变压器设计步骤.docx

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1、变压器设计中的几个问题第 1 页 共 20 页变压器设计中的几个问题1 变压器设计计算步骤2 变压器主绝缘构造确实定表 72冲击试验电压峰值，千伏额定电压361015203566110最高工作电压3.67.21217.52440.572.5110全波试验电压406075105125200325480截波试验电压456585115140220360530变压器设计中的几个问题第 5 页 共 20 页变压器设计中的几个问题第 11 页 共 20 页3 变压器主绝缘构造举例1035kV 油浸变压器主绝缘 S9 系列主绝缘数据列于表 1、表 2，数据的函义见图 1。表 1电压等级(kV)低压绕组至铁心

2、柱间的距离mm型式D2C0.4螺旋式5330.4113-6层式容量4003810D=4390.4容量4003936并式D=53910393-1035并式16273.546146.59356502355515 1725 2723表 2 绕组间及绕组与铁轭间的主绝缘距离 mm电压绕组等级(kV)型式A1A1A2B1b13B2b2E43-10103.506.5741005810903-108.5305.52310015108035层式28.65432352020057+3+7+1.5+7+2.5+0.5注: A=27 中，不包括静电屏 2.5。 尺寸为高压端绝缘-4。 低压绕组为螺旋式，高压为层式。

3、 4 纸圈+28(20 纸圈和 8 垫块)+12(8 垫块 2 纸圈 2 垫块)+15 端圈+15 端圈 。 4 纸圈+28(20 纸圈和 8 垫块)+12(8 垫块 2 纸圈 2 垫块)+7 端圈+7 端圈 。 中性点在外层。 漆包线时为 70。 漆包线时为 48。 7 瓦楞+3 纸筒+7 瓦楞+纸板+7 瓦楞+1.5 屏+0.5 裕度图 15. 纵绝缘5.1 层绝缘：0.08 电缆纸张数层间最大800801120115011801202323012801330138014301工作电压V1200150018002023230028003300380043004800总张数345678910

4、121314分级长334455677分级233445667短层绝缘首层加 2，次首和末加 1。5.2 油道宽度：按 0BT.140.1200 表 2.4半月形油道时计算导线长度和阻抗的等效宽度取 0.807，非油道局部绝缘厚 1mm。5.3 并式线圈纵绝缘：按 0BT.140.1200 表 2.6，油道 4 改为 3。4 降低变压器的材料消耗变压器常数1 铁心迭片系数与硅钢片绝缘膜厚度、平坦度和毛刺有关。2 铁心圆面积利用系数与迭片级数有关。3 铁窗填充系数与绕组型式、绝缘构造有关。绕组型式有层式、 饼式连续式、螺旋式、双饼式等。近年又有一种承受纵向油气道的螺旋式。绝缘构造受技术要求的制约，干

5、式变压器与油浸变压器也不同。4 磁密受材料和技术要求的制约，单位铁损大的，空载损耗要求或噪声要求低的磁密不能太高，单位铁损小的硅钢片价格高， 材料本钱也可能高。5 电密主要受负责损耗的制约，有时也受温升的制约，5 铜铁价格比合理的铁心直径铜铁比；铜和主要绝缘材料价与铁价 比与材料本钱的关系。从数学分析来说两者的价格相等，总材 料本钱最低。因受各项技术要求的制约，不肯定就是两者的价 格相等，而是两者的价格相近。要使设计的总材料本钱最低， 必需有多个方案的比照选择，实现最低材料本钱方案的设计最 好的方法是使用计算机进展优化设计。6 计算机关心设计目前普遍使用 Excel 电子表格进展关心计算或设计

6、，每个单元格可以设定计算公式、引用有关函数。通过查询函数可在数据表中取得线规、铁心单损等数据。通过IF 等选择语句可编写一些计算程序。还可通过工具栏的控件工具箱或窗体设置一些常用控件，使用很便利。7 计算机优化设计假设在 Excel 使用“宏”中的 VBA 语言，通过循环语句等程序可实现优化设计。循环可选以下变量1） 铁芯直径2） 低压线圈匝数磁密3） 电抗高度4） 凹凸压间距5） 低压线圈层数6） 低压线圈厚度7） 高压线圈层数8） 高压线圈厚度也可以用 VB 语言进展优化设计。它的功能比在 Excel 使用“宏”中的 VBA 语言强大得多。它可以和数据库、Excel、AutoCAD 等语言

