尺寸等各方面进行局部调整从而使变压器在成本上不是大幅度增加的情况下，整体性能达到一个最佳的表现，则是电磁计算中的重点和难点。现在我国 电网建设的 3 力度正在逐步加大，对高性能的大型变压器的需求量还是很大的，如何快、好、省的发展电力事业，就更需要我们更加深入的研究变压器的电磁计算。 变压器的总损耗是由空载损耗（铁损）和负载损耗（铜耗）这样两部分所组成的。空载损耗是不随负载大小而变化的，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化，在运行中基本上可以认为是一个不变化的值。因此，在总损耗的功率中尽管空载损耗仅占 1/6 左右，但从一昼夜的电能损失来看，它所占的比例却并不算小，尤其是一些低负载率的变压器，空载损耗的影响就更加突出。因此 ，降低空载损耗对节省运行中的能量损耗具有很大意义，在国外，对降低空载损耗是非常重视的，在衡量 1损耗价格时，不仅要考虑电价，还要考虑为此所增加的输变电设备的投资费用，以及火电厂为此多发电而给环境保护所带来的影响和环保治理所增加的费用等。另外随着硅钢片材料的进步，其单位重量的损耗正不断降低，在加上工艺加装和结构的改进，也使得附加损耗系数不断降低。所有这些都使得降低空载损耗既有必要又有了可能。所谓“低损耗变压器”，实质上主要是通过降低空载损耗来达到降低总电能的目的 3。 本文研究的内容 本论文对目前电 力网中使用的 5力变压器进行了电磁方案计算，计算出了该变压器的各项技术指标及各部分的几何尺寸，计算结果 满足国家标准规定值。 计算电力变压器的一般程序是： 1确定硅钢片的型号及铁心结构形式，计算铁心柱直径，得出铁心柱和铁轭截面积 2根据硅钢片型号，初选铁心柱中的磁通密度，计算每匝电势。 3初算低压绕组匝数，估算高压绕组匝数 4确定导线规格，进行绕组段数，匝数的排列，计算绕组轴向高度和辐向尺寸 5计算短路阻抗 6计算负载损耗 7计算绕组导线对油的温差 8计算空载 性能 9计算变压器重量 在进行 5力变压器电磁方案计算的同时，本文还对降低变压器的空载损耗进行了讨论。 4 第 2章 变压器设计 压器的基本原理 1电磁感应定律 设磁场中有一 N 匝的线圈，当线圈交链的磁通 发生变化时，线圈中就会产生感应电动势 4。如果感应电动势假定方向与交链的磁通的正方向符合右手螺旋定则，则感应的电动势 (2式中 ： V； 线圈中磁通的变化， 磁力线变化所需的时间 2 磁感应强度（磁通密度） 磁感应强度为通过垂直单位面积的磁力线数，它是用来衡量磁力线数的强弱的，其中算式可以表示为 (2式中 ： B T 3 磁路的基尔霍夫第一定律和第二定律 基尔霍夫第一定律为流入节点的电流等于流出节点的电流；第二定律为在闭合回路中电位升之和等于电位降之和，这是电路的定律。由于磁与电有相似的规律，故基尔霍夫定律在磁路中同样适用。设 为磁路中的磁通，用欧姆定律则有 (2在同一磁路上有几个线圈就产生几个磁动势，磁通决定于磁动势的总和，即合成磁动势。应用基尔霍夫定律，当有两个磁动势时，合成磁动势为 210 (2同理，电路上的串并联也可以应用到磁路中。 4楞次定律 5 线圈中感应电动势的方向总是企图使它产生感应电动势产生的新磁通反抗原有磁通的变化，表达式为 (2压器的特点 变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应作用将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。变压器是电力系统中重要的电气设备。 变压器中最主要的部件是铁芯和绕组，它们构成了变压器的器身。 变压器的铁芯既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁芯由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。按照铁芯的结构，变压器可分成心式和壳式两种。心式结构的心柱被绕组所包围，壳式结构则是铁芯包围绕组的顶面、底面和侧面。心 式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器的机械强度较好，常用于低压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。 绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成；其中输入电能的绕组称为一次绕组（或原绕组），输出电能的绕组称为二次绕组（或副绕组），它们通常套装在同一个心柱上。一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组可分为同心式和交迭式两类。同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心 柱上，交迭式的高、低绕组沿心柱高度方向互相交迭地放置。同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。交迭式绕组用于特种变压器中 5。 从变压器技术的发展趋势来看，我国生产 500变压器已经成熟，今后 750变压器的装备将继续增长，特高压变压器的研究和应用将进一步加强。对于 3500力变压器，下一步的发展重点是进一步降低损耗。现在的“ 9”、“ 10”型 3500品，从节约能源、产品总费用最低的观点来看，其损耗仍然偏大。国外国际招标的这一范围的变压器，其损耗低于“ 9”型标准。我国加入世贸组织，变压器的招标国际规范化，损耗将折入投标总价，势必将向更低损耗方向发展。 1、从提高变压器强度观点出发，电流密度低，绕组短路应力也低，所以降低损耗是提高变压器抗短路能力的直接的有效措施； 2、向免 (少 )维护、高可靠方向发展。这就要求产品有低的局部放电，牢固的运输定位，无渗漏，有效的漏磁控制技术，足够的抗短路能力，铁芯不发生多点接地，油质保护措施以及焊死油箱等； 6 3、大城市高负荷密度特殊重要场所的降压变压器将无油化； 4、开发 220绕组变压器和自耦变压器高阻抗产品。此类产品往往 在高 中阻抗适当增大的同时，要求低压侧短路电流不超过某限值，因而高 低阻抗往往要达到 40%50%甚更高； 5、适当提高阻抗电压，以降低短路电流； 6、开发研究低损耗、低噪声、低温升型产品； 7、标准问题。上述许多都涉及这类产品的标准 (主要是性能标准 )。随电网建设，特别是城网的发展需要，标准也要适时扩展。 长期以来，在我国变压器行业中，由于在结构设计方面缺乏先进的手段，各生产厂家只能沿用经过多年实践检验过的结构类型，对产品结构改进态度特别慎重，变压器结构型式多年不变，科技人员的创造思维被抑制。在科学技术飞速 发展的今天，在产品竞争激烈的市场经济条件下，如果不能吸取最新科研成果，不断更新换代产品，企业将无生命力可言 5。 压器的注意事项 1确定硅钢片品种、牌号及铁芯结构型式，计算铁芯柱直径，选定标准直径，得出铁芯柱和铁轭截面积。铁芯采用 3 级步进搭接，目的是使铁芯片与铁芯片之间的空气间隙小，减少漏磁损耗。 2根据硅钢片牌号，初选铁芯柱中的磁通密度，计算每匝电势。 3 初算低压线圈匝数，凑成整数匝，根据整数匝再重算铁芯柱中的磁通密度及每匝电势，再算出高压线圈匝数。 4根据变压器额定容量及电压等级，确定变压器 的主、纵绝缘结构。 5 根据线圈结构型式，确定导线规格，进行线圈层数、匝数的排列，计算线圈轴向高度及辐向尺寸。 6初算阻抗电压无功分量 (，大容量变压器的准值相接近；小型变压器的值 7计算线圈负载损耗、空载损耗， 算出阻抗电压的有功分量 (检查阻抗电压是否符合标准规定值，若不符合时应调整达到标准规定值范围。降低空载损耗方法。 8计算线圈导线对油的温差，不合格时，可调整导线规格，或调整线段数及每段匝数的分配，当超过规定值过大时，则需要变更铁芯柱直径。 9计算空载性能及变压器总损耗，计算油温升，当油温升过高或过低时，应调整冷却装置的数目。 10计算变压器重量。 7 应该指出，电力变压器计算必须根据国家经济、技 术政策和资源情况以及制造和运行方面的要求，合理地制定变压器的性能参数数据，确定变压器相应的主要几何尺寸、电磁负载和电、热、机械方面的性能数据来满足使用部门要求。要有良好的工艺性，使其制造简单，产品的价格应便宜，由于制造和运行的角度不同，对某些性能数据的要求也往往有所不同。在进行变压器计算时必须综合考虑各方面因素，并进行电磁计算结果总结。 