电力变压器设计原则.docx
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电力变压器设计原则
电力变压器设计原则
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.铁心设计
.铁心空载损耗计算:
0
其中:
——铁心损耗工艺系数,见表;
——电工钢带单位损耗(查材料曲线),;
——铁心重量,。
.铁心空载电流计算
空载电流计算中一般忽略有功部分。
()三相容量≤时:
其中:
、、——分别为心柱重量、铁轭重量、角重,;
——铁心转角部分励磁电流增加系数,全斜接缝;
——铁心单位磁化容量(查材料曲线),;
——心柱净截面积,;
——变压器额定容量,;
——铁心接缝总数,三相三柱结构;
——接缝磁化容量,,根据
按表进行计算。
表接缝磁化容量
磁通密度()
磁化容量()
磁通密度()
磁化容量()
磁通密度()
磁化容量()
磁通密度()
磁化容量()
()三相容量>:
——空载电流工艺系数,见表;
——铁心重量,;
——铁心单位磁化容量(查材料曲线),;
——变压器额定容量,。
表铁心性能计算系数(全斜接缝)
铁心形式
三相三柱结构
三相五柱()
单相二、三、四柱
变压器容量
<
~
~
~
~
>
等轭
不等轭
损耗系数
电流系数
注()等轭表示铁心主轭与旁轭的截面相等。
.铁心圆与纸筒之间的间隙见表
表铁心圆与纸筒间隙
铁心直径
<
~
~
~
~
~
~
~
间隙
.铁心直径与撑条数量关系见表
表铁心直径与撑条数量关系
铁心直径
<
~
~
~
~
~
~
~
~
撑条数量
或
或
或
或
续表铁心直径与撑条数量关系
铁心直径
~
~
~
~
撑条数量
或
或
.铁心直径与夹件绝缘厚度关系见表
表铁心直径与夹件绝缘厚度关系
铁心直径
~
~
~
~
~
~
~
~
~
夹件绝缘
.绝缘结构
.级变压器
..纵绝缘结构
()高压绕组()
)饼式结构
导线匝绝缘,绕组不直接绕在纸筒上,所有线段均垫内径垫条1.0mm;各线饼轴向油道宽度见表;分接段位于绕组中部。
中断点油道4.0mm,分接段之间(包括分接段与正常段之间)油道2.0mm,正常段之间0.5mm纸圈。
整个绕组增加9.0mm调整油道。
)层式结构
层式绝缘:
首层加强×,第层与末层加强×。
当绕组不直接绕在纸筒上时,所有线段均垫内径垫条1.0mm。
()低压绕组()
当绕组不直接绕在纸筒上时,所有线段垫内径垫条1.0mm,所有线段之间垫0.5mm纸圈。
。
当高压绕组为饼式结构时,对应高压分接段处应注意安匝平衡。
..主绝缘结构
()铁心圆与纸筒之间的间隙见表;低压绕组内纸筒厚2.0mm。
当低压绕组需要内部散热面时要相应留出辐向间隙。
()主空道如下:
)当高压绕组直接绕在厚2.0mm纸筒上时,主空道为10.0mm:
低压绕组—油隙(包括1.5mm套装裕量,注意低压换位影响)—纸筒—高压绕组。
)当高压绕组为饼式结构但内径侧不需要轴向油隙时,主空道为12.0mm:
低压绕组—油隙(包括1.5mm套装裕量,注意低压换位影响)—纸筒—油隙—垫条—高压绕组。
)当高压绕组内径侧需要轴向油隙时,主空道为14.0mm:
低压绕组—油隙(包括1.5mm套装裕量,注意低压换位影响)—纸筒—油隙—垫条—高压绕组。
..端绝缘:
54mm
下部(端圈下铁轭绝缘);上部(端劝上铁轭绝缘调整)。
当铁窗侧有拉带时,铁轭垫块需分相制作,此时端绝缘要增加厚的压板。
..相间:
高压接:
(隔板)。
高压接:
8mm。
.级变压器
..纵绝缘结构
()高压绕组()
)饼式结构
导线匝绝缘。
当绕组不直接绕在纸筒上时,首、末端各两段垫内径垫条4mm,所有其他线段垫内径垫条1.0mm。
各线饼轴向油道宽度见表。
