1、PAGE PAGE IV哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： S10-200/35電力變壓器設(shè)計(jì) 院、 系：哈爾濱理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 2012 年 6 月 2哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文S10-200/35電力變壓器設(shè)計(jì)摘要電力變壓器是電網(wǎng)中重要的組成部分，要求其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)、制造優(yōu)良并有良好的穩(wěn)定性。本文涵蓋了電力變壓器計(jì)算中的設(shè)計(jì)原理、基本公式和計(jì)算方法，在此基礎(chǔ)之上做出了S10-200/35電力變壓器設(shè)計(jì)。本文對(duì)該變壓器計(jì)算的結(jié)果為：鐵心的選擇及幾何尺寸計(jì)算、變壓器線圈選材、型號(hào)選擇、高度確定、電壓電流計(jì)算及線圈幾何尺寸計(jì)算、短路阻抗

2、計(jì)算、線圈損耗、引線損耗、負(fù)載損耗計(jì)算、變壓器溫升計(jì)算、變壓器重量（總油量、器身重量、油箱重量、附件重量、運(yùn)輸重量計(jì)算）。通過(guò)比較設(shè)計(jì)結(jié)果，本文計(jì)算結(jié)果滿足計(jì)劃任務(wù)書和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。關(guān)鍵詞：變壓器發(fā)展；電力變壓器；電磁計(jì)算S10-200/35 Power Transformer DesignAbstractThis text introduce the S10-200/35 power transformer calculating and basic knowledge project in electromagnetism primarily, and clarifies the cal

3、culating and basic formula in transformer in power detailed with compute the method. This article covers the power transformer design basic principle, formula and method, on the basis of the S10-200/35power transformer design. Among the included choice and calculations of the transformer core, trans

4、former coil material, pattern choice, high certain, the voltage and current computes and the coil computes, the short-circuit resistance computes, the coil exhausts, the fuse exhausts, miscellaneous spread to exhaust, load to exhaust the calculation, the transformer temperature rises the calculation

5、, short circuit electricity the motive computes, total oil in transformer measure, total weight, conveyance the weight computes, the transformer insulates the school checkup. By comparing the design results, the calculation results meet the plan and the requirement of national standard.Key words: tr

6、ansformer development;power transformer;electromagnetic computation目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328513196 摘要 PAGEREF _Toc328513196 h I HYPERLINK l _Toc328513197 Abstract PAGEREF _Toc328513197 h II HYPERLINK l _Toc328513198 第1章 緒論 PAGEREF _Toc328513198 h 1 HYPERLINK l _Toc328513199 1.1 課題背景 PAG

7、EREF _Toc328513199 h 1 HYPERLINK l _Toc328513200 1.2 變壓器簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)分類 PAGEREF _Toc328513200 h 1 HYPERLINK l _Toc328513201 1.3 國(guó)內(nèi)變壓器的發(fā)展前景 PAGEREF _Toc328513201 h 3 HYPERLINK l _Toc328513202 1.4 變壓器計(jì)算的一般程序 PAGEREF _Toc328513202 h 6 HYPERLINK l _Toc328513203 第2章 變壓器電磁計(jì)算 PAGEREF _Toc328513203 h 8 HYPERLINK l

8、_Toc328513204 2.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù) PAGEREF _Toc328513204 h 8 HYPERLINK l _Toc328513205 2.2 鐵心計(jì)算 PAGEREF _Toc328513205 h 8 HYPERLINK l _Toc328513206 2.2.1 鐵心直徑 PAGEREF _Toc328513206 h 8 HYPERLINK l _Toc328513207 2.2.2 鐵心中磁通及磁感應(yīng)強(qiáng)度 PAGEREF _Toc328513207 h 8 HYPERLINK l _Toc328513208 2.2.3 鐵心質(zhì)量 PAGEREF _Toc328513

9、208 h 9 HYPERLINK l _Toc328513209 2.2.4 空載損耗 PAGEREF _Toc328513209 h 9 HYPERLINK l _Toc328513210 2.2.5 空載電流 PAGEREF _Toc328513210 h 10 HYPERLINK l _Toc328513211 2.3 繞組計(jì)算 PAGEREF _Toc328513211 h 10 HYPERLINK l _Toc328513212 2.3.1 電壓、電流計(jì)算 PAGEREF _Toc328513212 h 10 HYPERLINK l _Toc328513213 2.3.2 繞組匝數(shù)

10、 PAGEREF _Toc328513213 h 11 HYPERLINK l _Toc328513214 2.3.3 電壓比較 PAGEREF _Toc328513214 h 12 HYPERLINK l _Toc328513215 2.3.4 標(biāo)準(zhǔn)線規(guī)選擇 PAGEREF _Toc328513215 h 13 HYPERLINK l _Toc328513216 2.3.5 繞組軸向高度和電抗高度 PAGEREF _Toc328513216 h 14 HYPERLINK l _Toc328513217 2.3.6 繞組的輻向尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc328513217 h 15 HY

11、PERLINK l _Toc328513218 2.3.7 繞組絕緣半徑 PAGEREF _Toc328513218 h 16 HYPERLINK l _Toc328513219 2.3.8 繞組平均半徑計(jì)算 PAGEREF _Toc328513219 h 18 HYPERLINK l _Toc328513220 2.3.9 繞組平均匝長(zhǎng)計(jì)算 PAGEREF _Toc328513220 h 18 HYPERLINK l _Toc328513221 2.3.10 繞組導(dǎo)線總長(zhǎng)度計(jì)算 PAGEREF _Toc328513221 h 18 HYPERLINK l _Toc328513222 2.3.

