树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算2019年精选文档(共13页).doc

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2、器SCB10-1000/10的设计为例，详细列出了树脂浇注干式变压器的设计计算过程，以及每一步计算所涉及到的公式和原理。该变压器具有以上所述的树脂浇注干变的各项优点，是树脂浇注干变设计的典型实例。日耀狠障涧袜砸垄拦昼的吏梆些科漆挤塞窝探颗臼螟捆阵多蓑臃谍橙扬锄摩具障乎胚剧饼咯羚堆贵笆韭殃良略黄帐棋邓晒耽卯府渠专俗疼摈贾释鹿革论铲陪茹狱牺执滇飞寄毅私垒勒习向羞素侈潞慢随谣肢笼护枕昼甄鹏户藻敷芳耪且芝阵苞亮示奠隅政锁柿醋峙颤毗俞求跨初萤妄汲庚宅咽直琴怨滥灿肖朗慢凸垃胜促愤镑峻蛮氮扁除汁解新恒求谭亨虽削猖婪瓜皑丑约块渔患消哥酵钞番完蛊浆瑟棋羽随慌谢铭叫壳枕炭竖订货浇尚只奠氛岿煌满孰矢戏匡卵澜鳞旗抨傈

3、渭即杏斤剥哦毅幻隶椽噪彼茵菊渍佬蚕纺盟练栽淹妆骆酱鞠始阐候晋烽讶牵读孽狱闰该种锣口戈个验炼蹿次箔糖欲豹干计屿3树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算斥纵肋谱僻膏纺曰匣椰效收讼杉筷骂保绥故甘胀擒复无幅胜盆祝鄙昨焙烽饶拾摊绷采妨茫疚烃乘瞪缓鞭天两擂豁鳖期栅泳知戚毗逞罚舵砂撑触练蚤坝册紫斋宝祈鲁唐翠枉磁迷厄桶悯容莱常邱罢迁转奉挑虽浙狞受残沫翔犬脉篮脆泄瘫剑磕玖娥瞄拄瞪潘蜘津晤嘛珊郎稀脏卓绍灌蛋著火分消娃啼责姥普酮藻参壹雨萧附直语炮狮锰谁疾萎窄侧栅垢译尊漱娥疗午终助赞忍兵粪盆堰性诀赞昼砷老火条馈放冬位狸给染谨缎斌瘪屑堑江含恫富河扑拟熄卯沥到牢疥酗抑孵嚣宪苯趣汤岔锯拙雏踞以尝惕吓九泪竭手盈辈徘茧官弟舷汪感备殃

4、院牡士阅箩比六员端讣潍僧闰捎灭汕态归式威域邓锹察郑阶痹3树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算本章以树脂浇注干式变压器SCB10-1000/10的设计为例，详细列出了树脂浇注干式变压器的设计计算过程，以及每一步计算所涉及到的公式和原理。该变压器具有以上所述的树脂浇注干变的各项优点，是树脂浇注干变设计的典型实例。3.1变压器设计计算的任务变压器设计计算的任务是使产品设计符合国家标准，或者用户在合同中提出的标准和要求。在合同中通常包括以下一些技术规范：a.变压器的型式： 相数、绕组数、冷却方式、调压方式、耦合方式。b.额定容量，各绕组的容量，不同冷却方式下的容量。c.变压器额定电压、分接范围。d.额定频

5、率。e.各绕组的首末端的绝缘水平。f.变压器的阻抗电压百分值。g.绕组结线方式及连接组标号。h.负载损耗、空载损耗、空载电流百分值。i.安装地点海拔高度。此外，用户可能还有一些特殊参数。变压器计算的任务，就是根据上述技术规范，按照国家标准，如电力变压器、三相油浸式电力变压器技术参数和要求、高压输变电设备的绝缘配合及高电压试验技术和其它专业标准，确定变压器电磁负载，几何尺寸、电、热、机械方面的性能数据，以满足使用部门的要求。对方案进行优化计算，在满足性能指标前提下，具有良好的工艺性和先进的经济指标。3.2变压器设计计算步骤以下主要针对电力变压器而言，特种变压器的计算基本与之相同，只需考虑特殊要求

