雙繞組空載調(diào)壓電力110kV電力變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算
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雙繞組空載調(diào)壓電力110kV電力變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算
雙繞組空載調(diào)壓電力110kV電力變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算
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SF9-31500/110/11 雙繞組空載調(diào)壓電力
變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算
摘要
本文主要介紹了電力變壓器的發(fā)展歷史，并且針對(duì)SF9-31500/110/11
雙繞組空載調(diào)壓電力變壓器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的電磁計(jì)算和設(shè)計(jì)，其中計(jì)算部分
包括：變壓器的電路計(jì)算、變壓器的磁路計(jì)算、變壓器的漏磁效應(yīng)、變壓
器短路阻抗計(jì)算、變壓器的絕緣、變壓器溫升計(jì)算、變壓器電動(dòng)力計(jì)算、
變壓器整體重量計(jì)算等。最后的運(yùn)算結(jié)果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完成了變壓器的
整體計(jì)算。與此同時(shí)簡(jiǎn)單研究了提高 110 千伏電力變壓器抗短路能力的措
施，其中包括設(shè)計(jì)和工藝：機(jī)械強(qiáng)度的校核；鐵心的垂直度的控制；對(duì)導(dǎo)
線的材質(zhì)的要求，抗拉強(qiáng)度控制；圍板搭裝前的處理，控制套裝時(shí)各線圈
之間的間隙等。其中主要強(qiáng)調(diào)了提高繞阻抗短路能力的措施，包括：絕緣
件制造方面，繞組干燥處理
關(guān)鍵詞 雙繞組；電力變壓器；短路
-I-目錄
摘要......................................................................................................................I
Abstract............................................................................................................II
第1章 緒論........................................................................................................1
1.1 我國(guó)電力變壓器發(fā)展及發(fā)展趨勢(shì)..........................................................1
1.2 變壓器計(jì)算的一般程序..........................................................................1
1.3 本課題的目的和意義..............................................................................4
第2章 電力變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算............................................................................5
2.1 技術(shù)條件..................................................................................................5
2.2 額定電壓 電流計(jì)算................................................................................5
2.2.1 高低壓線圈相電壓計(jì)算..................................................................5
2.2.2 高低壓線圈電流計(jì)算......................................................................5
2.3 變壓器的電磁路計(jì)算..............................................................................6
2.3.1 鐵心的確定......................................................................................6
2.3.2 線圈匝數(shù)計(jì)算..................................................................................6
2.3.3 電壓比校核......................................................................................7
2.3.4 線段排列及計(jì)算..............................................................................7
2.3.5 導(dǎo)線選取..........................................................................................8
2.3.6 線圈計(jì)算..........................................................................................8
2.3.7 鐵芯中心距的計(jì)算..........................................................................9
2.3.8 窗高的計(jì)算....................................................................................10
2.4 阻抗電壓的計(jì)算....................................................................................10
2.5 導(dǎo)線重量和電阻阻值的計(jì)算................................................................11
2.5.1 導(dǎo)線長(zhǎng)度的計(jì)算............................................................................11
2.5.2 導(dǎo)線電阻阻值的計(jì)算....................................................................12
2.5.3 導(dǎo)線重量的計(jì)算............................................................................12
2.6 負(fù)載損耗的計(jì)算....................................................................................12
2.6.1 電阻損耗........................................................................................12
2.6.2 渦流損耗........................................................................................13
2.6.3 雜散損耗........................................................................................13
2.6.4 引線損耗........................................................................................14
2.7 空載損耗和空載電流的計(jì)算................................................................14
2.7.1 鐵芯硅鋼片總重............................................................................14
2.7.2 空載損耗的計(jì)算............................................................................14
2.7.3 空載電流的計(jì)算............................................................................14
-II-2.8 溫升計(jì)算................................................................................................15
2.8.1 線圈對(duì)油的溫升計(jì)算....................................................................15
2.8.2 油箱尺寸的計(jì)算............................................................................16
2.8.3 油對(duì)空氣的溫升計(jì)算....................................................................16
2.9 短路電動(dòng)力的計(jì)算................................................................................17
2.9.1 安匝分布的計(jì)算............................................................................17
2.9.2 漏磁計(jì)算........................................................................................17
2.9.3 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)....................................................................18
2.9.4 不平衡安匝漏磁組所產(chǎn)生的總軸向力........................................18
2.9.5 線圈導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算........................................................................18