12、11 75時(shí)每相繞組直流電阻 PAGEREF _Toc328513222 h 19 HYPERLINK l _Toc328513223 2.3.12 繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328513223 h 19 HYPERLINK l _Toc328513224 2.4 短路阻抗 PAGEREF _Toc328513224 h 20 HYPERLINK l _Toc328513225 2.4.1 繞組漏磁分布圖 PAGEREF _Toc328513225 h 21 HYPERLINK l _Toc328513226 2.4.2 繞組的平均電抗高度 PAGEREF _Toc328513

13、226 h 21 HYPERLINK l _Toc328513227 2.4.3 漏磁總寬度 PAGEREF _Toc328513227 h 21 HYPERLINK l _Toc328513228 2.4.4 漏磁空道總面積 PAGEREF _Toc328513228 h 21 HYPERLINK l _Toc328513229 2.4.5 洛氏系數(shù) PAGEREF _Toc328513229 h 22 HYPERLINK l _Toc328513230 2.4.6 短路阻抗的電抗分量 PAGEREF _Toc328513230 h 22 HYPERLINK l _Toc328513231

14、2.4.7短路阻抗的電阻分量 PAGEREF _Toc328513231 h 22 HYPERLINK l _Toc328513232 2.4.8 短路阻抗的百分值 PAGEREF _Toc328513232 h 22 HYPERLINK l _Toc328513233 2.5 負(fù)載損耗 PAGEREF _Toc328513233 h 22 HYPERLINK l _Toc328513234 2.5.1 繞組電阻損耗（75時(shí)） PAGEREF _Toc328513234 h 23 HYPERLINK l _Toc328513235 2.5.2 繞組附加損耗 PAGEREF _Toc328513

15、235 h 23 HYPERLINK l _Toc328513236 2.5.3 引線損耗計(jì)算 PAGEREF _Toc328513236 h 24 HYPERLINK l _Toc328513237 2.5.4 雜散損耗 PAGEREF _Toc328513237 h 24 HYPERLINK l _Toc328513238 2.5.5 負(fù)載損耗 PAGEREF _Toc328513238 h 24 HYPERLINK l _Toc328513239 2.6 溫升計(jì)算 PAGEREF _Toc328513239 h 25 HYPERLINK l _Toc328513240 2.6.1 層式繞

16、組銅油溫差計(jì)算 PAGEREF _Toc328513240 h 25 HYPERLINK l _Toc328513241 2.6.2 油溫升計(jì)算 PAGEREF _Toc328513241 h 27 HYPERLINK l _Toc328513242 2.7 變壓器質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328513242 h 29 HYPERLINK l _Toc328513243 2.7.1 總油質(zhì)量計(jì)算 PAGEREF _Toc328513243 h 29 HYPERLINK l _Toc328513244 2.7.2 器身質(zhì)量 PAGEREF _Toc328513244 h 30 HYPER

17、LINK l _Toc328513245 2.7.3 變壓器總質(zhì)量 PAGEREF _Toc328513245 h 31 HYPERLINK l _Toc328513246 2.8 本章小結(jié) PAGEREF _Toc328513246 h 31 HYPERLINK l _Toc328513247 第3章 變壓器參數(shù)調(diào)方法 PAGEREF _Toc328513247 h 32 HYPERLINK l _Toc328513248 3.1 變壓器主要參數(shù)調(diào)整方法 PAGEREF _Toc328513248 h 32 HYPERLINK l _Toc328513249 3.3 本章小結(jié) PAGEREF

18、 _Toc328513249 h 34 HYPERLINK l _Toc328513250 結(jié)論 PAGEREF _Toc328513250 h 35 HYPERLINK l _Toc328513251 致謝 PAGEREF _Toc328513251 h 36 HYPERLINK l _Toc328513252 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc328513252 h 37 HYPERLINK l _Toc328513253 附錄 PAGEREF _Toc328513253 h 38- PAGE 47 -第1章 緒論1.1 課題背景變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)定律，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率、不同電壓交流

19、電的非旋轉(zhuǎn)式電機(jī)，由此，變壓器是的誕生與電磁感應(yīng)現(xiàn)象分不開(kāi)的，變壓器的誕生從實(shí)際應(yīng)用中證明了電磁感應(yīng)正確性。電力變壓器發(fā)明于十九世紀(jì)末，它為現(xiàn)代遠(yuǎn)距離恒定電壓電流輸電系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基，其性能、質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和運(yùn)營(yíng)效益。高速發(fā)展的現(xiàn)代化的企業(yè)廣主要依靠電力作為能源，而發(fā)電廠所處的位置往往不在工業(yè)發(fā)展中心，這就需要發(fā)出的電力經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸才能到達(dá)用電地區(qū)。在整個(gè)電力傳輸?shù)倪^(guò)程中，總是伴隨著各種各樣的損耗。在功率不變時(shí)，傳輸電壓等級(jí)越高，傳輸?shù)碾娏骶驮叫　?dǎo)線的電阻損耗正比于傳輸電流的平方和導(dǎo)線電阻，由于導(dǎo)線電阻往往不能改變，所以用較高的輸電電壓可以獲得較低的線路壓降和線路損耗。

20、以當(dāng)前科技水平，要制造電壓很高的發(fā)電機(jī)很困難，而為了達(dá)到上述目的，就需要一種保證頻率不變，能改變轉(zhuǎn)變前后的設(shè)備，這種專門的設(shè)備就是變壓器。在用電區(qū)域，由于用電設(shè)備不能用傳輸過(guò)來(lái)的高壓，所以必須降低傳輸?shù)接秒妳^(qū)域的電壓，再經(jīng)過(guò)配電輸送到用電終端，最后達(dá)到用電設(shè)備所要求的電壓。在整個(gè)電力傳輸?shù)倪^(guò)程中，變壓器作為重要的一環(huán)，其科技價(jià)值越來(lái)越被人們所認(rèn)知。 我國(guó)的電力變壓器制造工業(yè)，從建國(guó)以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是隨著電力工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展，電力變壓器單臺(tái)容量和安裝容量迅速增長(zhǎng)，電壓等級(jí)也不斷提高。50年代發(fā)展到110kV級(jí)，60年代發(fā)展到220kV級(jí)，70年代發(fā)展到330kV級(jí)，80年代發(fā)展

21、到550kV級(jí)，現(xiàn)在發(fā)展到750kV級(jí)、1000kV級(jí)。40年來(lái)，我國(guó)電力變壓器制造技術(shù)得到飛速發(fā)展，突破高壓和超高壓技術(shù)禁區(qū)，科研開(kāi)發(fā)手段和產(chǎn)品創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)。500kV電力變壓器的科研成果和制造技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化和逐步改善以及其他變壓器類產(chǎn)品的移植，擴(kuò)散必將促進(jìn)變壓器制造總體水平的進(jìn)一步提高。 電力是全球人類消費(fèi)的最主要的終端能源。據(jù)外國(guó)較權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)：今后20年，電力將是全球增長(zhǎng)最快的終端能源，估計(jì)世界電力消耗年平均增長(zhǎng)3.4%。我國(guó)電力也必須保持一定的發(fā)展速度，以支持國(guó)家工業(yè)化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。1.2 變壓器簡(jiǎn)介及結(jié)構(gòu)分類變壓器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，變壓器的功能主要有：電壓變換