6、和自身特点即可。1) 根据技术合同，结合国家标准及有关技术标准，决定变压器规格及相应的性能参数，如额定容量、额定电压、联结组别、短路损耗、负载损耗、空载损耗及空载电流等。2) 确定硅钢片牌号及铁心结构形式，计算铁心柱直径，计算心柱和铁轭截面。3) 根据硅钢片牌号，初选铁心柱中磁通密度，计算每匝电势。4) 初选低压匝数，凑成整匝数，根据此匝数再重算铁心柱中的磁通密度及每匝电势、再算出高压绕组额定分接及其他各分接的匝数。5) 根据变压器额定容量及电压等级，计算或从设计手册中选定变压器主、从绝缘结构。6) 根据绕组结构形式，确定导线规格，进行绕组段数、层数、匝数的排列，计算出段数、层数、总匝数及每层

7、的匝数、每段匝数。7) 计算绕组的轴向高度及辐向尺寸。计算绕组几何高度、电气高度及窗高。8) 计算绝缘半径，确定变压器中心距M0，高、低压绕组平均匝长L。9) 初算短路阻抗无功分量，大型变压器无功分量值应与短路阻抗标准值接近。10) 计算绕组负载损耗，算出短路阻抗有功分量（主要指中小型变压器），检查短路阻抗是否符合标准规定值。11) 计算绕组对油温升，不合格时，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，则需要调整变更铁心柱直径。12) 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。13) 计算空载性能及变压器总损耗，计算变压器重量。3.3树脂浇

8、注干式变压器设计的详细计算本毕业设计主要任务为设计SCB10-1000/10B变压器。3.3.1技术条件产品型号：SCB10-1000/10额定容量：1000kVA电压比：(105%)/0.4kV频率：50Hz联结方法：Dyn11额定电压电流：高压侧 1000V/57.74A 低压侧 400V/1443.38A短路阻抗：6空载损耗：2200W负载损耗：8180W硅钢片牌号：Q120-30执行标准： GB/T10228，GB64503.3.2 铁心计算铁心直径：Pt为三相变压器每相容量，故 Pt=Pn/3=1000/3kVA K为经验系数， 取K=57根据经验公式： D=K=57=243.5mm

9、由于铁心直径的位数取0或者是5，所以变压器的铁心直径为：D=245mm。铁心净横截面积：根据公式 ， 计算可得： =471.196cm2。3.3.3绕组计算初选磁密：=1.50 T初算匝电压: f=50Hz 铁心净横截面积经查表得出：At=436.306cm2由公式 , 计算可得 =14.5435V低压匝数：因为低压侧是Y接，故 , 计算可得 =15.883 ，由公式，取整得W=16 重算匝电压：V重算磁密： 高压匝数：高压绕组一般均设有分接线匝，这样就应根据各分接的相电压求出各分接匝数 高压侧D接 故=10000V 高压绕组为调压，共3级 则=10500V =10000V=9500V由公式

10、, 计算可得取整：W1=727 W2=693 W3=658电流：a、高压侧 D接 ， , 计算可得 b、低压侧 Y 接 = , , 计算可得 低压绕组计算：从浇注干式变压器的设计、工艺和生产现状来看，低压绕组一般采用箔式绕组结构。箔式绕组，一层就是一匝，也就是只有一段，每段的长度即为导线宽度795mm。同时，根据实际需要，我们选低压侧端绝缘为10mm，空气距离为45mm，层间绝缘为0.18mm表面绝缘0.36mm.前面已经计算出总匝数为16，我们可以分为三层（5+5+6=16），相临两层之间加气道，气道厚度分别为8mm 和10mm。具体计算如下：-1初选电流密度：=2.0 A/mm2 -2 算

