非晶合金变压器设计

压器设计南华大学电气工程学院毕业设计南华大学电气工程学院毕业设计PAGE1063页压器综述材料在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料,一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。将处于熔融状态的温速的冷却。度的速度速冷却，用之一的就将 1300℃的降200℃下，形成非晶材。非晶态合金晶态合金，在化学机械方面都发生和,、可减轻电源设备重量，增加有效载荷。用于民用电力电子设备，可大大缩小电源体积，提效率，增强抗干扰力。微型铁芯可大量应用于综合业务数字网 ISDN中的变压器。非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。非晶合金的主要特点 （1）非晶合金铁心非晶合金铁心片厚度极薄，0.025mm，不常用硅片的 1/10；叠片系数较低，只有 0.86；材有 142170213mm3种宽度。非晶合金的饱磁通密度较低，单变压器一般取 1.3～1.4T，三变压器一般取 1.25～1.35T，因此，产品设计受材料的限制。图图1.1相非晶合 图1.2三相非晶 非晶合金的硬度较大，是取向硅钢片的5倍，因此，加工剪切很困难，对设备、刀具要求较高。一般是对边缘剪切处进行加温从而获得良好的剪切面，心柱由同一宽度的非晶合金带卷制而成，故铁心截面呈长方形，相应的高、低压绕组均为矩形。非晶合金在成材过程中急速冷却和卷绕铁心时会产生应力，为了获得良好的损耗特性，非晶合金铁心成型后必须在一定的磁场条件下进行退火处理。其退火工艺比较复杂，要求较高。）的，要取一定的工艺。会设计方中。“框”1.1示；三相压的则由 4个“框”合并成类似的三相五柱式，如图1.2所示；容量较大时，则用8个铁心框叠放在一起的。（2）非晶合金铁心变压器运行后的空载损耗非晶合金片磁滞损耗和涡流损耗都明显低于取向硅钢片，因此非晶合金铁心配电变压器的空载损耗只有S11型配电变压器空载损耗的40，甚至更少。但也有人认为，运行后的非晶合金铁心变压器的空载损耗会呈增加趋势。此问题早在开发非晶合金变压器期间已经有所考虑。1982年，第一台非晶合金铁心变压器在美国挂网运行；1983（EPRI）GE19852试验的为。Takao长1991的200器进行了加、现场运行、、试验，进行了和变压器空载的测试。研究明，在 30年期，空载的，运行的。1995电力，据金、电力于试验试验测试102运行的测试一的。了约400℃高温退火处理正常运行温度、热温度都已足够高的了，所以必担心质会在 30年期因温度而发生变。因此，非晶合金变压器存在空载损耗在运行中会有所增加的能。（3）非晶合金变压器噪声伸缩象产生噪声主原尺寸通密度系10%通密度下伸缩度指标比传统粒冷轧高冷轧饱通密度较高2.03T饱通密度较1.5T额通密度（1.25～1.35T）比冷轧（1.63～1.73T）得多而二者实际伸缩但是，非晶合金铁心变压器与同规格传统铁心变压器相比，其铁心质量大40%左右，有效截面积大50以上，这在一定程度上会使变压器噪声增大。另外，铁心自身结构和制造工艺对噪声也有一定的影响。非晶合金铁心表面涂覆有环氧树脂，如果树脂涂覆不好或由于树脂质量差或调配比例不当而引起树脂脱落，或者接缝叠装不整齐等都会增加变压器噪声。因此在产品设计中有必要对铁心和器身采取接缝涂漆、加消音垫等减振措施。JB/T10088—20046500kV电变压器声中也规定的声不于非（4）联结组由于三相非晶合金配电变压器采三相四框五柱式铁心结构，每个相绕组套在磁路独立、相邻的两框上。每个框内的磁通除基波磁通外，还有三次谐波磁通，三次谐波磁通占基波正弦波磁通的百分数则与运时额定磁通密度选有关。一个绕组的两个铁心框内的三次谐波磁通在相上正好相反，数上相等，因此每一组绕组内的 3次谐波的磁通相量和为零。当变压器高压绕组采D联结时，三次谐波电流在高压绕组三角形内构成回路，在感应的二次侧电压波形上就不会有三次谐波电压分量。当，每个框内的空载损耗还是会受到各自框内二次谐波磁通的影响，因而其联结组一般采Dyn联结。在选产品时应注意这一点。（5）抗短路能力保了变压器的抗短路能力。这种结构已通过实际短路承受能力试验证明。