油浸式变压器设计.doc

毕 业 设 计 论 文题 目 10000/400V油浸式变压器设计 （院）系 电气与信息工程系 专业 电气工程 班级 0103 学号 06 学生姓名 胡 旭 初 导师姓名 刘 金 泽 王 帅 周 文 学 完成日期 2005年6月16日 湖南工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 10000/400伏油浸式变压器设计 姓名 胡旭初 系别 电气与信息工程系 专业 电气工程及其自动化 班级 0103 学号 06 指导老师 刘金泽 教研室主任 石安乐 一、 基本任务及要求： 设计一台低压油浸式变压器。包括铁心方案设计和绕组方案设计以及电磁计算。根据损耗大小和国标选择铁心；由电压大小和工艺方法选择绕组方案；并进行电磁计算。还必须进行温升计算、选择散热形式。画出变压器各种结构图。 二、 进度安排及完成时间： （1）第二周至第四周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告； （2）第五周至第六周：毕业实习； （3）第七周至第八周：总体方案的确定； （4）第九周至十二周：电磁方案和温升计算 （5）第十三周：画变压器各种结构图。 （6）第十四周至第十五周：撰写设计说明书 （7）第十六周：毕业设计答辩 目 录摘 要 Abstract 第1章 概述 11.1 变压器的分类11.2 电力变压器性能参数的确定11.2.1 短路阻抗 11.2.2 负载损耗 21.2.3 空载损耗 21.2.4 负载电流 21.3 变压器设计计算步骤2第2章 变压器的结构42.1 变压器的铁心42.1.1 铁心的作用 42.1.2 铁心的分类 42.1.3 铁心的叠积形式和叠积图 42.1.4 变压器的铁心结构 52.2 变压器的绕组52.2.1 绕组的基本要求 52.2.2 绕组的基本形式及特点 6第3章 变压器的计算73.1 变压器铁心的计算73.1.1 变压器铁心的主要尺寸计算 73.1.2 变压器铁心重量计算 73.1.3 变压器铁心系数的计算和选择 73.2 变压器绕组的计算83.2.1 变压器绕组基本参数的计算和选择 83.2.2 绕组尺寸确定方法及计算 93.3 窗高及绝缘半径和中心距的计算 113.3.1 铁窗高度的计算113.3.2 绝缘半径的计算113.4 绝缘的计算 123.4.1 短路阻抗计算（双绕组）123.4.2 短路电抗计算（双绕组）123.5 变压器温升计算 133.5.1 绕组温升计算133.5.2 铁心温升计算143.5.3 油温及油面温升计算14第4章 10000/400V油浸式变压器设计计算174.1 技术要求 174.2 主要材料及结构 174.3 电压电流计算 184.4 铁心直径第选择及截面设计 184.5 线圈计算 194.6 短路损耗计算 214.7 短路电压计算 224.8 空载损耗和空载电流计算 234.9 温升计算 234.10 重量计算 25第5章 产品性能的比较 27结束语 30致谢 32参考文献33附录附录A 铁心制造34附录B 铁心装配35附录C 高压线圈36附录D 油箱箱底37附录E 变压器总装图38湖南工程学院毕业设计10000/400V油浸式变压器设计摘 要：本文从电力变压器的发展历史，综合我国变压器的发展简况，及目前我国变压器的制造水平，分析我国电力变压器与国外的差距及发展方向，对电力变压器的前景予以展望；对变压器的各部分进行理论分析，探究变压器如何实现低损耗、高效率、低噪音；同时针对10000/400V油浸式变压器进行理论分析，包括铁心方案和绕组方案设计以及电磁计算；由电压大小和工艺方法选择绕组方案；并进行温升计算、选择散热形式；以低成本设计出高性能的变压器；并绘制出各部分的工程图纸。