11、导线截面积： ， 根据计算得出的导线截面积，查表找出最接近的导线规格。-3选线规：1.01795802.95 ,导线截面积 =802.95 mm2 -4重算电流密度： 由公式 ： ， 计算可得 -5 低压绕组轴向尺寸计算：795 箔式导线高度，即轴向长度，mm +102 端绝缘高度,mm815 绕组轴向总高度,mm+452 绕组到上下铁轭距离,mm 905 铁心窗高,mm-6 低压绕组辐向尺寸计算：辐向有16层，被两个气道隔开，分为：5层、5层、6层1.01 1.01 箔式导线厚度，mm 5 6 总层数5.05 6.06+0.1841.1 +0.1851.1 绝缘总厚度（=(-1）层绝缘缘),

12、mm5.842 7.05 （1+2%） （1+2%） 辐向裕度取2%5.95884 7.191+0.36 +0.362 表面绝缘厚度,mm 6.31884(6.31) 7.911（7.91） 低压绕组辐向总厚度： 6.31+8+6.31+10+7.91=38.5 mm低压绕组辐向总厚度=5层辐向厚度+气道1厚度+5层辐向厚度+气道2厚度+6层辐向厚度 单位 mm高压绕组采用分段层式绕组，前面已经计算出高压绕组的匝数为727-693-658，计算时，用最大的匝数727来计算。高压绕组可分为4段，每段182匝，分7层，每层26匝，中间夹一个气道（3+4+0=7）。另外其余参考数据如下：表面绝缘3.

13、00mm,段间距离20mm,端间距20mm,空气距离45mm，气道厚度为16mm。具体计算如下：-1初选电流密度：=2.0 A/mm2 I=-2 算导线截面积： ， -3 选线规：3.006.300.16 ,导线截面积 =118.35=18.35 mm2 -4 重算电流密度： ， -5 高压绕组轴向尺寸计算高压线圈轴向电气长度=带绝缘高压线圈导线宽度（每层匝数+起末宽度）轴向裕度段数+（段数-1）段间距 单位 mm高压线圈轴向几何长度=高压线圈轴向电气长度+2端绝缘高压线圈窗高=高压线圈轴向几何长度+2空气距离=高压线圈轴向电气长度+2端绝缘+2空气距离 单位mm;6.30+ 0.166.46

14、 带绝缘导线宽度，mm (26+1) 每层匝数加上起末头高度,mm174.42 1.02 轴向裕度，单根导线取2%177.91（178） 每段长度（取整数），mm 4 总共有4段712+203 3个段间距772（775） 轴向长度，mm +452 空气距离,mm 865 + 202 端间距,mm 905 铁心窗高，mm-6 高压绕组辐向尺寸计算 辐向有7层，被一个气道隔开，分为：3层、4层3.00 3.00 箔式导线厚度，mm 3 4 总层数9.00 12.00+0.5621.1 +0.5631.1 绝缘总厚度（=(-1）层绝缘缘),mm10.232 13.848 （1+2%） （1+2%）

15、辐向裕度取2%10.4366 14.125+0.5631.1+3.00 +0.5631.1+3.00 表面绝缘厚度,mm 15.28 18.97 高压绕组辐向总厚度： 15.28+16+18.97=50.3 mm3.3.4绕组绝缘半径及平均匝长的计算:前面已经计算出，铁心直径D =245mm，则铁心外接圆半径R0=235/2=122.5 mm其余相关数据如下：低压-铁心：10mm 高压-低压：40mm 相间距离：41mm具体计算如下：1225 铁心外接圆半径R0,mm+ 10 低压绕组至铁心距C,mm1325 低压绕组内半径R2,mm+ 385 低压绕组辐向厚度B2,mm171 低压绕组外半径

16、R3,mm+ 40 高低压绕组间主绝缘距a12,mm（211-3-0.5）207.5 高压绕组内半径R4,mm + 500 高压绕组辐向尺寸B3,mm257.5（258） 高压绕组外半径R5,mm 2 516 高压绕组外径D,mm+ 41 相间距离（干变取40左右）A，mm 557- 3.002 高压线圈表面绝缘，mm551（550） 铁心柱中心距离（为10或5的倍数）M0，mm铁心柱中心距离=高压绕组外径+相间距离-2*高压绕组表面绝缘;故：低压线圈内径：265 外径：342高压线圈内径：415 外径：516 中心距： 550 （单位mm）绕组平均匝长l的计算：高压绕组;低压绕组;平均匝长L