（6）产品的技术经济性非晶合金变压器的节能效果已经得到广泛的认可，其技术经济性方面的论证已见诸报道。在目前市场状况下，通过对 SH15型三相油浸式非晶合金铁心配电变压器与 S11型三相油浸式配电变压器经济性的分析比较，就投资回收期而言，非晶合金铁心配电变压器在四年多时间里节约的电费就可以补回投资差额，之后用户便可长期受益。非晶合金变压器的发展前景 能相发电力发电，而了发电的 CO2SO2。非晶合金铁心配电变压器在已用并取得了成功经验。美100多万台非晶合金铁心配电变压器挂网运行；日本已35万台在运行，目前世界上最大的 5000kVA的非晶合金变压器也在运行；欧盟家也应用；亚洲的印度、孟加拉、韩、泰家都非晶合金变压器制造。我二十世纪九十年代初开始生产应用非晶合金变压器，但发展较为缓慢，推广的效果很理想。S111.3受的，这就利大范围推广应用。另，采购变压器能只看价格，应对总费用（TOC）进行评估，看其在寿命期内的总成本是否最低。这也是际上通用的方法。2005年 6月，家电网公司农电工作部在组织讨论非晶合金变压器标准时，已将此方法作为该标准的附录。目前，除油浸式非晶合金铁心配电变压器，根据市场用户需要，又推、（即）预装式非晶合金变电站（即欧式箱变）S9800kVA△P01.05kW△Pk=0△Ws=8760(1.05+0.62×0)=9198kW•h通过该规格知系列与外界空不接触防止了油氧化延长了使用寿命用户了维护费用。S910kV配5000kVA100kW•h上同效，接染使成代名副实绿色总之国最终获得方面效。一般程序根 据 设 计 任 务 书确 定 各 原 始 技 术 数 据选 择 铁 芯 柱 磁 通 密 度 ， 计 算 每 匝 电 势计 算 高 低 压 绕 组 匝 数根 据 设 计 任 务 书确 定 各 原 始 技 术 数 据选 择 铁 芯 柱 磁 通 密 度 ， 计 算 每 匝 电 势计 算 高 低 压 绕 组 匝 数绕 组 及 主 纵 绝 缘 设计另选铁芯柱直径高 压 绕 组 设 计短 路 特 性 计算另选 导线不符合要求时不符合要求时另选导线 仍不符合要求时与 空 载 特 性 计 算磁路 系 统 设 计计 算 温 升 ； 不符合要求时调整冷 却 装 置 数 目变 压 器 重量计 算绘 制 变 压 器 外形 尺 寸 图选择硅钢片型号及铁心结构形式 ；计 算铁心柱直径选 择 铁心柱和铁轭截面短路电动力计算及校验铁芯结构和绕组的机械强度绘制变压器总体平面布置图；引线及分解开关结构设计；确定油箱尺寸及冷却装置图2.1压器技术参数的确定GB1094GB6450JB_T10318-2002、组、联结组号性能应符2.1规组分联结空组分联结空负载空短KVA接范围 组载高高 低 号 KV 压 损耗W载 路流 分 KV W% %接范围%30336001.750438701.3635010401.2806012501.11007515001.01258518000.9160 610022000.74.0200 6.3 ±512026000.7250 10 ±20.4Dyn1114030500.7315 10.5 ×17036500.5400 11 2.520043000.550024051500.563032062000.380038075000.31000450103000.34.51250530120000.21600630145000.22000750174000.252500900202000.2注：当铁心为三相三柱时，根据需要也可采用Yyn0联结组。其主要项目如下：GB1094GB1094IEC50Hz,60Hz.①环境温度：最高温 +400最高日平均温 +300C最高年平均温 +200C最温-250C最温-50C高度高度1000m应温温度:循环入温300C方温限制平全平与线平致。分平比线平效接系统。平与直接架线连接（12）噪音水平：由相应的行业标准所决定。（13）其他特殊参数：如零序电抗值、安装尺寸要求、运行环境要求、运输重量限制等，均有用户与制造厂协商来决定。在确定了变压器的技术参数后,在正式的电磁计算开始之前,首先进行电压和电流的计算.这项计算同样也是电磁计算的重要原始条件之一。由于变压器种类繁多，本设计先针对一般单相变压器和三相变压器的电压和电流计算的原则和方法进行介绍。（1）当两个芯柱上的绕组相