分接段位于绕组中部,中断点两侧各两段为纠结式结构。
中断点油道4.0mm,分接段之间(包括分接段与正常段之间)油道2.0mm,正常段之间1.0mm纸圈。
整个绕组增加9mm调整油道。
)层式结构
接结构:
首、末层加强×。
静电屏0.3mm铝板包绝缘×,总厚度按1.5mm考虑。
接结构:
两段层式。
()低压绕组()
当绕组不直接绕在纸筒上时,所有线段垫内径垫条1.0mm。
当低压绕组为饼式结构时,所有线段之间垫0.5mm纸圈。
当高压绕组为饼式结构时,低压绕组上对应高压分接段的位置应注意安匝平衡。
..主绝缘结构
()铁心圆与纸筒之间的间隙见表,内纸筒厚3.0mm。
从绝缘角度考虑的绝缘距离如表:
表低压绕组与铁心圆(不包括套装间隙)之间绝缘距离
低压绕组电压等级
、
到纸筒内表面距离
当低压绕组内表面需要轴向油道时,要相应增大绝缘距离。
当低压绕组为饼式结构时,要考虑低压线饼的1.0mm内径垫条和内径处2.5mm的轴向撑条。
()主空道20mm:
低压绕组—油隙(包括3.0mm套装裕量,注意低压换位影响)—3.0mm纸筒—油隙—1.0mm内径垫条—高压绕组或屏蔽。
当高压绕组为饼式结构时,高压绕组内径侧应该有厚3.0mm轴向撑条。
..端绝缘结构
()绕组导线为纸包电磁线时,端绝缘94mm:
下部:
(油隙端圈角环纸圈下铁轭绝缘);
上部:
(油隙端圈角环纸圈上铁轭绝缘裕量)。
当铁窗侧有拉带而要求铁轭垫块分相制作时,上铁轭绝缘改为,其中包括20mm厚压板和9mm端圈)。
()绕组导线为漆包电磁线时,端绝缘104mm:
下部:
(油隙端圈角环纸圈下铁轭绝缘);
上部:
(油隙端圈角环纸圈上铁轭绝缘裕量)。
当铁窗侧有拉带而要求铁轭垫块分相制作时,上铁轭绝缘中包括厚压板和9mm端圈)。
..相间
()饼式绕组:
高压或接(包括隔板)。
()层式绕组:
高压接15mm无隔板;高压接27mm(包括隔板)。
.绕组材料
.高强度缩醛漆包圆铜线
表示方法:
缩醛漆包圆铜线标称直径—
.纸包圆铜线
表示方法:
纸包圆铜线—导线两边绝缘厚度标称直径
绝缘厚度:
,,,,,等
.纸包铜扁线
表示方法:
纸包铜扁线—绝缘两边厚度裸线厚×裸线宽
—绝缘两边厚度裸线厚×裸线宽
其中:
表示电缆纸或电话纸,表示高密度电缆纸()。
绝缘厚度:
,,,,,,,等。
.组合导线
()组合导线根数与单根裸线厚度的关系见表
表组合导线根数与单根裸线厚度关系
导线组合根数
单根裸线最大厚度
()统包绝缘后组合导线的宽厚比≥
()表示方法:
组合导线—δδ××
()尺寸计算:
宽度单根导线带绝缘宽度统包绝缘厚度
厚度单根导线带绝缘厚度×导线组合根数导线间夹垫绝缘厚度(0.1mm)统包绝缘厚度
.换位导线
()表示方法:
换位导线—绝缘厚度××
自粘换位导线—绝缘厚度××
()尺寸计算:
径向尺寸()()δ
轴向尺寸()δ
其中:
——两摞导线之间加垫绝缘的厚度。
当两摞导线接触尺寸<时;当两摞导线接触尺寸≥时。
——径向修正系数。
——轴向修正系数,如表
表换位导线尺寸计算的修正系数
换位导线种类
径向修正系数
轴向修正系数
普通换位导线
自粘换位导线
.阻抗与负载损耗计算系数
.变压器阻抗与负载损耗的计算系数如表:
表变压器阻抗与负载损耗计算系数
容量()
阻抗计算系数
负载损耗计算系数
.变压器阻抗与负载损耗的计算系数如表:
表变压器阻抗与负载损耗计算系数
容量()
阻抗计算系数
负载损耗计算系数
.绕组结构
.层式绕组
..不满匝的位置
()无内部油道的情况:
不满匝位于最外层。
若最外层由于分接出头需要满匝时,不满匝应在次外层,并用纸条进行填充。
()带内部油道的情况:
不满匝位于油道内侧最外层(稀绕不填充纸条)。
()四层圆筒式:
不满匝位于中间的第二层或第三层,且要填充纸条。
()双层圆筒式:
不满匝位于外层,且要填充纸条。