22、； HYPERLINK /view/10897.htm t _blank 電流變換，阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）;自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等其絕緣水平比同電壓等級(jí)的線路要低，屬于弱絕緣設(shè)備1。變壓器分類及用途如下：1. 按相數(shù)分： a. HYPERLINK /view/2208551.htm t _blank 單相變壓器：用于單相 HYPERLINK /view/680020.htm t _blank 負(fù)荷和三相變壓器組。 b. HYPERLINK /view/1432600.htm t _blank 三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。2. 按冷卻方式分：a. 干式變

23、壓器：依靠空氣對(duì)流冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量變壓器。 b. 油浸式電力變壓器：依靠油冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。3. 按用途分： a. 電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。 b. 儀器用變壓器：如電壓互感器、 HYPERLINK /view/427702.htm t _blank 電流互感器、用于測(cè)量?jī)x表和 HYPERLINK /view/1134674.htm t _blank 繼電保護(hù)裝置。 c. 試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生高壓，對(duì) HYPERLINK /view/1487672.htm t _blank 電氣設(shè)備進(jìn)行 HYPERLINK /view/

24、2872730.htm t _blank 高壓試驗(yàn)。 d. HYPERLINK /view/2926152.htm t _blank 特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。 4. 按 HYPERLINK /view/1082654.htm t _blank 繞組形式分： a. 雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。 b. HYPERLINK /view/1061789.htm t _blank 三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域 HYPERLINK /view/406127.htm t _blank 變電站中，連接三個(gè)電壓等級(jí)。 c. 自耦變電器：用于連接不同電壓的電力

25、系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。 5. 按鐵芯形式分： a. HYPERLINK /view/3825908.htm t _blank 芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。 b. HYPERLINK /view/1907129.htm t _blank 非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型 HYPERLINK /view/2087550.htm t _blank 導(dǎo)磁材料，空載電流下降約80%，是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等 HYPERLINK /view/1159364.htm t _blank 負(fù)載率較低的地方。 c. HYPERLINK /

26、view/3825907.htm t _blank 殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、 HYPERLINK /view/3457657.htm t _blank 電焊變壓器；或用于 HYPERLINK /view/822206.htm t _blank 電子儀器及電視、 HYPERLINK /view/11168.htm t _blank 收音機(jī)等的電源變壓器 。變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電的主要設(shè)備，容量從幾百千伏安到幾十萬(wàn)千伏安，電壓等級(jí)從幾百伏到500千伏以上，變壓器容量越大，空載所需要無(wú)功功率也越大。變壓器的種類很多，在配電網(wǎng)應(yīng)用廣發(fā)的是油浸式雙繞組配電

27、變壓器，其結(jié)構(gòu)可分為:1. 器身：包括鐵芯，線圈，絕緣結(jié)構(gòu)，引線和分接開(kāi)關(guān)。其中鐵芯是變壓器導(dǎo)磁的主磁路，由硅鋼片交替疊成，存在著一定的磁滯和渦流損耗，稱為“鐵損”：線圈式變壓器的電路部分，由絕緣導(dǎo)線繞成，存在電阻，造成的損耗稱為“銅損”。2. 油箱：包括油箱本身和變壓器油以及冷卻裝置等。變壓器損耗所轉(zhuǎn)化的熱量通過(guò)變壓器油傳給油箱和散熱器，再由周圍空氣或冷卻水進(jìn)行冷卻。3. 保護(hù)裝置：包括儲(chǔ)油柜，安全氣道，氣體繼電器等。4. 出現(xiàn)裝置：包括高壓套管，低壓套管。變壓器發(fā)熱和溫升主要是由繞組的“銅耗”和鐵芯的“鐵損”引起的。這些損耗，一方面影響變壓器運(yùn)行的效率，一方面轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致變壓器本身溫度

28、升高，對(duì)絕緣材料壽命影響很大，因此必須采取一定措施，出了合理的設(shè)計(jì)變壓器的結(jié)構(gòu)外，一個(gè)重要方面就是合理安排變壓器的負(fù)荷。 1.3 國(guó)內(nèi)變壓器的發(fā)展前景1. 向大容量、高電壓、高可靠性發(fā)展 交流電壓等級(jí)由220kV、330kV、500kV和750kV向1000kV發(fā)展。直流電壓由500kV向600kV、800kV、1000kV發(fā)展。容量由三相120MVA840MVA, 甚至900MVA、單相由250MVA400MVA,甚至533 MVA發(fā)展2。由于這些變壓器一般都用在大型電站或電力輸送上，其可靠性至關(guān)重要，因此制造廠為改善電、磁、熱及力的性能和分布的合理性采取了很多措施。具體在運(yùn)行可靠性上做了下

29、列技術(shù)工作：（1）提高絕緣性能的技術(shù) 由于避雷器性能的改進(jìn),與其進(jìn)行絕緣配合的各類試驗(yàn)電壓可得到降低, 即試驗(yàn)電壓與額定電壓的比值可降低。對(duì)于特高壓和超高壓產(chǎn)品而言,更要注意的是設(shè)備處于長(zhǎng)期最高工作電壓下的可靠性。應(yīng)以設(shè)備長(zhǎng)期最高工作電壓下的作用場(chǎng)強(qiáng)低于絕緣結(jié)構(gòu)的許用場(chǎng)強(qiáng)作為研發(fā)特高壓和超高壓絕緣結(jié)構(gòu)的原則。同時(shí),為了提高局放的熄滅電壓,并使它高于設(shè)備的長(zhǎng)期最高工作電壓,應(yīng)提高絕緣材料的許用場(chǎng)強(qiáng).所以控制場(chǎng)強(qiáng)的技術(shù)是設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)上降低作用場(chǎng)強(qiáng)，在工藝上提高許用場(chǎng)強(qiáng)，在運(yùn)行中不改變出廠時(shí)變壓器油中含水和紙中含水的平衡點(diǎn)，對(duì)變壓器的安全、可靠運(yùn)行十分重要3。（2）提高熱性能的技術(shù) 變

