电力变压器电磁计算

(完整word版)电力变压器电磁计算(完整word版)电力变压器电磁计算 (完整word版)电力变压器电磁计算哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书学生姓名：杨会鹏学号：0403010229学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化任务起止时间：2008年3月1日至2008年6月15日毕业设计（论文）题目：电力变压器电磁计算设计一台OSFZ9-130000/242发电机升压变压器，额定电压高压侧242+2/-2x2。5%kV；额定电压低压侧10。5kV；额定容量130MVA；阻抗电压14％，允许误差±10%；负载损耗：330kW；空载损耗：70kW；冷却方式:ONAF；空载电流:<0。2%;变压器为发电机用，要求能够在120％负载的情况下连续运行；其他指标全部满足现有GB标准及用户要求.毕业设计工作内容：设计一台电力变压器的电磁计算,计算出变压器的全部电气性能，包括阻抗电压，空载损耗，负载损耗，主要外形尺寸，重量等等.并在对铁心直径进行微微调整的情况下，对变压器性能表现出来的差异进行分析。得出结论。资料：《电力变压器计算》路长柏《电力变压器设计计算与实践》刘长彝《变压器设计（电磁计算部分）》沈阳变压器研究所指导教师意见：签名：年月日系主任意见：签名：年月日教务处制表3-电力变压器电磁计算摘要 本文介绍了变压器的发展现状及130MVA/242kV发电机升压变压器电磁计算的两种方案及其分析比较。根据给定的技术任务要求和环境使用条件，确定变压器的电磁负载和主要尺寸，计算性能数据包括阻抗电压、空载损耗、负载损耗、各部分温升、机械短路电动力、导线应力及变压器重量,确定外形尺寸，取得合理的技术经济效果.计算结果满足国家标准及有关技术标准和使用部门的要求.从运行的经济性考虑，我们要求变压器损耗低,效率高，但在实际生产中，降低损耗必然导致材料和制造成本的增加，所以应综合考虑各方面因素，从中选择最优方案。关键词：电力变压器；电磁计算;方案分析PowerTransformerElectromagneticDesignAbstractThisarticleintroducesthedevelopmentofpowertransformerinpresentyearsandtwoplansofthe130MVA/242kVgeneratorstep-uptransformerelectromagnetismdesign.Ialsocomparethemwitheachother.Accordingtotechnologymissionrequirementandenvironmentexploitationconditionswhichassigns,determinethetransformer’selectromagneticloadandthemaindimensionoftheoutline。Theestimatedperformancedataincludingtheimpedancevoltage,theno—leadloss,theloadloss，thetemperaturerisesofvarioustransformerpart，theshortcircuitforce,thewirestressandthetransformerweight，externaldimensions，obtainingthereasonabletechnicaleconomiceffect。Thecomputedresultsatisfiesthenationalstandardsandtherelatedtechnicalstandardanduserdepartment’srequest.Consideredfromthemovementefficiencythatwerequestthetransformerlosstobelow，theefficiencyishigh.Butintheactualproduction,reducingthelosstocausethematerialandproductioncostincreaseinevitably，thereforeweshouldtheoverallevaluationvariousaspectsfactor,choosethesynergy.Keyword：powertransformer；electromagneticdesign;plananalyze目录摘要…………….…IAbstract…………….。……….。……………….…II第1章绪论1.1课题研究的背景..。…………11。2问题的提出及研究的意义…..。……………11.3变压器计算的一般程序。.。…………………11.4本课题的目的。。.……………2第2章发电机用电力变压器电磁计算方案一2.1技术条件。..…………………32。2额定电压电流计算………….。.…………。32。2。1高低压线圈相电压计算…………………。.………….2。2。2高低压线圈电流计算。.。.。…………………。。…………2。2.3铁芯的确定….。.………2.2.4线圈匝数计算…………2。2.5电压比校核..。...…………………。。……2。2.6绕组排列及计算。。。…………。。….。……2.2。7导线选取.。。…………………..….。……2.2。8线圈计算….。。…………2.2.9铁芯中心距的计算…。。.………………2.2。10窗高的计算…。。………2.3阻抗电压的计算…。.……………。…………72。4导线重量和电阻阻值的计算….。……………。。。…………102。4.1导线长度的计算…….。………………2。4。2导线电阻阻值的计算….。……………2。4.3导线重量的计算…….。………………2。5负载损耗的计算.。…。.………………….…112。5.1电阻损耗……..………2.5.2涡流损耗……。。………2.5.3油箱尺寸计算……。.…………………2.5.4杂散损耗….。…………2。5。5引线损耗……。。………2.6空载损耗和空载电流的计算…..……。…….。……………132。6。1铁芯硅钢片总重.….。……….。.………2。6.2空载损耗的计算…。.…………………2。6.3空载电流的计算…。。…………………2。7温升计算..。。……………….142.7.1线圈对油的温升计算…。。……………2.7。2油对空气的温升计算…..……………2.7.3绕组对空气的温升计算…..…………152.8短路电动力的计算 。。…………………162。8。1安匝分布的计算…..…….。…。。………2。8。2漏磁计算……..……………….。………………..……2。8.3短路电流稳定倍数….。……………。.。.………………2.8.4不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力….。….。….。…2.8.5导线应力的计算…。.…………。.………….。…………2。9变压器重量的计算….。…………。…。。……192.9。1总油量的计算…。。………………….………….。……12。9.2器身重量…。。……。。……………..……2。9。3油箱重量……。。………………。.