110计算(1).doc

110KV电力变压器电磁计算原则1、 适用范围本标准适用于110KV级电力变压器。110KV级启动备用变压器、厂用变压器相关部分参照本标准。2、 引用标准下列文件中的条款通过Q/TBEA 0002的本部分的引用而成为本部分的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方面研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB1094.1-1996 电力变压器 第1部分 总则GB1094.2-1996 电力变压器 第2部分 温升GB1094.3-1996 电力变压器 第3部分 绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙GB1094.5-2003 电力变压器 第5部分 承受短路的能力GB/T1094.10-2003 电力变压器 第10部分 声级测定GB/T6451-1999 三相油浸式电力变压器技术参数和要求3、 铁心部分3.1 磁密的选取一般情况下，升压变压器磁密和110KV启动备用变压器、厂用变压器磁密按1.72T选取；降压变压器磁密按1.75T选取；低噪声变压器根据要求的噪声大小，适当降低磁密取值。3.2 铁心直径的选取按照公式（1）初步估算，再根据计算需要调整，选择合适的铜导线与硅钢片的使用比例。 D=K(Sz)1/4 .(1)式中：D 铁心直径；K 经验系数；Sz每柱容量。3.3 铁心直径、截面及相关数据选取铁心直径、截面及相关数据选取按照工厂现有的标准。容量20000KVA变压器采用D型轭。3.4 铁心油道数及铁心油道选取 铁心油道数及铁心油道选取按照铁心温升计算选取，铁心温升控制不超过75K。3.5 铁心材质、叠片系数、工艺系数选取表1日本国产叠片系数工艺系数备注30Z14030Q130/30Q1400.9701.031.0530ZH12030QG1200.970低损耗、低噪声特殊产品27ZH1000.96023ZH0900.9553.6 电压比校核3.6.1 额定分接计算值额定分接计算值0.25%。3.6.2 其它分接计算值其它分接计算值尽量控制在0.3%范围内。4 绝缘部分 说明：本原则“绝缘部分”数据均是针对高压分级绝缘而规定的。对于全绝缘变压器，相关绝缘数据进行相应调整。4.1 双绕组无励磁调压变压器（无调压线组）4.1.1出线方式容量63000KVA采用高压端部出线。4.1.2 主绝缘距离a) 绕组排列铁心低压带调压段高压；b) 上端绝缘容量50000KVA时， 120（50压板60铁轭绝缘10间隙）；容量63000KVA时， 130（60压板60铁轭绝缘10间隙）；c) 下端绝缘 下端绝缘距离=80（20托板60铁轭绝缘）；d) 主空道主空道距离38；e) 低压绕组对铁心绝缘1） 低压6KV、10KV级时，低压绕组对铁心绝缘1线圈内径垫条7油隙（撑条）5硬绝缘筒（或低压绕组对铁心18）；2） 低压35KV时，低压绕组对铁心绝缘1线圈内径垫条8油隙（撑条）5硬绝缘筒9油隙（撑条）4地屏（或低压绕组对铁心31）f) 相间绝缘距离42（相间双隔板）。无载4.2 双绕组有载调压变压器4.2.1 出现方式高压采用端部出线。4.2.2 主绝缘距离a) 绕组排列铁心低压高压调压；b) 高低压绕组上端绝缘容量50000KVA时，120（50压板60铁轭绝缘10间隙）；容量63000KVA时，130（60压板60铁轭绝缘10间隙）；c) 低压绕组下端绝缘 低压绕组下端绝缘距离=80（20托板60铁轭绝缘）；d) 高压对低压主空道38；e) 高压对调压主空道36；f) 高压首端对调压首端高度差150；g) 低压对铁心同双绕组无励磁调压变压器；h) 相间绝缘距离26。4.3 三绕组无励磁调压变压器及三绕组有载调压变压器4.3.1 出线方式高压、中压采用端部出线。4.3.2当高压调压绕组和中压调压绕组采用辐向排列方式时，主绝缘距离a) 绕组排列降压变：铁心低压中压高压高压调压中压调压；升压变：铁心中压低压高压高压调压中压调压；b) 高压、中压、低压上端绝缘容量50000KVA时，120（50压板60铁轭绝缘10间隙）；容量63000KVA时，130（60压板60铁轭绝缘10间隙）；c) 高压、中压、低压下端绝缘高压、中压、低压下端绝缘=80（20托板60铁轭绝缘）；d) 中低压主空道：中压低压24；e) 高压与中间线圈间主空道降压变：高压中压38；升压变：高压低压38；f) 高压高压调压主空道36；g) 高压首端与调压绕组高度差150；h) 高压调压中压调压主空道30；i) 高压调压与中压调压之间高度差140；j) 内线圈对铁心绝缘1) 降压变低压绕组对铁心绝缘：1线圈内径垫条7油隙（撑条）5硬绝缘筒（或低压绕组对铁心18）2) 升压变中压绕组对铁心绝缘：1线圈内径垫条8油隙（撑条）5硬绝缘筒9油隙（撑条）4地屏（或中压绕组对铁心31）i) 相间绝缘距离26。