U U， V 2柱电流（

IP， AU式U ——定电压，VI定量，A（2）当两个芯柱上的绕组相柱电压：U U，VP电流：IU ，A柱电流：I

I2，A由于三相变压器有 Y法（YN法）与 D法两种类，在计算电压、电流，值有相值的，介绍这两种。（1） Y（YN）,2.2短YU3U 3

kVP3UI3U

kVA、U、

I——每相的额定额定值。每相为额定相的一半。（2） D（三角形）这多于低绕组2.3但相为的1 即3U

kVI3I 3

kA

2.3D（三另外对于分头的变器还应分别算在不同分头的和。宗上所述可知根据已知的额定容量额定（包括各分变器绕组的及相数等按照上述各公即可算所需的相值以及各分的。铁心柱直径是变器的最基本的参数因为铁心柱的小一旦确定也就决定了绕组的内径及原绕组的数变器的和各参数。的确定还及变器的铁是的重因。所确定铁心柱直径是变器的一。主要因素变器原分可知在铁心一定的铁心直径的绕组数铁心的的消耗减少并使得短路阻抗、负载损耗降低；如果减少铁心直径，则会得出相反结论。其次，如保持绕组匝数不变，增大铁心直径将使得磁密降低，而空载电流、空载损耗均将相应下降，但铁心材料消耗将增加；反之，如减少铁心直径则有可能引起铁心过饱和以致使空载电流和空载损耗均大为增加。对于电力变压器来说，短路阻抗是一个重要的性能参数，在设计时要求严格地控制在一定范围内。短路阻抗的电抗分量u

49.6

fIW

D

，可以认k eHt k

106为u Wk

D所以，当增加铁心直径从而使绕组匝数 W减少时，若要维持短路Hk即向。将向而高的向。要各选个变压器的、等。，铁心直径的要、的要求。公式如所，铁心直径的是个的。的设计是一在量、短路阻抗、损耗值等之，下来即

DK mm4 S4 S'K它与理D以及设计等有，它的值可参2.2。S'——变压器的每柱量 kVA经验系数 K值D

表 2.2铁心直径的 变压器类三相三绕组三相双绕组单相双绕组单相三绕组自铝绕组54-5448-5250-5448-5248-52铜绕组53-5751-5553-5751-5551-55KD

与结构有关，在一般情况下，就 KD

来讲，具有铜线大于铝线，双绕组大于三绕组的特点。据我国其他的中小型变压器的统一设计，对双绕组铝线一般取KD=52；对于双绕组铜线取。在我国大中型变压器设计中，对双绕组铜线变压器取常数KD=55～56，对三绕组变压器及自耦变压器取常数KD=53～58。但随着技术的进步，KD

的取值也在不断变化。设计时应根据产品的发展、材料的价格以及各厂的具体条件来选择最优的 K 值。D压器叠厚的选择方法比的来，设计一般经验，在一，具体以下。1A K Pz 3中 K取32P——A——z近似正形计算矩形铁心片宽 DAA100zKdA——cm2zK——0.85dD——cmD146174217CAzC20.85Dz、低压绕组匝数的计算初算每匝电压U 4.441

fWB1

A104Vze U14.44B A104V/匝t W m z1et

f=50HzBze mABz

V/匝t 45e——V/；tB ——芯柱磁密。m上以看出芯截面旦确定B 择就决定了势em t小所以B 择项比较关键且复杂问题因涉及到m了芯材料材料势。磁密较以芯材料磁密，磁芯芯磁密择材密关的磁密1.9-2.0T磁密择要考虑到的+5%GB1094.1“当最值不超过响+5%该解容量下连续。即是说能+5%额下还能输出额流。综合以上原因目前B 选取范围是1.65-1.75T小型变m一般1.65-1.70T；型一般1.7-1.75T非晶合金材料磁密较低一般1.25-1.35T。低压绕组匝数计算由于低绕组没一般根据低侧相来初算每匝e'初t选磁密B'm

算出每匝e'te'

B'Am

/匝t 45根据低侧初算每匝etU

初算出低绕组匝数WD

即W 2N匝D e't将算出W '取整后得到低绕组匝数W 根据W 再重新算得每匝电D D De即实际每匝teU2NV/匝t WD实际每匝必须算到小数后三位效数字。磁通密度的计算当式每匝后便以出式磁通密度即：45eB t

e104t TA 222Az zAz中）绕组匝数的计算±5%还±2×2.5%等以要对各位置的匝数别结算其算步骤下：先算出额定相及各位置时的相；按下式求出（）最小位置时的匝数W即nW'=U /e （取整数匝W）n n t n各的匝数xgetxgetW'G