……………。.………2.9。4附件重量。..…………………….。……2.9.5总重量的计算…。.…………。。……….第3章发电机用电力变压器电磁计算方案二3。1技术条件…。.…………。.。…223.2额定电压电流计算…….………….……223.2。1高低压线圈相电压计算….…………3。2.2高低压线圈电流计算…………。3。2.3铁芯的确定…..………………….。。…3。2。4线圈匝数计算…。。……………………3。2.5电压比校核…..………3.2.6绕组排列及计算…..………….。。……3.2.7导线选取…。.………。。.………………3。2。8线圈计算….。………….。.……………3。2.9铁芯中心距的计算….。………………….。。…………3.2。10窗高的计算…..………。.……………3.3阻抗电压的计算…..…………。.。…………263.4导线重量和电阻阻值的计算…..…………。..……………293.4.1导线长度的计算….。…………………3.4。2导线电阻阻值的计算…..……………3.4。3导线重量的计算…。。…………………3。5负载损耗的计算…..………..……。………303.5。1电阻损耗…。.…………3。5。2涡流损耗…。.…………3。5.3油箱尺寸计算…。.……………………3。5.4杂散损耗…。.…………3。5。5引线损耗….。…………3.6空载损耗和空载电流的计算…..…………………。..……323.6。1铁芯硅钢片总重…..…………………3。6。2空载损耗的计算…。.…………………3.6.3空载电流的计算…..…………………3.7温升计算….。……………。。。………………333。7。1线圈对油的温升计算。…….…………3.7。2油对空气的温升计算…。.……………3。7。3绕组对空气的温升计算….。…………353.8短路电动力的计算…。…。。……….。………353.8。1安匝分布的计算…。.…………………2.8.2漏磁计算….。…………2.8。3短路电流稳定倍数….。………………2.8.4不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力…..…………2。8.5导线应力的计算…..…………………3。9变压器重量的计算…。。………...…………393。9。1总油量的计算…..……………………3。9。2器身重量….。…………3。9.3油箱重量…。。…………3。9.4附件重量…。。…………3。9。5总重量的计算…。.……………………第4章两个方案变压器的性能比较与分析…..……….。.……40结论…。.……………………..….。。………………41致谢…。。……………...……。.……42参考文献….。…………………….。………。。。……43附录一…。。…………………...………………..…44 1-第1章绪论1。1课题研究的背景变压器是电力系统中重要的电力设备，平均一台发电机就需要配备七台相同容量的变压器。因此变压器的需求量是非常大的，我国的电力变压器制造工业,从建国以来，随着国民经济的发展，特别是随着电力工业的发展而不断发展.电力变压器单台容量和安装容量迅速增长，电压等级也不断提高。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年代发展到550kV级，现在发展到750kV级、1000kV级。40年来，我国电力变压器制造技术得到飞速发展，突破高压和超高压技术禁区，科研开发手段和产品创新能力得到进一步加强.500kV电力变压器的科研成果和制造技术的应用，转化和逐步改善以及其他变压器类产品的移植，扩散必将促进变压器制造总体水平的进一步提高.电力变压器的进一步发展趋势是：进一步降低损耗水平，提高单台容量，电压等级向1000～1500kV特高压发展.1.2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，如何对铁芯直径、导线规格、线圈尺寸等各方面的进行局部调整从而使变压器在成本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.1。3变压器计算的一般程序电力变压器计算的任务在于确定变压器的电、磁负载和主要几何尺寸,计算性能数据,取得合理的经济技术效果。 变压器计算应根据产品设计任务书中给定的数据进行 1。确定硅钢片型号，及铁心结构形式，计算铁心直径,选择标准直径，得出铁心和铁轭截面积. 2。根据硅钢片型号，初选铁轭中磁通密度，计算每匝电势。 3。初选低压线圈匝数，凑成整数匝，根据整数匝再重算出铁心中得磁通密度及每匝电势，再算出高压线圈匝数。 4。根据线圈的结构型式，确定导线规格，进行线圈段数（层数)、匝数的排列，计算线圈轴向高度和辐向尺寸。 5.计算阻抗电压，大容量变压器阻抗值应与阻抗电压标准值接近，小容量变压器的阻抗电压值应小于阻抗电压标准值。 6.计算变压器负载损耗达到标准规定范围。 7。计算线圈导线对油的温升，不合规定时，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，则需更改铁心直径。 8.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。 9.计算空载性能及变压器总损耗. 10。计算变压器的重量。1.4本课题的目的 本论文时作者结合当前变压器的发展趋势，以及以后将从事变压器电磁设计工作的需要来完成的,主要希望达到以下的目的： 1。再系统学习变压器的结构原理基础上，通过自己独立的设计一台变压器，了解变压器设计的主要过程及相关的方法。 2.通过设计的过程不断学习、消化、掌握变压器电磁计算的主要特点,掌握其计算方法，从而对变压器有一个深入的理解，在今后从事变压器设计、制造中加以运用,能够更快的进入工作角色. 3。通过同一台变压器的两个电磁计算结构的比较，加深理解在调整变压器的电磁性能时，从何入手，如何调整. 本论文的目的是：通过变压器设计加深对变压器原理的理解，掌握变压器的设计方法，达到举一反三，精通一类变压器的设计方法.为今后从事变压器设计打下坚实的基础，争取在变压器设计、开发方面有所作为。第2章电力变压器电磁计算方案一2.1技术条件⑴变压器额定容量：SN＝130MVA⑵变压器额定线电压和分接范围（一次）U1＝242kV±2×2.5％/10。5kV⑶变压器相数：3相⑷额定频率：50HZ⑸冷却方式：ONAF⑹空载损耗：P0≤70kW ⑺负载损耗：Pk≤330kW⑻阻抗电压:Uk=14％，误差±10％⑼变压器连接组:YNd11本变压器使用环境常年最高气温为40℃,最低气温为—20℃2.2额定电压电流计算2.2。1高低压线圈相电压计算2.2。2。1高压线圈相电压:高压线圈为Y联接。＝（242000+0。05×242000)/≈146709V＝（242000+0.025×242000）/≈143216V＝242000/≈139723V＝（242000—0.025×242000）/≈136230V＝(242000—0.05×242000）/≈132737V2。2.1.2低压线圈线电压：低压线圈为△联接低压线圈相电压等于线电压Uφ＝10500V2。2。2高低压线圈电流计算2.2。2.1高压线圈电流：高压线圈为Y联结，其线电流等于相电流。 IN=Iφ==310A2。