关键词： 变压器 设计 高效低损耗 低成本10000/400V油浸式变压器设计THE DESIGN OF 10000/400V IMMERDE TYPE POWER TRANSFORMERABSTRACT：This paper is from the development history of transformer, synthesized the approximate development and currently the manufacturing level of the transformer in our country, analyze the margin and development direction of transformer in our country and carry on theories analysis to each part. Then we begin to investigate how to carry out low- exhaust, high-efficient and low-noise to the transformer, and carry on the theories analysis to 10000/400v immerse type transformer which include the design of the iron heart project and winding project and the electromagnetism calculating. Finally, according to the electric voltage size and craft method, we choose the winding project, and carry on temperature -increased calculation, choose the form of heat dissipation. With low cost design a transformer of high performance and draw the plotting of each engineering diagram part.KEYWORDS：Transformer, Design, Higher efficiency，Lower waster and Lower Cost湖南工程学院毕业论文第1章 概述1.1 变压器的分类变压器是一种静止的电磁感应设备，它可以分为电力变压器、电炉变压器、整流变压器、工频试验变压器、电抗器、调压器、矿用变压器和特种变压器及类。电力变压器又分为油浸式变压器和干式变压器。其中油浸式变压器主要用作升压、降压、联络、配电变压器，干式变压器只在部分配电变压器中使用。1通常变压器的容量在500kVA及以下的称为小型变压器；6306300kVA的变压器称为中型变压器；800063000kVA的变压器称为大型变压器；90及以上的变压器称为特大型变压器。我国电力变压器最高电压为500kV，单台三相最大容量为720MVA。电力变压器的种类较多，有各种不同的容量和电压等级，绕组有不同的耦合方式，有不同的冷却和绝缘方式等，变压器油也有不同的循环方式。为了产品的标准化和系列化，必须对其规范分类，本课题设计的变压器可以定义为S-250/10，表示为三相油浸式自冷双绕组变压器，其材料为铜，调压方式为无励磁调压，容量为250kVA，高压侧的电压为10 kV。根据目前我国各变压器生产企业的情况，油浸式自冷双绕组变压器有S7S11系列，分类的依据主要是国家标准对其性能参数的规定。本课题根据其技术任务书的要求应为S7系列，但根据目前我国电网的要求，S7系列已越来越不能满足电网高效低能耗的趋势。所以，无论从能耗上还是制造成本上，都必须有所改进，提高产品的市场适应力和市场竞争力。1.2 电力变压器性能参数的确定在电力变压器在设计之前，必须明确设计技术任务书中的各项技术参数。包括变压器的容量、相数、频率、变压器一二次侧的额定电压、绕组接线方式和联结组、变压器的冷却方式、绝缘水平、负载特点、安装特点以及由“三相油浸式电力变压器技术参数和要求”规定的或由用户和制造厂共同商定的四项性能参数：短路阻抗、负载损耗、空载损耗和空载电流。21.2.1短路阻抗短路阻抗包括两个分量，即有功分量和无功分量。