油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999)_2线圈计算.doc

设 计 手 册油 浸 电 力 变 压 器线 圈 计 算 0103 共 页第 页 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算 目 录1线圈材料第 1 页高强度缩醛漆包圆铜线第 1 页高强度缩醛漆包圆铜线简化标注方式第 1 页高强度缩醛漆包圆铜线尺寸第 1 页纸包圆铜线第 2 页纸包圆铜线简化标注方式第 2 页纸包圆铜线尺寸第 2 页纸包铜扁线第 2 页纸包铜扁线尺寸第 2 页纸包铜扁线简化标注方式第 2 页组合导线第 4 页组合导线定义第 4 页组合导线尺寸第 4 页组合导线标注方式第 4 页屏蔽导线第 4 页屏蔽导线尺寸第 4 页屏蔽导线简化标注方式第 4 页换位导线第 5 页换位导线定义第 5 页换位导线标注方式第 5 页换位导线尺寸计算第 5 页换位导线选用范围第 5 页2线圈型式第 7 页圆筒式(层式)线圈第 7 页线圈种类第 7 页适用范围第 7 页不满匝层放置第 7 页所用导线第 7 页线圈换位第 7 页0203 共 页第 页 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算 目 录螺旋式线圈第 7 页线圈种类第 7 页适用范围第 7 页所用导线第 7 页线圈换位第 7 页.1单及单半螺旋式线圈的换位方式第 7 页.2双及双半螺旋式线圈的换位方式第10页连续式线圈第12页线圈种类第12页适用范围第12页所用导线第12页线段匝数的分数局部第12页.1连续式线圈出头段及正常段匝数的分数局部第12页.2双连续式线圈出头段及正常段匝数的分数局部第12页2.3组合导线绕制的线圈在标准全换位处线段匝数的分数局部第13页线圈换位第13页.1普通导线绕制的连续式线圈的换位第13页.2组合导线绕制的连续式线圈的换位第13页.3普通或组合导线绕制的双连续式线圈的换位第14页.4换位导线绕制的双连续式线圈的换位第15页.5组合导线绕制的双连续式线圈的标准全换位第16页纠结式线圈第18页线圈种类第18页适用范围第18页所用导线第18页线段匝数的分数局部第18页纠结方式第18页.1“单-单普通纠结式线圈的纠结方式第18页.2两根插花纠结式线圈的纠结方式第19页内屏蔽式线圈第20页线圈种类第20页适用范围第20页所用导线第20页线段匝数的分数局部第20页内屏蔽式线圈绕制方式第20页.1内屏蔽式线圈屏蔽线放置位置第20页.2内屏蔽式线圈绕制原理及展开图第20页.3双内屏连续式线圈原理图第22页.4双内屏连续式线圈绕制换位展开图第23页0303 共 页第 页油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算 目 录3每匝电势( e t )计算第24页4电压比偏差( V% ) 计算第24页5线圈导线总截面积( Sq )计算第24页6线圈电流密度( Jq )计算第25页7线圈尺寸计算第25页圆筒式线圈尺寸计算第25页圆筒式线圈层间轴向油道第26页圆筒式线圈的层间绝缘第26页圆筒式线圈油道一侧的辐向厚度( Bqy )计算第26页7圆筒式线圈辐向厚度( Bq )计算第27页圆筒式线圈轴向高度( Hq )计算第27页分段圆筒式线圈轴向高度( Hq )计算第27页圆筒式线圈电抗高度( Hk )计算第27页饼式线圈尺寸计算第28页饼式线圈辐向厚度( Bq )计算第28页饼式线圈轴向高度( Hq )计算第28页饼式线圈电抗高度( Hk )计算第29页8铁心窗高( H0 )计算第29页9绝缘半径计算第30页圆筒式线圈绝缘半径计算第30页饼式线圈绝缘半径计算第31页10线圈导线长度计算第32页线圈平均匝长( L p t )计算 第32页线圈每相导线长度( Lq )计算第32页11线圈导线电阻计算第32页12线圈导线重量计算第32页裸导线重量( Gq )计算第32页绝缘重量( Ct )计算第33页1绝缘导线重量( G q j )计算第33页 代替共 33 页第 1 页 设 计 手 册 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算t min / 2D t max图2.1 漆包圆铜线d1 线圈材料1.1 高强度缩醛漆包圆铜线 高强度缩醛漆包圆铜线简化标注方法 d 缩醛漆包圆铜线 QQ-2其中: d 裸圆铜线标称直径( mm ) ,见图2.1; 从表中选取; QQ-2 厚漆膜(高强度)缩醛漆包圆铜线 。 