8 第 3章 变压器电磁计算及空载损耗的分析 压器电磁计算 电磁计算是电力变压器设计的核心部分。电力变压器的设计计算首先要满足有关的国家标准、行业标准的要求，同时还要符合特定的生产合 同要求。变压器设计的任务就是根据上述的技术规范，确定变压器电磁负荷、几何尺寸和电、热、机械等方面的性能参数，以满足使用部门的要求。 所设计的电力变压器技术参数如下： 1 额定容量 错误 !未找到引用源。 ： 25000 高压侧线电压 ： 35 4 压侧线电压： 联接组号： YN,4 变压器相数： 3 相 5 额定频率 f： 50冷却方式：油浸自冷式 7 空载损耗0P： 错误 !未找到引用源。 负载损耗 空载电流0I： 10 短路阻抗 11 铁心材料： 3002. 导线材料：高压 错误 !未找到引用源。 , 高压分接线， 低 压 , 未找到引用源。 定电压和电流 1. 电压、电流及匝数的计算是在假定变压器无电阻、无漏磁、无铁耗的情况下进行的，因为这些问题对计算结果影响很小。 2高压线圈为“ Y”接线时，其各级分接的线电压分别为 11 3 5 0 0 0 1 . 1 3 8 5 0 0 ；12 3 5 0 0 0 1 . 0 7 5 3 7 6 2 5 ； 13 3 5 0 0 0 1 . 0 5 3 6 7 5 0L ；14 3 5 0 0 0 1 . 0 2 5 3 5 8 7 0L ； 15 3 5 0 0 0 1 . 0 3 5 0 0 0L ；16 3 5 0 0 0 0 . 9 7 5 3 4 1 3 0L ； 17 3 5 0 0 0 0 . 9 5 3 3 2 5 0 ；18 5 0 0 0 0 . 9 2 5 3 2 3 7 5 ； 19 3 5 0 0 0 0 . 9 3 1 5 0 0L ； 9 相电压为线电压的 1/ 3 ，11 2 2 2 2 8 V；12 2 1 7 2 3 ； 13 2 1 2 1 8 ；14 2 0 7 1 0 ；15 2 0 2 0 7 ； 16 1 9 7 0 5 ；17 1 9 1 9 7 ；18 1 8 6 9 2 ； 19 1 8 1 8 7 3. 低压线圈“ d”接，22 10500 V4. 高压线圈“ Y”接，线、相电流相等，即 3311151 0 2 5 0 0 0 1 0 4 1 2 . 43 3 3 5 0 0 0 d”接， 33221 0 2 5 0 0 0 1 0 1 3 7 4 . 73 3 1 0 5 0 0L ； 22/ 3 7 9 3 . 7 A心的确定 一、铁心直径的确定 铁心直径的大小直接影响材料用量，变压器体积和性能等经济指标，硅钢片重和空载损耗随铁心直径增大而增大，而线圈导线重和负载损耗随铁心直径增大而减小。 根据简化公式 4 S计算铁心直径 其中 : 误 !未找到引用源。 ,取 60 25000 833333S K V A 44 6 0 8 3 3 3 5 7 3 . 2 6 S m m 所以铁心直径取 D=570二、铁心截面的确定 1 铁心的级数的确定 铁心柱截面为一多阶梯形，外形接近于一个圆。这个阶梯形的级数越多，有效截面越大，但制造工时也越多。根据材料供应情况和制造工艺水平，尽力增加铁心柱级数。 2 叠片系数 叠片系数是由硅钢片的标准厚度、破浪性、绝缘膜厚度及铁心夹紧程度而定。一般主要根据波浪性来确定叠片系数，因为其他因素变化不大。直径取 570叠片系数取 2 2 7 4 . 8 2 / 0 . 9 6 0 . 9 7 2 2 9 8 . 5 1cA c m 10 圈匝数的计算 1每匝电势按电磁感应定律得 55 14 . 4 4 1 0 2 2 2 1 0 ( )450m c cU f W W B A W B A V /450 W伏 /匝 2 初选每匝电势未找到引用源。 取铁心中磁通密度 21 . 8 , 2 2 9 8 . 5 1 A c m所以每匝电动势为： 1 8 2 2 9 8 . 5 1 9 1 . 9450伏 /匝 其中： T 误 !未找到引用源。 c 错误 !未找到引用源。 3 低压线圈匝数 2 10500 1 1 4 . 2 59 1 . 9W 匝，取 114 匝 每匝电势实际值 10500 9 2 . 1 0 5114伏 /匝 4 磁通密度实际值 450 4 5 0 9 2 . 1 1 8 . 