4.3.3当高压调压绕组和中压调压绕组采用轴向排列方式时，主绝缘距离a) 绕组排列见图1 b) 高压、中压、低压上端绝缘容量50000KVA时，120（50压板60铁轭绝缘10间隙）；容量63000KVA时，130（60压板60铁轭绝缘10间隙）；c) 高压、中压、低压下端绝缘高压、中压、低压下端绝缘=80（20托板60铁轭绝缘）；d) 中低压主空道：中压低压24；e) 高压与中间线圈间主空道降压变：高压中压38；升压变：高压低压38；f) 高压高（中）压调压主空道36；g) 高压首端与高压调压高度差150；h) 高压调压与中压调压之间轴向绝缘高度160；i) 内线圈对铁心绝缘同两调压绕组辐向排列方式；j) 相间绝缘距离26。5 绕组部分5.1 绕组型式选择5.1.1 高压绕组高压绕组单根导线或单根复合导线采用纠结连续式，两根复合导线采用内屏连续式。5.1.2 中压绕组中压绕组采用连续式5.1.3 低压绕组低压绕组根据容量大小采用连续式或单（半）螺旋式、双（半）螺旋式。5.1.4 调压绕组除容量63000KVA双绕组无励磁调压变压器外，高压调压和中压调压部分均设置单独调压绕组，为正反调压方式。调压绕组按辐向顺序排列方式时，调压绕组均为圆筒式绕组。当采用轴向排列方式时，高压调压采用两段纠结式或连续式，中压调压采用连续式。5.1.5 绕向绕组基本绕向为左绕向。5.2 绕组内垫、内衬 饼式绕组内径均衬垫1纸条。各型绝缘结构、各种电压等级绕组均在5厚硬纸筒上绕制。5.3油导向结构 高、中、低压绕组均采用油导向循环结构。油循环路径统一采用外进外出方式，三个外挡油板与两个内挡油板交错放置。油导向隔板所处油道宽（320.5），整个绕组隔板所占总高度520.5=5。隔板布置如图2所示，5个隔板将绕组分成6个油循环区。5.4 散热油道绕组最小散热油道3.0。根据温升计算结果，需要时可放大辐向油道或设置轴向油道。饼式结构中、低压绕组，其首末端分别设置不少于4个4散热油道。5.5 高压绕组(中性点绝缘水平66KV级)5.5.1 导线匝绝缘110段1.95，其余段0.95。5.5.2导线垫纸首端12段内径侧：10121小角环，外径侧1小角环。首端34段内径侧：56。5.5.3总段数60。5.5.4绕组型式a) 绕组采用纠结连续式时，全纠结10段，纠结段为单单纠结方式；b) 绕组采用内屏连续式时，内屏蔽10段，前4段为、跨2屏4内屏方式，后6段为跨2屏2内屏方式；c) 特殊情况，根据波分布计算结果，其纠结或屏蔽段数适当调整。5.5.5 双绕组无励磁调压变压器调压段端部出线绕组a) 由首端至中断点匝数约占总匝数的50%；b) 分接段优先选用四段纠结式，或8段连续式；c) 油道排列1634.53（34.5）44.5n136中断点n2344.55挡油隔板（隔板位置根据总段数均匀排列）。5.5.6 有载调压变压器、三绕组无励磁调压变压器绕组 油道排列：1634.53（34.5）44.5n344.55挡油隔板（隔板位置根据总段数均匀排列）。5.6 导线的选取5.6.1单根纸包铜扁线 厚度a3.75 宽度b13.2(调压绕组除外)a) 纠结式绕组宽厚比37，a1.5;b) 连续式绕组宽厚比37，a1.5;c) 螺旋式绕组宽厚比2.57，a2;d) 单层圆筒式调压绕组1） 绕组辐向10；2） 平绕：宽厚比37，厚度a5；3） 立绕：宽厚比1.52，宽度b10。5.6.2 复合导线a) 二复合导线单根1.5a2.65,B/A=1.53;b) 三复合导线单根1.5a2.24,B/A=1.52。 式中：a 裸线厚度b 裸线宽度A包完匝绝缘后的线厚；B包完匝绝缘后的线宽。要求：考虑绕制工艺性，绕组内侧净档距/B6。5.6.3 换位导线选取原则110KV产品原则上不采用换位导线。特殊情况，需采用换位导线，则参照220KV原则选取。5.6.4 并绕根数要求 连续式绕组导线并绕根数14根，但要小于或等于档位数的一半。两根导线辐向总厚6。