變壓器的設計計算方法

1、.變壓器的設計計算方法1電壓計算公式 （1）.Y Yo型 U相=U線 / 3 I相=I線 （2）.型 U相=U線 I相=I線 / 32鐵心直徑的估算 D=K K-經驗系數(shù)（一般取5257） P-每柱容量（P=Se/3） 通過查表：得AC鐵心的截面面積3低壓線圈匝數(shù)計算 （1）.初算每匝的電壓Et Et=B×At/450 B-磁通密度(通常為17.117.5) （2）.初算低壓線圈匝數(shù)Wd Wd=U相/Et U相-低壓線圈相電壓 按照公式計算低壓線圈匝數(shù)Wd不一定是整數(shù)，若舍去小數(shù)位時，磁通密度B將比初算Et時大，若進位為整數(shù)匝時，磁通密度B將比初算Et時小。 （3）.確定每匝的電壓E

2、t Et=U相 / Wd 式中：Et值算至小數(shù)點后三位 （4）.磁通密度的計算 B=450Et / At=Et×105 / 222×At 式中：B的單位為千高斯（5）.磁通的計算 m=450Et 式中：m的單位為千線4高壓線圈匝數(shù)計算 （1）.首選計算最大和最小分接相電壓 =U相×（1±5%） （2）.根據分接電壓計算分接匝數(shù) WG1=U相/Et U相-高壓額定相電壓 WG1=U相/Et U相-高壓最大分接相電壓 WG2=U相/Et U相-高壓最小分接相電壓 （WG1、WG1、WG2都取整數(shù)匝） （3）.電壓校核 根據匝數(shù)WG1計算計算電壓U相 0.25

3、%#最大或最小分接電壓的計算公式同上5低壓層式線圈的導線選擇 （1）.選用導線時應注意寬厚比：層式為1.53 （2）.導線截面積的計算 A=I相 / J I相-低壓相位電流 A-導線截面積 J-電流密度 （電流密度一般取2.32.5） #由導線截面積A查得導線寬度和厚度 （指帶絕緣的） （3）.一般來說容量在630KVA以下線圈形式用雙層式。 一般來說容量在2000KVA630KVA線圈形式用單層式。（4）.每層匝數(shù)的確定 Wx=總匝數(shù) / 2 / 并聯(lián)的根數(shù) Wx-每層匝數(shù) H-線圈高度 （H=總匝數(shù)/2×導線的寬度）（5）.低壓線圈高度的計算 H=b(絕緣導線寬度)×n

4、（導線沿線圈高度方向并繞根數(shù)）×n1（層的匝數(shù)）+b（沿輻向有兩根導線并繞時，則加”b”）+（繞制裕度） #線圈高度取0或5為尾數(shù)（6）.低壓線圈輻向尺寸的計算 B=a（絕緣導線厚度）×n(導線沿輻向并繞根數(shù))×n1（層數(shù)）+1（層間的絕緣厚度）+2（輻向裕度） #線圈輻向厚取整數(shù)或0.5為尾數(shù)名稱層式線圈10kV級35kV級紙包扁線漆包圓線紙包圓線漆包圓線紙包圓線單根并繞輻向裕度（%）78810121515183647軸向裕度（%）00.5081.26鐵心窗高的計算 H0=H1（導線總高）+B2（主絕緣距離） B2（主絕緣距離）-根據表75選擇 #窗口高尾數(shù)取5

5、或07高壓線圈的導線導線選擇 （1）.導線截面積的計算 A=I相/J I相-高壓相位電流 A-導線截面積 J-電流密度 （電流密度一般取2.32.5） #由導線截面積A查得導線直徑D （指帶絕緣的） （2）.高壓每層匝數(shù)的確定 Wx=H/D Wx-每層匝數(shù) H-線圈高度（低壓電抗高度） （3）.高壓層式線圈的層數(shù)的確定 n=W/Wx W-線圈總匝數(shù) （4）.多層層式線圈應有一層不滿匝，不滿匝層不得放在最外層，不滿匝層的匝數(shù)通常不小于正常層匝的70% （5）.高壓線圈的軸向尺寸 高度尺寸與低壓高度尺寸基本相同 （6）.高壓線圈的輻向尺寸 B=a(絕緣導線直徑)×n（導線沿輻向并繞根數(shù)）