2.2.2低压线圈电流:低压线圈为△联接, 低压线圈线电流为:IN2==7148A 低压线圈相电流为：Iφ＝＝4217A2。2.3铁芯的确定2。2。3。1硅钢片的选用硅钢片选用美国AK公司牌号H0厚度为0。23mm高导磁冷轧硅钢片。在50Hz，1。7T时，单位损耗为0.85W/kg2.2。3.2铁芯直径的计算 铁芯直径的大小,直接影响材料的用量,变压器的体积及性能等经济指标，故选择合理的铁芯直径时变压器设计重要的一环。硅钢片总量和空载损耗随铁芯直径的增大而增大，而线圈导线的总量和负载损耗随铁芯直径的增大而减小。合理的铁芯直径就是硅钢片和导线材料的用量比例适当，达到最经济的效果.从经验公式中得: D＝=796mm S1==130000S1为三相双线圈变压器每柱容量2.2。3。3铁芯柱截面积 铁芯级数为17级，迭片系数为0.97，净截面为4655。6cm22.2.4线圈匝数计算2。2。4.1每匝电势初选值 磁通密度初选为B=1.7T,则每匝电势为 et＝=175。879V/匝2.2.4。2低压线圈匝数计算 W==59。6匝，凑成整数匝 低压线圈匝数为60匝2.2.4。3每匝电势准确值 et＝=175V/匝2。2.4。4铁心磁通密度核算 B=＝1。69T<1。75T，合格2。2。4.5高压线圈匝数计算 最小分接时匝数W＝＝758.4取758匝。 调压线圈匝数：ΔW＝＝ ≈19。6匝，取20匝.各分接点匝数：从最小分接到最大分接依次为758，778，798，818，838.2。2.5额定电压及各分接电压的偏差，按下式计算: (≤±0.25％式中： Uφ为各分接位置的实际相电压 Uxφ为各分接位置的计算相电压 Uxφ＝Wxet（Wx为计算分接匝数）(146709-175×838)/146709=0.06％＜0.25％ 合格（143216-175×818）/143216=0。05％＜0。25% 合格(139723-175×798）/139723=0。05％＜0.25% 合格(136230-175×778）/136230=0。05％＜0。25% 合格(132737—175×758）/132737=0.04%＜0。25％ 合格2.2。6绕组排列及计算2.2。6。1高压线圈排列选择及计算 对已知的高压总匝数进行分析，最大分接匝数为838匝，选用线性调压方式,高压线圈匝数为最小分接数758匝.高压线圈选择插入内屏连续式绕线方式，加32根宽14mm的撑条，32个宽40mm的垫块.每8匝导线为一段，则高压线圈分为98段。则每饼匝数分布为：设正常饼匝数为占X段,插入内屏饼匝数为占Y段,则列方程组得： X+Y=98解得正常饼段数为78段，插入内屏段数为19段，1段特殊段匝数为匝。总匝数为758匝。2。2.6.2低压线圈排列选择及计算低压线圈匝数为60匝，绕线方式选择层式线圈螺旋式绕法,60匝分为2层绕制，匝与匝间垫入垫块已增加散热面积。加32根宽14mm的撑条,32个宽14mm的垫块。2.2。6。3调压线圈排列选择及计算 调压线圈匝数为80匝，绕线方式选择层式连续式绕制，一匝为一饼。垫入32个宽40mm的垫块,加32根宽14mm的撑条.2。2。7导线选取2。2.7。1高压线圈导线选取 因为高压线圈相电流为310A，又因为本变压器为发电机用变压器，经常会在超负荷的情况下连续运行,所以电流密度不宜过大.电流密度初选2。4A/mm2,则高压线圈导线导电面积大约应为129.2mm2,所以高压线圈导线选用3根Dblline,导线规格为1.80

×13.00，辐向并联绕制,匝绝缘厚度1.2mm.导线实际导电面积为138。2mm2,则实际电流密度为2.24A/mm2.2.7.2低压线圈导线选取 低压线圈相电流为4217A,电流密度初选2。4A/mm2,则低压线圈导线导电面积大约为1757mm2，低压线圈导线选用3根CTC导线轴向并联绕制,匝绝缘厚度0.75mm，其中每根导线由43根规格为1。80×7.70的小导线组成。导线实际导电面积为1741。2mm2，则实际电流密度为2。37A/mm22.2.7.3调压线圈导线选取 调压线圈相电流为310A，电流密度初选3A/mm2，则调压线圈导线导电面积大约为103mm2，调压线圈选用单根规格为7。80×14。00Flat导线绕制，匝绝缘厚度2。5mm，实际导电面积为107.9mm2，则电流密度为2.88A/mm2。2.2。8线圈计算b2。2。8.1高压线圈尺寸计算b 高压线圈的Dblline辐向尺寸如图2—1A1=(a+0。3)×2+0.9=5。1mm 高压线圈导线辐向尺寸A=3×8A1=122.4mma 考虑工厂加工系数1.03，a图2-1Dblline示意图每饼中有2个6mm轴向的油道,图2-1Dblline示意图则高压线圈的辐向尺寸为138mm 导线轴向高h=（b+1。2）×98=1391。6 考虑到高压线圈分为98饼，则有97条辐向油道，每条油道取4mm,则总的轴向尺寸为1779.6mm取1780mm2。2。8.2低压线圈尺寸计算 低压线圈的CTCline辐向尺寸如图2—2 低压线圈导线的辐向尺寸A=（a+0.15)×22+22×0.04+0。6=44.38 0.15――导线绝缘 0。04――绕线裕度 0。6――匝绝缘图2-2CTCline示意图 考虑到低压线圈分为2层并有1图2-2CTCline示意图条12mm的轴向油道，则低压线圈辐向尺寸为A=（44.38×2+12）×1.03=106mm 低压线圈单根导线的轴向尺寸 B=（b+0.15)×2+0。13+0。6=16。43mm 0.13――导线层间电缆纸厚度 考虑到低压线圈匝与匝间有垫块，每层30匝,螺旋式绕组有30个垫块，每个垫块高度为10mm，则低压线圈总的轴向高度为 H＝16。43×3×30+30×10=1778。7mm取1780mm2.2.8。3调压线圈尺寸计算 调压线圈导线辐向尺寸A=a+2.5=10。3mm考虑调压线圈裕度取11mm 调压线圈导线轴向尺寸H=（b+2.5)×80=1320×1。03=1359。6取1360 轴向垫入79个高度为1.5mm的垫块,则总高度为1480mm2。2.9铁芯中心距的计算 398 铁芯半径 14 纸筒油隙……R2低压线圈内半径412 47 LV1线圈的辐向厚度 12 LV线圈油道尺寸 47 LV2线圈的辐向厚度…………低压线圈外半径518 58 高低压线圈油道绝缘距离 32 HV1的辐向厚度………………R1高压线圈内半径576 6 油道尺寸 47 HV2的辐向厚度 6 油道尺寸 47 HV3的辐向厚度………………高压线圈外半径714 58 高调压线圈油道绝缘距离……RT调压线圈内半径772 11 调压线圈辐向距………………调压线圈外半径783 ×2=156644 相间绝缘距离1610 铁芯中心距 绕组分布如图2-3所示4747473247471458665812LV1 LV2 HV1 HV2 LV1 LV2 HV1 HV2 HV3 T图2-3线圈排列布置图（即漏磁通图）图2-3线圈排列布置图（即漏磁通图）2.2.10窗高的计算 1780 导线高和油道高 195 至上铁轭 95 至下铁轭 2070 铁窗高 2。3阻抗电压的计算 线圈的平均电抗高度为HK=1780mm=178cm如图2—3所示,漏磁总宽度：λ＝a1+a12+a2=106+58+138+58=360mm=36cm最小分接时高低压线圈间漏磁空道总面积：ΣDLH＝(a11+a12）r1+A12R12+（a21+a22+a23）r2+ay1（)2ry1+ay21()2ry21+ay22（）2ry22＝(4。