（取整数匝W ）G1根据W 别减去

即可别求出其他各相相对应的匝数。G1 G从最处的匝数W1

起一级一级的减去间匝数WG

后就可得到（）各个处的匝数。对于一般只±5%的变器，可直按下式进行算：-5%处

W 'WG2

2

W'匝；G额定处

W WG1

'WG

'匝；+5%处

W' 匝。1电比校核众所周知根据变器并联运行的要求并联运行的变器之间的变比偏差要求是及严的。为此在时对算出的低匝数必须进行较严格的较核。通常较核可按下列序进行：额定时的校核即U xgUxg'xgU xgUxg'xgU ——相压（标准值）xgU ——算的相压。xgGB1904.1-85压比的数值比上，0.25%之值是考虑制造和试验的偏差，在算应保留的裕度。最及最小分接下的压比较核：分接：U U 'UU U 'U②最小分接：U U 'UU U 'UnU ，U ——规定的最，最小分接下的压；U ，U '——算的最，最小分接下的压。另外，在进行各分接下的压比校核时，应算到小数点后的三位数字。分类及对要求变压器按绝缘介质的不同，通常可分为：油浸变压器（包括不燃油变压器，干变压器以及体绝缘变压器（6体）这三类。无论哪种类型的变压器，其绝缘结构都是十分重要的，它既影响到运行的可靠性，也是决定及其进性主要。绝缘的要下三：（1）性的要求变压器在最压的要各种可的压，后变压器来说加严峻，它往往是决定变压器绝缘水平的主要依据。变压器的电性能，主要依据各种试验电压来保证。（2）机械性能的要求产生电动力，尤其是在突然短路时，将遭受巨大的短路电流的作用，这时电动力达到很大数值。在设计是选用绝缘材料和整个的绝缘结构在电动力作用下有足够的动稳定性和机械强度。另外，变压器的使用寿命也与其机械强度有关。（3）热性能的要求料的绝缘同，定有的定温升值与高发热温度值。在运行过程中，发热温度过高值，变压器的寿命将。分所承受电压（1）常工作时的高电压Um。也是过电压数的值，通常m=（1.051.15）（N定电压）。（2）电过电压幅有与用的1.2/5μs头时间1.2μs尾间50μs又称或（3）工过电压见率率（50Hz），其值高，时，体而，主要有下：单接地；甩负荷；线效出影响避灭弧择影响到绝缘的配合和试验电压的确定。（4）内部过电压的产生是由于设投切或系统参数的谐振的，又分：①谐振过压：是由于系统和线路的容感参数配合所引起的路谐振（包括参数谐振和铁磁谐振等）所致的过压。②操作过压，过压持续时间为几百微秒到几十毫秒，其波头时间较长。变压器的试验压值的确定既考虑了上述运行中可能作用于变压器上的种过压，又考虑了过压保护装置作用的结果，这就是所谓的绝缘配合。压；操作冲击试验压；1min频试验压；感应耐压试验压；局部放试验压等。压器的绝缘结构变压器的绝缘分为主绝缘及绝缘部分。的变压器，其主、绝缘定的绝缘。这变压器的绝缘结。变压器的主绝缘主绝缘系的容、引线和分体的绝缘，即铁部、及在上系的的绝缘。主绝缘主，在于确各部的绝缘和，确保这部位的绝缘在1min压和冲击试验压发生击，在长作电压发生的局部放。其绝缘结、各间绝缘及绝缘包数和绝缘用，是中应的。其中变压器是变压器的，是变压器、变能的核，是变压器、能的路，是变压器主部分。变压器绝缘的和可是决定变压器能长、全运行的保，于各压变压器，绝缘显然更为重高低压绝缘尺寸如表 2.3表 2.4所示主绝缘结如图 2.4所示。表 2.3 低压铁轭绕组δKV形式

高C δ B 2 2KV）0.4 圆筒

窗高≤0600铁心

1.0 15 1055 352.53、6

柱不绑扎9 20 10式3、6、10

δ=3.55 10 55 353.50.4、3、6饼

窗高＞600, 10

35 1055 353、6、10

式不绑 10 3.5 55 35扎）δ=55表2.4 高kV绕A形AABδEδ备注21113436、圆2.955筒720706528010248220035高线高线36、1016273.566.535≤1600kVA0467172352000~6300kVA49652273图2.4 3263下变压器主绝缘结构PAGE2363页。2.52.62.5S9

10kV 35kV

1357

1.5mm

全2.5mm

66mm≥4mm正常油错排列道

≥4mm

2468为 6mm1.5mm4.5）4.55mmmm

12m

910mm2条

56mm470%左右表2.6 小型S9系列圆桶

≤

801~

1201~

1601~

2001~

2301~

280500

1200

1600

2000

2300

2800

330/V0.085 6 7 8 9 总张 3 4(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(12数张分级数 3(4) 4(4) 4(5) 5(5) 5(6) 长分级2(2) 2(3) 3(3) 3(4) 4(4) 短与空载参数计算功能铁心具有两个方面的功能：（1）在原理上，铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能。因此，铁心是能量传递的媒介。（2）在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和夹紧。铁心本体是用硅钢片叠积成完整的磁路结构，其钢夹紧装置（钢夹件）构成框架，它牢固地把铁心夹持成一个整体，同时在它的上面几乎安装了变压器内部的所有部件。空载损耗计算（1）变压器空载损耗的组成铁心的磁损耗损耗损耗部。用成的铁心，损耗50%。（2）铁心的空载损耗计算铁心柱量(）的计算G KFe