2.10 變壓器重量的計(jì)算..............................................................................19
2.10.1 總油重量的計(jì)算..........................................................................19
2.10.2 器身重量......................................................................................20
2.10.3 油箱重量......................................................................................20
2.10.4 附件重量計(jì)算..............................................................................20
2.10.5 總重量計(jì)算..................................................................................20
2.11 本章小結(jié)..............................................................................................20
第3章 提高110kV電力變壓器抗短路能力的措施......................................21
3.1 研究意義................................................................................................21
3.2 提高變壓器抗短路能力的方法與措施................................................21
3.2.1 提高變壓器抗短路能力在設(shè)計(jì)上采取的措施............................21
3.2.2 提高變壓器抗短路能力工藝上采取的措施................................23
3.3 本章小結(jié)................................................................................................25
結(jié)束語(yǔ)................................................................................................................26
-III-第 1 章 緒論
1.1 我國(guó)電力變壓器發(fā)展及發(fā)展趨勢(shì)
電力變壓器發(fā)明與十九世紀(jì)末，它為現(xiàn)代遠(yuǎn)距離恒定電壓電流東電系
統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在十九世紀(jì)之前，公用供電的早期階段里，均采用
直流發(fā)電系統(tǒng)，人們不得不把發(fā)電設(shè)備靠近負(fù)載地點(diǎn)[1]。
于是在各種理論與實(shí)踐的大力支持下，電力研究學(xué)者的共同努力下，
電力變壓器應(yīng)運(yùn)而生了。
我國(guó)的電力變壓器制造工業(yè)，從建國(guó)以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特
別是隨著電力工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。電力變壓器單臺(tái)容量和安裝容量迅
速增長(zhǎng)，電壓等級(jí)也不斷提高。50年代發(fā)展到110kV級(jí)，60年代發(fā)展到220kV
級(jí)，70年代發(fā)展到330kV級(jí)，80年代發(fā)展到 550kV級(jí)，現(xiàn)在發(fā)展到750kV
級(jí)、1000kV 級(jí)。40年來(lái)，我國(guó)電力變壓器制造技術(shù)得到飛速發(fā)展，突破高
壓和超高壓技術(shù)禁區(qū)，科研開發(fā)手段和產(chǎn)品創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)。
500kV電力變壓器的科研成果和制造技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化和逐步改善以及其他
變壓器類產(chǎn)品的移植，擴(kuò)散必將促進(jìn)變壓器制造總體水平的進(jìn)一步提高。
電力變壓器的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)是：進(jìn)一步降低損耗水平，提高單臺(tái)容
量，電壓等級(jí)向1000～1500kV特高壓發(fā)展。
1.2 變壓器計(jì)算的一般程序
電力變壓器計(jì)算的任務(wù)在于確定變壓器的電、磁負(fù)載、主要幾何尺寸、
性能參數(shù)和各部分溫升以及變壓器重量等。取得合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。
變壓器計(jì)算應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行，以下介紹變壓
器設(shè)計(jì)計(jì)算步驟[2]：
a. 根據(jù)技術(shù)合同，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，決定變壓器規(guī)格及
其相應(yīng)的性能參數(shù)，如額定容量、額定電壓、聯(lián)結(jié)組別、短路阻抗、負(fù)載
損耗、空載損耗及空載電流等。
b. 確定硅鋼片型號(hào)，及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算鐵心直徑，選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑
得出鐵心和鐵軛截面積。
變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算
摘要
本文主要介紹了電力變壓器的發(fā)展歷史，并且針對(duì)SF9-31500/110/11
雙繞組空載調(diào)壓電力變壓器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的電磁計(jì)算和設(shè)計(jì)，其中計(jì)算部分
包括：變壓器的電路計(jì)算、變壓器的磁路計(jì)算、變壓器的漏磁效應(yīng)、變壓
器短路阻抗計(jì)算、變壓器的絕緣、變壓器溫升計(jì)算、變壓器電動(dòng)力計(jì)算、
變壓器整體重量計(jì)算等。最后的運(yùn)算結(jié)果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完成了變壓器的
整體計(jì)算。與此同時(shí)簡(jiǎn)單研究了提高 110 千伏電力變壓器抗短路能力的措
施，其中包括設(shè)計(jì)和工藝：機(jī)械強(qiáng)度的校核；鐵心的垂直度的控制；對(duì)導(dǎo)
線的材質(zhì)的要求，抗拉強(qiáng)度控制；圍板搭裝前的處理，控制套裝時(shí)各線圈
之間的間隙等。其中主要強(qiáng)調(diào)了提高繞阻抗短路能力的措施，包括：絕緣
件制造方面，繞組干燥處理
關(guān)鍵詞 雙繞組；電力變壓器；短路
-I-目錄
摘要......................................................................................................................I
Abstract............................................................................................................II
第1章 緒論........................................................................................................1
1.1 我國(guó)電力變壓器發(fā)展及發(fā)展趨勢(shì)..........................................................1
1.2 變壓器計(jì)算的一般程序..........................................................................1
1.3 本課題的目的和意義..............................................................................4
第2章 電力變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算............................................................................5
2.1 技術(shù)條件..................................................................................................5
2.2 額定電壓 電流計(jì)算................................................................................5
2.2.1 高低壓線圈相電壓計(jì)算..................................................................5
2.2.2 高低壓線圈電流計(jì)算......................................................................5
2.3 變壓器的電磁路計(jì)算..............................................................................6
2.3.1 鐵心的確定......................................................................................6
2.3.2 線圈匝數(shù)計(jì)算..................................................................................6
2.3.3 電壓比校核......................................................................................7
2.3.4 線段排列及計(jì)算..............................................................................7
2.3.5 導(dǎo)線選取..........................................................................................8
2.3.6 線圈計(jì)算..........................................................................................8