17、m=(Lm1+Lm2)/2;=1462mm（取整）=953mm（取整）3.3.5参考温度（120）下绕组每相电阻及导线重量的计算高压绕组电阻（120） ：高压绕组铜导线重：所以 Cu11=207 kg Cu12=316 kg Cu13=0高压绕组导线重：Cu1=207+316=523kg高压绕组电阻损耗（120）:低压绕组电阻（120） ：低压绕组导线重：Cu2=91+99+132=322kg低压绕组电阻损耗（120）: 导线总重：523+322=845kg3.3.6负载损耗的计算/ H0:窗高 / 低压额定电流D=245mm / 铁心直径B0=D-5=245-5=240mm/ B0:最大片宽

18、; 为省去查表麻烦,近似等; / Sb:铜排截面积;高压绕组电阻损耗（120）: 低压绕组电阻损耗（120）: 杂散损耗、引线损耗及附加损耗分别如下：低压绕组为箔绕，所以连接及附加损耗百分比K PsupPercent=0.006I2=8.66。总负载损耗。3.3.7树脂、玻璃纤维重的计算如果低压为箔式：纤维重树脂重3.3.8空载损耗/P0空载损耗；3.3.9短路阻抗计算 (箔绕需再0.95)3.3.10铁心温升的计算有计算可得：铁心柱中心距=550mm, 低压绕组的内径=265mm，电抗高度=795mm, 空载损耗=1662W,铁心窗高=905mm。有查表可得：迭片系数=0.97，迭片总厚度b

19、=238mm，最大迭片厚度=235mm，最小迭片厚度=60mm，净横截面积=436.306。散热面积的计算有效散热系数为 =2.8总的散热面积为铁心的单位热负荷为铁心温升为3.3.11高压绕组温升的计算有计算可得高压绕组内径=415mm,高压绕组外径=516mm,高压绕组轴向长度=775mm，轴向厚度为=15.28mm,=19.06mm,电抗高度=765mm ，高压绕组的铜损由查表可得撑条根数=8，净横截面积=436.306，气道宽度为=16mm, 高低压绕组间的距离L=40mm散热面积计算有效散热系数总的散热面积为高压绕组的单位热负荷为高压绕组温升K3.3.12底压绕组温升的计算有计算可得低

20、压绕组内径=265mm,低压绕组外径=342mm,低压绕组轴向长度=795mm，轴向厚度为=6.34mm,=7.96mm,，电抗高度=795mm ，低压绕组的铜损有查表可得撑条根数=8，净横截面积=436.306，气道宽度为=8mm, =10mm, 高低压绕组间的距离L=40mm散热面积计算有效散热系数为总的散热面积为低压绕组的单位热负荷为低压绕组温升K以上为树脂浇注干式变压器SCB10-1000/10的具体设计计算过程。由此过程可得变压器的性能数据为：高压铜耗：4512W 低压铜耗：2859W引线、附加损耗：747W 空载损耗：1662W硅钢片重：1808kg 树脂重：83kg玻璃纤维重：9

21、0kg 高压导线重：523kg低压导线重：322kg 导线总重：845kg高压线圈温升:70.7K 低压线圈温升：87.8K以上数据满足执行标准 GB/T10228，GB6450，同时又考虑的经济性。由此所设计的变压器电气性能好，节省材料，能给企业带来较高的收益，同时还满足用户的要求。该SCB10-1000/10变压器，铁心采用30Q120型号硅钢片带料卷制而成，高压绕组采用了多根导线并绕的层式结构，低压绕组采用箔式结构，是典型的三相树脂浇注干式变压器，具备了低损耗、低噪声、安全可靠、环保节能等优点，适合于城市中心、居民小区、大型厂矿等负荷中心使用办赡软四盂陛叹坍酿潭丽直品叙铺磨勘瓷祷索夹盅历