30、壓器繞組平均溫升只是一種考核變壓器熱性能的試驗(yàn)指標(biāo),因?yàn)樽儔浩鬟x用的各種耐熱等級(jí)的絕緣材料的老化性能與變壓器繞組熱點(diǎn)溫度有關(guān),故產(chǎn)品研發(fā)中必須注意繞組熱點(diǎn)溫度不能超過(guò)該耐熱等級(jí)的繞組熱點(diǎn)溫度的允許值。 對(duì)油浸式變壓器,繞組熱點(diǎn)溫度對(duì)頂層油溫度差是繞組導(dǎo)線平均溫度與冷卻介質(zhì)油平均溫度之差的1.3倍。干式壓器也是一樣,繞組熱點(diǎn)溫升約為繞組平均溫度的1.25倍。對(duì)大容量變壓器, 必須在結(jié)構(gòu)上保證繞組熱點(diǎn)溫度在合格范圍內(nèi), 運(yùn)行中能控制繞組熱點(diǎn)溫度的最高允許值,并能計(jì)及熱點(diǎn)溫度使絕緣預(yù)期壽命降低的情況,還能設(shè)法以降低熱點(diǎn)溫度（降低輸出電流）來(lái)補(bǔ)償所犧牲的壽命。（3）變壓器制造技術(shù)的改進(jìn)和提高在鐵心制造

31、技術(shù)方面： 采用鐵心柱嵌下軛工藝,達(dá)到不疊上鐵軛的功效。這一工藝與常規(guī)工藝相比可節(jié)省大量的心柱疊裝時(shí)間，提高鐵心疊裝質(zhì)量。多級(jí)階梯接縫鐵心的采用。這不僅能降低變壓器空載損耗15%以上,而且能降低噪聲3%4%。實(shí)施鐵心不疊上鐵軛工藝。該工藝的優(yōu)點(diǎn)：極大地減少晶粒取向的硅鋼片受外力的影響, 降低變壓器的空載損耗；極大地提高設(shè)備的使用范圍；不僅節(jié)省鐵心疊裝與拆除上鐵軛的工時(shí),減少了操作者的重復(fù)勞動(dòng),而且提高了工效。在繞組制造方面： 新型全自動(dòng)臥式繞線機(jī)和帶軸向、輻向壓緊的大型臥式繞線機(jī)的采用, 不僅可大大提高工效, 減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度, 且可使繞的繞組更緊密,更規(guī)范,以確保繞組的繞制質(zhì)量。 大型變壓

32、器的繞組采用地坑式或地面式立式繞線機(jī)繞制。它較臥式繞線有如下優(yōu)點(diǎn):借助導(dǎo)線自重和拉緊裝置,可有效地控制繞組的軸、輻向尺寸,可確保繞組的繞制質(zhì)量；可借助工裝,實(shí)現(xiàn)對(duì)繞組“反段”的繞制,節(jié)省工時(shí)；可省去繞組直立工序,并可節(jié)省對(duì)繞組翻轉(zhuǎn)直立設(shè)備的投資；立式繞線裝模和繞組脫模極其方便；可為操作者提供最佳的安全的操作位置，借助花盤或操作平臺(tái)的升降,可確保極佳的繞線位置；蓋板的伸縮可保證操作者站位適中而安全；可繞制臥式繞線不便繞制的繞組。2. 向環(huán)保型發(fā)展 隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)的不斷健全和民眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),變電站的建設(shè),特別是城市變電站建設(shè)受環(huán)保制約的程度越來(lái)越大。其中,變壓器、電抗器在運(yùn)行中所產(chǎn)生的能耗、

33、噪聲和電磁場(chǎng)等都是變電站設(shè)計(jì)、配網(wǎng)布置或環(huán)境保護(hù)評(píng)價(jià)中應(yīng)考慮的環(huán)境影響因數(shù)。為此,要求變壓器和電抗器首先是環(huán)保型 4。（1）節(jié)能 節(jié)約能源和使用環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品是我國(guó)一項(xiàng)基本國(guó)策。從20世紀(jì)80年代初期開(kāi)始,隨著晶粒取向優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片鐵心材料取代熱扎硅鋼片。至90年代末期,隨著冷軋硅鋼片材料性能的提高以及新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用,7型系列產(chǎn)品也被作為高能耗產(chǎn)品,由9型系列取而代之。目前常用的低損耗10kV油浸式或干式配電變壓器有S9型系列、S11型系列及非晶合金型等。對(duì)于城網(wǎng)以及防火要求較高的場(chǎng)合,建議使用10型及以上干式電力變壓器；對(duì)油浸式配電變壓器使用11型及以上產(chǎn)品或使用油浸式或干式非晶合金鐵心

34、變壓器；對(duì)電力變壓器使用10型及以上產(chǎn)品。在這里值得一提的是降低變損耗應(yīng)在技術(shù)上、結(jié)構(gòu)上、原理上采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝, 在運(yùn)行可靠與不增加重量、材料成本的前提下降低變壓器的空載損耗和負(fù)載損耗。 空載損耗是否低應(yīng)由實(shí)測(cè)空載損耗與硅鋼片重量與相關(guān)額定頻率與磁密下單位重量損耗乘積之比為最小(此比值一般稱工藝系數(shù))衡量。不能單純用好硅鋼片(即較低單位重量損耗)與增加硅鋼片用量來(lái)達(dá)到低損耗。 負(fù)載損耗是否低應(yīng)分析負(fù)載損耗中附加損耗是否低。可由實(shí)測(cè)并折算到標(biāo)準(zhǔn)條件下的負(fù)載損耗與三相繞組中參考溫度下電阻損耗之比為最小來(lái)衡量。此比值越小,說(shuō)明附加損耗越低。對(duì)高壓大容量變壓器,比值最好控制在1.4以下。比

35、值過(guò)大,有產(chǎn)生局部過(guò)熱可能4。 然而,節(jié)能變壓器的推廣還需國(guó)家的優(yōu)惠扶持政策, 樹立節(jié)能變壓器的品牌,作出強(qiáng)制性淘汰在用高能耗變壓器規(guī)定以及制定三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(據(jù)了解該標(biāo)準(zhǔn)已由中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)在2005年8月18日頒布),同時(shí)要擴(kuò)大與最終用戶的溝通，以克服不必要的障礙。否則,節(jié)能變壓器推廣恐怕會(huì)很難。（2）無(wú)滲漏 滲漏問(wèn)題,近幾年雖然隨著企業(yè)“創(chuàng)一流”、“達(dá)標(biāo)”工作的深入開(kāi)展,有了較大好轉(zhuǎn),但是滲漏現(xiàn)象依然突出,特別是運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的變壓器。這與環(huán)境保護(hù)要求是不相適應(yīng)的，因此要求油浸式變壓器在運(yùn)行時(shí)或故障后不應(yīng)泄漏油；六氟化硫氣體變壓器不應(yīng)泄漏六氟化硫氣體（