(

D2D3.14C2D)/1000D铁心(mm)；K 铁心，F0.840.86；FeG 铁心量(kg)；Fe密度(g/cm3)，=7.2g/m2。⑤空载损耗的计算PK0 0

PG0

(2)K 空载损耗工艺，0K 1.081.15；p0P0——单位重量的损耗(W/kg)。P通常，出的空载损耗值不超过国家标准中所规定的值的+15%，并最好是负P0DD增并保持磁密不变时，由于铁心尺寸增P0GFe也增，同时线圈的urD流的计算变压器的空载流是由铁耗无功分量）所合成。因此，在算空载流时，只要先分别IFeIμ，即可得到总的空载。（1）铁耗IFe的算铁耗IFe是由空载损耗（铁耗）所引起的，当用额定流的百分值来表示时，其具体算公式为I Fe

P010PN式中：0——空载损耗(W)；PN——变压器的额定容量(kVA)。（2）空载流无功分量占额定流的百分数：I ％G q02 Fe

nAq)/10Se N式中q1——单位总量的励磁容量(VA/kg)，按心柱磁通密Bt查得；q1q——单位面积得接缝励磁容量(VA/cm2)，按铁轭磁通密度查得；——接缝数，取4；e——心柱有效截面(cm2)，et/2；At；SN——额定容量(kVA)。S空载流占额定I0

2Fe％

2。02压器的绕组及负载损耗计算压器绕组的结构型式和特点绕组在电力变压器中是最重要、最复杂的部件，因为它基本上决定了变压器的容量、电压、电流和使用条件。它由铜（铝）扁导线绕制，再配以专门的绝缘部件组成。绕组形式主要是根据绕组的电压等级和电流的大小来进行选择，同时还要重点考虑电气强度、机械强度、散热面积和绕制的可能性等等。一般对电压低而电流大的绕组，常用多根扁导线并联绕制成螺旋式绕组；而对于电压等级较高、电流较小，且在纵绝缘上还有其特殊要求的，常可绕制成连续式、纠结式和插入电容的内式绕组。绕组的要求（1）绝缘强度要求由于变压器在行中要大气电压和电压的，还要生中部的绝缘（电）。要求绕组的设计和制有的度。（2）定要求承强大电力的而结。（3）散热能力要求在绝缘结中，电、电、、、等部件有“死使产强大的热量，线匝也于烧毁。型式①双由的机械稳定性差所以很少采用就双言，它是采用扁导线按螺旋线双线匝在双线匝之间放置冷却油隙或间绝缘也可以四线匝并联导线沿轴向排列时不进行换位沿幅向排列时要在轴向高度一半处进行换位艺较好但要保证上下端部支撑结构稳定可靠。630kVA以下1kV以下的采用导线或扁导线可以线在线之间放置间绝缘或冷却油隙在的1之间的容较压的不的35kV以上时在1线内放置容以。630kVA以下15kV以下的高由线构一线结构采用导线线之间放置或线的是以线之间的联结要是间较但结构量困难。试验变器或互感器变器的高以少数容量超高变器的高沿轴向高度由一的油的线所是用的它螺旋纠结蔽。①连续式用扁导线绕制，从绕组的第1个线饼开始依次顺序编号。奇数线饼的导线从外侧依次绕至内侧，称为反饼。偶数线饼的导线从内侧依次绕至外侧，称为正饼。一个反饼和一个正饼组成一个单元，所以在连续式绕组的线饼数必须是偶数。连续式绕组的纵向电容较小，雷电冲击电压的电压起始分布不均匀，耐受雷电冲击电压的绝缘强度较低。适用范围：容量630kVA及以上、电压110kV及以下的高压绕组②纠结式内雷电冲击电压的起始分布。一特绕组较高绝缘强度的。由于纠结式线饼的匝间电压为一个线饼的电压，所以匝绝缘。适用范围：容量 630kVA及以上、电压 110kV及以上的高压绕组内式工电但。个线饼内的匝数以任，以适应缘。适用范围：电压 110kV及以上的大容量压的高压绕组式a.绕组采用根扁导线并联绕制，一匝成一个线饼，线绕制线匝。线匝线饼之间成向。并联导线之间的换位方法，“212”换位、“424”换位和“242”换位。换位方法都是在绕组总匝数 N的近似1/4、2/4和 3/4处进行换位，当并联的导线的根数为 8，达到完全换位。并联导线的根数为 4的倍数适用范围：容量 800kVA及以上、电压 35kV及以下的大电低压绕组b.,,335kV⑤箔式它是铜（铝）箔连续箔铜（铝）箔宽度就是绕轴向高度层铜（铝）箔即铜（铝）箔绝缘就是层绝缘因此空利系很高且承受短路产生轴向磁力能力较强是箔优点箔缺点是焊。2500kVA（4000kVA1kV箔2.5用2.5选