高强度缩醛漆包圆铜线尺寸 高强度缩醛漆包圆铜线QQ-2的尺寸如直径d等及截面积S，从表中选取。 表2.1 高强度缩醛漆包圆铜线( QQ-2 )尺寸及截面积表标 称直 径d (mm) 标 称面 积S (mm2) 漆 包 线最大外径 D t max 最小(两边)漆膜厚度 t min绝 缘重 量Ct %标 称直 径d (mm) 标 称面 积S (mm2) 漆 包 线最大外径 D t max 最小(两边)漆膜厚度 t min绝 缘重 量Ct %0.3959 0.032 注: 1. 最小两边绝缘厚度t min是指漆包线两边漆膜的最小厚度,即 t = D t - d ; 2. 绝缘重量C t %是指漆包线漆膜重量占裸导线重量的百分数。 第 页共 页 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算233 t / 2D t 图2.2 纸包圆铜线d1.2 纸包圆铜线 纸包圆铜线简化标注方法 d 纸包圆铜线 Z -t其中: d - 裸圆铜线标称直径(mm),见图2.2 ; 从表中选取; Z - 纸包圆铜线 ; t-导线绝缘两边厚度( mm ),常取t 等。 纸包圆铜线尺寸 纸包圆铜线的尺寸d 等及截面积S, 从表中选取。 表2.2 纸包圆铜线Z0.3尺寸及截面积表 标 称 直 径d (mm) 标 称 截面积S (mm2) 绝 缘 外 径D t (mm) 绝缘重量(t时) C t % 标 称直 径 d (mm) 标 称 截面积 S (mm2)绝 缘外 径D t (mm)绝缘重量(t时)C t % 2.28 注:上表中绝缘重量Ct %是指导线绝缘t = 0.3 时, 外包绝缘纸重量占裸导线重量的百分数。bBt图2.3 纸包铜扁线Atart / 21.3 纸包铜扁线 纸包铜扁线尺寸 纸包铜扁线选用尺寸及截面积,从表中选取。 纸包铜扁线简化标注方法 a×b 纸包铜扁线 ZBt a×b 纸包铜扁线 ZABt其中: a, b-裸铜扁线的厚度及宽度 ( mm ) , 见图2.3; 从表中选取; ZB -电缆纸或 纸包铜扁线 ; ZAB-变压器匝绝缘纸又称高密度电缆纸包铜扁线常用于500kV级线圈; t -导线绝缘两边厚度 ( mm ) , 常取 t = 0.45; 0.6; 0.95; 1.35; 1.6; 1.95; 2.45; 2.95 等等。共 页第 页322233 表2.3 铜扁线尺寸(a×b)及截面积(S)表 b s a214.04 注:表中斜体数据为非标准规格的铜扁线截面积,需要特殊制造,特殊时选用; 圆角: a = 1.6, r = 0.5 ; a =2.24, r = 0.65 ; a = 3.55 ; r = 0.8 ; a3.75, r = 1.0 第 页共 页 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算433 1.4 组合导线 组合导线定义 组合导线是将单根两边绝缘厚度一般 或 0.15 mm的纸包铜扁线 24 根组合在一起，绝缘导线间夹垫绝缘纸, 然后外包公共绝缘到规定的导线绝缘厚度(t)。 组合导线尺寸 组合导线的单根导线尺寸可从表中选取, 其单根导线的最大厚度,按表2.4 规定。at t / 2bbt Bt At A+d dzad dz 表2.4 组合导线单根导线的最大厚度 组合导线的组合根数(n)234单根导线的最大厚度(a) 组合导线标注方法 组合导线详细标注方法: 组合导线 组合导线简化标注方法:图2.4 组合导线 a × b ×(n) 组合导线 ZB (或ZAB d / d t其中: ZB 纸包铜扁线; ZAB变压器匝绝缘纸(又称高密度电缆纸)包铜扁线常用于500kV级线圈； n 组合导线的组合根数,一般 n = 24 ; a 单根裸导线厚度 ( mm ) , 见图2.4, 从表及表中选取; b 单根裸导线宽度 ( mm ) , 见图2.4, 从表中选取; d 单根导线(两边)绝缘厚度 ( mm ), 一般= 0.45; 0.15 ( 放于高压外侧的调压 线圈当单根裸导线太厚时, 可采用两根裸导线组合, 即取= 0 ); d dz绝缘导线间夹垫绝缘纸厚度( mm )； 当 时， d dz = 0 ； 当时，d dz = 0. 075计算导线总厚度A时，按 d dz = 0.1； d t 导线绝缘两边厚度(mm),常取d t 等。 