0 32 2 9 8 . 5 1tc 5 高压线圈匝数 因为高压线圈的分接范围为 3 5 0 0 0 4 2 V ，相 电 压 匝 数 。 相电压 =1 1 1 2 510 V， 匝数=510/ 5 匝和 6 匝两种。实际 压为 5 4 6 0 6 5 5 2 接电压比较核 19 % 1 8 1 8 7 . 1 / 9 2 . 1 1 9 7 . 4 1 9 7 1 9 7 9 2 . 1 1 8 1 4 3 . 7 匝 数 匝 ，误差 1 8 1 4 3 . 7 1 8 1 8 7 . 1 1 0 0 % 0 . 2 3 %1 8 1 8 7 . 1 11 数 =203 匝，实际电压 =差 =数 =208 匝，实际电压 =19156V 误差 =数 =214 匝，实际电压 =差 =额定匝数 =219 匝，实际电压 =差 =+数 =225 匝，实际电压 =差 =+5%匝数 =230 匝，实际电 压 =差 =+数 =236 匝，实际电压 =差 =+10%匝数 =241 匝，实际电压 =差 =误差 即 5%匝数 =208 匝，实际电压 =19156V 误差 =圈形式及排列 1. 线圈高度的估计 线圈物理高度 电抗高度 124 ( 2 4 ) ,1 0 4 0N N tx z kt z D k DH a u m =47 9 4 1 1 4 5 7 0 1 . 8 5 5 7 0( 2 7 2 8 4 )9 2 . 1 8 1 0 4 0 =918. 高压线圈采用连续式，低压线圈采用单半螺旋式绕线方式 3. 线圈撑条数为 16 4. 高压线圈的段数及每段匝数的确定 高压线圈最小分接匝数为 197，当每段匝数为 2、 3、 4 时，197/2=100； 197/3=68； 197/4=52 取 68 段，每段 3匝，总匝数为 68 3=204，多了 7 匝，故可将 68 段中 7 段取 2匝，即得出实际匝数 E 61 3 183 G 7 2 14 12 合计 68 197 线的选择 8段 67个油道，油道总高度为 67 3+30=231 导线总高度为 91887 每根导线高 687/68=导线高度为 线高度为 . 导线宽度 a 的选择 电流密度取 ， A= b=找表格 a= 截面积最接近，采用 8 根并绕的绕线方式， 2 0 ，匝绝缘为 导线带绝缘 =线总高度 =68 道总高度 =231 线圈高度 =31=. 低压线圈导线的选择 油道 =64 3=192 线高 =473 根导线带绝缘高度为 647/118=去掉绝缘为 b=. 导线宽度 2 794 2 5 1 . 33 . 1 6 2 23 /A m m ， b=找表格 a=用 24 根并绕的绕线方式 2 圈辐向尺寸计算 1. 低压线圈 导线厚度 ，加绝缘为 向厚度 =24 1=63. 高压线圈 导线厚度 ，加绝缘为 向厚 度 =8 3 1. 高压调压线圈 导线厚度 ，加绝缘为 向厚度 =2=1213 缘半径计算 主绝缘距离是根据试验数据和制造经验确定的。 1 3 12 312 1 1 2 8 5 3 1 2 3 0 0R R C m m 2322 3 2 633 0 0 3 3 1 . 522 33 2 1 3 0 0 6 3 3 6 3R R B m m 443 3 6 3 3 7 . 5 4 0 0 . 5R R A 3 4 3 3 6 3 1 8 . 7 5 3 8 1 . 7 52 m m 4524 5 4 614 0 0 . 5 4 3 122 m m 55 4 2 4 0 0 . 5 6 1 4 6 1 . 5R R B m m 77 4 6 1 . 5 1 2 1 8 4 9 1 . 5R m m 72 2 4 9 1 . 5 9 8 3 m m 005 9 8 3 2 2 1 0 0 5 m m 5图 1 绝缘半径示意图 14 抗电压计算 当线圈几何尺寸确定后，应首先计算阻抗电压，当阻抗电压符合要求后，才能进行线圈数据计算。阻抗电压由电阻压降2%对较大容量变压器，因为阻压降很小，计算时可以略去。电抗压降%计算公式如下 15 图 2 阻抗电压计算结构示意图 16 % 64 9 . 610 I D 式中 f 50 赫 794 114=90516 D 1 2 3 2 4 5343 6 756( 0 . 