7+4。7)46。5+5.8×54。7+（3。2+4.7+4。7)64。5+1.2（30/30+30）246。5+0。6（2/2+3+3）261。1+0.6（3/2+3+3）266。4=145。7+317.26+256。9+13.95+2。29+2。4=728.6最小分接时阻抗电压为UK=＝14.21 式中， a11、a12、a21、a22、a23:分别为低、高压绕组辐向厚度,cm ay1、ay21、ay22：分别为低、高压绕组本身油道宽，cmA12：高低压绕组间的油道宽，cmr1、r2：低、高压绕组的平均半径，cmry1、ry21、ry22：分别为低、高压绕组中油道平均半径R12：高低压绕组间油道的平均半径，cmW11、W12、W21、W22、W23：被绕组油道分割的各绕组匝数W：低压绕组匝数I：低压绕组额定电流，AHK：高低压绕组平均电抗高度，cm ρ：洛氏系数，0.95;K：附加电抗系数，连续式1。02高、调压线圈间的漏磁空道面积：ΣDHT1=A23R23+（a21+a22+a23）r2+a3r3+ay21(）2ry21+ay22（）2ry22=5。8×74。3+×13.8×54.7+1.1×77.75+0.6（2/2+3+3)261.1+0。6（3/2+3+3）266.4=430。94+251.62+85。525+2。29+2。4=772。78额定分接时漏磁空道面积:ΣD1＝ΣDLH＋ahr2(）2+ΣDHT1(）2=748.7 UK=＝14。61最大分接时漏磁空道面积：ΣD2＝ΣDLH＋ahr2（)2+ΣDHT1（)2=770。7 UK=＝15.04 式中,WT:不同分接时，调压线圈的匝数 ah:高压绕组的辐向厚度，cm A23:高调压绕组间的油道宽,cm R23：高调压绕组间的油道平均半径，cm a3:调压线圈的辐向厚度，cm r3:调压线圈的平均半径,cm2。4。导线重量和电阻阻值的计算2。4。1导线长度的计算 ⑴线圈平均半径： 高压线圈为r1=R1+=645mm 低压线圈为r2=R2+=465mm 调压线圈为rT=RT+=777mm ⑵线圈的平均匝长 高压线圈l1=2πr1×10-3=4。051m 低压线圈l2=2πr2×10-3=2。92m 调压线圈lT=2πrT×10—3=4。88m ⑶线圈导线总长度 高压线圈L1=l1×W=4.051×758=3070.658m 低压线圈L2=l2×W＝2.92×60=175。212m 调压线圈LT=lT×W=4.88×80=390。4m2.4.2导线电阻阻值的计算在温度为75℃下，铜的电阻系数为ρ＝0。02135（Ω·mm2/m）,每相直流电阻阻值为高压线圈R1==0.02135×3070。658/138。2=0.4744Ω低压线圈R2==0.02135×175.212/1741。2=0.002148Ω调压线圈RT==0。02135×390.4/107.9=0.0772Ω2。4.3导线重量的计算 ⑴裸导线重量 高压线圈为Gc1=mγL1S1×10—3=3×8。9×3070.658×138。2=11331kg 低压线圈为Gc2=mγL2S2×10—3=3×8。9×175。212×1741。2=8146kg 调压线圈为GcT=mγLTST×10—3=3×8。9×390。4×107。9=1124。7kg 式中，m为相数；S为总线总截面积mm2;γ为导线比重(kg/dm3）；铜线的γ为8.9kg/dm3⑵带绝缘导线重量高压线圈为Dblline导线 MC=(）×Gc1=（0.1×14。2×5。1/13。00×3.6+0.9）×11331=11951kg 低压线圈为CTC组合导线MC=（)×(）Gc1=（0。1×44.38×16。43/7。7×1.8×43+0。9）×(0。2×8。6×2。7/7.7×1.8+0.8）×8146=9453kg 调压线圈为单线MC=()×GcT=(0.1×9×15.2/7。8×14+0.9)×1124。7=1153kg2.5负载损耗的计算 负载损耗又称铜损，为可变损耗,是变压器性能的重要指标指一。负载损耗越低，则变压器性能越好。负载损耗主要由导线的电阻损耗，导线的涡流损耗和不完全换位损耗,引线损耗，杂散损耗组成。2。5.1电阻损耗高压线圈导线Pr1=mI12R1=3×3102×0。4744=136.8kw低压线圈导线Pr2=mI22R2=3×41272×0。002148=110kw调压线圈导线PrT=mIT2RT=3×3102×0.0773=22.3kw 式中，m为相数，I为相电流.2.5。2涡流损耗高压线圈:Bm1==0。4×3。14×1。414×310×758×10—4/178=0。2344TKw1=≈10.6％Pw1=Pr1Kw1=14。5kw低压线圈Bm1==0.4×3.14×1.414×4127×60×10-4/178=0.2471TKw1=≈10.5％Pw1=Pr1Kw1=11。58kw2.5。3油箱尺寸的计算油箱高度H＝窗高＋2倍最大铁轭片宽＋垫脚高度＋铁芯至油箱盖距离 ＝2070+2×780+30+80=3740mm油箱宽度B＝调压线圈外径＋线圈到箱壁间距离 ＝1566+584＝2100mm油箱长度L＝2铁芯中心距＋调压线圈外径＋间隙 ＝2×1610+1566+2×477＝5740mm2.5。4杂散损耗漏磁场在钢结构件中引起的损耗，通常称为杂散损耗.在变压器设计中，用户会要求提供杂散损耗的数值，来比较各厂设计的变压器性能的好坏.钢的零部件主要指夹件、压板、螺杆和油箱等。在同心式绕组中，此种损耗式由横向和纵向的露磁场所产生的。除了于变压器为心式或壳式以外，还与变压器油箱的形状、材料有很大关系。本人限于自身原因，无法接触到这些参数的选择,因此下面的结果仅仅是一个采用经验公式得出得粗略结果。P＝＝≈20kw式中，KZ：杂散损耗系数，查《变压器设计原理》图4－20，KZ=1.5 α：漏磁系数，物理意义相当于两个漏磁断面之比，取4.5φ0:额定励磁时铁芯中主磁通，兆线 φ0=BZAZ BZ:铁芯柱内磁密，0。1T AZ：铁芯柱截面积,cm2 HK：绕组电抗高度，mm Sδ：油箱内壁周长,mm，S=2（B＋L) RP：主漏磁空道的平均半径，mm UK：阻抗电压(％） Rδ：油箱的平均折合半径,mm Rδ= A：油箱长度 B：油箱宽度 M0：铁芯中心距2.5.5引线损耗 引线损耗当线圈联结组为Y接时不计,Δ联结时为电阻损耗的0。5％即为低压线圈电阻损耗的0.5%，0。55kw 变压器总的负载损耗为：Pk=Pr+Pw+Pz+Pl≈310kw2.6空载损耗和空载电流的计算2。6。1铁芯硅钢片总重铁芯柱形式为三相三柱，铁轭截面积与芯柱截面积相等。为了减小损耗,芯柱采用斜45度8级阶梯接缝。 铁芯柱重量:Gf1=3γh0Ac10—4=3×7650×2.07×4655.6×10-4 铁轭重量：Gf2=4γM0Ac10-4=4×7650×1.61×4655.6×10-4 角重查表得G＝5300kg 总重为Gf=22114+22933+5300≈50500kg式中,γ为硅钢片比重，冷轧硅钢片γ＝7650kg/m3；h0为铁窗高;M0为铁芯中心距2.6.2空载损耗的计算 空载损耗又称铁损，也是变压器重要的性能指标之一.他主要由硅钢片的性能和工厂工艺决定。