36、特別是故障后的有毒氣體）；干式電力變壓器在運(yùn)行中或故障時(shí)不應(yīng)釋放有毒有害物質(zhì)或氣體。對(duì)空心電抗器，運(yùn)行中的漏磁不應(yīng)對(duì)周圍建筑及設(shè)備構(gòu)成威脅或干擾。（3）能降解回收利用 由于干式變壓器具有無(wú)油、難燃、絕緣耐熱等級(jí)高、體積小、噪聲低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等,故常被用于地下鐵道、高層建筑等對(duì)防火要求較嚴(yán)格的場(chǎng)所,而且應(yīng)用數(shù)量越來(lái)越大。于是干式變壓器，尤其是環(huán)氧澆注絕緣干式變壓器在壽命到期后的處理問(wèn)題(即回收利用可再生資源,環(huán)保處理廢棄物料問(wèn)題)也將日益突出。對(duì)干式變壓器如何拆解變壓器, 回收鋼結(jié)構(gòu)件及硅鋼片；如何分解線圈,回收銅（或鋁）導(dǎo)體；剩余的少量環(huán)氧樹脂絕緣材料如何進(jìn)行環(huán)保處理,目前尚無(wú)有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

37、定如何處理, 也無(wú)有關(guān)部門或企業(yè)來(lái)協(xié)助處理.因此退役下來(lái)的干式變壓器任其扔棄或堆放，對(duì)此的確是一個(gè)值得考慮解決的問(wèn)題。3. 向緊湊型和現(xiàn)場(chǎng)組裝型（或組合型）發(fā)展 變壓器的緊湊型主要是對(duì)城市用電力變壓器，特別是小型的配電變壓器。因城市地方有限且昂貴,因此,包括變壓器在內(nèi)的配電裝置常設(shè)計(jì)成組合式變電站和箱式變壓器。不僅占地面積少、體積小、成本低,而且能伸入負(fù)荷中心等。正因?yàn)槿绱?目前組合式變電站和箱式變壓器已逐步取代了傳統(tǒng)低壓變電站,并深受人們的歡迎。 現(xiàn)場(chǎng)組裝型（或組合型）變壓器主要用于地域偏僻的西南大水電或受運(yùn)輸限制的變壓器。現(xiàn)場(chǎng)組裝型產(chǎn)品的突出優(yōu)點(diǎn)是安裝面積小。其技術(shù)關(guān)鍵是便捷而又可靠的拆卸

38、、運(yùn)輸和復(fù)裝的設(shè)計(jì),以及現(xiàn)場(chǎng)要有一個(gè)適合“組裝”的條件。 現(xiàn)場(chǎng)組裝型三相變壓器與普通三相變壓器相比,價(jià)格為后者1.21.1.4 變壓器計(jì)算的一般程序電力變壓器計(jì)算的任務(wù)在于確定變壓器的電、磁負(fù)載和主要幾何尺寸，計(jì)算性能數(shù)據(jù)和各部分的溫升以及計(jì)算變壓器的重量、外型尺寸和取得比較合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果5。變壓器計(jì)算應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書中給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行，一般程序如下：確定硅鋼片品種、牌號(hào)及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算鐵心柱直徑，選下標(biāo)準(zhǔn)直徑，得出鐵心柱和鐵軛截面積。根據(jù)硅鋼片牌號(hào)，初選區(qū)鐵心柱中的磁通密度，計(jì)算每匝電勢(shì)。初算低壓繞組匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，根據(jù)整數(shù)匝再重算鐵心柱中的磁通密度及每匝電勢(shì)，再算出高壓繞組

39、匝數(shù)。根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級(jí)，確定變壓器的主、縱絕緣結(jié)構(gòu)。根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)型式，確定導(dǎo)線規(guī)格，進(jìn)行繞組段數(shù)（層數(shù)）、匝數(shù)的排列，計(jì)算繞組軸向高度及輻向尺寸。初算短路阻抗無(wú)功分量（ux）值，大容量變壓器的ux值應(yīng)與短路阻抗（uzk）標(biāo)準(zhǔn)值相接近，小型變壓器的ux值應(yīng)小于uzk標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算繞組負(fù)載損耗，算出短路阻抗的有功分量（ur），檢查短路阻抗是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，若不符合時(shí)應(yīng)調(diào)整，并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值范圍。計(jì)算繞組導(dǎo)線對(duì)油的溫差，不合格時(shí)，可調(diào)整導(dǎo)線規(guī)格或調(diào)整線段數(shù)及每段匝數(shù)的分配，當(dāng)超過(guò)規(guī)定值過(guò)大時(shí)，則需要變更鐵心柱直徑。計(jì)算短路機(jī)械力及導(dǎo)線應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)調(diào)整安匝分布或加大導(dǎo)線截面積。

40、計(jì)算空載性能及變壓器總損耗、計(jì)算油溫升，當(dāng)油溫升過(guò)高或過(guò)低時(shí)，應(yīng)調(diào)整冷卻裝置的數(shù)目。計(jì)算變壓器重量。電力變壓器計(jì)算的一般程序，如下頁(yè)圖1-1所示。不符合要求求時(shí)不符合要求求時(shí)另選線還不符合不合要求時(shí)記錄原始數(shù)據(jù)：產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)選定硅鋼片牌號(hào)及鐵心結(jié)構(gòu)形式；計(jì)算鐵心柱直徑，設(shè)計(jì)鐵心柱和鐵軛截面選擇鐵心柱磁通密度，計(jì)算每匝電勢(shì)先計(jì)算低壓繞組匝數(shù)，湊成整數(shù)；重算每匝電勢(shì)及磁通密度，再計(jì)算高壓繞組匝數(shù)。繞組及絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；試計(jì)算短路阻抗，不合要求是調(diào)整繞組高度。估算繞組損耗，估算繞組溫升。計(jì)算空載性能計(jì)算短路電磁力及器身重量；計(jì)算鐵心和繞組的機(jī)械強(qiáng)度繪制變壓器總體平面布置圖；引線及分接開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

41、確定尺寸及冷卻裝置計(jì)算變壓器重量繪制變壓器外形尺寸圖另選導(dǎo)線另選鐵心柱直徑圖11 電力變壓器計(jì)算的一般程序第2章 變壓器電磁計(jì)算2.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 型號(hào)：S10-200/35(2) 額定變壓比：35/0.4kV(3) 高壓分解范圍：5%(4) 容量：200kVA(5) 聯(lián)結(jié)組別：Dyn11(6) 短路阻抗：6.5% (7) 空載損耗：P0 0.45kW(8) 空載電流：I0 1.5%(9) 負(fù)載損耗：Pk 3.5kW(10) 頻率：50Hz 2.2 鐵心計(jì)算鐵心選用27ZH100硅鋼片，全斜接縫，疊片系數(shù)k0=0.97，鐵心型式：三相三柱式。2.2.1 鐵心直徑鐵心直徑尺寸由經(jīng)驗(yàn)公式6