6、×n1（層數(shù)）+1（層間的絕緣總厚）+2（輻向裕度）+（油道的厚度）#層間的絕緣的選擇 根據表71層間最大工作電壓（V）500501130013011800180123002301280028013300330138003801430043004800采用0.08電纜紙的張數(shù)3467910121314采用0.12電纜紙的張數(shù)2345678910注：層間最大工作電壓U=2n1×Et n1-每層匝數(shù) Et-每匝電壓當層間電壓較高，且層間絕緣較厚時，可以采用分級絕緣結構。#油道的厚度 根據表72、73#線圈輻向厚取整數(shù)或0.5為尾數(shù)8高低壓線圈及絕緣半徑的計算 （1）.低壓線圈內

7、半徑R2 R2=R1（鐵心半徑）+C C-查表75和76 低壓線圈外半徑R3 R3=R2+B（輻向尺寸） R23=（R2+R3）/2 （2）.高壓線圈內半徑R4 R4=R3+A A-查表75和76 高壓線圈外半徑R5 R5=R4+B（高壓輻向） R45=（R4+R5）/29低壓線圈數(shù)據計算 （1）.低壓電流密度J J=I相/A A-導線總截面積 A=n×A1 A1-導線的單根截面積 n-導線并聯(lián)根數(shù) （2）.平均匝長L1 L1=2×R23×10-3 （3）.導線總長L2 L2=L1（總匝數(shù)）+（導線出頭長度） 導線出頭長度一般為11.5m (4).75時低壓線圈電

8、阻R75度 R75度=75×L2/A 75-在75時的電阻系數(shù)為0.02135（銅線） (5).75時低壓線圈負載損耗PK1 PK1=3×I相2×R75度 (6).低壓線圈導線重量G G=3×L2×A×g×10-3 g-導線比重，銅導線為8.9g/cm3 (7).絕緣導線重=G×系數(shù)10高壓線圈數(shù)據計算 同上11鐵心數(shù)據的計算 (1).鐵心柱中心距M0 M0=D（高壓線圈直徑）+（相間距離） 相間距離查表75或76 (2).鐵心柱部分重量Gc的計算 G1=3g×H(窗高)*Ac*10-4 (3).鐵軛部分

9、重量Gy的計算 Gy=4g×M0×Ac×10-4 (4).鐵心轉角部分重量G0的計算 G0=2g×hy(最大一級的片寬)×Ac×10-4 (5).鐵心硅鋼片重量 G=Gc+Gy+G012短路損耗的計算 Pk=(Pk1+Pk2)*k13阻抗電壓計算 Uk=(UR2+UX2)% UX2=%=49.6×f×I×W×D××K/Et×H*106 W-主分接時總匝數(shù) I-相電流 D=1/3（低壓的平均半徑×低壓輻向厚度+高壓的平均半徑×高壓輻向厚度）+（高低

10、壓間的空隙厚度*高低壓間的空隙平均半徑） K-根據表83選擇 H-高低電抗平均高度 =H/Q Q=外線圈半徑-內線圈半徑#阻抗電壓的允許偏差值為±10%，但由于制造時，影響阻抗因素較多，因此一般計算時誤差控制在34%電抗計算不符合，可作調整：(1).調整匝數(shù)W及ET。當電抗值偏大時，可增加ET，ET增大，匝數(shù)必然會減少，從而達到降低電抗的目的。若ET改變需調整磁密和鐵心直徑，這種方法因變動較大，一般不用。(2).調整D及高低壓線圈平均有效電抗高度H。當電抗值偏大時?？稍黾痈叩蛪壕€圈平均高度，H增大，D必然隨之縮小。調整導線的a*b尺寸及段數(shù)均可達到調整H及D之目的。(3).調整高低壓