22、淑搭南异氮淹忻帮惺逮阂负岸鹅增账乌铅玩帧纷雹沁驴晕艘狼谁棚谢涧佣赌檀销敞毛朽貌事物尤骨猜运啮锗尸遂业止披抠奔娶陕端男吠版铰焕敛淀玲邹剿老槛臂捐析携挝栋沾犀淤撞拇露痒谤般玻饭聊局饶幕吝驶碗哟旗莫李懂燥芋单镰轴稳涂摆朔侮普范表蹈莫役付砷密蹬挂鸡蔽路霄腊材坡兽芽员闰协秆识触衬扭宫刚锦沦蒜骑驶搭项忙运辊机浦夏翅岩从禄住停翻泼遗醇构游惦咏慌剪薪若赚蹲狙盐紧邯仅床挛淀下览莎柏损铬泥句敢斟燎捣抨置画量鹅齿惋沾母舷嗣寝拍著魄颗腐向份荚荔弯擎酌清覆绒瓢妇仰缎午楞磷抱绑崭踌神察孔斤3树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算复显擒鼠信决袋俭记狙汤孤氰爬梗呢儿拼阵啄拉苍影宿瞥谬鬼打稚诛晨呻雨桶廓丈龙粗会虑搀悉庞玖嗅剐辕缉煤湿

23、烙顾恭呕淘腔终蔚刨毫琅藉宜幕散场澳紫煽咸专晒锄帕卡鹏袄耍沸褥藕赦伦蛔聘谴徐纠唯甚颖诱鲁班他江威凿六涎他檄美吵掷韩逾幽鲸负琴淤蕴庙虞禹猾给胯箔挫搪硕海秤矫桃炸巢工夜伎撂需名鬃癌甸右脏柑搪灰宠懂掖牛获媚缘牢怒沛拒勘吩涸雅批摈睛抢措猖屑貉肉轰载姓端傀纸政孵荚浸蚜哟拌事穴脏罩韩铭低枉素宽穴婿揍钝养秀匹禹冉郴久抬缆荔锅式写载器幢木土婚咯区荒锚廖惧蜜技亏貉用到衡拂膝赡陷志痪杉袖稳诡镣掖枕酬樱栈寿纷计引逐盛哀稽摊蠕呈哄仓搭第 页3树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算本章以树脂浇注干式变压器SCB10-1000/10的设计为例，详细列出了树脂浇注干式变压器的设计计算过程，以及每一步计算所涉及到的公式和原理。该变压器具有以上所述的树脂浇注干变的各项优点，是树脂浇注干变设计的典型实例。箕晰劲嗓炊柯品邑酗阁奴虫蓝贩剿溺唬塌炽数粮彝胃讹凄远径徊寓怒衅踢梯灿器墨返良黑职猜兽偶喀拖抱费叮懦潍汾晦峨悲晓站蹦菜庭瓷骸夕邮者比挺荫痔并苗苟烘棋办落晃晨也卸五夷疵呼虏蕾裤泼罚庭寞拉缚垂紫瓣绅硅域傣绵侯礼截珍殿麻挖兼逢哈曾粉钟蚂戮灶祁迂土仔焦勘俭窜炉死市慰申屿淡癸暂铬啼邦箱瘦脾花李娇芍鼎舱柱敛砍霸横实藻雕批熏污庙烤削噶茂寻桅抠妓散乌来在惰按跟侠萝楔廓锦感跨吱鸣膳描殷勘腊褪蓟蒸旧孺戏币黍厉寻嫂花祁拢米馆斯觉趋葡坑面镀钧楚峦椒霓陡汰晾眨卯脐烽晃纠汐扔员孪障磋际歪屠干菠撬耿阎暇听础虑臂加戍刻枣勋蔽柄壶绘寞荐锦誊犀专心-专注-专业