42、： (2-1)鐵心每柱容量： (2-2)鐵心直徑：D=608.167=171.4 mm取鐵心直徑D=172 mm柱凈截面積Ac= 193.61 mm2毛截面積經(jīng)查表得出：Ae= 199.6 mm2三相角質(zhì)量G=51.11 kg2.2.2 鐵心中磁通及磁感應(yīng)強(qiáng)度根據(jù)繞組匝數(shù)計(jì)算可知：ez=7.27 V/匝Wb (2-3)磁感應(yīng)強(qiáng)度： T (2-4)2.2.3 鐵心質(zhì)量根據(jù)繞組計(jì)算可知：鐵心窗高 H0=893.542 mm，鐵心柱中心距M0=650.4 mm，冷軋硅鋼片密度=7.65kg/dm3，則鐵心柱質(zhì)量：kg (2-5)鐵軛質(zhì)量： kg (2-6)角質(zhì)量：G=51kg總質(zhì)量： kg (2-7

43、)圖2-1 鐵心形式2.2.4 空載損耗當(dāng)變壓器二次繞組開(kāi)路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時(shí)，所消耗的有功功率稱空載損耗。 kW (2-8)根據(jù)設(shè)計(jì)書要求，空載損耗為0.45kW，在允許范圍內(nèi)。2.2.5 空載電流當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加于一個(gè)繞組的端子上，其余繞組開(kāi)路時(shí)，流過(guò)線路端子的電流。通常用該繞組額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。有功分量： (2-9)無(wú)功分量： (2-10)空載電流： (2-11)根據(jù)設(shè)計(jì)書要求，空載電流為1.5%，此計(jì)算結(jié)果在允許范圍內(nèi)。2.3 繞組計(jì)算高壓繞組和低壓繞組均采用層式繞組。2.3.1 電壓、電流計(jì)算a. 高壓繞組高壓繞組為Dy接線，則線電壓UN1=35

44、22.5% kV，線/相電壓值為U1=3522.5% kV。、線電流為：A (2-12)相電流為：A (2-13)b. 低壓繞組低壓繞組為D接，則相電壓為U2=0.4kV，線電壓為UN2=0.4kV。線電流為：相電流：2.3.2 繞組匝數(shù)a. 每匝電勢(shì)初選：Bc的取值范圍為1.71.75，初選Bc=1.7。V/匝 (2-14)b. 低壓繞組匝數(shù)：匝，N2取55匝 (2-15)驗(yàn)證磁感應(yīng)強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)范圍T (2-16)磁通為：初選值可行。c. 高壓繞組匝數(shù)相鄰分接的相電壓之差: (2-17) 則分接匝數(shù)為: (2-18)最大分接匝數(shù)為 (2-19)其他分接匝數(shù)為+12.5%分接： N2=50

45、55-120=4934匝額定分接： N34935-120=4814匝12.5%分接：N44815-120=4694匝22.5%分接：N54695-120=4574匝2.3.3 電壓比較高壓線圈電壓，匝數(shù)及電壓比計(jì)算：表2-1 高壓線圈電壓比較分接位置調(diào)壓范圍線電壓相電壓匝數(shù)電壓比校核1+22.5%367503675050540.04%2+12.5%358753587549340.02%302.5%35000350004814-0.01%4-12.5%34125341254694-0.04%5-22.5%33250332504574-0.06%各分接電壓均小于2.5%，合格。電流密度初選高壓電密

46、初選J12.8A/mm2低壓電密初選J22.8A/mm2線截面積估算高壓導(dǎo)線截面積 (2-20)低壓導(dǎo)線截面積2.3.4 標(biāo)準(zhǔn)線規(guī)選擇a. 高壓繞組根據(jù)上面高壓導(dǎo)線截面積計(jì)算可得選用圓線，由于采用了層式繞組，根據(jù)高壓導(dǎo)線截面積計(jì)算，經(jīng)查表可得，選用裸線直徑0.96，截面積0.7238的銅質(zhì)導(dǎo)線，匝間絕緣可由下表中差得為0.3mm。表2-2 層式繞組紙包線匝絕緣繞組電壓等級(jí)（kV）66圓線匝絕緣（kV）0.30.45扁線匝絕緣（kV）0.450.45電抗高度初選： (2-21)其中n的取值范圍是25，初選n=2.03。則電抗高度為：mm繞組匝數(shù)排列每層匝數(shù)： (2-22)b1 單根絕緣導(dǎo)線軸向高

47、度mb 沿軸向排列導(dǎo)線總根數(shù)kc計(jì)算裕度kc 值經(jīng)查表可取0.9則每層匝數(shù)為：匝繞組總層數(shù)：層 取整Nm=16 (2-23)b. 低壓繞組由于計(jì)算出低壓導(dǎo)線截面積可查表得，選取扁線，厚度a=5.5mm，寬度b=12.5mm。匝而低壓側(cè)一共55匝，則只排列一層即可。2.3.5 繞組軸向高度和電抗高度a. 高壓繞組軸向高度計(jì)算公式為： b1 帶絕緣層線高度（mm）； 沿軸向?qū)Ь€并聯(lián)根數(shù)；h 每匝導(dǎo)線總高度（mm）；H1 每層匝數(shù)加上起末高度（mm）；+ 換位處增加一跟導(dǎo)線高度（單根線為0，mm）； Kc為軸H 為繞組軸向總高度（向裕度取整數(shù)，mm）； 為繞組到上鐵軛距離（可查表得）； 繞組到下鐵軛

48、距離（可查表得）；H0 鐵心窗高（mm）。則鐵心窗高為：帶絕緣層線高度：1.26mm沿軸向?qū)Ь€并聯(lián)根數(shù)：1根每匝導(dǎo)線總高度：1.261=1.26mm每層匝數(shù)加上起末高度：389.34繞組軸向總高度：389.340.9=350.4鐵心窗高：350.4+70+15=435.4b. 低壓繞組在計(jì)算低壓繞組時(shí)也沿用上述公式，則低壓繞組高度通過(guò)帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算出為384mm2.3.6 繞組的輻向尺寸計(jì)算a. 層間絕緣層式繞組的層間絕緣，目前多采用多層電纜紙，它取決于兩層之間的最大工作電壓，本設(shè)計(jì)選用的電纜紙是0.12mm。層間最大工作電壓 V (2-24)通過(guò)查表得選用10層電纜紙，則層間絕緣距離為1