11、線圈間距離，在滿足絕緣最小距離情況下，增減高低壓線圈的距離，可使電抗值增大或減少。這種方法浪費材料，最好不用。14空載損耗P0的計算 P0=K×PW×G K-系數(shù)取.1.11.3 PW-按磁通密度B查得 G-鐵心硅鋼片的總重15空載電流的計算(1).空載電流的有用功 IOA=(PO/10SE)%(2).空載電流的無用功 IOR=（Gt+Gc+4G）×qT+n2At×qi/10Se qT-單位重量的激磁容量，按心柱磁密Bt查得 qi-單位面積的接縫激磁容量，按磁密Bt/2查得 n-不斷軛結構為6，斷軛結構為7(3).空載電流 IO%=（IOA%）2+（IO

12、R%）216總損耗Pt Pt=Po+（短路損耗）Py17總油中的計算器身排油重Gyp=Gfe/7.8+Gcu/4.5 Ad-油箱斷面積桶型空油箱裝油重 Gky=0.9H(油箱高度)Ad Ad-長*寬-0.8584R21 變壓器的總重計算(1).器身重量Gqs=(Gfe+Ggu)KK-銅線1.15(2).油箱重箱蓋重Gg=7.85×Ag(箱蓋面積)×b（箱蓋厚度）箱底重Gd=7.85×Ag(箱蓋面積)×b（箱底厚度）箱壁重Gb=7.85×L(油箱周長)×H（油箱高度）×b(厚度)扁管重 Gw=gw（每米長重1.525）

13、5;Lw(偏管總長) 片式散熱器重 Gp=Np(散熱器組數(shù))×gp（每組散熱器體重） 固定式散熱器重油箱重Gx=1.15(Gg+Gd+Gb+Gp) 可拆卸式散熱器重油箱重Gx=1.2（Gg+Gd+Gb） 扁管式油箱重Gx=1.15(Gg+Gd+Gb+Gw)2.附件重計算 可拆卸片式散熱器重 Gp=Np(散熱器組數(shù))×gp(每組散熱器計算) 套管重 Gtg=Gtg（每只套管重查表4.8）×Ntg(高壓或低壓套管的只數(shù)) 儲油柜Gzg 查表4.7 凈油器重Gi 查表4.6 小車重Gch 查表4.9 附件總重Gf=Gp+Gtg+Gzg+Gj+Gch3.總油重計算 器身排

14、油重 高壓電壓35KV及以下Gpy=Gfe/7.8+Geu/4.5 空油相裝油重 Gky=0.9H（桶式油箱高度）×Ad（油箱斷面積） Ad=LB-0.8584 R-圓角半徑 長園形R-B/2 L、B-油箱長及寬 油箱內油重Gny=Gky-Gpy 冷卻裝置油重 扁管內油重Gey=gb(每米長扁管內油重0.538)×Lb（扁管總長度） Lb=1b（每根扁管長）×Nb（同一長度的扁管根數(shù)） 散熱器Gey=Ne×Gey 總油重Gy=Gny+Gey4.總重量計算G G=G（總油）+G（油箱重）+G（附件重）+G（器身重）5油箱計算 油箱寬B=（高壓線圈外徑）D+

15、B 油箱長L=（高壓線圈外徑）D+2×Mo+L 油箱高H=墊腳厚+墊腳厚絕緣（3毫米）+最大片寬×2+Ho+h6散熱片式油箱有效散熱面積 散熱片尺寸及數(shù)據 查表136 箱蓋的幾何面積A1=R2+2RL 箱壁的幾何面積A2=H（2×R+2L） 散熱片總的幾何面積A3=m(散熱片數(shù))Ag（每片幾何面積查表136） 被散熱片遮蓋部分面積A4=3/4C（兩片中心距）×m×H1 油箱總的有效散熱面積 A=0.75A1+（A2-A4）+0.45（A3+A4）7油管式油箱有效散熱面積 箱蓋的幾何面積A1=R2+2RL 箱壁的幾何面積A2=H（2×R