目前由于高导磁冷轧硅钢片的应用，其数值已经降低很多。P0=Kp0Gfp0=1.2×0.85×50。5=51.5kw,考虑裕度,取55kw2。6.3空载电流的计算空载电流的有功分量IFe＝=51。5/130000＝0。04％空载电流的无功分量Iμ==0.07%式中,KI0为激磁电流系数，KI0＝1.25；qFe铁芯单位质量的磁化容量,qFe＝1.7VA/kg；GFe铁芯总重，kg；Nf接缝数目；qδ接缝单位面积的磁化容量，qδ=0。422VA/cm2；Af接缝处净面积，cm2I0=＝0.08％2.7温升计算2。7。1线圈对油的温升计算1)高压线圈：表面单位热负荷为： q1＝＝≈621W/mm2式中，k3＝1-，称为线饼的遮盖系数;k1为系数,铜导线时k1＝22.1；Wc为每饼线段匝数;Δ为导线电流密度；k2为线匝绝缘修正系数,k2＝1；k4为导线总的附加损耗百分数（85℃）；l为线饼的周长，单螺旋，连续式及纠结式时,l=2(na+b）；n为线饼总沿辐向导线并联总根数；ab为绝缘导线的厚度和宽度；正常线段导线匝绝缘厚度的校正温升 Δτ11＝kjq×10—4=29.5×621×0.0001=1.83K线段油道宽度的校正温升 Δτ12＝dθDq1/1550＝—2×621/1550≈-0。80K式中dθD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Δτ1＝0.159q10。7+Δτ11+Δτ12=14.34+1。83—0.80=15。37K 2）低压线圈:表面单位热负荷为： q2＝＝≈1086。8W/mm2 式中，k3＝1-沿圆周垫块数×垫块宽度/线饼的平均匝长，称为线饼的遮盖系数；k1为系数，铜导线时k1＝22.1;Wc为每饼线段匝数,螺旋式线圈W＝1；Δ为导线电流密度；k2为线匝绝缘修正系数，k2＝1；k4为导线总的附加损耗百分数（85℃）;正常线段导线匝绝缘厚度的校正温升 Δτ21＝kjq×10—4=4×1086。8×0.0001=0。43K线段油道宽度的校正温升 Δτ22＝dθDq1/1550＝—3。5×1086.8/1550≈—2.45K式中dθD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Δτ2＝0。159q20。7+Δτ21+Δτ22=21.22+0.43—2。45=19。2K 3）调压线圈： 表面单位热负荷为： qT＝＝≈633W/mm2 式中，k3＝1—，称为线饼的遮盖系数；k1为系数，铜导线时k1＝22。1;Wc为每饼线段匝数,螺旋式线圈W＝1；Δ为导线电流密度;k2为线匝绝缘修正系数，k2＝1;k4为导线总的附加损耗百分数（85℃）；l为线饼的周长，单螺旋，连续式及纠结式时,l=2（na+b)；n为线饼总沿辐向导线并联总根数；ab为绝缘导线的厚度和宽度;正常线段导线匝绝缘厚度的校正温升 ΔτT1＝kjq×10—4=29。5×633×0.0001=1。9K线圈对油的温升ΔτT＝0。159qT0.7+ΔτT1=14。5+1。9=16.4K2.7。2油对空气的温升计算 本变压器为油自然循环风冷式变压器，假设所有变压器产生的热量全部由散热器处向外散发，变压器其他部位不向外散发热量。变压器在额定电压额定频率的情况下总损耗为P=Pk+P0=361kw,考虑裕度之后认为总损耗为380kw.选用24组片式散热器,型号为PC2000—24/480.散热器中心距2000mm，每组散热器24片，每片片宽480mm。每两组散热器用一台风扇吹风冷却，通过查询工厂冷却器附件性能参数手册，在风冷的情况下冷却器散热器散热面积折合为447。8m2。所以油箱表面的热负荷为: qT=380000/447。8＝849W/mm2油对空气的平均温升为 Δτy＝0。191qT0。8＝42K2。7.3绕组对空气的温升高压绕组对空气的平均温升： T=Δτ1＋Δτy＝15。73+42=57.73K取58K低压绕组对空气的平均温升： T=Δτ1＋Δτy＝19.2+42=61.2K取62K调压绕组对空气的平均温升： T=Δτ1＋Δτy＝16。4+42=58。4K取59K2。8.短路电动力的计算2.8。1安匝分布的计算 一台变压器的各线圈的安匝平衡也是变压器能否在短路试验中经受住考验的重要保证。因为我们知道处在磁场中的载流导体将要承受机械力的作用，当两个绕组的安匝分布不平衡较大时将会引起很大的横向和纵向漏磁通。漏磁通与流过绕组的电流相互作用产生横向和纵向作用力，在短路时，由于短路电流极大，作用力更是正比于电流的平方，因此巨大的作用力可能导致绕组变形甚至扯断绕组.因此要尽量使两绕组的安匝分布在一定允许范围之内。表2-1a区域划分区域高压(242KV)低压（10.5KV）匝数高度（mm)匝数高度（mm）1。插入段4218/32(19饼)343。812（6层）350.742。正常段6604/32（26饼)473.216(8层）474。323。正常段6604/32（26饼)473.216（8层）474。324.正常段6803/32(27饼)489.416（8层）474.32表2—1b安匝分布区域高压安匝%低压安匝％不平衡安匝％平均安匝％平均高度cm117.3920—2。6118.695348.27227.2226。660。5622。025474.36327。2226.660。5622.025474。36428。1726。681。4927.425482.86总和1001000.001001779。85 由安匝分布图得，不平衡安匝分布图αn-2.61-2.05-1.49HpHp1Hp2Hp3Hp4图2-4不平衡安匝分布图2.8。2漏磁计算由图可得漏磁组高度： Hp=hp1+hp2+hp3+hp4＝1779。85mm≈180cm横向洛氏系数ρs： u=＝30.2/180=0。17 v＝＝（1。4+2.388)/180＝0。02式中，λ为线圈辐向尺寸,cm。 h为漏磁组轴向高度，cm. s＝s1+0.03D,s1为绕组内半径与铁芯柱半径之差，D为铁芯柱直径查《电力变压器计算》图6.29所示曲线得ρs为0.50漏磁总安匝(％)： ∑(αm+αm—1）Cpm=α1Cp1+(α1+α2）Cp2+(α2+α3)Cp3+α3Cp4=2。61×18。794+（2.61+2.05）×22.025+（2。05+1.49)×22。025+1。49×27。425=48.79395+102。6365+77.9685+40。86325=270。362.8.3短路电流稳定值倍数 Zs==130000×100/20×106=0。65 K1=+Zs=100/14。6+0。65=7.5式中,UZK为变压器阻抗电压（％）；Zs为线路阻抗（％）;psd为系统短路容量（kVA），220KV时psd＝20×106KVA.2。8。4不平衡安匝漏磁组所产生得总轴向力Fa==71。413t式中，Kch为冲击电流系数,一般取1.82.8.5线圈导线应力计算1。外线圈短路时线圈导线上的拉应力计算:σ1＝＝≈360kg/cm2短路时线圈导线上轴向弯曲应力计算：σ2＝＝≈25kg/cm2σ＝（）2(σ1＋σ2）＝385kg/cm2〈1000kg/cm2 2。