0 5 ) ( 0 . 0 5 ) ( 0 . 0 5 )33( 0 . 0 5 ) ( 0 . 0 5 )3B R B R D =319.1 92.1 64 9 . 6 5 0 9 0 5 1 6 3 1 9 . 1 0 . 9 3 0 . 9 89 2 . 1 8 9 . 7 2 1 0 =阻抗电压的允许误差值，按标准规定为 10%，但由于制造时，影响因素较多，故一般计算时，误差控制在 34%以下 该误差为 8 7 . 9 1 0 0 % 1 . 2 5 %8 ，符合标准的规定。 压线圈及调压线圈数据计算 高压线圈 1. 电流密度1， 2/A 111412 2 . 7 48 1 8 . 7 9 5 12. 平均匝长1L， m 331 4 52 1 0 2 4 3 1 1 0 2 . 7 3. 导线总长1l， m 1 1 1 2 2 . 7 2 4 1 2 6 5 2 . 7l L W 额定电压时，导线总长1m 75C 1 1 1 2 2 . 7 2 1 9 2 5 9 3 . 3 W 17 式中 11 17510 . 0 1 8 8 5 9 3 . 3 0 . 0 7 41 5 0 . 3 6 式中 . 75C 时高压线圈负载损耗，1W 221 1 7 53 3 4 1 2 0 . 0 7 4 3 7 6 8 3K a R 6. 高压线圈铜线重量1331 1 13 1 0 3 8 . 9 6 5 2 . 7 1 5 0 . 3 6 1 0 2 6 2 0MG g l A 式中 调压线圈 1. 电流密度 A 2. 平均匝长 33 6 72 1 0 3 . 0 5 0 5L R m 3. 4. 导线总长3 3 3 1 5 0 . 2 2 4l L W m 5. 75C 时调压线圈电阻75 0 2 5 6C 6. 75C 时调压线圈负载损耗 23 3 7 53 6 5 6 1K a R W 7导线重量33 3 33 1 0 4 9 1 . 3MG l A g k g 压线圈数据计算 1. 电流密度2， 2/A 222794 3 . 1 6 62 5 0 . 8 22. 平均匝长2L， m 332 2 32 1 0 2 3 3 1 . 5 1 0 2 . . 0 8 3. 导线总长2l， m 2 2 2 1 2 . 0 8 1 1 4 1 2 3 8 . 1 2l L W 18 4 75C 时低压线圈电阻75 27520 . 0 1 8 8 2 3 8 . 1 2 0 . 0 1 72 5 0 . 8 5. 75C 时低压线圈负载损耗2W 222 2 7 53 3 7 9 4 0 . 0 1 7 3 2 1 5 2K a R 6. 低压线圈导线重量2332 2 23 1 0 3 8 . 9 2 3 8 . 1 2 2 5 0 . 8 1 0 1 5 9 4 . 5MG g l A 心计算 线圈几何尺寸确定后，即可计算铁心各部的几何尺寸和铁心硅钢片的重量 1. 铁心柱中心距 05 9 8 3 2 2 1 0 0 5 m m 2. 铁心窗高2 1 0 4 5 h t . 铁心柱部分重量 43 1 0 3 8 . 9 1 0 4 5 2 2 9 8 . 5 1 6 4 1 3 . 1 9C W CG g H A 4. 铁轭部分重量 0 4 8 . 9 1 0 0 5 2 2 9 8 . 5 1 8 2 2 3 . 6g M A k g 5. 铁心转角重量0 8 9 1 02150G G G G k g 6. 铁心硅钢片重量 0 1 6 7 8 6 . 7 9F e C G G k g 载损耗和空载电流的计算 一、变压器的空载损耗，就是硅钢片中的损耗，故又称铁心损耗。这个损耗决定于硅钢片的材质和加工工艺的质量，也决定于铁心各部分的磁通密度和重量。 按磁通密度 B，查得每公斤硅钢片 的损耗为 0 1 . 0 5 1 . 1 7 1 6 7 8 6 . 7 9 2 0 6 2 2K F P G W 、空载电流计算 空载运行时在一次线圈中和铁心中产生的有功损耗的有功电流和产生 19 磁通的励磁电流之和为空载电流。无论从变压器安全运行或从变压器经济运行角度来看，都希望空载电流要小，应当提出的是在铁心设计不恰当的情况下，磁密接近饱和时，空载会用电流中峰值，可能引起空载电流稳定值的剧增，达到 100 倍左右，将在一次线圈上产生危险的机械力。