7、捆绑在一起使用，运行起来更便利。附： 干式变压器资料网上资料国内干式电力变压器的主要类别1. 非包封式绝缘带缠包铜线饶制的干式电力变压器。优点是散热好，可修复，制造模具少和价格低；缺点实线圈密封性差。目前国内配干式电力变压器已很少选用此构造，但传用小容量低压干式电力变压器任广泛承受本构造。2. 石英粉填料的环氧树脂浇注与线圈外壁的厚绝缘干式电力变压器。绝缘厚度近 10mm，绝缘体膨胀系数接近铝。如用铜芯，由于导体膨胀系数与绝缘体差异大，在负荷突变引起温度突变时，树脂外壳易开裂，今年已很少承受。3. 玻璃纤维填料的环氧树脂浇注薄绝缘干式电力变压器。高压饶组用铜线，低压绕组用铜箔，树脂参入线圈内部

8、，浇注薄绝缘层的绝缘系数接近于铜线，故温度突变不会消灭绝缘体开裂。有阻燃性能，抗短路力量远大于前二种变压器。严格执行制造工艺时局部放电测量值可掌握在 5PC 以内。目前国内市场此类产品的供给量最大，质量也较稳定。4薄绝缘铜绕组树脂浇注干式电力变压器。 高、低压绕组均用铜线，纯树脂玻璃纤维增加，真空浸渍式浇注，烘箱中固化成型。浇注体热膨胀系数接近于铜，温度突变绝缘体不会开裂，散热优于厚绝缘， 严格执行制造工艺时局部放电量在 5PC 以内。此类产品市场占有量大， 生产厂有山东金曼克电器集团股份等。产品获得专利的有：承受无碱无蜡玻璃丝带包电磁线、干式电力变压器闭锁式拉板紧固装置、SC9 系列干式变压

9、器的外观及阻燃环氧树脂干式电力变压器等专利。其SC9系列干式变压器的损耗与干式电力变压器技术参数和要求GB/T10228-1977 相比，空载损耗下降 3.5%，负载损耗下降 10%，噪音小， 抗短路力量强，过负荷力量及阻燃力量强，质量稳定。 5薄绝缘树脂浇注干式电力变压器。高压线圈无氧铜线包玻璃纤 维毡饶制后树脂真空浇注，低压线圈铜箔饶制后树脂真空载体浇注。生产厂有江苏华鹏变压器厂等。产品铁芯为多级步进式全斜阶梯式叠片， 其损耗较 97 年国家标准的要求低 15%以上，噪音比国家标准低 18 分贝， 过负荷力量强，散热好，抗突发短路力量强，局部放电量可掌握在 5PC 以内，主要部件经特别处理

10、后，金属件能抗盐雾腐蚀，非金属件能抗霉菌， 整机通过了中国船级社抗湿热试验要求。产品最大规格为20230kVA/35kV。6. 环氧树脂加压浇注玻璃纤维布增加绝缘干式电力变压器， 高压绕组用铜导线，低压绕组用铜箔或铜导线，全真空浸渍式浇注加压固化，树脂可参入线圈的层间与匝间，绝缘性能牢靠，浇注体热膨胀系数与铜接近，温度突变时不会消灭开裂，抗短路力量强，因承受加压固化，局部放电量低于 5PC，此类产品市场占有量大、运行质量稳定，代表性厂家为福州变压器厂。该厂进期开发的环保型低噪音干式电力变压器，其噪音符合GB3096中国城区环境噪音标准中的居民文教区噪声标准。7. 薄绝缘铜绕组树脂浇注干式电力变

11、压器。高压铜线，低压铜箔端包封。高压线圈承受玻璃纤维增加纯环氧树脂浇注薄绝缘构造。树脂膨胀系数接近铜，温度突变不会消灭绝缘开裂。局部放电量可掌握在 5PC 以内。低压线圈承受铜箔绕制，端部用树脂包封可增加抗潮力量，散热好，抗突发短路力量强。生产厂为常州华迪特种变压器等。产品质量稳定，没有发生过破坏性故障。损耗及噪音均低于国家标准，外形美观。8. 树脂浸渍长玻璃纤维绝缘缠绕式干式电力变压器雷神式。低压线圈用铜箔，高压线圈用 H 级漆包铜线，上绕浸透树脂的长玻璃纤维作为层间绝缘，再直接在低压线圈上绕制成高压线圈，在烘房中旋转 固化成型，绝缘体热膨胀系数接近铜，温度突变绝缘物不会开裂。一体 绕制的高

12、压线圈构造很稳定，能耐受极强的短路电动力，线圈无需浇注 模具，可依据需要设置散热气道，使线圈散热良好。可生产大容量和较 大过负荷要求的产品。严格掌握生产环境条件和工艺要求，可使 10kV 产品的局放值小于 5PC。承受优质的钢片和优化产品设计后，其负载损耗、空载损耗和噪音均低于国家标准的要求.9. 石英粉填料环氧树脂真空浇注正压加固薄绝缘干式电力变压器。系引进德国先进技术，绕组层间有网状绝缘板，真空浇注后再维持一段正压时间，可使注入树脂更严密，局部放电值低于 5PC。石英粉填料环氧树脂导热系数好、机械强度高和热容量大，与铜导体的膨胀系数匹配，浇注美观，不需要修饰漆，耐火性能好，符合德国N_WE