内线圈短路时线圈导线上的压应力计算:σ1＝=≈300kg/cm2短路时线圈导线上的轴向弯曲应力计算：σ2＝＝≈60kg/cm2短路时线圈导线上的径向弯曲应力计算:σ3＝＝≈165kg/cm2σ＝（)2（σ1＋σ2＋σ3）＝525kg/cm2〈1000kg/cm2式中： σ、σ1、σ2、σ3:导线上各种应力 Kch2：冲击短路电流系数,一般取1.8 KI2：短路电流稳定值倍数； I：线圈额定相电流，A; W：线圈匝数 RP：线圈的平均半径，cm; l=，cm R:线圈外半径 N：线圈垫块数 B：线圈垫块宽度 lp＝，cm d:线圈撑条宽 λ:漏磁总宽度ρ:洛氏系数m:每相并联支路数；n：线饼总并联导线根数;H×：线圈的电抗高度,cmAL：单根导线的截面积，cm2； a：线圈裸导线辐向尺寸； b：线圈裸导线轴向尺寸 β1β3：电流分配系数，双绕组变压器β1＝β3=100 ρn：横向洛氏系数； αm：不平衡安匝最大值,%; M,N=f（Z、2RP/a）,查《变压器设计手册》图15—1.得N＝0.85,M=1.85； Z:撑条数2.9变压器的重量的计算2。9。1总油重量的计算1）器身排油量计算:Gpy==≈13460kg式中，GFe为硅钢片重量,GCu为带绝缘的铜导线重量，kg 2)油箱装油重量： GKy=900HbBL=900×3。74×2。1×5。74≈40600kg 式中，B为油箱总宽度(m);L为油箱总长度(m)；Hb为油箱总高度(m) 3）油箱内油量:GNy=GKy—GPy=27140 4）散热器中油量选用PC2600—22/250 型片式散热器22组Gey=Negey=134。2×22=2952。4kg 式中，Ne为散热器数目，gey为每只散热器中油重量（kg） 5)净油器中油量： 选用φ360型，GJy=120kg 6）储油柜油量： 选用φ950长度3000mm,Gpy=810kg 7）总油量： Gy＝GNy＋Gey＋GJy＋Gpy＋G≈31050kg 式中，G为其他杂类重量2。9.2器身重量Gg=K（GFe+GCu)=1。15×(50500+11951+9453+1153)＝84015kg2。9。3油箱重量1）箱盖重量Gg=7850δgBL=7850×0.016×2。1×5.74=1514kg 式中，B为油箱宽度(m）；δg为箱盖厚度（m）；L为油箱长度（m） 2）箱底重量 Gd＝7850δdBL=7850×0.025×2。1×5。74=2366kg 式中,δd为箱底厚度（m）； 3）油箱壁重量 Gb=7850lHδb=7850×2(2.1＋5。74）×3。74×0。02=9207kg 式中，l为油箱周长，H为油箱高度，δb为油箱壁厚度 4)扁管重 Gw=gwlw=1.525×50=76。25kg 式中，g：扁管每米长之重量，kg/m，gw=1.525,lw：扁管总长 5)片式散热器重 Gp=Ngp=22×234=5178 式中，N:片式散热器组数；gp每组片式散热器本体重 6）油箱总重量计算 G×＝K（Gg+Gd+Gb+Gw+Gp）=1.2×（1514+2366+9207+77+5148)≈22000kg2.9.4附件重量计算 Gf=Gch+Gt+Gc+Gg+Gj+GF＝12000+1000+250×4+50×22+50+50=15200kg 式中，Gch为储油柜重量；Gt为套管重量；Gc为小车重量；Gg为散热器重量；Gj为净油器重量；GF为散热器电动机重量。2.9。5总重量计算 ∑G＝Gy+Gx+Gf+Gg=152265kg第3章电力变压器电磁计算方案二3。1技术条件⑴变压器额定容量SN＝130MVA⑵变压器额定线电压和分接范围（一次）U1＝242kV±2×2。5％/10。5kV⑶变压器相数:3相⑷额定频率：50HZ⑸冷却方式：ONAF⑹空载损耗：P0≤70⑺负载损耗：Pk≤330⑻阻抗电压:Uk=14％，误差±10%⑼变压器连接组：YNd11本变压器使用环境常年最高气温为40℃,最低气温为-20℃，而且海拔位于3。2额定电压电流计算3。2。1高低压线圈相电压计算3。2.1。1高压线圈相电压：高压线圈为Y联接。＝(242000+0。05×242000）/≈146709V＝（242000+0.025×242000)/≈143216V＝242000/≈139723V＝(242000—0。025×242000）/≈136230V＝（242000—0.05×242000）/≈132737V3.2。1.2低压线圈线电压：低压线圈为△联接低压线圈相电压等于线电压Uφ＝10500V3。2.2高低压线圈电流计算高压线圈电流:高压线圈为Y联结，其线电流等于相电流。 IN=Iφ==310A低压线圈电流:低压线圈为△联接， 低压线圈线电流为：IN2==7148A 低压线圈相电流为：Iφ＝＝4217A3。2.3铁芯的确定3。2.3。1硅钢片的选用硅钢片选用美国AK公司牌号H0厚度为0.23mm高导磁冷轧硅钢片。在50Hz，1.7T时,该硅钢片单位损耗为0.85W/kg3.2.3。2铁芯直径的计算 铁芯直接的大小，直接影响材料的用量，变压器的体积及性能等经济指标，故选择合理的铁芯直径时变压器设计重要的一环.硅钢片总量和空载损耗随铁芯直径的增大而增大，而线圈导线的总量和负载损耗随铁芯直径的增大而减小.合理的铁芯直径就是硅钢片和导线材料的用量比例适当，达到最经济的效果。 D＝=806mm S1==130000S1为三相双线圈变压器每柱容量3.2.3.3铁芯柱截面积 铁芯级数为17级，迭片系数为0。97，净截面为4946.6cm23。2.4线圈匝数计算3.2.4。1每匝电势初选值 磁通密度初选为B=1.7T，则每匝电势为 et＝=186.872V/匝3。2。4.2低压线圈匝数计算 W==56.19匝，凑成整数匝 低压线圈匝数为56匝3.2.4.3每匝电势准确值 et＝=187。5V/匝3.2.4.4铁心磁通密度核算 B=＝1。705T〈1。75T，合格3.2.4.5高压线圈匝数计算 最小分接时匝数W＝＝707.9取708匝。调压线圈匝数：ΔW＝＝ ≈18.6匝,取19匝。各分接点匝数：从最小分接到最大分接依次为708，727，746，765，7843。2。5电压比校核额定电压及各分接电压的偏差，按下式计算： (≤±0。25%式中: Uφ为各分接位置的实际相电压 Uxφ为各分接位置的计算相电压 Uxφ＝Wxet（Wx为计算分接匝数）（146709-187。5×784)/146709=0.20%＜0.25％ 合格(143216—187.5×765)/143216=0.15％＜0.25％ 合格（139723-187.5×746)/139723=0。10%＜0。25% 合格（136230-187.5×727）/136230=0。06%＜0.25% 合格(132737-187.5×708）/132737=0.01％＜0。25％ 合格3.2.6线段排列及计算3。2.6.1高压线圈排列选择及计算 对已知的高压总匝数进行分析,总匝数为784匝,选用线性调压方式，高压线圈匝数为最小分接数708匝.高压线圈选择插入内屏连续式绕线方式，加32根宽14mm的撑条，32个宽40mm的垫块。每8匝导线为一饼，则高压线圈分为92段.则每段匝数分布为：设正常饼匝数为占X段，插入内屏饼匝数为占Y段，则列方程组得： X+Y=92解得正常饼段数为70段，插入内屏段数为21段，1段特殊段匝数为总匝数为708匝.3。2。6.2低压线圈排列选择及计算低压线圈匝数为56匝,绕线方式选择层式线圈螺旋式绕法，56匝分为2层绕制,匝与匝间垫入垫块以增加散热面积。加32根宽14mm撑条，32个宽14mm的垫块。3.2.6。3调压线圈排列排列选择及计算 调压线圈匝数为76匝，绕线方式选择层式连续式绕制，一匝为一饼。垫入32个宽40mm的垫块，加32根宽14mm的撑条。3。2.7导线选取3。2。7.1高压线圈导线选取 因为高压线圈相电流为310A,因为本变压器为发电机用变压器，经常要求能够在120％的负载情况下连续运行，所以电流密度不宜过大,电流密度初选2。4A/mm2，则高压线圈导线导电面积大约应为129。2mm2，所以高压线圈导线选用3根DblLine，规格为1。80

