1铁心计算1.docx
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1铁心计算1
设计手册
油浸电力变压器
铁心计算
共页
第页
目录
1
铁心材料
SB1-007.1
第1页
2
铁心直径的估算
SB1-007.1
第1页
2.1
每柱容量（Pzh）的计算
SB1-007.1
第1页
2.2
铁心直径（Do）的估算
SB1-007.1
第1页
3
铁心中磁通（Φm）及磁通密度（Bm）计算
SB1-007.1
第2页
3.1
铁心中磁通（Φm）
SB1-007.1
第2页
3.2
磁通密度（Bm）
SB1-007.1
第2页
4
空载损耗（Po）计算
SB1-007.1
第2页
5
空载电流（Io%）计算
SB1-007.1
第2页
5.1
中小型变压器（≤6300kVA）的空载电流（Io%）计算
SB1-007.1
第2页
5.2
大型变压器（＞6300kVA）的空载电流（Io%）计算
SB1-007.1
第2页
6
冷轧硅钢片性能数据
SB1-007.1
第3页
7
铁心重量计算
SB1-007.1
第7页
7.1
铁心柱重量（Gzh）计算
SB1-007.1
第7页
7.2
铁轭重量（Ge）计算
SB1-007.1
第7页
7.3
角重计算
SB1-007.1
第7页
7.3.1
三相三柱式铁心角重（GΔ）计算（D形轭）
SB1-007.1
第8页
7.3.2
三相五柱式铁心角重（GΔ）计算（主轭及旁轭均采用相同D形轭）
SB1-007.1
第8页
7.4
铁心重量（Gtx）计算
SB1-007.1
第9页
8
铁心温升计算
SB1-007.1
第9页
8.1
铁心内部最热点对表面的温差（θo）计算
SB1-007.1
第9页
8.2
铁心表面对油的温差（θb）计算
SB1-007.1
第9页
8.2.1
铁心级块的单位高度（1cm）的热负荷（qjk）计算
SB1-007.1
第9页
8.2.2
铁心表面对油的温差（θb）计算
SB1-007.1
第9页
8.3
铁心温升计算
SB1-007.1
第10页
8.3.1
铁心表面温升（θbp）计算
SB1-007.1
第10页
8.3.2
铁心内部最热点温升（θm）计算
SB1-007.1
第10页
9
铁心数据
9.1
三相三柱式（无拉板结构）铁心数据
SB1-007.1
第11页
9.2
三相三柱式拉板结构铁心数据
SB1-007.1
第13页
9.3
三相五柱式拉板结构铁心数据
SB1-007.1
第16页
共19页
第1页
代替
油浸电力变压器
铁心计算
设计手册
1铁心材料
铁心采用冷轧硅钢片叠积而成,由于硅钢片表面已有附着性较好的绝缘薄膜,故可
不再涂漆。
铁心常用硅钢片牌号及叠片系数（fd）从表1.1中选取。
表1.1铁心常用硅钢片牌号及叠片系数（fd）
硅钢片牌
号
叠片系数
适用范围
日本新日铁（川崎）
中国国标
（fd）
35Z155（35RG155）
35Z145（35RG145）
35Q155
35Q145
0.97
0.97
常规产品
30Z140（30RG140）
30Q140
0.96
30ZH120（30RGH120）
30QG120
0.96
1）500kV级的产品
2）要求损耗较低的产品
3）要求噪声较低的产品
27ZH100（27RGH100）
0.955
要求损耗极低的产品（需经批准）
23ZH90（23RGH090）
23ZDKH90（23RGHPJ090）
0.945
要求非常特殊的产品（需经批准）
2铁心直径的估算
2.1每柱容量（Pzh）的计算
每柱容量是在每个铁心柱上的各绕组额定容量折算成双绕组后的型式容量。
[kVA]（1.1）
式中:
ΣPri—各绕组额定容量的总和（kVA）,如高、中压为自耦联结时,则高压
及中压额定容量,应分别乘以效益系数;
其中:
U1、U2—分别为高压及中压的额定电压（kV）;
mzh—套有绕组的铁心柱数。
2.2铁心直径（D0）的估算
（从表1.5～表1.7中选取标准直径）[mm]（1.2）
式中:
KD—铁心直径经验系数,对冷轧硅钢片的铁心及铜绕组的变压器,一般取
KD=52～57,对特大型变压器,由于运输高度的限制,此经验系数
有时取得还要大些;
资料来源
编制
校核
标审
提出部门
审定
标记
处数
更改文件号
签字
日期
实施日期
批准