13、0532 标准，已在欧洲市场广泛承受。10. 充石英粉环氧树脂浇注薄绝缘铝箔干式电力变压器。 浇注体膨胀系数与铝箔匹配，温度突变浇注体不会开裂。箔式绕组抗突发短路力量强，浇注体耐火性好，散热好，外壳光滑美观，不修饰漆，体积小，重量轻，噪音低。生产厂为上海富士电机变压器。产品原材料由日本供给，产品大量返销日本，10kV 产品局部放电值在 5PC 内， 产品达国际先进水平。11. 凹凸压绕组均为箔绕铜箔或铝箔的充石英粉环氧树脂浇注的箔绝缘干式电力变压器。 低压绕组为铝箔圆筒式构造，高压绕组为薄绕分段式构造，凹凸压绕组都使用真空树脂浇注工艺，在高真空状态下浇注添加石英粉的环氧树脂，经固化形成密封整体

14、。产品的绝缘等级为 F 级，由于承受箔绕构造，抗雷电冲击力量强。产品的局部放电量小于 5PC，产品阻燃、防潮、节能、低噪音、无污染，能深入负荷中心使用。产品应用 GE 公司的装有治理继电器的 SR745 变压器，可变压器作全方位的保护和检测，并具有 RS232、RS485 和 RS422 接口，能便利地实现与计算机系统通讯.12. 用美国杜邦公司 NOMEX 纸作主要绝缘材料的H 级耐热绝缘等级“赛格迈”包封型干式电力变压器，低压绕组承受箔式，用上了胶的 NOMEX 纸作匝间、层间和端部绝缘，并把绕组包封起来， 高温固化；高压绕组为分段层式，也用上了胶的 NOMEX 纸作匝间、层间和端部绝缘，

15、并把绕组包封起来，高温固化。NOMEX 纸有很好的耐热、化学、机械、电器特性，可长期使用在 220的高温中，用 H 级绝缘的变压器，有肯定的安全和过载裕度。不仅能阻燃且抗污秽力量强， 即使在 250的高温下任有很高的电阻率，有很高的介电强度而介电常数却很小1.6-2.5，接近空气。这种变压器电场均匀，局部放电量小于 5PC。绕组经高温固化后成一整体，有肯定的机械强度和韧性，不会开裂也降低了噪声。通常噪音在50dB 以下，这种变压器在制造、运行和报废回收时都不会对环境造成污染。它还按欧洲HD464 标准通过了F1耐火力量、C2承受热冲击力量、E2适应环境力量三项试验过负荷的场所. 13. 用杜邦

16、公司NOMEX 纸做主要绝缘，在美国称为OVDT 的型放开式干式变压器，把绕制好的线圈层式或饼式放入一个密闭浸渍罐中，首 先进展真空枯燥处理，然后注入 H 级或C 级的高性能绝缘胶，在抽真空， 消退气泡，最终施加 6 个大气压的压力，使绝缘胶添满缝隙，并在线圈外表形成保护膜，这种变压器与以前在常温、常压下浸渍低性能绝缘漆 的放开式变压器安全不同，既保存了通风散热好的优点，又有肯定的环 境适应力量。在制造、运行和报废回收时都不会对环境造成污染，也易 于修复。由于耐热等级高，散热性力量强，因而变压器体积小、重量轻， 特别使用于地下输陪电及常常过负荷的场所。杜邦 Reliatran(TM)变压器主要

17、优点* 高标准的安全性：无可燃性树脂，没有有毒气体，不助燃* 单位KVA 的体积和重量减小* 单位kVA 的本钱下降* 紧急过负载的力量增加* 牢靠性得到进一步改善* 修理，维护便利* 噪音低* 对湿度，灰尘，污染不敏感* 运行无局部放电老化以及无开裂的可能* 设计敏捷，可按客户的要求设计制成所需的任何规格杜邦 Reliatran(TM)变压器应用领域* 电力和配电变压器35kV 及以下* 通用变压器高楼, 机场, 医院, 学校, 等等* 电脑及电子供电变压器* 不连续电力供电变压器* 自动掌握变压器* 高强度放电照明变压器* 微波炉变压器* 焊接/冲电变压器* 箱式/移动变电站变压器* 地下矿井隔爆变压器* 核电站变压器* 船用/海底供电变压器参考文献：路长柏等 电力变压器计算 黑龙江科学技术出版社 1990电力变压器设计计算方法116 变压器1981.11982.4