×13.00，辐向并联绕制。导线实际导电面积为138。2mm2，所以电流密度为2。24A/mm23。2.7。2低压线圈导线选取 低压线圈相电流为4217A,电流密度初选2。4A/mm2,则低压线圈导线导电面积大约为1757mm2，低压线圈导线选用3根CTC导线轴向并联绕制，其中每根导线由43根1。80×7.70规格小导线组成。导线实际导电面积为1741。2mm2,所以电流密度为2。37A/mm23。2。7。3调压线圈导线选取 调压线圈相电流为310A，电流密度初选3A/mm2，则调压线圈导线导电面积大约为103mm2，调压线圈选用单根7。80×14.00规格的导线绕制，实际导电面积为107。9mm2,则电流密度为2。88A/mm2.3。2。8线圈计算bb3.2。8。1高压线圈尺寸计算 高压线圈的Dblline辐向尺寸如图3—1A1=（a+0.3)×2+0。9=5.1mma 高压线圈导线辐向尺寸A=3×8A1=122。4mma 考虑工厂加工系数1。03，每饼中有2个6mm图3-1Dblline示意图轴向的油道，则高压线圈的辐向尺寸为138mm图3-1Dblline示意图 导线轴向高h=(b+1.2)×92=1306.4mm 考虑到高压线圈分为92饼，则有91条辐向油道，每条油道取4mm，则总的轴向尺寸为1670。4mm取1675mm3。2.8.2低压线圈尺寸计算 低压线圈的CTCline辐向尺寸如图3-2 低压线圈导线的辐向尺寸A=（a+0。15)×22+22×0。04+0。6=44。38 0。15――导线绝缘 0.04――绕线裕度 0。6――匝绝缘图3-2CTCline意图 考虑到低压线圈分为2层并有1图3-2CTCline意图条12mm的轴向油道和工厂系数1.03，则低压线圈辐向尺寸为A=(44。38×2+12)×1.03=106mm 低压线圈单根导线的轴向尺寸 B=(b+0.15）×2+0.13+0.6=16.43mm 0。13――导线内部层间电缆纸厚度 考虑到低压线圈匝与匝间有垫块，每层28匝，螺旋式绕组有30个垫块，每个垫块高度为10mm，则低压线圈总的轴向高度为 H＝16。43×3×28+28×10=1660.17mm取1665mm3.2.8。3调压线圈尺寸计算 调压线圈导线辐向尺寸A=a+1。5=9。3mm取11mm 调压线圈导线轴向尺寸H=(b+1。5）×76=1178取1180mm 轴向垫入75个高度为1.5mm的垫块，则总高度为1300mm3.2. 403 铁芯半径 14 纸筒油隙……R2低压线圈内半径417 47 LV1线圈的辐向厚度 12 LV线圈油道尺寸 47 LV2线圈的辐向厚度…………低压线圈外半径523 58 高低压线圈油道绝缘距离 32 HV1的辐向厚度………………R1高压线圈内半径581 6 油道尺寸 47 HV2的辐向厚度 6 油道尺寸 47 HV3的辐向厚度………………高压线圈外半径719 58 高调压线圈油道绝缘距离……RT调压线圈内半径777 11 调压线圈辐向距离……………调压线圈外半径788 ×2=157644 相间绝缘距离1620 铁芯中心距 绕组分布如图3-3所示4747473247471458665812LV1 LV2 HV1 HV2 LV1 LV2 HV1 HV2 HV3 T图3-3线圈排列布置图（漏磁通图）图3-3线圈排列布置图（漏磁通图）3.2。 1675 导线高和油道高 195 至上铁轭 95 至下铁轭 1965 铁窗高 3.3阻抗电压的计算 线圈的平均电抗高度为HK=（1665+1675)/2=1670mm＝167cm如图2-3所示，漏磁总宽度：λ＝a1+a12+a2=106+58+138+58=360mm=36cm最小分接时高低压线圈漏磁空道总面积：ΣDLH＝(a11+a12）r1+A12R12+(a21+a22+a23)r2+ay1(）2ry1+ay21（)2ry21+ay22()2ry22＝(4.7+4.7）47+5.8×55.2+(3.2+4.7+4.7）65+1。2(28/28+28）247+0.6（2/2+3+3)261.6+0.6(3/2+3+3)266。9=147。27+320.16+299+14。1+2。33+2.42＝785.28最小分接时阻抗电压为UK=＝14。24 式中, a11、a12、a21、a22、a23：分别为低、高压绕组辐向厚度，cm ay1、ay21、ay22:分别为低、高压绕组本身油道宽，cmA12：高低压绕组间的油道宽，cmr1、r2：低、高压绕组的平均半径，cmry1、ry21、ry22:分别为低、高压绕组中油道平均半径R12:高低压绕组间油道的平均半径，cmW11、W12、W21W22、W23:被绕组油道分割的各绕组匝数W:低压绕组总匝数I：低压绕组额定电流，AHK:高低压绕组平均电抗高度,cm ρ：洛氏系数，0.95；K：附加电抗系数,连续式1.02高、调压线圈间的漏磁空道面积：ΣDHT1=A23R23+(a21+a22+a23）r2+a3r3+ay21(）2ry21+ay22（）2ry22=5.8×74。8+1/3×13.8×55。2+1.1×78。25+0.6(2/2+3+3）261。6+0。6（3/2+3+3)266。9=433。84+253.92+86。075+2.33+2.42=777.585额定分接时漏磁空道面积:ΣD1＝ΣDLH＋ahr2（）2+ΣDHT1()2=806.6 UK=UK=＝14。63最大分接时漏磁空道面积:ΣD2＝ΣDLH＋ahr2（）2+ΣDHT1（）2=828.3 UK=＝15.02 式中，WT：不同分接时,调压线圈的匝数 ah:高压绕组的辐向厚度，cm A23：高调压绕组间的油道宽，cm R23：高调压绕组间的油道平均半径,cm a3:调压线圈的辐向厚度，cm r3：调压线圈的平均半径，cm3。4。导线重量和电阻阻值的计算3。4.1 ⑴线圈平均半径： 高压线圈为r1=R1+=650mm 低压线圈为r2=R2+=470mm 调压线圈为rT=RT+=782mm ⑵线圈的平均匝长 高压线圈l1=2πr1×10—3=4.082m 低压线圈l2=2πr2×10-3=2。952m 调压线圈lT=2πrT×10-3=4.911m ⑶线圈导线总长度 高压线圈L1=l1×W=4。082×708=2890。056m 低压线圈L2=l2×W＝2.952×56=165.312m 调压线圈LT=lT×W=4。911×76=373.236m3.4。2在温度为75℃下，铜的电阻系数为ρ＝0.02135（Ω·mm2/m),每相直流电阻阻值为高压线圈R1==0。02135×2890.056/138。2=0.4465Ω低压线圈R2==0。02135×165。312/1741.2=0.002027Ω调压线圈RT==0。