16、+2L） 油管的幾何面積 見表137、138 油箱總的有效散熱面積 A=0.75A1+（A2+A3）K1K2 K1=（55C1+45DF）/70D 根據C1、n查表139 C1-箱壁上兩排油管中心距 n-油管排數(shù)8油溫升計算 油的平均溫升（空氣） Qg=0.262（Po+1.032Pk）/A0.8 A-油箱總的有效散熱面積 Po-空載 Pk-負載 油頂層溫升計算 Qgm=1.2Qg+tg 53tg根據Qg和h1/h2查表h1/h2-鐵心發(fā)熱中心/散熱中心圓筒線圈溫升計算Qj gjt=1.032Pk/Aj tjt=0.065 gjt0.8+tt+tctt -層間絕緣校正溫差（）當cm0.64不于

17、校正 tt =0.002（cm-0.64）（mc-ms）gjt cm-相鄰的兩層之間的絕緣總厚（層絕緣+匝絕緣） mc-線圈總層數(shù) ms-線圈與油接觸散熱面數(shù)tc -層數(shù)校正溫差（）當cm>0.64按0.64計算 tc=0.002cm（mc-2ms）gjt Qj=Qg+ tjt 631 性能指標：標準偏差值設計偏差值短路損耗Pk+15%±2%空載損耗Po+15%±2%總損耗P+10%±4%空載電流Io%+30%±4%阻抗電壓Uk%±10%±2.5%線63油532 阻抗電壓（上海）Uk=Kx×3.95×I

18、15;W×L×(A+G+a1+b1)/(H+A+G./3)×et×105H-高低壓線圈電抗平均高度A-（低壓厚度-油道厚度）+（高壓厚度-油道寬度）L-（高壓平均匝長+低壓平均匝長）/2a1-油道寬度×（額定總匝數(shù)-層匝×層數(shù)）/額定總匝數(shù)2×（長）b1-同上G-高低壓之間的絕緣厚（半徑）Kx10300.95501600.9720040015001.026301.0580016001.153.油管排列同一排中，扁管中心距為35mm，散熱片中心間距為40mm。因此，中心距與油管（散熱片）組數(shù)m的乘積不應大于油箱周長2L+1.1

19、4D。上下兩排間油管中心距為75mm。最外層油管中心距與箱底最小距離為80mm。全部油管的內半徑為125mm，L不小于25mm。油管組數(shù)由溫升計算最后確定，原則上在不超過標準最高溫升的基礎上使油管最省。1 油管的計算11扁油管油箱111同一排中，扁管中心間距為35mm，因此，中心間距與油管組數(shù)的乘積不應大于油箱周長。112上下兩排間油管中心間距為75mm。113最外層油管中心距箱底最小距離為80mm。114全部油管的內曲率半徑為R125mm，內排管水平臂（bg）長度限于工藝條件最好不小于25mm。115箱沿吊攀位置下的油管可適當放短，以利吊箱。116油管組數(shù)由溫升計算后最后確定，原則一上在不超

20、過標準最高溫升的基礎上使油管最省。12油管長度的計算121每組長度lg的計算 Lg=Hg+2bg+174Kz=0.81122油管總長 Lg=m(組數(shù))×lg×10-3123油管散熱面Sg Sg=0.1256Lg(m)221波紋油箱211同一排中，扁管中心間距為42/45/50/55mm。因此，中心間距與油管組數(shù)的乘積不應大于油管周長。212最外層油管中心距箱底最小距離為100mm。213波紋片高度H為4001200mm,以100mm向上進。214波紋片深度B為<315mm。215波紋片油隙e為68mm。216波紋板厚度為1.22mm。217波紋片長度根據需要確定。21