形式（kV） （kVA） 柱10～630

层四Y,yn0

0.4

800～160010～

层圆筒式柱层610 柱 式630 半连续式6、10

800～1600外线柱630

半或多层圆筒3、6 内线Yd6、10 800外线6300

式半或3、6、10 内线柱 多层圆筒Y,yn0Yd

3560110

50630800～内线柱63002000外线柱以下2500外线柱以上5000外线柱以上

式半或多层圆筒式纠结式纠结式和电流密度的选择导线的选择6300kVAQQZZBa×b两边绝缘厚度0.450.951.351.95mma=1.12～5.6mm宽边层式绕组选小值饼式绕组选值。选太厚绕困难；太薄焊接困难也不易平弯。①并绕根数选择连续式绕组内柱≤；外柱≤；单螺旋≤5撑条数。②b初步确定连续式绕组单螺旋式绕组

bb

hmmmhmmm-4双螺旋式绕组

bHh

mm式中：H圈高度m——断数；

2m4h轴相油道总高度m。③a初步确定I截面积S Id

mm 2A/mm0A/mm2Sdb出并绕根数a值。流密度选择流密度最不超4.A/mm流密度最不超A/mm。小流密度可取较较流密度可取高些流密度2.5～0m2不超5m流密度按式确定：Ij Id

Amm 2A/mm2j=3.04.5A/mm2j=1.62.0A/mm；IAn——S2。、辐尺寸及绝缘半径计算b——1n——1H1(n2

1)n2

数 ；H 22BB(Hhc

BB(H

。a——n——a1n；B11 n-×1B2 ——2B——0.55①圆筒2.4。低压平均为Rn

aR 22

b a22 2N2主漏磁空平均为RT

AR3 2压平均为：3363页PAGE3463页R Rx 4

a

b a11 1N22.452C2C——a ——M2MMb ——、N间油道；22Na ——N2NA——高间高a ——高M1M高M的b ——高、N间油道；11高Na ——高N1N高D1——高E——高相间M0——两柱5的倍数。损耗计算②层式绕组圆筒式）M段的平均匝长：l 2R2M 2

a 102M

m）l1N段的平均匝长：

2R4

a 10M

m）l 2R2N 2N

a 10N

m）导总长：

l 2R1N 1

a 10N

m）L l W2 2M 2M

l WN 2

0

m）L l W1 1M 1M

l Wm）1N 1N式中：W1N应包括+5%的分接头匝数；0.5m400V长度。高压额定压处导总长：L'L0.052

a103m）1 1 1 5式中：a导厚度或圆截面导外径m。低压平均匝长：高压平均匝长：

l L2

/Wm）2l L/Wm）1 1 1③每相分高压和低压）r7℃

0.0209

L铜导S式中：L——高压或低压的导总长；SmmP 3I2d1 1 1P 3I2d2 2 2P P Pd P d1 d212A；22KP——附加系数。通常变器抗是指在额定频率参考温度下一对某一端子之间等效串联抗Z RjX由于它值出算以外还要k k k通过负载试验来确定所以习惯上又把它称或抗。抗是变器重要技术参数它对变器制造成本小质量以及系统运行性能等都有显著影响一于之间行参数对变器抗常值%来。抗是一在本国技术准别规定抗值。公式抗

包括抗降

降

u(%)u2u2u2x r，u通常抗量ux

于通所定变器

k(%),它uk占着主要部。

U kPr 10PPN

%

49

fIW

KD %k eH%t k

106P75PkVA；f50Hz；N——A；D

HV/；K2.6；2.6 K式K1.01.021.051.08H——两个线圈的平均有效高H1(H H )其H 线圈有效高H 外线圈有效电2 k1 k2 K1 k2高。度计算高:h'H'高h'H1)高hH'2)hH), H——2.5） D

a')Ra

R1

a')Ra(

N'1 )2

a (

N'2 )2R3 1 1

12 T 3

2 n 11

NN1 1

11 22

NN' 222 2xxr22——(cm)；12(cm)；N1N1’——1与1’主接总匝数；N2N2’——2与2’主接总匝数。其λ-。2.5a1a1’a2a2’——(cm)；a22——(cm)；调整方法若算得阻不符合要求，则需进行调整调整方法下三种：Wt增WDHHDa×b段数均达到DH目高压圈间距离在满足绝缘最距离情况下高压圈间距离或减但这种方法能浪费材料。总须全面分析问题只有这样，才能所出变压器既符合各项性能指标，在经济上又先进合理用算机进行优化完全以较好解决这个问题。升及油箱尺寸计算升计算油箱相关尺寸算①油箱高5倍数）HH0