02135×373.236/107.9=0.07385Ω3.4.3导线重量的计算 ⑴裸导线重量 高压线圈为Gc1=mγL1S1×10—3=3×8。9×2890。056×138。2=10665kg 低压线圈为Gc2=mγL2S2×10—3=3×8.9×165.312×1741。2=7686kg 调压线圈为GcT=mγLTST×10—3=3×8。9×373。236×107.9=1076kg 式中，m为相数;S为总线总截面积mm2;γ为导线比重（kg/dm3）;铜线的γ为8。9kg/dm3⑵带绝缘导线重量高压线圈为Dblline导线MC=（）×Gc1=（0。1×14。2×5。1/13.00×3。6+0。9）×10665=11249kg 低压线圈为CTC组合导线MC=()×(）Gc1=(0。1×44。38×16。43/7。7×1。8×43+0.9）×（0。2×8.6×2.7/7。7×1。8+0.)×7686=8919kg 调压线圈为单线MC=()×GcT=（0。1×9×15.2/7.8×14+0。9)×1076=1103kg3.5负载损耗的计算3.5.1电阻损耗高压线圈导线Pr1=mI12R1=3×3102×0.4465=129kw低压线圈导线Pr2=mI22R2=3×41272×0.002027=108.2kw调压线圈导线PrT=IT2RT=3×3102×0。07385=21。3kw 式中,m为相数,I为相电流。3.5。2高压线圈：Bm1==0.4×3。14×1。414×310×708×10—4/167=0.2293TKw1=≈10.4％Pw1=Pr1Kw1=13。5kw低压线圈Bm1==0。4×3.14×1。414×4217×56×10—4/167=0。2467TKw1=≈10。5%Pw1=Pr1Kw1=11.4kw3。5。3油箱高度H＝窗高＋2倍最大铁轭片宽＋垫脚高度＋铁芯至油箱盖距离 ＝1965+2×790+35+80=3660mm油箱宽度B＝调压线圈外径＋线圈到箱壁间距离 ＝1576+584＝2110mm油箱长度L＝2铁芯中心距＋调压线圈外径＋间隙 ＝2×1620+1576+2×477＝5770mm3.5。4漏磁场在钢结构件中引起的损耗，通常称为杂散损耗。在变压器设计中，用户也会要求提供杂散损耗的数值,来比较各厂设计的变压器性能的好坏。钢的零部件主要指夹件、压板、螺杆和油箱等。在同心式绕组中,此种损耗式由横向和纵向的露磁场所产生的.除了于变压器为心式或壳式以外,还与变压器油箱的形状，材料有很大关系。本人限于自身原因，无法接触到这些参数的选择，因此下面的结果仅仅是一个采用经验公式得出得粗略结果。P＝＝≈16kw式中，KZ：杂散损耗系数，查《变压器设计原理》图4－20，KZ=1.5 α:漏磁系数，物理意义相当于两个漏磁断面之比。取4。4φ0：额定励磁时铁芯中主磁通，兆线 φ0=BZAZ BZ:铁芯柱内磁密，0.1T AZ：铁芯柱截面积,cm2 HK:绕组电抗高度，mm Sδ：油箱内壁周长，mm，S=2（B＋L) RP：主漏磁空道的平均半径,mm UK：阻抗电压（%) Rδ:油箱的平均折合半径,mm Rδ= A:油箱长度 B：油箱宽度 M0:铁芯中心距3.5.5引线损耗 引线损耗当线圈联结组为Y接时不计，Δ联结时为电阻损耗的0。5％即为低压线圈电阻损耗的0.5％,0。55kw 变压器总的负载损耗为：Pk=Pr+Pw+Pz+Pl≈305kw3.6空载损耗和空载电流的计算3。6.1铁芯柱形式为三相三柱,铁轭截面积与芯柱截面积相等。为了减小损耗，芯柱采用45°斜接缝,8级阶梯接缝。 芯柱重量：Gf1=3γh0Ac10—4=3×7650×1.965×4946。6×10-4 轭重量：Gf2=4γM0Ac10-4=4×7650×1。62×4946.6×10-4 重查表得G＝5700kg 总重为Gf=22114+22933+5300≈52700kg式中,γ为硅钢片比重，冷轧硅钢片γ＝7650kg/m3；h0为铁窗高；M0为铁芯中心距3。6.2P0=Kp0Gfp0=1.2×0。85×52.7=53。8kw，考虑工厂系数1.03，取56kw式中，Kp0为空载损耗附加系数3。6。3空载电流的有功分量IFe＝=56/130000＝0。04％空载电流的无功分量Iμ==0。07％式中，KI0为激磁电流系数,KI0＝1.25;qFe铁芯单位质量的磁化容量，qFe＝1。7VA/kg；GFe铁芯总重，kg；Nf接缝数目;qδ接缝单位面积的磁化容量，qδ=0.422VA/cm2;Af接缝处净面积,cm2I0=＝0。08％3.7温升计算3。7.1高压线圈:表面单位热负荷为：q1＝＝≈621W/mm2式中，k3＝1—，称为线饼的遮盖系数；k1为系数，铜导线时k1＝22.1;Wc为每饼线段匝数；Δ为导线电流密度；k2为线匝绝缘修正系数，k2＝1；k4为导线总的附加损耗百分数(85℃);l为线饼的周长,单螺旋，连续式及纠结式时，l=2(na+b)；n为线饼总沿辐向导线并联总根数；ab为绝缘导线的厚度和宽度;正常线段导线匝绝缘厚度的校正温升 Δτ11＝kjq×10-4=29.5×621×0。0001=1.83K线段油道宽度的校正温升 Δτ12＝dθDq1/1550＝-2×621/1550≈—0。80K式中dθD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Δτ1＝0。159q10.7+Δτ11+Δτ12=14。34+1。83—0.80=15.37K低压线圈：表面单位热负荷为： q2＝＝≈1086。8W/mm2 式中，k3＝1-沿圆周垫块数×垫块宽度/线饼的平均匝长，称为线饼的遮盖系数；k1为系数，铜导线时k1＝22。1；Wc为每饼线段匝数，螺旋式线圈W＝1;Δ为导线电流密度；k2为线匝绝缘修正系数，k2＝1；k4为导线总的附加损耗百分数（85℃)；正常线段导线匝绝缘厚度的校正温升 Δτ21＝kjq×10—4=4×1086。8×0。0001=0.43K线段油道宽度的校正温升 Δτ22＝dθDq1/1550＝—3.5×1086。8/1550≈—2.45K式中dθD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Δτ2＝0.159q20。7+Δτ21+Δτ22=21.22+0。43-2.45=19。2K调压线圈: 表面单位热负荷为： qT＝＝≈633W/mm2 式中，k3＝1—,称为线饼的遮盖系数;k1为系数,铜导线时k1＝22。1；Wc为每饼线段匝数，螺旋式线圈W＝1；Δ为导线电流密度；k2为线匝绝缘修正系数，k2＝1；k4为导线总的附加损耗百分数（85℃）；l为线饼的周长，单螺旋，连续式及纠结式时，l=2(na+b）；n为线饼总沿辐向导线并联总根数;ab为绝缘导线的厚度和宽度；.正常线段导线匝绝缘厚度的校正温升 ΔτT1＝kjq×10—4=29.5×633×0.0001=1.9K线圈对油的温升ΔτT＝0。159qT0。7+ΔτT1=14.5+1.9=16.4K 3。7。2 本变压器为油自然循环风冷式变压器,假设所有变压器产生的热量全部由散热器处向外散发，变压器其他部位不向外散发热量。变压器在额定电压额定频率的情况下总损耗为P=Pk+P0=361kw,考虑裕度之后认为总损耗为380kw。选用24组片式散热器，型号为PC2000-24/480.散热器中心距2000mm，每组散热器24片，每片片宽480mm。