主要调整对空载电流影响较大的无功分量，适当减小磁密即能减小空载电 流。 220 0 1 0 2% ( % ) %I I I（ ） 1 有功分量01%001 20622% 0 . 0 81 0 1 0 2 5 0 0 0 2. 无功分量02%0 2 0% 10C F e i g C 2 . 3 7 4 1 6 7 8 6 . 7 9 8 2 2 9 8 . 5 11 . 0 5 0 . 2 21 0 2 5 0 0 0 0 安 /公斤；查表得 安 / 2 C 8 2 2 2 20 0 1 0 2% ( % ) % 0 . 2 2 0 . 0 8 0 . 2 3 %I I I （ ）合格 流损耗百分数的计算 涡流损耗的计算，首先要算出涡流损耗占短路损耗的百分数高压线圈涡流损耗百分数2277 3 . 8 5 0 3 8 6 8 2 . 0 1 8 . 7 9 5( ) ( ) 4 . 2 %1 0 1 0 9 1 8m n a 2. 低压线圈涡流损耗百分数2277 3 . 8 5 0 2 4 1 1 8 2 . 1 1 0 4 5( ) ( ) 4 . 3 5 %1 0 1 0 9 1 8m n a 圈对油温升计算 1. 线圈对油的温升计算，首先要算出线圈表面热负荷，即线圈单位表面积所负担散出的损耗瓦数。一般连续式线圈的热负荷计算，是以一个负荷最大的线饼计算的，按下式计算 20 表 1 绝缘厚与 k 的取值表 () 以下 0 1 2 45(1 ) , ( / )100z K I W K 式中 A 1导线的导电率有关，铜导线取 2/A W 每段匝数 2 ，2K=1 5K 沿 圆 周 垫 块 数 垫 块 宽线 饼 的 平 均 匝 长; 354 0 1 6 1 01 0 . 7 62 . 7K L 高压线圈的热负荷 2 ( 3 8 2 . 5 1 0 . 1 ) 1 4 0 . 2L 21 2 2 . 1 4 5 8 . 2 3 3 . 0 4 1 8 6 6 . 7 /0 . 7 6 1 4 0 . 2 m 3. 高压线圈对油温升 0 . 61 1 1 10 . 4 1X Y XT q T j T y 0 . 60 . 4 1 8 6 6 . 7 0 1 . 2 3 低压线圈的 热负荷 2 ( 2 4 1 2 . 1 5 . 6 ) 1 1 2L 353 0 1 6 1 01 0 . 7 6 92 . 0 8K 22 2 2 . 1 7 9 4 1 3 . 1 66 3 1 . 6 /0 . 7 6 9 1 1 2 m m 21 4. 低压线圈对油温升 0 . 62 2 2 20 . 4 1X Y XT q T j T y 0 . 60 . 4 1 6 3 1 . 6 0 1 . 6 箱的设计 油箱尺寸是由线圈尺寸、线圈对油箱的距离、开关、套管、引线 尺寸的布置决定的，油箱尺寸的最后确定，是由布置图来定，但在计算时也应尽量估计准确。 1. 油箱断面尺寸 因为高压侧电压较低，套管较小，故油箱尺寸主要由开关决定。 按图中要求估算油箱尺寸 图 3 油箱截面示意图 油箱的宽度 B 9 8 3 2 1 6 8 . 5 1 3 2 0B m m 油箱的长度 L 02 7 3 . 5 1 0 3 . 5 6 0 0L M D 2 1 0 0 5 9 8 3 7 3 . 5 1 0 3 . 5 6 0 0 3890 油箱直线部分 L 3 8 9 0 1 3 2 0 2 5 7 0L L B m m 2油箱高度 油箱高度 = 1 0 4 5 2 5 6 0 5 0 7 0 2 2 8 5 散损耗计算 油箱周长 1 3 2 0 2 ( 3 8 9 0 1 3 2 0 ) 9 2 8 4 . 8l m m 22 油箱平均半径 1 3 2 0 3 8 9 0 2 1 0 0 522 8002PR m m 漏磁通在结构上产生的损耗 2 6 3234( 1 0 ) 2 ( ) 5 0 n H R R 2 6 2 322 . 1 9 8 (1 . 7 6 5 2 2 . 9 8 5 1 0 ) 9 1 8 5 06 0 7 4 . 8 9 1 8 2 ( 8 0 0 3 8 1 . 