2H H He d 1H－铁心窗高mm；0H 铁轭最片宽mm；e—H —垫脚高mm本次取H =16；d dH—铁心至箱盖距离mm本次H=203。1 1②油箱长5倍数）L2M0

DB1 2M －铁心柱中心距mmD－高压圈长幅外径mm；0 1B－长轴方向圈外径与油箱间隙mB=111。2 25BD B2 1Dmm；2BmmB=8。1 1A1

A LB2h T

2He

1H2 d

q y

Pd

/A—W/m；Am；0W；Pd(75C)

—75℃时短路W。下介绍一下装片器平均方法自冷有效表SA1KA A m22 61几何表m；2几何表m；6片器在不吹风时有效表m；K决于器在布置布置=0.9双布置=0.85；三布置=0.8四布置=0.75。片器不吹风时有效表

A S , m26 nm2.10；3自冷变压油对空平均温升 0y

262q0T

(K)4温升修正温差

2.11。hK Th0 hs

0.00634y2.10 固定安装片自冷Sm）n联345791113心距片片片片片片片620.1.1.1.58709347775--1.1.2.2.030591062871.2.3.3.--585440468102.3.4.4.00774519882.11表K0.70.80.80.91-1.01.03-1.1.06-1.100.61-1-9-5-20570.80.80.90.9849222.5 33.5 44.556

1.2S

55K——K；q

1032PfzS

/P ——被折合到75时载损耗W；fz1.032785时折合系数；S——被有效积于层线圈浸自冷内外： 0.065q01

有层间纵向道）q——散W/m。GZ

G G GZ y

G Gx fG——油重；yG——油箱重；x

G——器身重；qG ——附件重。f值四框五柱4在。这使某些局部磁通由于受小对称分布产生的高次谐波叠加的影响而发生畸变，从而引起局部磁感应超饱和，导致损耗迅速上升。因此，在时，磁通密度不宜选得过高，单相变压器一般取1.3-1.4T，三相变压器一般取1.25-1.35T。工艺系在变压器制造过，4、套装线圈、再合上接缝压线圈一使铁心受的，从而造装配的部分产损耗铁心时有加。在，应这个加，上。铁心与线圈的组合、人的经验和技能诸多因素有关，一般取KP=1.08-1.15之间。0联结组别当非晶合金变压器铁心采四框五柱结构时，有两个旁轭可供磁通的高次谐波或零序分量流通，因此，YynO联结法是不合适的，须采用Dynll联接法。因为前者易造成线圈过电压，绝缘相对小安全，亦会使损耗增加，后者则相反。106-8dB，不会过相的定。力非晶合金对非，是是会，损耗会压的增大而，一会增加 20%-200%。因此，应合理的结，使铁心而压在于一。在设计，使线圈压、固定自成体系，尽量减少时及铁心自重产的。非晶合金变压器的电磁计算与硅钢片铁心变压器计算相同部分在此不介绍仅就非晶合金变压器特殊计算部分进行介绍。相同处见变压器电磁设计部分。计算铁心材料采用具有软磁特的非晶合金带材为铁心材料。铁心尺寸可根据设计需要进行定，最大片尽量控在 217mm以下。KFe

=0.84-0.86范围之间。铁心通采用搭接式卷铁心，四框五柱式结。ρ=7.2g/cm31.3T(50Hz)P0.2W/kg0磁通，饱和磁B≥1.5T，时作磁通1.25-1.35T。(7)铁心质量。时可按下式算G KFe

(

D2D3.14C2D)/1000式中A,B,C,D——铁心尺寸(mm)K——铁心填充系数，凡K——0.84-0.86Fe FeG——铁心质量(kg)Feρ——非晶合金（g/cm3）(8)空载损耗算PK ,W0 p0 FeK ——空载损耗附加艺系数P0K =1.08-1.15P0P——单位重量的损耗(W/kg)(9)空载流算I％(G q0 Fe

nAq)/10Se Nq(VA/kg)，按心柱磁通Bt1q——单位面积得接缝励磁容量(VA/cm2)，按铁扼磁通查得nn=4A(cm2),AA/2e e tA——心柱有效截面积tS额定容量(kVA)N圈计算高低压线圈均采用无氧铜绕制。导线材质：φ2.5mmQQ-2ZB-0.45315-1600kVA/6-10kVA30-1600kVA/6-10kV3.1πR=C+D(R为半径)。对于箔式这样样成立。阻关键于漏磁D

a a N21 22aR ( 22

)2a

aR 11 11a

N( 12)2

aR 12 133 2 22

N N21 22

3

12 N 31N式中 N1N

N——高额定匝数及高油道外额定匝数,匝123.1aa——低3.121 22aa——高辐向尺寸cm11 12aacm1 2acmRcm22R,R,Rcm11 12 13Rcm△N,N21