Pzh—每柱容量（kVA）,按公式（1.1）计算。
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2
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油浸电力变压器
铁心计算
3铁心中磁通（Φm）及磁通密度（Bm）计算
3.1铁心中磁通:
[Wb]（1.3）
当f=50Hz时:
[Wb]（1.3a）
3.2磁通密度:
[T]（1.4）
式中:
et—每匝电势（V）,见线圈计算;
f—额定频率（Hz）;
Szh—铁心柱净截面（cm2）,根据表1.1的叠片系数（fd）,从铁心数据表中选取,
三相三柱式无拉板结构（Do=φ70～φ395）从表1.5中选取;
三相三柱式拉板结构（Do=φ340～φ1000）从表1.6中选取;
三相五柱式拉板结构（Do=φ780～φ1600）从表1.7中选取。
4空载损耗（P0）计算
[W]（1.5）
式中:
KP0—空载损耗工艺附加系数,铁心为全斜接缝时,从表1.2中选取;
ptx—铁心硅钢片单位损耗（W/kg）,根据铁心柱磁通密度（Bm）,从表1.3或表1.4中选取;
Gtx—铁心硅钢片总重量（kg）,按公式（1.12）计算。
5空载电流（I0%）计算（一般忽略由空载损耗产生的空载电流的有功部分）
5.1中小型变压器（≤6300kVA）的空载电流（I0%）计算
[%]（1.6）
5.2大型变压器（＞6300kVA）的空载电流（I0%）计算
[%]（1.7）
式中:
Gzh、Ge、GΔ、Gex—铁心柱重、铁轭重、铁心角重及铁心总重量（kg）,分别
按公式（1.8）至公式（1.12）计算,角重可从表1.5至表1.7中直接选取;
KΔ—铁心转角部分励磁电流增加系数,对全斜接缝,一般取KΔ=4;
Szh—铁心柱净截面（cm2）,从表1.5至表1.7中选取;
nj—铁心接缝总数,三相三柱式一般取nj=8;
qtx—铁心单位磁化容量（VA/kg）,根据心柱磁密（Bm）,从表1.3或表1.4中选取;
qj—接缝磁化容量（VA/cm2）,根据斜接缝处磁密（）,从表1.3或表1.4中选取;
Pr—额定容量（kVA）;
KI0—空载电流附加系数,铁心为全斜接缝时,从表1.2中选取。
表1.2附加系数（铁心为全斜接缝时）
铁心形式
三相三柱式
三相五柱式①
单相二柱
容量（kVA）
＜100
100～500
630～1600
2000～6300
8000～63000
＞63000
等轭
不等轭
三四柱式
系数KPo
1.3
1.25
1.2
1.18
1.15
1.15
1.2
1.35
1.05
系数KIo
─
1.6
1.4
1.4
1.6
1.3
注:
①三相五柱式等轭是指主轭和旁轭截面相等,不等轭是指主轭和旁轭截面不相等。
3
6冷轧硅钢片性能数据
冷轧硅钢片性能数据,可按表1.3公式计算,或直接从表1.4中选取。
表1.3冷轧硅钢片性能数据计算公式（50Hz）
硅钢片牌号
铁心硅钢片单位损耗ptx（W/kg）
35Q155或35Z155
ptx=－0.8800Bm6+6.2783Bm5－17.0669Bm4+22.9573Bm3－15.8534Bm2+5.8481Bm－0.8223
35Q145或35Z145
ptx=－0.0835Bm6+0.9795Bm5－2.9939Bm4+3.8683Bm3－1.8866Bm2+0.5736Bm－0.0217
30Q140或30Z140
ptx=－1.7809Bm6+13.1124Bm5－38.0493Bm4+56.1093Bm3－44.0967Bm2+18.0062Bm－2.8939
30Q130或30Z130
ptx=1.5823Bm6－9.7965Bm5+24.6357Bm4－31.9239Bm3+22.6971Bm2－7.9400Bm+1.1339
30QG120或30ZH120
ptx=1.8690Bm6－11.4113Bm5+28.3144Bm4－36.3681Bm3+25.7433Bm2－9.1095Bm+1.3366
27QG110或27ZH110
ptx=2.1548Bm6－13.6051Bm5+35.1257Bm4－47.2836Bm3+35.1903Bm2－13.3025Bm+2.0613
27QG100或27ZH100
