毕业论文-SFSZ10-31500110电力变压器的电磁方案计算

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨理工大学学士学位论文- PAGE II - PAGE II -SFSZ10-31500/110电力变压器的电磁方案计算摘要本文完成了SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案的计算，文中较为详细地阐述了电力变压器计算的基本公式和计算方法。SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案计算，主要包括变压器铁心的选择及几何尺寸计算、变压器线圈材料、型式选择、高度确定、电压电流计算及线圈几何尺寸计算、短路阻抗计算、线圈损耗、引线损耗、杂散损耗、负载损耗计算、变压器温升计算、短路电动力计算、变压器重量（总油量、器身重量、油箱重量、附件重量、运输重量计算）

2、等，并进行了绝缘校核，得出SFSZ10-31500/110电力变压器的电磁计算方案。关键词电力变压器；电磁计算SFSZ10-31500/110 power transformer electromagnetism project calculationAbstractThis text introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer calculating and basic knowledge in project in electromagnetism primarily, than clarified the calculating a

3、nd basic formula in transformer in power detailed with compute the method. Among them included choice and calculations of the transformer core, transformer coil material, pattern choice, high certain, the voltage and current computes and the coil computes, the short-circuit resistance computes, the

4、coil exhausts, the fuse exhausts, miscellaneous spread to exhaust, load to exhaust the calculation, the transformer temperature rises the calculation, short circuit electricity the motive computes, total oil in transformer measure, total weight, conveyance the weight computes, the transformer insula

5、tes the school checkup. Synthesize the design calculation process that introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer.Keywords Power transformer ；Electromagnetism calculation PAGE II- - PAGE III -目录摘要 = 1 * ROMAN IAbstract = 2 * ROMAN II TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328559841 第1章 绪论 PAGEREF _T

6、oc328559841 h 1 HYPERLINK l _Toc328559842 1.1 课题背景 PAGEREF _Toc328559842 h 1 HYPERLINK l _Toc328559843 1.2 我国电力变压器的最新发展趋势及现状 PAGEREF _Toc328559843 h 1 HYPERLINK l _Toc328559844 1.3 论文研究的内容 PAGEREF _Toc328559844 h 2 HYPERLINK l _Toc328559845 第2章 电力变压器电磁计算方案 PAGEREF _Toc328559845 h 3 HYPERLINK l _Toc3

7、28559846 2.1 变压器的工作原理 PAGEREF _Toc328559846 h 3 HYPERLINK l _Toc328559847 2.2 变压器在电网中的作用 PAGEREF _Toc328559847 h 3 HYPERLINK l _Toc328559848 2.3 电力变压器的结构特点 PAGEREF _Toc328559848 h 3 HYPERLINK l _Toc328559849 2.4 电力变压器的性能参数 PAGEREF _Toc328559849 h 4 HYPERLINK l _Toc328559850 2.5 变压器计算的一般程序 PAGEREF _T

8、oc328559850 h 4 HYPERLINK l _Toc328559851 第3章 电力变压器电磁计算方案 PAGEREF _Toc328559851 h 6 HYPERLINK l _Toc328559852 3.1 本设计的技术条件 PAGEREF _Toc328559852 h 6 HYPERLINK l _Toc328559853 3.2 额定电压电流计算 PAGEREF _Toc328559853 h 6 HYPERLINK l _Toc328559854 3.2.1 线圈相电压 PAGEREF _Toc328559854 h 6 HYPERLINK l _Toc328559

9、855 3.2.2 线圈电流 PAGEREF _Toc328559855 h 7 HYPERLINK l _Toc328559856 3.3 铁芯的确定 PAGEREF _Toc328559856 h 9 HYPERLINK l _Toc328559857 3.4 线圈匝数计算 PAGEREF _Toc328559857 h 9 HYPERLINK l _Toc328559858 3.5 电压比校核 PAGEREF _Toc328559858 h 10 HYPERLINK l _Toc328559859 3.6 线段排列及计算 PAGEREF _Toc328559859 h 11 HYPERL

10、INK l _Toc328559860 3.7 线圈绝缘半径及导线长度计算 PAGEREF _Toc328559860 h 15 HYPERLINK l _Toc328559861 3.8 短路阻抗计算 PAGEREF _Toc328559861 h 16 HYPERLINK l _Toc328559862 3.9 负载损耗计算 PAGEREF _Toc328559862 h 18 HYPERLINK l _Toc328559863 3.10 温升计算 PAGEREF _Toc328559863 h 20 HYPERLINK l _Toc328559864 3.11 空载特性计算 PAGERE