当负载功率因数一定时,变压器电压调整率基本上与短路阻抗成正比，变压器的负载损耗、成本也随短路阻抗的增加而增加，所以从降低成本、减少损耗这一角度出发，短路阻抗小些为好。但变压器短路时的稳态电流增长倍数与短路阻抗成反比，为了限制变压器动热稳定，短路阻抗大一些为好。断路阻抗是变压器一个非常重要的性能参数，关系到电网运行的安全与稳定，也关系到变压器产品的成本和质量，它的选定一般由国家标准规定，其误差应控制在10%以内，而设计时更应控制在2%以内，如有特殊要求，必须在技术任务书上注明。1.2.2负载损耗负载损耗包括基本损耗和附加损耗。基本损耗指直流电阻损耗。降低电流密度，增加导线截面就可以降低直流电阻损耗。附加损耗主要时指涡流损耗和漏磁在钢结构件中引起的损耗。附加损耗通过改进结构，采用新工艺、新材料来降低。总之，大幅降低附加损耗必然回增加制造成本。负载损耗的降低可以大大减少电网的损耗，提高效率。因此，用户总是希望变压器产品的负载损耗尽可能的降低。而工厂也想在不提高成本的前提下降低损耗提高效率来提高产品的竞争力，这也是设计工作的一主要方面。一般上，工厂对于负载损耗的通常做法是在满足技术要求的基础上，充分利用材料，降低制造成本，也就是充分发挥经济电流密度的作用，提高产品的市场竞争力。1.2.3空载损耗变压器的空载损耗主要是指磁滞损耗和涡流损耗。这两种损耗都与硅钢片的材质、磁密取值有关，同时与硅钢片的加工也有很大的关系。目前大量采用高牌号优质硅钢片，利用先进的纵、横剪线剪切，使硅钢片的空载损耗大幅度降低。同时，铁心形式及硅钢片叠压的方式的改变也可改变空载损耗。对于叠铁心，其边柱和中柱的接缝方式也是影响空载损耗的一个因素。71.2.4负载电流变压器在空载运行时的电流就是空载电流。空载电流包括励磁电流和铁损电流两个分量，也称为空载电流的无功分量和有功分量。其中无功分量时当变压器空载运行时在铁心中产生磁通的励磁电流，而有功分量是空载运行时在一次线圈和铁心中产生有功损耗的电流。无论从变压器的安全运行还是从变压器的经济运行的角度去考虑，都希望空载电流小些。随着铁心结构和制造工艺的改进，以及硅钢片的性能的改善，目前变压器的空载电流已经大大降低了。因此，要降低变压器的负载电流就必须选择合适的铁心结构和适当的加工工艺，同时对硅钢片的性能也必须认真考虑。1.3 变压器设计计算步骤变压器的电磁计算任务在于确定变压器的电磁负载、主要几何尺寸、性能参数等。但最终的计算结果必须符合国家标准规定和技术任务书的要求。在变压器的设计中，用户和生产厂家的目标应该是一致的。都是要合理地制定性能参数、设计相应的主要几何尺寸，降低制造成本，降低能耗，提高效率。但用户的经济性运行与厂家的制造成本也有一定的矛盾，所以，在变压器设计过程中也要综合考虑多方面因素，以便选择最佳方案。变压器计算一般程序下图（表1-1）所示：3计算变压器重量绘制变压器外形尺寸图记录原始数据：产品主要技术参数选定硅钢片牌号及铁心形式，计算铁心直径，设计铁心柱和铁轭截面选择铁心柱磁密，计算每匝电势先计算低压绕组匝数，凑整；重算每匝电势及磁密，在计算高压绕组匝数绕组及绝缘结构设计；试算短路阻抗，不合要求数调整绕组高度估算绕组损耗，估算绕组对油温升计算空载能力计算短路电磁力及器身重量；计算铁心和绕组的机械强度绘制变压器平面布局图；引线和分接机构设计，油箱尺寸和冷却装置计算负载性能计算温升，不合要求，调整冷却装置数目另选铁心柱直径另选导线不合要求时不合要求时另选导线还不合要求时 表1-1第2章 变压器的结构2.1 变压器的铁心2.1.1铁心的作用铁心是变压器的基本部件，是变压器的磁路和基本骨架。它把一次电路的电能转化为磁能，又把磁能转变为二次电路的电能，是转换的媒质。铁心由磁导率很高的硅钢片制成，硅钢片很薄（0.230.3mm），且有绝缘。本课题考虑材料成本及技术任务书的要求，采用DQ133-30硅钢片。2.1.2铁心的分类铁心常有心式、壳式叠铁心和心式卷铁心三中类型。电力变压器心式叠铁心常有单相二柱式、单相单柱旁轭式、单相二柱旁轭式、三相三柱式、三相三柱式旁轭式等几种。铁心的截面又有三种形状：矩形截面、多级圆形截面、多级椭圆形截面。其中多级圆形截面广泛适用于各种变压器。