ptx=1.9297Bm6－11.7533Bm5+29.1399Bm4－37.5704Bm3+26.8344Bm2－9.7052Bm+1.4403
硅钢片牌号
Bm≤1.45T的铁心单位磁化容量qtx（VA/kg）
35Q155或35Z155
qtx=4.8274Bm6－25.7023Bm5+56.2799Bm4－64.7507Bm3+41.7033Bm2－13.7745Bm+1.9223
35Q145或35Z145
qtx=2.9842Bm6－15.3992Bm5+32.7524Bm4－36.6953Bm3+23.3006Bm2－7.4853Bm+1.0431
30Q140或30Z140
qtx=－0.1083Bm6+2.3843Bm5－8.8286Bm4+14.0577Bm3－10.9084Bm2+4.5790Bm－0.6964
30Q130或30Z130
qtx=1.4783Bm6－6.8160Bm5+12.6880Bm4－11.8062Bm3+5.8606Bm2－0.9722Bm+0.0376
30QG120或30ZH120
qtx=0.3832Bm6－1.0672Bm5+0.2876Bm4+1.8847Bm3－2.1212Bm2+1.2956Bm－0.2031
27QG110或27ZH110
qtx=1.8337Bm6－9.9149Bm5+22.3342Bm4－26.6411Bm3+17.9347Bm2－5.9472Bm+0.8418
27QG100或27ZH100
qtx=1.7578Bm6－9.6301Bm5+21.9050Bm4－26.1707Bm3+17.4491Bm2－5.6493Bm+0.7689
硅钢片牌号
Bm＞1.45T的铁心单位磁化容量qtx（VA/kg）
35Q155或35Z155
qtx=20992.2351Bm6－193966.3635Bm5+746158.9080Bm4－1529503.3842Bm3+
+1761902.3391Bm2－1081386.5451Bm+276262.67791
35Q145或35Z145
qtx=35663.1360Bm6－338582.1027Bm5+1338331.8493Bm4－2818965.8453Bm3+
+3336821.1050Bm2－2104463.0665Bm+552435.5911
30Q140或30Z140
qtx=26283.7512Bm6－248107.5545Bm5+975288.5046Bm4－2043303.558Bm3+
+2406169.7472Bm2－1509933.1333Bm+394448.887
30Q130或30Z130
qtx=20904.6342Bm6－196573.8985Bm5+769896.5323Bm4－1607401.7252Bm3+
+1886624.5028Bm2－1180202.7017Bm+307395.9897
30QG120或30ZH120
qtx=18760.0210Bm6－178634.7179Bm5+707998.9897Bm4－1494934.6951Bm3+
+1773538.3478Bm2－1120852.4452Bm+294797.1915
27QG110或27ZH110
qtx=13460.0734Bm6－126075.4130Bm5+491709.7429Bm4－1022040.3747Bm3+
+1194021.4623Bm2－743362.0138Bm+192667.9718
27QG100或27ZH100
qtx=13293.2496Bm6－126047.4866Bm5+497630.5106Bm4－1046950.2658Bm3+
+1237905.0699Bm2－779907.2543Bm+204532.8786
接缝磁化容量qj（VA/cm2）,（按斜接缝处磁密Bmj=Bm/1.414计算）
Bm≤1.45T
qj=－11.5526Bmj6+59.4563Bmj5－119.5772Bmj4+121.9129Bmj3－
－66.4343Bmj2+18.2845Bmj－1.9663
Bm＞1.45T
qj=77.4084Bmj6－945.3550Bmj5+4643.7887Bmj4－11819.5014Bmj3+
+16528.1076Bmj2－12084.5185Bmj+3619.2298
4
表1.4冷轧硅钢片性能数据表（50Hz）
.