22SH15-800/10-0.4P=800kVANU =10KV5%,N1U =0.4kVN2DYn11u =4.5% ±10%K=380W+15%%=0.3%+30%=7500W=380W+15%%=0.3%+30%=7500W+10%0载流I0负载损耗PKGB1094-1999《力变JB/T10318-2002《浸式非晶合金铁心配变器技术参、流高侧线:U kVN1高、低侧相分别为

U kVN1+5%1)

VN1-5%1-)

VN13U3N2

V3S I I IN=3

=

26.667AN NN N1

N310NN低侧3U30.4I 3U30.4N2N

800

1154.701A铁心（迭厚）计算14D=146 B’=1.25TA 2z45eB m Az

1.295TAC= z20.85D

=231mmC0=C/2=115.5mm将矩形铁心等效圆形以便于算则其等效半径22硅钢片牌号:非晶合金绕组计算每匝：

-6)2)2/

330mm3e=U3

V/匝t 低压绕组匝数确定W1

1000016.4957

=606W'1

0.051000016.4957

=30W=606-30=576匝13W=606+30=636匝11验算电压误差100006061495710000

0.036%+5%105006361.495710500

0.0832%-5%9500576149579500

0.016%

绕组尺寸计算压绕组

j=2.3A/mm21ZB-0.45 2.36×511.25mm2已知26.667A则实际为

26.6671j=11.251

=2.37A/mm2段号择3×60=1801×36=366×60=3601×60=6011 6362.862.86×4×7=11.44=20.02+1.44（层间绝缘）+2.24=12.88=22.26+1.12 （裕度）+1.74=14=24+4.5（油道）+24=42.5轴5.5×61=335.5+3.5（裕度）339（333.5）+18+18375（HO）绕组形式多层圆筒式带一个油道层间压2×60×16.4957=1979.4844.10.08缆纸。4 2 2 4 2 4 2 X3油道 30X2302 4 4 2 4 2 4 3 X15063页A 1 2 3 4 5 6

89 1011低压绕组尺寸

j'=2.3A/mm221.05×345 截面积为362.25已知实际1154.701A，则实际的为1154701j2=36225

=3.188A/mm2辐向尺寸：1.05×7=7.34999+0.96=8.31+0.69=9+4.5+9=22.5

轴向尺寸：345+15+15375（HO）5163页2×0.08mm4.2。A X7匝 4.5 7匝半径计算

4.2长辐短辐等效半径平均半径11551461656121581548173999177513051631182454.54.518425135167.5186.599919105144176.5195.5858.58.819991525185204.3141413.5211051665199217.75454.55220251712035222.8242421.9233751952275244.65-52-63页PAGE5363页LLLL1 2 3 4L=1.326m1L=1.473m21 L=L×W+L×W1 3 1 2750CR'750CR'750

002135

8614911125

16058191铜1P =3I2R'

=3×26.6672×1.605819=3426W1 1

750C1铜线重量1G =3gL A10

=3×8.9×861.491×11.25×103

=272.05kg1M 1 1低低L1，总L3L=1.1577m1L=L×14=16.7075m3 13.6.2.2750C时的167075

750CR'''750

002135

36225

0000967P1P =3I1 2

R'750C

=3×1154.7012×0.000967=3869W2M低压绕组铜线重2MG =3LAg10

=3×8.9×362.25×16.7075×103

=161.6kg2M 2 2负载损耗P（K 取1.05）d pP=1.05×（P +P ）=1.05×（3426+3869）=7660Wd d1 d2压计算抗高度3453335Hk 210

33925漏磁场宽度为高压绕组外径与低压绕组内径之差（244.655-173）/10=7.165cm将上式结果代入下列公式，得漏磁场宽度和D： 1

1

W 2

W 2D a

ra

a

ra

11 r a

22

61741M231

11

1221

3

22

11 W W 1111 12

22 W W 2221 22由 1 k

0.933

附加损耗系数 K=1.1U%

49

fIWKDN

10

=4.54%x eHt kDU% PD

10

7660

0.958%r 10SN

10800U2(%)U2(%)x rUU2(%)U2(%)x rk铁重铁心尺寸图如图4.3。4.3铁铁心尺寸：A=375B=90/170C=115.5D=146GFe

K