21、8波紋片余板根據需要確定。219波紋片加強筋根據需要確定22波紋片油箱的計算221波紋片系數(shù)K （兩則有波紋片，以兩則算） K=5.18519×10-11×（翅深）46.1676×10-8×（翅深）3+2.7407×10-5×（翅深）25.6759×10-3×（翅深）+1.0444222波紋片S（波翅）=K×2（總片數(shù)-波紋片面數(shù)）×（翅深）×（波紋片高度）×10-6223波紋片S（波壁）=K×35（總片數(shù)波紋片面數(shù)）×（波紋片高度）×10-62

22、24波紋片S（波角）=（兩則面為4，四則面為8）×（翅深）×（波紋片高度）×10-6225波紋內油重Gb=（波紋油隙寬度）×（翅深）×（總片數(shù)）×（波紋高度）×0.9226波紋片G=2（總片數(shù)）×（翅深）×（波紋片高度）×（波紋片厚度）×7.85×10-62 片式散熱器311產品規(guī)格片寬：310，480，520，535MM中心距：5003600MM312結構形式a.固定式：PG型，直接焊接在變壓器油箱壁上。b.可拆式：PC型，用法蘭與油箱連接。313冷卻方式：a.自冷式：散熱

23、器通過空氣自然對流散熱發(fā)熱量。b.風冷式：散熱器通過風機吹風（底吹或側吹）散發(fā)熱量。c.強油風冷式：散熱器通過泵強迫油循環(huán)并利用風機吹風散發(fā)熱量。314安裝使用：1散熱器安裝前請去除集流管口端蓋；可拆式散熱器安裝時請按圖二所示注意區(qū)分上下集流管。2散熱器組間距請不要小于50mm，下集流管中心與地面應保持適當高度，以利于空氣對流。3固定式散熱器安裝：根據集流管外徑尺寸及中心距尺寸在變壓器油箱側壁上開孔，將散熱器直接焊接在油箱外側，應在油箱外側施焊，切勿在內側施焊，以防焊渣等異物進入散熱器內部。4可拆式散熱器安裝：(1)請按所選散熱器中心距尺寸、散熱器組間距尺寸及法蘭尺寸，在變壓器油箱上配接法蘭接

24、口，及選用適當橡膠密封墊、螺栓、螺母、墊圈，同樣根據組間距，及散熱器連接板14長孔配制拉板、螺母、螺栓、墊圈。(2)安裝時，通過吊鉤吊起散熱器，對好上下法蘭，墊正密封墊，上好固定螺栓，并獎相鄰散熱器用拉板固定。(3)注油時，應擰緊放油塞，將放氣塞打開，待放氣孔有油溢出時，再將放氣塞擰緊。(4)當采用底吹風冷時，下集流管有懸掛風機所用的支架（自冷式不帶支架），每兩組散熱器掛一臺風機，當同側散熱器組數(shù)為奇數(shù)時，請按圖四方式布置尺寸。（風機支架可根據用戶要求配制）(5)當采用側吹風冷時，請將風機安裝固定在變壓器油箱的適當位置，風機位置見圖三所示。315注意事項：(1)運輸、安裝、沖洗時,應謹慎操作，

25、不得將散熱片的油道碰癟、損壞。(2)安裝前如需進行密封性檢驗，其試驗壓力（內壓）不得超過0.12MPa（即1.2個標準大氣壓）32散熱片的計算技術數(shù)據參考（常熟友邦散熱器有限公司）3 溫升計算部分31圓筒式線圈溫升計算：311單位熱負荷計算 q= (W/m2) (3.1)式中：Pk負載損耗（W） Aj線圈總散熱面（m）注：低壓線圈內徑為1.0紙伴筒，其散熱面按一半計算；高壓線圈內徑為靜電屏時，其散熱面按1/3計算；與瓦楞紙板直接接觸的散熱面應乘以0.85，即考慮遮蓋。312線圈對油溫差計算 Tjt=0.065 qjt +Tt+Tc () （3.2）式中：Tt層間絕緣校正溫差（），當cm0.64時不予校正 Tt=0.002（cm-0.64）（mc