a t 单根绝缘导线厚度( mm ) , 见图2.4; a t = a + b t 单根绝缘导线宽度( mm ) , 见图2.4; b t = b + A n根组合后导线总厚度( mm ) , 见图2.4; A = n×a t + ( n1)dz A t n根组合且包公共绝缘后的绝缘导线厚度( mm ), A t = A+t B t n根组合且包公共绝缘后的绝缘导线宽度( mm ), B t = b t+t = b +t1.5 屏蔽导线 屏蔽导线尺寸 内屏蔽式线圈所用屏蔽导线(简称:屏线)为特殊的纸包铜扁线, 从表中选取。 表2.5 屏线尺寸表 (mm)屏 线 尺 寸 a×b×7.0 ×8.0 ××10.0 ××导线绝缘(两边)厚d t 0.95; 1.35; 1.6; 1.95; 2.45; 2.95; 3.45 ; 等 屏蔽导线简化标注方法 a×b 纸包铜扁线 ZB或ZABt 其中: a, b 屏蔽导线裸导线厚度及宽度 ( mm ) , 见图2.3, 从表中选取; ZB 纸包铜扁线 ; ZAB 变压器匝绝缘纸又称高密度电缆纸包铜扁线常用于500kV级线圈； t 导线绝缘两边厚度mm，一般常从表中选取。油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算 第 页共 页 533 1.6 换位导线 换位导线定义 换位导线是由多个单根( n = 731 )漆包铜扁线(QQB), 经换位后,外包绝缘纸制成的。bBtBAAtCzat / 2 换位导线标注方法换位导线的详细标注方法: 换位导线的简化标注方法: a×b×(n) 换位导线 HQQt图2.5 换位导线 a×b×(n) 自粘换位导线 HQQNt其中: HQQ 缩醛漆包铜扁线的换位导线 ; HQQN自粘性缩醛漆包铜扁线的换位导线 ; a 单根裸铜扁线的厚度 ( mm ), 见图2.5, 从表中选取; b 单根裸铜扁线的宽度 ( mm ), 见图2.5, 从表中选取; n 换位漆包铜扁线的单根数(必须为奇数),一般 n = 731, 从表中选取; A 换位导线组合换位后的径向厚度 ( mm ), 见图2.5 ; B 换位导线组合换位后的轴向高度 ( mm ) , 见图2.5 ; At 换位导线包匝绝缘后的径向厚度 ( mm ) , 见图2.5 ; 按公式( 2.1 )计算; Bt 换位导线包匝绝缘后的轴向高度 ( mm ) , 见图2.5 ; 按公式( 2.2 )计算; t导线绝缘(两边)厚度 ( mm ), 常取 t = 0.6 ; 0.75 ; 0.95 ; 1.35 ; 1.6 ; 1.95 ; 2.25 ; 2.45 ; 2.95 ; 3.25 ; 3.65 ; 3.95 等 Cz 中间衬纸厚度mm，见图2.5 ; 如 A( a + ka ) 10 时: Cz = 0 ; 如 A( a + ka ) 10 时: Cz = 。 换位导线尺寸计算 径向厚度: At = A +t = ( a + ka ) ( n + 1) / 2 +t mm ( 2 . 1 ) 轴向高度: Bt = B +t = 2 ( b + kb ) + Cz + t mm ( 2 . 2 )式中: ka，kb - 单根漆包铜扁线径向窄边及轴向宽边的两边标称漆膜厚度及 制造偏差的修正系数; 当a时, 从表中选取 。 表2.6 换位导线径向及轴向修正系数( ka, kb ) 名 称 径向修正系数 ka 轴向修正系数 kb 普通换位导线自粘换位导线 换位导线选用范围 换位导线一般选用: At / Bt 1.5 ; 特殊时才选用: 1.5 At / Bt 2.0 ; 换位导线的单根裸导线规格a×b及根数n，从表中选取表中括号内数据为特殊选用的换位导线最多的单根数。 第 页共 页 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算633 表2.7 换位导线的单根裸导线规格a×b及根数n的选用表 n a b 1.25 1.50 715(21) 715(21)717(23) 717 (25)715(23)715(21)713(19)7!3(19)7!3(17)711(17) 719(27)717(25)715(23)715(21)713(19)713(19)713(17)719 (29) 717(25)717(23)715(23)715(21)713(19)713(19)713(17)721 (29)719(27)717(25)717(25)715(23)715(21)713(19)713(19)713(17)711(17)723(31)719 (29)719(27)717(25)717(23)715(21)715(21)713(19)713(19)713(17)723(31)721(31)721(29)719(27)717(25)717(23)715(21)715(21)713(19)713(19)723(31)721(31)721(29)719(27)717(25)717(23)715(21)715(21)713(19)725(31)723(31)721(31)721(27)719(27)717(25)717(23)715(23)715(21)725(31)725(31)723(31)721(29)719(27)719(27)717(25)717(23)715(23)725(31)725(31)723(31)723(29)721(27)719(27)717(25)717(23)725(31)725(31)723(31)721(29)721(27)719(27)719(25)725(31)725(31)723(31)721(29)721(27)719(27)727(31)725(31)725(31)723(31)721(29)721(29)727(31)725(31)725(31)723(31)723(31)727(31)725(31)725(31)723(31)727(31)727(31)725(31)727(31)727(31) 注: 1. 单根导线厚度 a = 1.12 , 仅用于并联电抗器等特殊产品; 2. 表中括号内数据为特殊选用的最多单根数( n )。油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算733第 页共 页 2 线圈型式 油浸电力变压器常用线圈型式有如下几种, 具体选用可参考线圈的主纵绝缘。2.1 圆筒式(层式)线圈 线圈种类 圆筒式(层式)线圈, 分为单层圆筒式、双层圆筒式、多层圆筒式及分段圆筒式线圈。 适用范围 圆筒式(层式)线圈, 常用于中小型变压器的高压、低压线圈或中大型变压器的调压线圈, 具体选用如下: (1) 单层圆筒式线圈: 常用于电压 66110 kV 级的高压、中压及低压的调压线圈。 (2) 双层或四层圆筒式线圈: 常用于容量 630 kVA, 电压 0.4 kV 的低压线圈。 (3) 多层圆筒式线圈: 常用于容量 630 kVA, 电压 335 kV 级的高压线圈。 (4) 分段圆筒式线圈: 常用于容量 2000 kVA, 电压 66 kV 的高压线圈。 不满匝层放置 多层圆筒式线圈常有一层为不满匝层, 不满匝层的匝数, 一般为正常层匝数的 70%以上, 具体放置如下: (1) 无油道的多层圆筒式线圈: 不满匝层放在最外层;如最外层有分接头,且布满一层 时, 不满匝层可放在外数的第2层; (2) 带内部油道的多层圆筒式: 不满匝层一般应放在油道内侧的最外层(该层可稀绕); (3) 四层圆筒式线圈: 不满匝层放在中间的第 2 层或第 3 层, 但需填充纸条; (4) 双层圆筒式线圈: 不满匝层放在最外层, 但需填充纸条。 所用导线 圆筒式(层式) 线圈一般用缩醛漆包圆铜线仅用于小型变压器的高压线圈、 纸包圆铜线、纸包铜扁线等一根或多根并联绕制。 线圈换位 为了减少导线中的环流损耗，圆筒式线圈，当导线沿辐向2根并联时，应在每层 1/ 2 匝数处，进行一次换位调压线圈按具体情况确定是否换位，但换位使线圈轴向尺寸增加一根导线高度。2.2 螺旋式线圈 线圈种类 螺旋式线圈, 分为单及单半螺旋式、双及双半螺旋式、三螺旋式、四及四半螺旋式等。 适用范围 螺旋式线圈,常用于中大型变压器的低压线圈或高中低压的调压线圈。 所用导线 螺旋式线圈一般用纸包铜扁线、组合导线或换位导线多根并联绕制。 线圈换位 为了减少导线中的环流损耗, 螺旋式线圈必须进行换位(调压线圈按具体情况确定是否换位 )。.1 单及单半螺旋式线圈的换位方式 1) “242”换位法: 单及单半螺旋式线圈, 当导线并联根数为4的倍数时, 可采用 “ 242 ”不等距换位, 即在线圈总匝数接近1 / 4和3 / 4处, 分别将导线分成2组, 这两组的相对位置保持不变, 各组每根导线分别进行一次标准换位。在线圈总匝数的1 / 2处, 将导线分成4组,每组导线作为一整体, 组间进行标准换位。其换位原理图如下图。第 页共 页 油 浸 电 力 变 压 器 线 圈 计 算338 “242” 换位的单螺旋式线圈, 出头处要增加一匝高度(即一根导线及一个油道高度)。另外, 当导线并联总根数mb撑条根数N时, 在三个换位处, 由于换位使线圈轴向尺寸增加三根导线及三个油道高度。mbN时, 在分两组换位处, 还要分别再增加一根导线及一个油道高度, 为不使该换位处线圈轴向尺寸再增加高度, 有可能时, 在