..导线换位
当导线沿辐向并联时需要要增加换位高度,并用纸条填充。
..轴向油道尺寸
()油道位置
当绕组内外径侧均为散热面时,中部油道位于绕组辐向的处;当内径侧无散热面时,中部油道位于(从内径侧起)绕组辐向的~处。
()油道尺寸如表:
表层式绕组轴向油道尺寸
绕组高度
≤
~
~
~
~
~
~
~
≥
油道厚度
()层间绝缘厚度如表:
表层式绕组层间绝缘厚度
层间电压
≤
~
~
~
~
~
~
~
~
~
≥
总张数
长张数
短张数
.螺旋式绕组
图
..单螺旋绕组的“242”不等距换位
()导线并联根数必须为的倍数;
()当导线并联根数小于撑条数时,轴向导线的根数绕组匝数;
()“”不等距换位端部区的匝数系数见图。
..双螺旋绕组的一次“均匀”交叉换位
()轴向导线根数(绕组匝数)×;
()在绕组换位处辐向超高一根导线的厚度;
()一次完全换位原则:
)换位次数等于双饼并联导线总根数;
)换位间隔以绕组匝数的一半处为基准上下对称;
)首、末两个“半换位间隔”要不小于正常换位间隔的一半;
)位于绕组端部位置的换位间隔大于绕组中部位置的换位间隔。
()当变压器容量较大时,应采用次“均匀”交叉换位。
.连续式绕组
..连续式绕组线饼的分数部分
连续式绕组各线饼少绕的撑条间隔数见表
表连续式绕组各线饼少绕的撑条间隔数
线段名称
首、末端出头段
正常段
辐向并联根数
~
~
~
≥
普通导线
组合导线或换位导线
不跨撑条换位
跨撑条换位
..对于组合导线绕制的绕组,在每一个线段“单元”的中间位置必须进行一次股间换位,且股间换位尽量在线饼的外部连线处进行。
一个线段“单元”指的是相邻两个导线焊接点之间的所有线段。
.纠结式绕组
..纠结式绕组的分数部分
()采用普通扁线绕制时,纠结式绕组各线饼少绕的撑条间隔数如下:
)当并联根数为~时,线饼少绕个撑条间隔;
)当并联根数为时(一般不用),线饼少绕个撑条间隔;
()采用组合导线时,线饼少绕的撑条间隔数应适当增大;当需要跨撑条换位时,线饼少绕的撑条间隔数还应再增大。
..纠结方式
()改变低部换位纠结方式
)当反段、正段均为奇数匝时:
反段和正段上的连线均为外径侧第一根线,纠线为外径侧第二根线。
)当反段为奇数匝,正段为偶数匝时:
反段上的连线为外径侧第一根线,纠线为外径侧第二根线;正段上的连线为外径侧第二根线,纠线为外径侧第一根线。
)当反段、正段均为偶数匝时:
反段和正段上的连线均为外径侧第二根线,纠线为外径侧第一根线。
)当反段为偶数匝,正段为奇数匝时:
反段上的连线为外径侧第二根线,纠线为外径侧第一根线;正段上的连线为外径侧第一根线,纠线为外径侧第二根线。
()为避免导线换位出现爬坡,不推荐采用“单—双”或“双—单”的纠结式结构。
.内屏蔽式绕组
..内屏蔽式绕组分类:
两段屏与四段屏。
电压等级高、每段匝数少的情况下采用四段屏结构。
..内屏蔽式绕组的分数部分
内屏蔽式绕组各线饼少绕的撑条间隔数见表
表内屏蔽式绕组各线饼少绕的撑条间隔数
线段名称
首、末端出头段
正常段
辐向并联根数
~
`
~
普通导线两段屏
组合导线两段屏(不跨撑条换位)
组合导线四段屏(不跨撑条换位)
..屏线的位置
()首端第、段:
为便于屏线绕制,且不致因出头移动而损伤屏线绝缘,首端第、段的屏线一般放在匝间。
()正常线段:
当各段线饼匝数较多时(如高压绕组),屏线放在匝间或线间差别不大;当各段线饼匝数较少时(如中压绕组),屏线一般放在线间。
.饼式绕组中线饼内部轴向油道尺寸与线饼辐向裕度系数
()线饼内部轴向油道尺寸见表
表线饼内部轴向油道尺寸
冷却方式
线饼辐向尺寸
无导向时≥;有导向时≥
≥
()线饼辐向裕度系数见表
表线饼辐向裕度系数
绕组形式
纠结式
内屏蔽式
连续式
双螺旋式
单螺旋式
线饼辐向裕度系数
卧式绕线机
立式绕线机