11、F _Toc328559864 h 23 HYPERLINK l _Toc328559865 3.12 短路电动力计算 PAGEREF _Toc328559865 h 23 HYPERLINK l _Toc328559866 3.13 变压器重量计算 PAGEREF _Toc328559866 h 29 HYPERLINK l _Toc328559867 3.14 绝缘校核 PAGEREF _Toc328559867 h 31 HYPERLINK l _Toc328559868 结论 PAGEREF _Toc328559868 h 33 HYPERLINK l _Toc328559869 致谢

12、 PAGEREF _Toc328559869 h 34 HYPERLINK l _Toc328559870 参考文献 PAGEREF _Toc328559870 h 35 HYPERLINK l _Toc328559871 附录 PAGEREF _Toc328559871 h 36- PAGE 10 - PAGE 35 -绪论课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，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新的更高的要求。近年来，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。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

13、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110kV级；60年代发展到220kV级；70年代发展到330kV级；80年代已发展到500kV级电力变压器。建国前我国只能生产单台容量为300kVA的小型配电变压器，建国后50年代中期已能仿制31500kVA的电力变压器，电压等级已发展到110kV。60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220kV、120000kVA电力变压器。到60年代末期，电力变压器的容量已经发展到260000kVA。70年代初期已达到生产330kV级、360000kVA电力变压器的水平(我国西北地区

14、的刘关线330kV系统中所用的升、降压电力变压器、联络用自耦变压器，全部为国产品)，到80年代国内变压器的最高电压等级为500kV、最大容量为400000kVA，1995年制造出了容量为450000kVA电力变压器，本世纪初我国已能够生产740MVA/500kV的电力变压器和900MVA/500kV的自耦变压器。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750kV线路已经投入运行，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1000kV直流800kV输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1000kV直流

15、800kV作为主要框架，使我国的输变电技术走在世界的前列。我国电力变压器的最新发展趋势及现状电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一,它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。20世纪50年代以来特别是改革开放以来为满足我国电力工业发、变、配电工程的建设需要电力变压器行业得到了较快发展1。根据我国电力工业装备政策及技术政策要求，电力变压器的发展趋势应为提高产品运行的可靠性，少维护或免维护，降低损耗，减少重量，实现有载调压，品种多样，满足电力系统不同场所的需要。大型变压器要向超高压(500kV、750kV)、特高压(1000kV等级)、大容量、轻结构、不吊芯方向发展。为解决

16、运输困难，要降低运输重量，采用新材料、新技术、新工艺，开发组合式、壳式和现场装配式变压器。中小型变压器要进一步优化设计，使空载损耗大幅度降低。城网用变压器应向难燃方向发展，如进一步推行性能更为优越、材料更为可靠的干式变压器、SF6气体绝缘变压器及难燃油变压器，采用新材料、新结构，以达到节能、不燃或难燃防火，降低噪音的目的。在农网中要根据农网季节性强、负载率低、农业生产需求变化大的特点，开发空载损耗更小的配电变压器以及10kV、35kV调容变压器。目前在农网建设改造中，应用新S9系列的同时，在技术经济比较合理的情况下，可采用S11型和全密封卷铁心单相及三相变压器，或非晶合金铁心变压器。季节性负荷

17、变化大的地区，应积极采用调容变压器。进入21世纪后，知识创新、技术创新和高新技术产业已是当今世界各国综合国力竞争的核心，科技竞争力将成为国民经济发展和政治稳定的重要因素，在科学技术已经成为世界经济增长第一要素的形势下，世界电力工业的科技进步与创新也越来越快，要发展我国电力工业，加快科技进步与创新是十分重和迫切的，设备的更新更占有重要的地位。随着国际国内高温超导材料的研制成功，使得超导限流器成为最具优势的一种限流器。超导限流器技术是目前国际前沿技术，超导限流器在国内的研制成功，将使新一代变压器产品性能和设计原则发生变化，变压器的短路阻抗将会变小，损耗和重量可进一步降低，短路电流产生的机械力将大幅

18、度降低，变压器可靠性更高。这项前沿技术对高压、超高压直至特高压电力变压器制造也具有实际意义1。论文研究的内容本论文对目前电力网中经常使用的SFSZ10-31500/110电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。电力变压器电磁计算方案变压器的工作原理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器设备。众所周知，输送一定的电能时，输电线路的电压越高，线路中的电流和损耗就愈小，为此，需要用升压变压器把交流发电机发出的电压升高到输电电压，通过高压输