49、.2mm。b. 層間油道本次試驗(yàn)的電壓最高等級(jí)為35kV，則選用一個(gè)油道即可，油道寬度為7mm。軸向尺寸計(jì)算軸向尺寸計(jì)算時(shí)，應(yīng)將油道左右兩側(cè)的繞組厚度分開(kāi)計(jì)算，用下計(jì)算公式可得相關(guān)數(shù)據(jù)。 帶絕緣導(dǎo)線的厚度（mm）； 導(dǎo)線沿軸向并聯(lián)根數(shù)； a1 左（或右）邊的總層數(shù)；B1 層間絕緣總厚度，每層絕緣厚度（mm）；B2 輻向計(jì)算裕度； 繞組左邊（或右邊）的輻向厚度（取整數(shù)或0.5尾數(shù)）。帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得出，繞組左邊的輻向厚度為：帶絕緣導(dǎo)線的厚度：0.96+0.3=1.26mm導(dǎo)線沿軸向并聯(lián)根數(shù)：1根左邊的總層數(shù)：2層層間絕緣總厚度：（2-1）1.2=1.2mm繞組左邊的輻向厚度：13.6繞組右邊的輻

50、向厚度：23.4 軸向繞組總厚度=油道左邊輻向厚度+油道右邊輻向厚度+中間油道寬度，mm。軸向繞組總厚度：13.6+7+23.4=44mm2.3.7 繞組絕緣半徑根據(jù)鐵心柱直徑、繞組輻向尺寸及油道寬度，便可計(jì)算出絕緣半徑及導(dǎo)線長(zhǎng)度。圖2-2繞組結(jié)構(gòu)示意圖a. 繞組絕緣半徑計(jì)算R0 鐵心柱外接圓外半徑（mm）； 低壓繞組到鐵心距離（mm）；R2 低壓繞組內(nèi)半徑（mm）； 低壓繞組輻向厚度（mm）；R3 低腰繞組外半徑（mm）； 高低壓繞組主空道距離（mm）；R4 高壓內(nèi)繞組半徑（mm）； 高壓繞組中的輻向厚度（mm）；R5 高壓繞組外半徑（mm）；D 高壓繞組外徑（mm）； 相間距離（mm）；

51、兩鐵心柱中間距（mm）。帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得：鐵心柱外接圓外半徑：86mm低壓繞組到鐵心距離：12mm低壓繞組內(nèi)半徑：86+12=98mm低壓繞組輻向厚度：12.6低壓繞組外半徑：98+12.6=110.6高低壓繞組主空道距離：2高壓內(nèi)繞組半徑：110.6+20=130.6高壓繞組中的輻向厚度：44高壓繞組外半徑：130.6+44=174.6高壓繞組外徑：174.62=349.2相間距離：15mm兩鐵心柱中間距：359.2+15=3 繞組平均半徑計(jì)算低壓繞組平均半徑：mm (2-25)高低壓繞組主空道半徑：mm (2-26)左邊高壓繞組平均半徑：mm (2-27)右邊邊高壓繞組平均半徑：mm (2-

52、28)高壓繞組平均半徑：mm (2-29)2.3.9 繞組平均匝長(zhǎng)計(jì)算低壓繞組：m/匝 (2-30)左邊高壓繞組：右邊高壓繞組：2.3.10 繞組導(dǎo)線總長(zhǎng)度計(jì)算低壓繞組導(dǎo)線：L2=l2低壓繞組總匝數(shù)=0.65355=35.9m (2-31左邊高壓繞組導(dǎo)線：右邊高壓繞組導(dǎo)線：高壓繞組導(dǎo)線總長(zhǎng)度： m (2-32)2.3.11 75時(shí)每相繞組直流電阻繞組電阻計(jì)算公式如下： (2-33)式中，L為繞組總長(zhǎng)度（m），為75時(shí)電阻系數(shù)（mm2/m），銅導(dǎo)線的0.02135高壓繞組：低壓繞組：2.3.12 繞組導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算a. 裸導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式kg (2-34)式中，m為相數(shù)；S為導(dǎo)線總面積（m

53、m2）；為導(dǎo)線密度（kg/dm3）；銅線的=8.9kg/dm3，L為繞組導(dǎo)線總長(zhǎng)度。高壓側(cè)裸銅導(dǎo)線質(zhì)量：低壓側(cè)裸銅導(dǎo)線質(zhì)量：b. 帶絕緣導(dǎo)線質(zhì)量計(jì)算 (2-35)式中，c為絕緣紙裸導(dǎo)線質(zhì)量的百分比。b. 紙包圓銅銅線 (2-36)t為導(dǎo)線每邊匝絕緣厚度，mm。高壓側(cè)帶絕緣導(dǎo)線質(zhì)量：kg (2-37)紙包扁導(dǎo)線 (2-38)低壓側(cè)帶絕緣導(dǎo)線質(zhì)量：kg (2-39)2.4 短路阻抗變壓器短路阻抗是當(dāng)負(fù)載阻抗為0時(shí)，變壓器內(nèi)部為等效阻抗。折算至同一匝數(shù)的兩個(gè)繞組的漏電抗之和，是變壓器短路阻抗的電抗分量。在變壓器阻抗中，電抗分量所占比例較大，而且隨著變壓器容量的增大，此比例也將增大7。在變壓器中，凡是

54、不按照鐵心所規(guī)定的磁路流動(dòng)的一切其他磁通，稱為漏磁通。雙繞組變壓器的漏磁通是由二次繞組的磁勢(shì)和與其平衡的一次繞組磁勢(shì)負(fù)載分量共同產(chǎn)生的，并在一、二次繞組中分別感應(yīng)出漏抗電勢(shì)。三相雙繞組變壓器每一相的高壓繞組和低壓繞組痛心地套于同一鐵心柱上，通常高壓繞組套于外面，這是三相雙繞組變壓器常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，所以先分析這種變壓器的縱向電抗高度，為了計(jì)算方便，可以假設(shè)高低壓繞組折合至同一匝數(shù)N，繞組高度相同，且電流在整個(gè)斷面均勻分布，一次繞組的勵(lì)磁電流為0。2.4.1 繞組漏磁分布圖圖2-3 繞組漏磁分布圖 其中，HV為高壓繞組漏磁，LV為低壓繞組漏磁。2.4.2 繞組的平均電抗高度cm (2-40)2.4