4对于叠铁心来说，铁心由硅钢片叠压而成，其级数于铁心的直径有如表2-1的关系：表2-1 铁心心柱级数与铁心直径的关系铁心直径D(mm)809095120125195200225230240245265级数油道数填充系数50.8460.8570.86580.8790.87100.875铁心直径D(mm270390400560580680700780780以上级数油道数填充系数110.8851210.8651320.871430.8715以上3以上0.872.1.3铁心的叠积形式和叠积图常见的几种铁心边柱接缝和中柱接缝如图2-1所示：82-1-1边柱直接缝 2-1-2 边柱混合接缝（半直半斜） 2-1-3 边柱标准斜接缝 2-1-4 边柱台阶斜接缝 2-1-5 边柱标准斜接缝 2-1-6 中柱直接缝 2-1-7 中柱混合接缝 2-1-8 中柱标准接缝 2-1-9 中柱台阶斜接缝2.1.4铁轭的分类对于叠铁心来说，铁轭截面分为矩形、倒T形、倒多级T形、正T形、正多级T形、多级圆形和多级椭圆形几种。其中多级圆形截面广泛用于现代各种变压器中。5本课题在铁心及铁轭的选择上，采用普通三柱心式叠铁心，采用全斜接缝的方式。这样有利于硅钢片的剪裁生产和铁心的装配。表2-1中铁心直径、级数及油道的选择尚可沿用，而对于填充系数，由于工艺的改进，已有大幅提高。172.2 变压器的绕组变压器的电路由绕组和高、低引线组成。绕组式主要部分，是变压器的心脏，是变换和输配电能的中心。2.2.1绕组的基本要求为保证变压器长期安全可靠的运行，变压器的绕组必须有一定的电气强度、耐热强度和机械强度。变压器在长期的运行过程中，其绝缘必须承受大气过电压（或称雷击过电压）、操作过电压、暂态过电压、和长期工作电压，这就对变压器绕组和绝缘结构和设计数据有可靠的要求，同时，绕组对制作的工艺过程、使用材料以及制作环境都有一定的要求。变压器绕组的耐热强度包括两个方面：其一，在长期工作电流产生的热作用下，绕组绝缘的寿命不低于30年；其二，变压器在运行的状态下，当任意线段发生突然短路是，绕组要能承受此短路电流所产生的热作用而不损坏。9变压器绕组的机械损坏主要有四种：正常运行是电动力引起的损坏；突然短路时主要由横向力引起的损坏；突然短路时由纵向力引起的损坏；突然短路时由纵向和横向电动力同时作用引起的损坏。所以在设计上选择电流密度不能过高，导线的宽、厚比不要过大，导线的硬度要提高，结构上绕组的轴向压紧装置和压紧力都是很关键的因素。102.2.2绕组的基本形式及特点变压器的绕组大体上可分为两种类型：层式绕组和饼式绕组。层式绕组也称为圆筒式绕组，每层如筒状，连续绕成。常见的有单层圆筒式、双层及多层圆筒式、两段圆筒式、分段圆筒式、铝箔圆筒式、宝塔式圆筒绕组等。圆筒式绕组制作简单，工艺性耗，但端部支撑的稳定性能较差。所以其雷电冲击性能耗，因为其层间电容大，对地电容小，起始电压均匀，自由振荡不严重。但由于其轴向支撑难以把握，所以它的广泛应用也受到限制。18饼式绕组包括各种连续式、纠结式、内屏蔽式、螺旋式以及特种变压器采用的交错式、“8”字式绕组等。饼式绕组的机械强度高，散热性能好，应用广泛。其中纠结式绕组和内屏蔽式绕组可以增加绕组的纵向电容，改善绕组的冲击电压分布，冲击性能较好。本课题在绕组的选择上，采用层式绕组，为降低温升，层间设油道。第3章 变压器的计算3.1 变压器铁心的计算3.1.1变压器铁心的主要尺寸计算变压器铁心的主要尺寸包括铁心直径、铁心窗高及中心距。铁心直径D根据下面经验公式估算： （3.1）其中 K经验系数 变压器每柱容量，kVA变压器额定容量与每柱容量的关系及经验系数如表3-1所示： 变压器类别与的关系K110kVA双绕组5357三绕组5155220kVA双绕组5357三绕组5155220kVA自耦变升压 降压5155表3-13.1.2变压器铁心重量计算铁心重量包括心柱重、铁轭重和角重三部分。单相变压器重量的计算：铁心柱重量：, kg （3.2）铁轭重量：,kg （3.3）总重量：,kg （3.4）其中，为窗高，mm；为中心距，mm；为铁心净截面积， ；为铁轭净截面积，；硅钢片密度，为角重，kg。