19、电线将电能经济地输送到用户地区，然后再用降压变压器将电能逐步从输电电压降到配电电压，供用户安全而方便的使用2。变压器在电网中的作用电力变压器是电力网中的主要电气设备。变压器将水力或火力发电厂中发电机组所产生的交流电压升高后，向电力网输出电能的称为升压变压器。发电厂内还要安装该厂用电变压器，供起动机组之用。用于降低电压的变压器称为降压变压器。用于联络两种不同电压网路的变压器称为联络变压器(包括自耦变压器与三绕组变压器)。将电压降低到电气设备工作电压的变压器称为配电变压器。配电前用的各级变压器称为输电变压器。电力变压器的结构特点变压器产品包括变压器、互感器、调压器、电抗器等，品格规格繁多，但基本原

20、理和结构是相似的，电力变压器的结构则由下面几部分组成。1.铁心：电力变压器的铁心由硅钢片经剪切成一定的尺寸后叠积而成，对中小型变压器亦有硅钢片卷制而成的铁心。2.绕组：三相电力变压器绕组由一次绕组、二次绕组、对地绝缘层（主绝缘）、一二次间绝缘及由燕尾垫片，撑条构成的油道与高压和低压引线构成。3.油箱及底座：油箱及底座是油浸式变压器的容器和支撑部件,他们支持着器身和所有的附件。4.套管和引线:套管和引线是变压器一、二次绕组与外部线路的连接部件,引线是通过套管引到油箱外部,套管既可固定引线,又起引线对地的绝缘作用。5.散热器和冷却器：它们是油浸式变压器的冷却装置，中小型电力变压器的散热器。大容量的

21、变压器，采用油浸风冷，强迫油循环风冷，也采用油浸水冷或油浸强迫水冷方式。6.净油器：净油器也叫滤油器，是由钢板焊成圆桶形的小油罐，罐里也装有硅胶之类的吸湿剂，当油温变化而上下流动时，经过净油器达到吸取油中的水分、渣、酸、氯化物的作用。7.储油器：储油器也叫油枕，用来补偿变压器油因温度变化而发生的体积变化，同时具有减轻和防止变压器油氧化和受潮的装置，它是用钢板剪切成形后，焊接制成，并通过管子和油箱里绝缘油沟通。8.继电器：继电器安装在油箱和储油柜连接管之间，是变压器内部故障的保护装置，当内部发生故障时，给运行人员发出信号或自动切断电源，保护变压器。9.分接开关：分接开关是用来连接和切断变压器绕组

22、分接头，实现调压的装置，它分为无励磁分接开关和有载分接开关。10.温度计：温度计是用以测量变压器上层油的温度而设的，中小型电力变压器较多采用酒精温度计，大型变压器则采用信号温度计，另外变压器上还用电阻温度计，压力式温度计等。 电力变压器的性能参数1.变压器额定容量；2.相数；3.频率；4.变压器一、二次侧的额定电压；5.绕组接线方式和联结组；6.变压器冷却方式；7.绝缘水平；8.负载特点；9.安装特点；10.短路阻抗；11.负载损耗；12.空载损耗；13.空载电流3。以上技术参数中前九项是由电力系统技术条件和环境及使用条件决定的。最后四项参数是由“三相油浸式电力变压器技术参数和要求”规定的，或

23、者由用户和制造厂商共同协商而定，是变压器设计中重要的四个参数，在进行变压器设计之前，必须明确设计任务书中的这些技术参数。变压器计算的一般程序电力变压器电磁计算的任务在于确定变压器的电、磁负荷和主要几何，计算性能数据和各部分的温升以及计算变压器的重量、外型尺寸，利用电磁计算可以比较合理确定变压器生产和运行的经济性、运行的可靠性等，因此变压器的电磁计算是变压器生产制造的基础，也是变压器能否安全运行的基础。变压器计算的一般手工计算的设计程序如下：1.确定硅钢片品种、牌号及铁心结构型式，计算铁芯柱直径，选定标准直径，得出铁心柱和铁轭截面积。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.