2.3.7 鐵芯中心距的計(jì)算..........................................................................9
2.3.8 窗高的計(jì)算....................................................................................10
2.4 阻抗電壓的計(jì)算....................................................................................10
2.5 導(dǎo)線重量和電阻阻值的計(jì)算................................................................11
2.5.1 導(dǎo)線長(zhǎng)度的計(jì)算............................................................................11
2.5.2 導(dǎo)線電阻阻值的計(jì)算....................................................................12
2.5.3 導(dǎo)線重量的計(jì)算............................................................................12
2.6 負(fù)載損耗的計(jì)算....................................................................................12
2.6.1 電阻損耗........................................................................................12
2.6.2 渦流損耗........................................................................................13
2.6.3 雜散損耗........................................................................................13
2.6.4 引線損耗........................................................................................14
2.7 空載損耗和空載電流的計(jì)算................................................................14
2.7.1 鐵芯硅鋼片總重............................................................................14
2.7.2 空載損耗的計(jì)算............................................................................14
2.7.3 空載電流的計(jì)算............................................................................14
-II-2.8 溫升計(jì)算................................................................................................15
2.8.1 線圈對(duì)油的溫升計(jì)算....................................................................15
2.8.2 油箱尺寸的計(jì)算............................................................................16
2.8.3 油對(duì)空氣的溫升計(jì)算....................................................................16
2.9 短路電動(dòng)力的計(jì)算................................................................................17
2.9.1 安匝分布的計(jì)算............................................................................17
2.9.2 漏磁計(jì)算........................................................................................17
2.9.3 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)....................................................................18
2.9.4 不平衡安匝漏磁組所產(chǎn)生的總軸向力........................................18
2.9.5 線圈導(dǎo)線應(yīng)力計(jì)算........................................................................18
2.10 變壓器重量的計(jì)算..............................................................................19
2.10.1 總油重量的計(jì)算..........................................................................19
2.10.2 器身重量......................................................................................20
2.10.3 油箱重量......................................................................................20
2.10.4 附件重量計(jì)算..............................................................................20
2.10.5 總重量計(jì)算..................................................................................20
2.11 本章小結(jié)..............................................................................................20
第3章 提高110kV電力變壓器抗短路能力的措施......................................21
3.1 研究意義................................................................................................21
3.2 提高變壓器抗短路能力的方法與措施................................................21
3.2.1 提高變壓器抗短路能力在設(shè)計(jì)上采取的措施............................21
3.2.2 提高變壓器抗短路能力工藝上采取的措施................................23
3.3 本章小結(jié)................................................................................................25
結(jié)束語(yǔ)................................................................................................................26
-III-第 1 章 緒論
1.1 我國(guó)電力變壓器發(fā)展及發(fā)展趨勢(shì)
電力變壓器發(fā)明與十九世紀(jì)末，它為現(xiàn)代遠(yuǎn)距離恒定電壓電流東電系
統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在十九世紀(jì)之前，公用供電的早期階段里，均采用
直流發(fā)電系統(tǒng)，人們不得不把發(fā)電設(shè)備靠近負(fù)載地點(diǎn)[1]。
于是在各種理論與實(shí)踐的大力支持下，電力研究學(xué)者的共同努力下，
電力變壓器應(yīng)運(yùn)而生了。
我國(guó)的電力變壓器制造工業(yè)，從建國(guó)以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特
別是隨著電力工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。電力變壓器單臺(tái)容量和安裝容量迅
速增長(zhǎng)，電壓等級(jí)也不斷提高。50年代發(fā)展到110kV級(jí)，60年代發(fā)展到220kV
級(jí)，70年代發(fā)展到330kV級(jí)，80年代發(fā)展到 550kV級(jí)，現(xiàn)在發(fā)展到750kV
級(jí)、1000kV 級(jí)。40年來(lái)，我國(guó)電力變壓器制造技術(shù)得到飛速發(fā)展，突破高
壓和超高壓技術(shù)禁區(qū)，科研開發(fā)手段和產(chǎn)品創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)。
500kV電力變壓器的科研成果和制造技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化和逐步改善以及其他
變壓器類產(chǎn)品的移植，擴(kuò)散必將促進(jìn)變壓器制造總體水平的進(jìn)一步提高。
電力變壓器的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)是：進(jìn)一步降低損耗水平，提高單臺(tái)容
量，電壓等級(jí)向1000～1500kV特高壓發(fā)展。
1.2 變壓器計(jì)算的一般程序
電力變壓器計(jì)算的任務(wù)在于確定變壓器的電、磁負(fù)載、主要幾何尺寸、
性能參數(shù)和各部分溫升以及變壓器重量等。取得合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。
變壓器計(jì)算應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行，以下介紹變壓
器設(shè)計(jì)計(jì)算步驟[2]：
a. 根據(jù)技術(shù)合同，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，決定變壓器規(guī)格及
其相應(yīng)的性能參數(shù)，如額定容量、額定電壓、聯(lián)結(jié)組別、短路阻抗、負(fù)載
損耗、空載損耗及空載電流等。
b. 確定硅鋼片型號(hào)，及鐵心結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算鐵心直徑，選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑
得出鐵心和鐵軛截面積。