三相变压器重量的计算：铁心柱重量：, kg （3.5）铁轭重量：,kg （3.6）总重量：,kg （3.7）其中角重一般由工厂绘制的铁心直径表格中查出，一般不计算。3.1.3变压器铁心系数的计算和选择在变压器铁心截面、重量及空载损耗重涉及到铁心填充系数、叠装系数、叠片系数和工艺系数。填充系数： （3.8）其中为净截面积，为铁心柱外接圆面积。叠装系数： （3.9）其中质量，kg；平均宽度，dm；长度，dm；叠装高度dm。叠片系数： （3.10）即实际叠片高度与规定高度只比，是反映工艺水平的一个重要指标。工艺系数：反映制造水平的一个综合性的指标，一般在1.151.45之间取值。163.2 变压器绕组的计算3.2.1绕组基本参数的计算和选择匝数的确定：在铁心的有效截面积确定以后，绕组每匝电势为：，V （3.11）其中B铁心磁密，T； 铁心有效截面积，。电流密度的选择：电流密度与负载损耗 、温升即变压器的二次侧突发短路是的动热稳定有关。一般在效率和成本之间选择适当的值。通常铜导线的电流密度不超过。导线长度计算：平均匝长 （3.12）为任一绕组的平均半径导线总长 （3.13）为最大分接时的总匝数同时，导线总长还要考虑出线长度，一般加1.52 m，而低压加0.51 m就够了。额定分接时的总长 （3.14）为额定分接时的总匝数不带绝缘时的导线重量（三相变压器） （3.15） 式中导线密度，铜 导线截面积，带绝缘时的导线重量（三相变压器） （3.16）式中绝缘重占导线重的百分数对于纸包线：圆铜线 （3.17）扁铜线 （3.18） 式中 单根导线截面积， 导线每边绝缘厚度， 裸圆线直径， 裸扁线的厚度和宽度，对于漆包线：K取0.020.03（即2%3%）绕组电阻： （3.19）已知和为已知温度，并且已知铜在75时为0.02135/m，20时为0.0176/m。绕组75时（参考温度）， （3.20）对于三相变压器电阻损耗为 （3.21）3.2.2绕组尺寸确定方法及计算层式绕组高度（层式或不带静电环的连续式绕组电抗高度）为：， （3.22）110kV及以下饼式电抗高度为：， （3.23）3.2.2.1绕组辐向尺寸计算：对于多层绕组，如果层间有油道，应将油道左右分开，分别进行计算。一层导线总厚度 （3.24）式中为带绝缘的导线直径或厚度，为导线沿辐向并绕根数。油道一侧导线总厚度 式中为油道一侧层数。油道一侧净辐向 式中为层间绝缘总厚度。油道一侧辐向厚 式中为辐向裕度（见表3-2）。同理计算油道另一侧，油道为。则多层总厚 。 （以上尺寸单位为：）表3-2 层式绕组辐向及轴向裕度线形漆包圆线纸包圆线纸包扁线不带静电屏带静电屏不带静电屏带静电屏单根有并绕辐向裕度578106812151324轴向裕度00.500.50.510.510.510.513.2.2.2轴向尺寸计算一匝导线总高度： （3.25）式中为带绝缘的导线直径或厚度，为导线沿轴向并绕根数。轴向净高度： （3.26） 式中为每层匝数，如有两根并绕，考虑换位应该再加；绕组高度 （3.27）式中为轴向裕度（以上尺寸单位为：）,绕组高度取0或5 的倍数。3.2.2.3绕组电抗高度计算计算短路阻抗式，绕组实际匝数的有效高度应指铜到铜的高度（即扣除一个匝绝缘厚度），但往往考虑匝绝缘相对较小，有是忽略。故电抗高度为 （3.28）饼式绕组的计算方法在这里忽略不讲。3.3 窗高及绝缘半径和中心距的计算3.3.1铁窗高度的计算 当绕组高度计算完成后，并根据不同的电压等级的端绝缘距离以及压板厚逐一相加得出铁窗高度。 （3.29）式中静电板到线段间油隙 静电板厚 上部端绝缘距离下部端绝缘距离 压板厚 压板到铁轭间空隙3.3.2绝缘半径的计算绝缘半径计算最终要确定中心距，以双绕组变压器为例（如图3-1所示），计算中心距。RR1YDR2Y12R3YGR4BD DG EX 图3-1 双绕组绝缘半径示意图：铁心半径 ：低压绕组内半径 ：低压绕组外半径 ：高压绕组内半径 ：高压绕组外半径 ：低压绕组至铁心距离 ：高压绕组至铁心距离 ：低压绕组正常段辐射 ：高压绕组正常段辐射 ：相间距离 （单位：）由图可知：低压绕组平均半径 高压绕组平均半径 高低压之间主漏磁空道平均半径 铁心中心距 （3.30）式中 为高压绕组直径 3.4 变压器短路阻抗的计算3.4.1短路阻抗计算 （双绕组）电阻分量： （3.31）式中：75时的绕组电阻，；：参考温度为75时的负载损耗，W。