24、初算低压绕组匝数，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、中压绕组匝数。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.根据绕组结构型式，确定导线规格，进行绕组段数(层数)、匝数的排列，计算绕组轴向高度及辐向尺寸。6.初算阻抗电压无功分量()值，大容量变压器的值应与阻抗电压()标准值相接近；小型变压器的值应小于标准值。7.计算绕组负载损耗，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。8.计算绕组导线对油的温差，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

25、芯柱直径。9.计算短路机械力及导线应力，当超过规定值时，应调整安匝分布，或加大导线截面积。10.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。11.计算变压器重量。应该指出，电力变压器计算必须根据国家的经济、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数据和相应的主要几何尺寸。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，并应进行多种方案比较，以便从中选取最佳方案4。目前，电子计算机在变压器计算和设计方面的广泛应用，给快速进行变压器计算、设计和方案比较、选择最佳方案提供了方便条

26、件。电力变压器电磁计算方案变压器的电磁的方案计算，就是在保证满足国家和行业以及用户所提出的技术要求的基础上，在符合现行工艺条件的前提下，计算出变压器的各项主要经济技术指标、各部分的几何尺寸等。变压器的电磁计算决定了变压器的经济特性和运行特性，因此电磁计算是变压器生产制造的重要环节之一。本设计的技术条件本设计的基本技术条件如下，其他技术性能指标均应满足国家和行业相关标准的要求。额定容量： =31500 kVA电压组合： 220%/121/10.5 kV 联结组标号：YNa0d11空载损耗： = 43 kW负载损耗： =272 kW短路阻抗：=8% -10%, = 18%-24%, =28%-34

27、%额定电压电流计算线圈相电压一、高压线圈相电压：高压线圈为Y联结：=139722V=138135V=136547V=134959V=133371V=131784V=130196V=128608V=127020V=125433V=123845V=122257V=120669V=119081V=117494V=115906V=114318V 二、中压线圈相电压：中压线圈为y联结，故其相电压为=121000/=69861V三、低压线圈相电压低压线圈为d联结，故其相电压为=10500V线圈电流高压线圈电流：高压线圈为Y联结，其线电流等于相电流：A152.0A153.8 A155.6 A157.5 A1

28、59.4 A161.3 A163.3 A165.3 A167.4 A169.6 A171.8 A174.0 A176.4 A178.7 A181.2 A183.7 A二、中压线圈电流：中压线圈为y联结，故其相电流等于线电流：=572.59 A二、低压线圈电流：低压线圈线电流： =3299.24 A低压线圈相电流： =1904.87 A铁芯的确定变压器铁心的计算关系到整台变压器的技术经济特性，也关系到变压器的运行特性。合理的铁心尺寸可以提高变压器制造厂的经济效益，同时还可减少变压器在中的损耗，以创造良好的社会效益。一、硅钢片的选用：铁心采用30P120冷轧硅钢片。二、铁心直径计算：814.38

29、mm ,取820 mm 其中 K为经验系数，取K=57；S为三相双线圈变压器每柱容量，S=K=41.67 kVA。三、铁心柱截面积：铁心级数为16级，撑条数为24， 迭片系数为0.97， 净截面为4785.99cm。铁轭截面积与铁心柱截面积相同。根据电力变压器计算附表1查得。线圈匝数计算一、每匝电势初选值： =186.12 V/匝二、低压线圈匝数计算：W3=56.41匝 取W3=56 匝三、每匝电势准确值： =187.5 V/匝四、磁通密度：T五、磁通： =0.84 Wb六、中压线圈匝数计算：=372.59 匝 取=372匝七、高压线圈匝数计算：额定匝数：677.44 匝 取=678 匝调压线

30、圈匝数：=8.468 匝 取=8 匝电压比校核额定电压及各分接电压的偏差，按下式计算：为各分接位置的标准相电压（V）；为各分接位置实际计算电压（V）；=（为计算分接匝数）。0.159% 合格0.233% 合格0.171% 合格0.247% 合格0.184% 合格0.120% 合格0.198% 合格0.132% 合格0.065% 合格-0.003% 合格-0.074% 合格-0.147% 合格-0.222% 合格-0.228% 合格-0.234% 合格-0.245% 合格-0.248% 合格线段排列及计算为了减少调压时对漏抗的影响，将调压线匝单独做成一个调压线圈，把额定电压下的高压基本线圈匝数做