7 5 ) 5 0 K 相变压器当电抗 U 时，取 n 348 总损耗计算 项 目 75C 损耗 ()W 85C 损耗 ()W 高压线圈负载损耗 37683 高压线圈涡流损耗 37683 1583 低压线圈负载损耗 32152 低压线圈涡流损耗 32152 1399 杂散损耗 8103 引线损耗 32152 2% 643 调压线圈负载损耗 6561 总负载损耗 88124 90944 空载损耗 20622 20622 总损耗 108746 111566 热及温升计算 一、散热面计算 1. 平定油箱顶部几何面积 21A R L B 21320( ) 2 5 7 0 1 3 2 02 23 2. 下部箱壁 2 ( 2 )A B L H ( 1 3 2 0 2 2 5 7 0 ) 2 2 8 5 3. 箱壁有效散热面 23 1 20 . 7 0 . 8 5 2 1 . 3 5 2A A A m 二、散热器的选择 1. 估算油平均温升 6 0 2 1 . 3 5 2 3 8 . 6 4 8 2. 估算热负荷0 . 80 . 2 6 2 3 8 . 6 4 8q C25 1 4 . 1 / m3. 估算有效的散热面积 A 2111566 2175 1 4 . 1 4. 散热器的总散热面4 1 7 2 1 . 3 5 2 1 9 6A A A m 5. 散热器中心距选择 1800适 6. 散热片的选择 1 8 0 0 2 5 / 5 2 0 9 只 面积 、油平均温升计算 总散热面 22 2 9 . 5 2 1 . 3 5 2 2 5 0 . 8 5 2 热负荷 2111566 4 4 4 . 7 /2 5 0 . 8 5 2 m0 . 80 . 2 6 2 3 4 . 4q C四、油顶层温升计算 1 . 2 1 . 2 3 4 . 4 1 0 5 1 . 2 8 T s C 五、线圈平均温升计算 1. 高压线圈 11 2 4 . 9 3 4 . 4 5 9 . 3 6 5x x y T C C 2. 低压线圈 22 2 1 . 2 2 3 4 . 4 5 5 . 6 2 6 5x x y T C C 24 压器重量计算 1. 器身重量 ( 2 6 2 0 1 5 9 4 . 5 1 6 7 8 6 . 7 9 ) 1 . 1 5 2 4 1 5 1 . 4 8 3 5q F e C G K k g （ ） K 线圈变压器 110以下为 误 !未找到引用源。 未找到引用源。 铜导线重量， 误 !未找到引用源。 2油箱内油重计算 器身排油量 1 6 7 8 6 . 7 9 4 2 1 4 . 5 3 0 8 8 . 77 . 8 4 . 5 7 . 8 4 . 5F e C GG k g 空油箱装油重 220 . 9 0 . 9 2 2 . 8 5 ( 8 2 5 . 7 1 3 . 2 ) 1 1 1 0 9 . 2 S H S 油箱内油重 1 1 1 0 9 . 2 3 0 8 8 . 7 8 0 2 0 . 5N y K y P G k g 散热片中油重量 错误 !未找到引用源。 储油柜中油重 错误 !未找到引用源。 总 油 重 8 0 2 0 . 5 1 2 0 6 4 5 0 9 6 7 6 . 5y N y e y g G G k g 3油箱及附件重量计算 箱盖重量 错误 !未找到引用源。 227 . 8 5 1 6 ( 8 2 8 2 5 . 7 ) 1 0 错误 !未找到引用源。 箱底重量 错误 !未找到引用源。 227 . 8 5 ( 2 ) R l227 . 8 5 2 0 ( 8 2 8 2 5 . 7 ) 1 0 d 25 箱壁重量： 227 . 8 5 ( 2 2 ) l H 27 . 8 5 8 ( 2 8 2 2 5 . 7 ) 2 . 8 5 1 0 错误 !未找到引用源。 总油箱重： 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 附件：散热器 3681油柜 550管 100车 0 净油器 0 3 6 8 1 5 5 0 1 0 0 4 3 3 1fG k g 3 8 2 6 . 1 6 4 4 3 3 1 8 1 5 7 . 1 6 4k g 4. 变压器总重 q y x G G 总2 4 1 5 1