电抗分量： （3.32）式中：短路电抗，。短路阻抗： （3.33）3.4.2短路电抗计算（双绕组） （3.34）式中 ，为额定相电压和相电流V，A；为漏电抗，。其中 （3.35）R1r1 r12 r2R2式中尺寸如下图3-2所示： 图3-23.5 变压器温升计算3.5.1绕组温升计算3.5.1.1高出油温的绕组温升计算超过油温的绕组温升由两部分组成：线圈表面对油的平均温升及超过线圈表面的最热点温升。即 ， （3.36）绕组表面对油的平均温升如下： （3.37）若油温超过6070，可忽略油的绝对粘度的影响，适用于自冷、风冷及强油风冷等情况，n的取值一般在0.60.85之间。为经验系数。加以修正得： （3.38）式中为绝缘修正值，为油道修正值或绕组层数修正值，单位为。绕组最热点与绕组平均温升之差，层式绕组一般为1015，饼式绕组一般为10，导向冷却式得饼式绕组可取5。3.5.1.2绕组表面对油温升得工厂计算方法对于层式绕组铜油之间的温差绕组表面单位热负荷（按85计算） （3.39）式中为被计算绕组75时的负载损耗；1.032为75折合到85时的系数；为有效散热面积，。m为撑条数，t为撑条宽度，层式绕组S的计算方法如表3-3，其中m为6时，t为0.01m；m为8或以上时，t为0.015m。表3-3内绕组内有1mm厚的纸筒无外绕组绕在纸筒上绕在撑条上绕组表面对油温升层间有油道按计算绕组表面对油温升层间无油道按计算绝缘修正值 （3.40）式中为总层数减油道数，根据绝缘厚度（为层间绝缘厚度与匝绝缘厚度之和，mm）查表3-4。表3-4（mm）0.640.760.8811.121.241.400.000230.000460.000710.000940.001190.0015绕组层数修正值 （3.41）当0.64mm时，取0.64；当0.64时，可不校正。饼式绕组计算方法在此略过。3.5.2铁心温升计算一般自冷或或风冷变压器的 （3.42）铁心内部对油最大温升 （3.43）铁心温升满足 （3.44）其中 为油对空气的温升。3.5.3油温及油面温升计算3.5.3.1 油箱对空气的平均温升计算油箱上的总的散热量等于变压器的总损耗，则根据经验，平板油箱（或油浸自冷式）对空气的平均温升为（为油箱表面单位热负荷）： （3.45）而风冷式变压器油箱对空气的平均温升为： （3.46）3.5.3.2 油对空气平均温升的工厂计算法无论何种油箱，均认为其箱底是不起散热作用的。箱盖装有各种附件，有效散热面积按70%计算。管式油箱的有效散热面积包括箱盖散热面积、箱壁散热面积和管子散热面积。箱盖和箱壁的散热面积应该根据油箱的尺寸而定。中小型变压器有长方形和腰圆型两种。对于鼓圆型而言，箱盖和箱壁几何面积为： （3.47）式中为油箱内半径；为油箱直线部分长度；为油箱内部高度。（单位：m）弯管几何面积为 （3.48）式中为油管单位长度几何面积，直径D=40mm时，取0.1258；直径D=51mm时，取0.204；L为油管有效长度总和，；为总根数；为每根展开长度，因为每端伸入油箱6mm，故减去12mm。扁管式油箱总的散热面积为 （3.49）式中K为有效系数；E为排列系数。见表3-5。表3-5油管排数nK（两管中心距35mm）E12340.8140.7390.7110.6310.960.940.91片式散热器的有效面积为包括对流散热面积和辐射散热面积。对流： 辐射：式中B为散热片宽；H为散热片高； C 散热器中心距；（单位：mm） N为片数。片式散热器的有效面积通过查手册得知。故片式散热器油箱总得有效面积为油箱单位热负荷为 （3.50） 油面（油箱顶层）对空气得最高温升 式中为油对空气的温升，3.5.3.3 波纹油箱的计算方法波纹油箱的计算主要是对波翅深度（波高）和波宽的选择，使之满足温升和压力的要求。对于温升，主要是其散热面积的计算。