31、成高压基本线圈，线圈的布置为铁心-低压线圈-中压基本线圈-高压基本线圈-调压线圈，通过具有选择转换器的三相Y联结的有载分接开关，连接调压线圈和高压基本线圈，由于转换选择器可将调压线圈与高压基本线圈正，反相连，故可减少一半的调压匝数。一、高压基本线圈 高压基本线圈的匝数为694匝，采用纠结-连续式，端部出线，20根撑条并用宽度50mm的垫块，每只高压线圈的段数是2A+2B+66E=70段 各段匝数8，9，10 各种线段总匝数：72+72+866=694匝 导线规格：选用ZB-1.35，导线绝缘厚度为1.35mm的纸包铜线，导线尺寸为（2.812.5）/（4.213.9），采用2根并联，即2 线圈

32、导线的面积：232.4=64.8 mm2 电流密度：2.55 A/mm2 高压线圈每匝平均长度为3.5 m 高压线圈导线总长度为2429 m 75时高压线圈电阻为0.8 三个线圈净铜线总重量为4203kg 三个线圈纸包铜线总重量为5205 高压线圈三相负载损耗为58.7kW 高压线圈尺寸计算：E线段辐向尺寸为2104.21.05=88 mmA线段辐向尺寸为294.21.05=79 mm+9（垫条）mm=B线段辐向尺寸为284.21.05=70mm +18 mm高压线圈轴向尺寸： 963.2 导线高度 + 284 油道高度 1247.2 - 7.2 压缩系数 1240 + 26 静电板和油道高度

33、 1266 + 95 上铁轭绝缘距离65 下铁轭绝缘距离65 线圈压板及间隙 1491 铁窗高度 二、中压线圈 中压线圈匝数为221匝 连续式线圈，20根撑条并用40mm宽垫块，线段数2M+73N=75段 每个线段匝数为 每种线段总匝数为73+2=221匝 导线规格ZB-0.6 ，导线绝缘厚度为0.6mm的纸包铜线，导线尺寸为（2.512.5）/（3.1513.15） ，采用6根导线并联，即6 导线总截面积为630.7=184.2 mm2 电流密度为2.8 A/mm2 中压线圈每匝平均长度为2.8 m 中压线圈导线总长度为618.8 m 75时中压线圈电阻为0.072 三个线圈净铜线总重为30

34、43 kg 三个纸包铜线总重为3150 kg 中压线圈三相负载损耗为58.3 kW 中压线圈尺寸计算：正常线段辐向尺寸为63.151.03=57.5 mm加强线段辐向尺寸为63.151.03=54.5 mm+3mm（垫条）=57.5 mm中压线圈轴向尺寸： 978 导线高度+ 296 油道高度 1274 - 8 压缩系数 1266 + 95 上铁轭绝缘距离 65 下铁轭绝缘距离 65 线圈压板及间隙 1491 铁窗高度三、低压线圈 低压线圈匝数为115 匝 单螺旋式线圈，20根撑条并用宽度为30mm宽的垫块 导线规格ZB-0.45，导线绝缘厚度为0.45厚的纸包铜线，导线尺寸为（36）/（3.

35、56.5），采用20根导线并联，即20 导线总截面积为16.2520=325 mm2 导线电流密度为3.1 A/mm2 低压线圈导线平均匝长为2.23 m 低压线圈导线总长度为265.45 m 75时中低压线圈电阻为0.017 低压线圈三相导线净铜线总重为2303.5 kg 低压线圈三相导线纸包铜线总重为3200 kg 低压线圈三相负载损耗为51kW 低压线圈尺寸计算低压线圈辐向尺寸为3.520=70mm 低压线圈轴向尺寸： 6.5 （115+4） “424” 773.5 导线总高度 + 513 油道高度 1286.5 - 18.5 压缩系数 1266 + 95 上铁轭绝缘距离 65 下铁轭绝

36、缘距离 65 线圈压板及间隙 1491 铁窗高度 四、调压线圈 一 有载分接开关的选择有载分接开关必须满足下列技术要求:高压线圈的最大通过电流:183.7 A高压线圈调压方式:中性点调压有载分接开关对地绝缘水平:工频85 kV,冲击时,线圈最大电压不大开关绝缘水平调压范围:20%调压级数及级电压: 81.25%,共17级调压,级电压为780 V开关寿命:电气寿命不低于2万次,机械寿命不低于20万次有载分接开关的安全保护装置:按上述要求,选择带有转换选择器的M500-110/D-10193W型有载分接开关,其规格为三相中性点有载分接开关最大额定电流500 A;三秒钟热稳定电流8 kA;动稳定电流