5.6.5 匝绝缘的选取a) 6KV、10KV35KV匝绝缘取0.45；b) 66KV匝绝缘取0.95；c) 110KV匝绝缘首端和屏线取1.95；正常段取0.95；d) 复合导线匝绝缘1） 复合导线内部单根线匝绝缘0.45；2） 当容量50000KVA时，复合导线内部单根线匝绝缘可取0.3，线间垫0.075高密度纸条。辐向按0.4计算，整体复合绝缘厚度不变。e) 调压绕组匝绝缘容量40000KVA时：采用一根裸线统包绝缘1.95；容量40000KVA时：采用二至三根裸线统包绝缘1.95。5.6.6 匝绝缘重量的计算公式a) 铜扁线匝绝缘重量百分数 C=17t(ab1.57t)/S （2）b) 复合导线绝缘重量 G=n(ABS)0.823L0.001 （3）式中：a裸线厚度；b裸线宽度；A包完匝绝缘后的线厚；B包完匝绝缘后的线宽；n复合导线并绕根数；L裸线长度；S单根裸线面积；S复合导线各裸导线的截面积和；T每边匝绝缘厚度。5.6.7 压缩率a) 匝绝缘压缩率匝绝缘0.95时，压缩率等于10%；b) 垫块压缩率垫块：进口纸板（89）%。5.7 电流密度选取额定分接电流密度3.5A/mm2。5.8 绕组辐向工艺系数 螺旋式： 1.005； 连续式： 1.01； 纠结式、内屏式： 1.02。6 阻抗计算6.1 阻抗计算不乘附加系数，即按下面基本公式进行 Uk=24.8IWD/(etHk104) （4）式中：Uk 阻抗电压百分数； I 额定相电压； W 绕组额定匝数； D 等值漏磁面积； 洛氏系数；et 匝电压；Hk 绕组电抗高度。6.2 要求并联运行的产品，阻抗计算值以用户提供的阻抗值为基准，计算误差，对所有绕组对的阻抗值不应超过1.5%。6.3 螺旋式绕组端部一匝导线端平时，其电抗高度计算值等于其它绕组电抗高度值。6.4 大容量变压器要考虑引线电抗和辐向漏磁场对电抗的影响。7 油箱计算7.1 无励磁调压变压器7.1.1 长度长度=2M0DMK （5）式中：M0 铁心中心距； D 外线圈外径； M 外线圈至油箱短壁距离，M320； K 取整常数， K=197.1.2 宽度 宽度=DMK （6）式中： D 外线圈外径； M 外线圈至油箱长壁距离，M400； K 取整常数。 K=197.1.3 高度 高度=H02bm120 （7）式中：H0 铁心窗高； b 铁心轭高； m 垫脚厚度。1） 容量25000KVA时，m=35;容量31500KVA时，m=45；2） 当要求垫脚对地绝缘时，垫脚下面增加5纸板绝缘。3） 当为低噪声变压器时，垫脚下面垫18厚减震胶垫，考虑压缩后计算高度为15。如需垫脚对地绝缘，在胶垫下面再增加5纸板绝缘。7.2 有载调压变压器7.2.1 长度 长度=2M0DMKd （8）式中：M0 铁心中心距； D 外线圈外径； M 开关、外线圈间间隙及开关、外线圈对油箱短壁距离之和，M405；与容量有关。d 有载调压开关电气计算外径。复合型开关：d=489；组合型开关： d=489； K 取整常数， K=19。7.1.2 宽度 宽度=DMK （9）式中： D 外线圈外径； M 外线圈至油箱短壁距离，M400； K 取整常数， K=19。7.2.3 高度高度同无励磁调压变压器。8 损耗计算8.1 空载附加损耗计算系数取1.031.05。8.2 杂散损耗系数的选取杂散损耗计算公式 Pz=KUk%PN （10）式中： Pz 杂散损耗百分数； K 损耗系数； Uk%阻抗电压百分数； PN 额定容量。表2短路阻抗（Uk%）6.5%10.5%1718%损耗系数（K）0.040.0450.05注：以上系数没有考虑磁屏蔽。8.3 保证值的计算。 Po计算值（0.950.98）Po保证值； Pk计算值（0.950.98）Pk保证值.9 温升计算9.1 温升计算均应以最大损耗作为计算基准 总的最大损耗=空载损耗计算值最负档负载损耗计算值（11）9.2 温升限值9.2.1 以普通手册计算，绕组对油温升26.5K，设计隔板油道时绕组对油温升2630K。9.2.2（绕组对油温升油平均温升）计算值63K。9.2.3 以最大损耗为基准计算的最顶层油温升值52K。9.2.4 根据环境温度差异适当调整温升计算限值。9.3 油平均温升9.3.1 风冷底吹（ONAF）a) 集油盒结构 Ty=0.161（P/S）0.8 （12）b) 散热器结构 Ty=0.191(P/S) 0.8 （13）式中： Ty 油平均温升； P 总损耗； S 有效散热面积。中心距2400，散热片数28片。9.3.2 风冷侧吹方式（ONAF