硅钢片
牌号
27QG100
27ZH100
27RGH100
27QG110
27ZH110
27RGH110
30QG120
30ZH120
30RGH120
30Q130
30Z130
30RG130
30Q140
30Z140
30RG140
35Q145
35Z145
35RG145
35Q155
35Z155
35RG155
所有
硅钢片
牌号
磁通密度
（T）
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
单位
铁损
W/kg
磁化
容量
VA/kg
接缝磁
化容量
VA/cm2
0.50
0.080
0.130
0.094
0.135
0.110
0.140
0.105
0.145
0.110
0.145
0.116
0.150
0.123
0.155
0.005
0.52
0.087
0.140
0.102
0.145
0.119
0.150
0.114
0.155
0.119
0.155
0.125
0.160
0.133
0.165
0.006
0.54
0.094
0.150
0.110
0.155
0.128
0.160
0.123
0.165
0.128
0.165
0.135
0.170
0.143
0.175
0.007
0.56
0.102
0.160
0.118
0.165
0.137
0.170
0.132
0.175
0.137
0.175
0.145
0.180
0.153
0.185
0.008
0.58
0.110
0.170
0.126
0.175
0.146
0.180
0.141
0.185
0.146
0.185
0.155
0.190
0.164
0.195
0.009
0.60
0.118
0.180
0.134
0.185
0.155
0.190
0.150
0.195
0.155
0.195
0.165
0.200
0.175
0.205
0.010
0.62
0.126
0.191
0.142
0.196
0.164
0.201
0.160
0.207
0.165
0.207
0.176
0.212
0.186
0.217
0.012
0.64
0.134
0.202
0.151
0.207
0.173
0.212
0.170
0.219
0.175
0.219
0.187
0.224
0.197
0.229
0.014
0.66
0.142
0.213
0.160
0.218
0.182
0.223
0.180
0.231
0.185
0.231
0.198
0.236
0.208
0.241
0.016
0.68
0.150
0.224
0.169
0.229
0.191
0.234
0.190
0.243
0.195
0.243
0.209
0.248
0.219
0.253
0.018
0.70
0.158
0.235
0.178
0.240
0.200
0.245
0.200
0.255
0.205
0.255
0.220
0.260
0.230
0.265
0.020
0.71
0.162
0.241
0.182
0.246
0.205
0.251
0.206
0.261
0.211
0.261
0.226
0.267
0.236
0.272
0.021
0.72
0.166
0.247
0.186
0.252
0.210
0.257
0.212
0.267
0.217
0.267
0.232
0.274
0.242
0.279
0.022
0.73
0.170
0.253
0.190
0.258
0.215
0.263
0.218
0.273
0.223
0.273
0.238
0.281
0.249
0.286
0.023
0.74
0.174
0.259
0.194
0.264
0.220
0.269
0.224
0.279
0.229
0.279
0.244
0.288
0.256
0.293
0.024
0.75
0.178
0.265
0.198
0.270
0.225
0.275
0.230
0.285
0.235
0.285
0.250
0.295
0.263
0.300
0.025
0.76
0.183
0.271
0.203
0.276
0.230
0.282
0.236
0.291
0.241
0.292
0.256
0.302
0.270
0.307
0.027
0.77
0.188
0.277
0.208
0.282
0.235
0.289
0.242
0.297
0.247
0.299
0.262
0.309
0.277
0.314
0.029
0.78
0.193
0.283
0.213
0.288
0.240
0.296
0.248
0.303
0.253
0.306
0.268
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