37、20kA;级电压3000 V每级容量1500 kVA;总重280 kg;高度2383m;级数19级;对地绝缘水平110 kV;最大工作电压125 kV本开关具有安全保护装置,可满足技术要求。二调压线圈尺寸计算为了保证结构的稳定性，此变压器的调压线圈采用双螺旋式线圈结构，共8级调压调压线圈匝数：8匝，串联后调压线圈匝数为64匝 双螺旋不换位，20根撑条，宽度为50mm垫块，线圈段数16段 导线规格：导线采用ZB-1.35，绝缘厚度为1.35mm的纸包铜线，导线尺寸为（2.812.5）/（4.213.9），采用两根并联，即2线圈导线截面积：68.9 mm2电流密度，最大分接时为2.2 A/mm2；

38、额定分接时为0；最小分接时为2.6 A/mm2调压线圈每匝平均长度4.1 m调压线圈导线总长262.4 m75时调压线圈导线串联电阻0.08调压线圈净铜线总重：483 kg调压线圈纸包铜线总重：530 kg调压线圈三相负载损耗：最大分接时为8.1kW；最小分接时为5.4kW调压线圈尺寸计算 调压线圈的辐向尺寸为224.21.03=17.5 调压线圈的轴向尺寸： （16+2）13.9= 250.2 导线高度 + （16+1）17 = 612 油道高度 862.2 - 16.2 压缩系数 846 调压线圈电抗高度线圈绝缘半径及导线长度计算线圈绝缘半径铁心柱直径为：580mm；铁心柱直径放大为594

39、 mmR 297 铁芯柱半径+ 23 筒和撑条总厚度 320 低压线圈内半径（）+ 70 低压线圈辐向厚度（） 390 低压线圈外半径+ 26 主空道厚度（） 中压线圈内半径（） + 57.5 中压线圈辐向厚度（） 473.5 中压线圈外半径+ 40 主空道厚度（） 513.5 高压线圈内半径（）+ 88 高压线圈辐向厚度（） 601.5 高压线圈外半径+ 40 纸筒和撑条厚度 641.5 调压线圈内半径 + 17.5 调压线圈辐向厚度 659 调压线圈外半径 2 1318 线圈总外径 + 40 相间绝缘距离 1358 相间铁芯柱中心线距离短路阻抗计算线圈平均电抗高度：1253 mm =125

40、.3 cm1253 mm =125.3 1266 mm =126.6 漏磁总宽度： mm cm mm cm mm cm漏磁空道总面积：= 446.18 cm280428 cm2272.86 cm2洛氏系数： 查电力变压器计算表6.2得查电力变压器计算表6.2得查电力变压器计算表6.2得短路阻抗的电抗分量： 式中，为频率（Hz）；为额定匝数；为额定电流（A）；=1.02，是估算的横向电抗系数。短路阻抗的电阻分量：式中，为高压-低压运行时的负载损耗（W）式中，为高压-中压运行时的负载损耗（W）式中，为中压-低压运行时的负载损耗（W）短路阻抗百分值： （标准植 10.5%） 合格 （标准植 17-1

41、8%） 合格 （标准植 6.5%） 合格负载损耗计算一、电阻损耗高压线圈： kW中压线圈： kW低压线圈： kW式中，为相数；为额定相电流,A。二、涡流损耗高压线圈：10 kW中压线圈：6.36 kW低压线圈：3.8 kW低压线圈为单螺旋结构，线圈采用“424”换位，不完全换位损耗为： kW=+=3.8+2.4=7.2 kW三、引线损耗高压引线采用50铜电缆，每相长度约为4m，则： =0.02135=0.00171 =30.00171=0.14 kW中压线圈引线采用50铜电缆，每相长度约为3m，则： =0.02135=0.00128 =40.00128=1 kW低压线圈引线采用95mm2，每相

42、长度约为5 m ，则： =0.02135=0.001123 =30.001123=3.4 kW四、杂散损耗高压-中压运行时： kW 高压-低压运行时： kW 中压-低压运行时： kW五、负载损耗高压-中压运行时：139.5 kW 149 kW 合格高压-低压运行时：148.31 kW 149 kW 合格中压-低压运行时： kW 149 kW合格温升计算一、线圈对油的温差计算高压线圈：根据国家标准规定，有载调压变压器的高压线圈表面单位热负荷按其在-10%的分接位置计算。在-10%分接位置时：=2.6A/mm2，=183.7A 755.5 W/m2式中，为系数，铜导线；为线匝绝缘修正系数，；为导线