55、.3 漏磁總寬度 cm (2-41) 2.4.4 漏磁空道總面積 (2-42)2.4.5 洛氏系數(shù) (2-43) 洛氏系數(shù)與有一定函數(shù)關(guān)系，通過(guò)查詢電力變壓器理論與計(jì)算書中相關(guān)數(shù)據(jù)，可得=0.97。2.4.6 短路阻抗的電抗分量 (2-44)2.4.7短路阻抗的電阻分量 (2-45)Pfz為負(fù)載損耗，通過(guò)下面的計(jì)算得出，此處為了方便書寫提前引用。2.4.8 短路阻抗的百分值 (2-46)依據(jù)設(shè)計(jì)書要求，短路阻抗的百分值為6.5%，此計(jì)算結(jié)果在允許范圍之內(nèi)。2.5 負(fù)載損耗負(fù)載損耗是將變壓器的一組繞組(高壓或低壓)短接，而在另一組繞組（低壓或高壓）施加比額定電壓小得多的電壓（短路電壓），并使繞組

56、中產(chǎn)生額定電流，此時(shí)，從電源繞組上所接瓦特表測(cè)量出的功率。變壓器的負(fù)載損耗主要是由繞組導(dǎo)線的電阻損耗，繞組的附加損耗（包括導(dǎo)線的渦流損耗及環(huán)流損耗），引線損耗以及鋼鐵結(jié)構(gòu)件中的雜散損耗等。2.5.1 繞組電阻損耗（75時(shí)）電阻損耗計(jì)算公式如下：W (2-47)式中m為相數(shù)，I為被計(jì)算繞組的相電流（A），R為75C時(shí)被計(jì)算繞組的每相電阻（）。高壓側(cè)：低壓側(cè)：繞組電阻損耗：W (2-48)2.5.2 繞組附加損耗繞組附加損耗，按下式計(jì)算：,W (2-49)Pf為被計(jì)算繞組的導(dǎo)線釣組損耗（W）;Kf為被計(jì)算繞組的附加損耗百分?jǐn)?shù)（%）。 對(duì)于層式繞組的附加損耗百分?jǐn)?shù)，一般根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)估算通過(guò)下表可以查

57、得相關(guān)數(shù)值。表2-3附加損耗取值200kVA及以下Kf=3%左右250315kVKf=5%左右400630kVKf=8%左右則繞組附加損耗：W2.5.3 引線損耗計(jì)算當(dāng)電流通過(guò)引線時(shí)，由于引線有電阻存在，而產(chǎn)生引線損耗，它可用占繞組電阻損耗的百分?jǐn)?shù)來(lái)估計(jì)。即 ，W (2-50)Pr 為繞組電阻損耗（W）；為引線損耗占繞組電阻損耗的百分?jǐn)?shù)（%）。表2-4 引線損耗占繞組電阻損耗的百分?jǐn)?shù)繞組電壓等級(jí)（kV）106Y結(jié)時(shí)Ky（%）不可計(jì)0.51D結(jié)時(shí)Ky（%）0.512Ky(%)的值可以通過(guò)上表中得出，則引線損耗為：2.5.4 雜散損耗變壓器運(yùn)行時(shí)，由于漏磁通穿過(guò)鋼鐵結(jié)構(gòu)件（夾件、鋼壓板、螺栓及油箱

58、壁等），并在其中產(chǎn)生咋算損耗。在大容量變壓器的負(fù)載損耗中，雜散損耗可達(dá)負(fù)載損耗的30%40%，必須引起足夠重視。考慮到漏磁通路徑的復(fù)雜性，精確計(jì)算是有困難的，所以雜散損耗只能采用近似方法計(jì)算。對(duì)于630kVA及以下的變壓器采用層式繞組結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到它的漏磁通不大，故將雜散損耗一并在附加損耗里予以考慮，不再計(jì)算。2.5.5 負(fù)載損耗變壓器的負(fù)載損耗，是在短路試驗(yàn)狀態(tài)下，測(cè)得的一對(duì)繞組的損耗。對(duì)于雙繞組變壓器而言，它包括兩個(gè)繞組的電阻損耗、附加損耗、引線損耗及雜散損耗。負(fù)載損耗可按下式計(jì)算：kW (2-51)根據(jù)設(shè)計(jì)書要求，負(fù)載損耗為3.5kW，此計(jì)算結(jié)果在允許范圍之內(nèi)。2.6 溫升計(jì)算變壓器運(yùn)行

59、時(shí)，鐵心、繞組和鋼結(jié)構(gòu)件中均要產(chǎn)生損耗。這些損耗將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃堪l(fā)散于周圍介質(zhì)中，從而引起變壓器發(fā)熱和溫度升高。為使變壓器各部分溫度不超過(guò)規(guī)定的限值8，應(yīng)采取相應(yīng)的有效冷卻措施以保證溫度變化。圖2-4 沿繞組厚度方向溫差分布圖本次設(shè)計(jì)為S10-200/35,根據(jù)相關(guān)資料選用油浸自冷散熱方式。2.6.1 層式繞組銅油溫差計(jì)算繞組表面單位熱負(fù)荷（q）（按80計(jì)算），W/m2 (2-52)Pfz 為被計(jì)算繞組75時(shí)負(fù)載損耗（W）；1.032 為將75的損耗折算到80S 為被計(jì)算繞組的有效散熱面積（m2）。圖2-5 層式繞組示意圖a. 低壓繞組層式繞組散熱面積： (2-53)繞組表面單位熱負(fù)荷:W/m2繞

60、組表面對(duì)油溫升： K (2-54)絕緣修正值：K (2-55)繞組層數(shù)修正：繞組對(duì)油平均溫差：K (2-56)溫升符合標(biāo)準(zhǔn)，合格。b. 高壓繞組層式繞組散熱面積： (2-57)繞組表面單位熱負(fù)荷W/m2繞組表面對(duì)油溫升：絕緣修正值：繞組層數(shù)修正：K (2-58)繞組對(duì)油平均溫差：K (2-59)溫升符合標(biāo)準(zhǔn)，合格。2.6.2 油溫升計(jì)算油箱尺寸計(jì)算油箱內(nèi)壁半徑：=mm (2-60)油箱直線長(zhǎng)度： mn (2-61)油箱內(nèi)壁長(zhǎng)度： mm (2-62)油箱高度： (2-63)圖2-6 油箱尺寸簡(jiǎn)圖容量35kV的小型變壓器，常采用平滑油箱結(jié)構(gòu)，油箱上無(wú)散熱裝置，當(dāng)平滑油箱散熱面不夠時(shí)，常焊有扁管10