其散热面积包括有箱盖的散热面积、油箱高度方向上除波纹片外的箱壁的散热面积、波翅的散热面积、波节距的散热面积和波翅无遮部分的散热面积。通过空载损耗和负载损耗及散热面积求温升，方法与片式散热器相同。其中各部分面积计算方法如下：箱盖： （3.51）相壁： （3.52）波翅： （3.53）波节距： （3.54）无遮片： （3.55）其中，为波翅深度；为波翅高度；为波翅总数；为油箱长短轴方向上无波翅的长度；为波纹片散热系数。同时，波纹油箱必须满足 （3.56）则 （3.57）其中，为波纹翅油隙体积；为油箱内框体积；为油顶层温度达到最高时，油箱内平均温升（考虑最恶劣情况，取60K）；为注入油时的油温（取20K）；为波翅的体积膨胀系数；0.0007为单位体积油温每升高一度时油体积的平均膨胀系数。第4章 10000/400V油浸式变压器计算4.1技术要求1额定容量： S=250KVA2相数： m=33频率： F=50Hz4额定电压： 5联接组别： Y，yn06冷却方式： 油浸自冷式7负载特性： 连续8阻抗电压： 9负载损耗： 4.0Kw10空载电流： 2.0%11空载损耗： 0.64Kw12线圈对空气温升： 6513油顶层对空气温升： 5514油对空气的平均温升： 40 4.2 主要材料及结构4.2.1主要材料硅钢片: DQ133-30线圈导线： ZB-0.45 5.6*9，1.4*3.5绝缘材料： 用级绝缘材料，最高平均温度不超过105 硅钢片自带绝缘，线圈用绝缘纸板和油道绝缘4.2.2主要结构铁心采用不断轭全斜接缝方式；心柱无须绑扎，铁轭用铁轭螺杆和方铁通过夹件夹紧及用环氧无纬玻璃丝粘带绑扎；铁轭截面和级数与心柱一致；线圈采用压板压紧；采用波纹油箱。4.3 电压电流计算1 每相（每柱）容量：2额定（相）电流： 高压侧 低压侧 3相电压： 高压侧 低压侧 4.4铁心直径的选择及截面设计铁心截面为圆形，中间无油道。铁心直径：按标准取165mm或170mm，本方案采用170mm,级数为7级。各级片宽、级厚理论计算值如下表4-1：表4-1级数1234567片宽164.4153.0138.1120.299.174.143.3级厚43.330.825.021.117.914.911.4根据生产系列化的要求，经过优化设计，得各级片宽、级厚如下表4-2：表4-2级数1234567片宽160150130120907050级厚5922281222128则视在毛截面积为：有效面积为：三相角重：（查表得）4.5线圈计算根据经济要求，选择为。则匝电势：则磁密最终植为。低压线圈匝数为29.6匝，取30匝，高压线圈匝数为749.8匝，取750匝。4.5.1低压线圈计算根据经济要求，初选电流密度为。其截面积：。根据截面积选择导线规格为 ， 其净截面积为49.54，选择2根并绕。则平均电流密度：。低压线圈形式为圆筒式，共两层，每层15匝，层间油道宽为4mm，撑条8根，每根宽15mm，绝缘纸筒厚1mm。低压线圈端部高出线圈为5mm。取，得低压线圈轴向净高：（取0或5整），绝缘高度： 电抗高度为301mm。取，2层总厚：内径： 外径：4.5.2高压线圈计算高压线圈匝数为750匝，由高压线圈引出分接头，调压范围为%，则匝，匝。电压比校核：额定电压时：1.05倍电压时：0.95倍电压时：都在的范围内，合格。根据经济要求，初选电流密度为。其截面积：。根据截面积选择导线规格为 ， 其净截面积为4.195，无并绕。则平均电流密度：。低压线圈形式为圆筒式，共9层，分别为匝，层间以4张0.12mm电缆纸绝缘，第三层与第四层间油道宽为4mm，高、低压线圈轴向油道宽10mm，各有撑条8根，每根宽15mm，相间绝缘纸板厚2mm，相邻两高压线圈间宽为8mm。高压线圈到铁轭距离为25mm，高压线圈端部高出线圈为5mm取，得高压线圈轴向净高：（取0或5整），绝缘高度： 电抗高度为306mm，窗高：取，油道左侧厚：油道左侧厚：多层总厚：内径： 外径：心柱中心距：4.6 短路损耗计算低压线圈平均直径：低压线圈平均匝长：低压线圈每相导线长：低压线圈三相裸重：低压线圈三相带绝缘重：高压线圈平均直径：高压线圈平均匝长：高压线圈每相导线长：高压线圈三相裸重：高压线圈三相带绝缘重：导线总裸重：导线带