43、中总的附加损耗百分数（85）；为线饼的遮盖系数，；为线饼的周长（mm）。正常线段导线杂绝缘厚度的校正温升2.07 K线段油道宽度得校正温升 K式中，为校正温度（），由电力变压器计算图8.12查得。线圈对油的温升19 K中压线圈：中压线圈表面单位热负荷： W/mm2式中，为系数，铜导线；为线匝绝缘修正系数，；为导线中总的附加损耗百分数（85）；为线饼的遮盖系数；为线饼的周长（mm）。导线杂绝缘厚度的校正温升 K线段油道宽度得校正温升1.87 K式中，为校正温度（），由电力变压器计算图8.12查得。线圈对油的温升21.866 K低压线圈：低压线圈表面单位热负荷 W/mm2式中，为系数，铜导线；为线

44、匝绝缘修正系数，；为导线中总的附加损耗百分数（85）；为线饼的遮盖系数，；为线饼的周长（mm）。导线杂绝缘厚度的校正温升0 K线段油道宽度得校正温升1.58 K式中，为校正温度（），由电力变压器计算图8.12查得。线圈对油的温升15.8 K二、油箱尺寸油箱高度： 窗高+2倍铁轭高+垫脚高度+铁芯至箱盖距离 mm油箱宽度： 调压线圈外径+线圈到箱壁间距离= mm油箱长度： +调压线圈外径+间隙 mm三、油箱有效散热面拱顶箱盖几何面积： m2箱壁几何面积： m2散热器有效散热面积：选用120管散热器5只，联管中心距为2885 散热面积为： m2带散热器的拱顶油箱总散热面积： m2四、油对空气的平均

45、温升油箱单位热负荷： W/m2油对空气的平均温升： K油面对空气的最高温升：温升修正值按油箱发热中心 mm与散热中心mm之比()，电力变压器计算图8.19查得： K65 K 合格五、线圈的平均温升高压线圈： K中压线圈： K低压线圈： K空载特性计算一、空载损耗铁心柱重量： kg铁轭重量： kg总重量： kg式中，为硅钢片比重，冷轧硅钢片 kg/dm3空载损耗： =30.7 kW式中，为空载损耗附加系数，=1.15；为硅钢片单位损耗。空载损耗的标准值为30.6kW， 因此合格；二、空载电流有功分量：无功分量： 式中，为励磁电流附加系数；为铁芯中总的接缝数；为接缝处的净截面积(cm2)； 为铁芯

46、接缝处单位面积的励磁容量(VA/cm2)。短路电动力计算变压器在正常运行时，铁心中的磁通密度及线圈中的电流均为或接近于额定值，但这种运行情况不是永远不变的。当系统中出现线路短路或由于误操作及保护装置出现故障等时，因断路器跳闸需要一定时间，就会使变压器的正常运行遭到较大的扰动。另外变压器也难免受到短路电流的冲击，例如，当变压器第二次侧发生突然短路故障时，变压器中会出现大电流，产生较大的电动力和过热。根据长期实践经验和短路强度试验情况可知，变压器在突发短路中，其线圈损坏主要是由于短路时的辐向力和轴向力作用的结果。沿线圈的轴向力使线圈承受压力或拉力的作用。当此力大于结构件的机械强度时，可使线圈、压板

47、及夹件等零部件产生变形，严重时可将上铁轭顶起，破坏整个线圈结构。沿线圈径向的辐向力，使内线圈受到压力，外线圈受到拉力作用。当拉力大于导线抗张应力时，则线圈变形，匝绝缘断裂，破坏整个主、纵绝缘结构，严重时甚至拉断导线。因此，在变压器计算时必须计算其短路时的电动力，核算变压器结构件的强度。此外，由于短路时线圈中流过的电流比额定电流大几十倍，因此负载损耗比额定运行时大几百倍，并使线圈温度迅速上升，因此若不能在短时间内排除故障，则变压器就有被烧坏的可能。一、不平衡安匝分布图根据上面的电磁计算可将各线圈的安匝分布列于表2.1，根据表2.1中的数据可以作出在10%，额定及10%时的安匝分布图，如图2-1所

48、示。不平衡安匝百分数的各点计算如下：在10%时： ； ；额定分接时： ； ； 在10%时： ； ； 表2.1(a) 区域划分高压（220kV）中压（35kV）低压（10.5kV）匝数高度（mm）匝数高度（mm）匝数高度（mm）段13段匝 段匝匝段172.8段匝 匝段 段匝 段匝 匝段 表2.1(b) 安匝分布计算区域高压安匝（）中压安匝（）低压安匝（）10%额定10%112.914.41617.316.8272.969.766.4 6868.1314.215.917.614.715.1区域不平衡安匝（）平均高度（）10%额定10%1-1.70-0.95-0.152+2.35+0.75-0.93

49、-0.65-0.2+1.05平均安匝（）115.9516.32516.725269.27568.47567.65314.77515.20015.625总和100100100二、漏磁计算根据图21可知，在+10%时具有最大漏磁组，计算如下（按表2.1）。漏磁组高度： 209.06251857.5横向洛氏系数： ；0.15；0.026；查电力变压器算图6.29所示曲线可得0.35。漏磁总安匝（）： 82.95路电流稳定值倍数4.621.74 倍式中，为变压器阻抗电压（）；为内线圈阻抗（）；为中线圈阻抗（）；为外线圈阻抗（）负荷分配系数：30.6 69.4 四、不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力 46

50、.35 T式中，为由于直流电流分量而使轴向力增大的倍数。五、线圈导线应力计算(1) 高压线圈导线应力的计算：由轴向力引起的拉应力： 1941.85 kg/cm2式中，为每个线圈并联分支数；为线段中导线并联根数；为线圈有效高度（cm）；为单根导线截面积（cm2）；为短路电流冲击系数，1.6。由轴向力引起的导线弯曲应力： 129.225 kg/cm2式中，为导线轴向宽度（）；为线圈辐向厚度（）；为被计算线圈的外半径（）；Z为沿圆周分布的垫块数；为垫块宽度（）；为最大漏磁组的不平衡安匝百分数。线圈受的总应力： 194kg/cm21600 kg/cm2(2)低压(内)线圈导线应力的计算：由轴向力引起的

51、导线弯曲应力： 190.63 kg/cm2式中，为导线轴向宽度（cm）；为线圈辐向厚度（cm）；为被计算线圈的外半径（cm）；Z为沿圆周分布的垫块数；为垫块宽度（cm）；为最大漏磁组的不平衡安匝百分数。由辐向力引起的导线压缩应力： = 76.73 kg/cm2由辐向力引起的导线弯曲应力： = 4 kg/cm2线圈受的总应力： 130.7 kg/cm21600 kg/cm由以上计算可知，各线圈的导线应力均小于许用应力，因此计算合格。变压器重量计算一、总油重量计算1.器身排油量计算： kg式中，为硅钢片重量（kg）；为带绝缘的铜导线重量（kg）。2油箱装油重量：油箱断面积 716.64 dm2油箱

52、装油重量 =17487.9 kg式中，为拱顶油箱的直线高度（dm）；h、b、l为油箱下节槽高、宽、长（dm）。3.油箱内油量： kg4.散热器中油重： kg式中，为散热器数目；为每只散热器中油重量（kg）。5.总油重： 14040 kg（储油柜 ； 静油器 ，中心距2285mm）式中，为储油柜油重量；为净油器中油重量；其他杂类重量。二、器身总量 37140.34 kg三、油箱重量1.箱盖重量：614.23 kg式中，为油箱平均半径（dm）；为箱盖厚度（dm）；为油箱直线部分长度（dm）。2.箱底重量： 301.44 kg式中，为箱底厚度（dm）；为箱底面积（dm2）。3.槽壁：425.97 式

53、中，为槽壁厚度（dm）；为槽长度（dm）；为槽高度（dm）。4.油箱壁： 1233.25 kg式中，为油箱壁厚度（dm）；为油箱壁高度（dm）。5.油箱总重: 2961.12 kg式中，为杂类系数，1.15。四、附件重量计算 6653 kg式中，为储油柜重量； 为净油器重量；为散热器重量；散热器电动机重量；为小车重量；为套管总重量。五、变压器总重量 kg六、变压器运输重量1.拱顶形顶盖下200mm 489 kg式中，为拱顶下200mm的弓形面积（dm2）；为拱顶顶油箱总长度（dm）。2.运输时箱内装油重量： kg式中，为油箱内总油重量；为箱盖下空袭部分的油重量。3.加添油重量： kg4.拆卸零件重量： kg5.运输重量：53382.5 绝缘校