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电力变压器计算

    --第一讲

 

 

 

                   

1.概述

    1.1设计计算任务

    产品设计应符合国家标准,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。

    j.套管型电流互感器技术参数。

    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。

    1.2计算步骤

    a.产品型号及绕组结线方式。

    b.电压计算。

    c.电流计算。

    d.铁心直径的确定。

    e.线圈匝数计算

    f.主绝缘及纵绝缘的确定。

    g.线圈计算。

    h.阻抗计算。

    i.损耗计算。

    j.温升计算。

    k.电动力计算。

    l.油箱尺寸的确定。

    m.重量计算。

2.产品型号及绕组结线方式

    计算之前,必须弄清楚产品的型号、额定频率及绕组的结线方式。

    2.1产品的额定频率有50芝及60芝两个档次,我国是50 芝。合同中不指明的均是50芝,如果是60 芝,要在合同中明确标出。

    2.2变压器型号由产品型号字母、阿拉伯数字及性能水平等级号组成,电力变压器型成形式如下:

.


1

代 表 符 号

涵 义

GY

高原地区用

W1

Ⅱ级污秽地区

W2

Ⅲ级污秽地区

W3

Ⅳ级污秽地区

TA

干热带地区

TH

湿热带地区

T

干湿热带地区

 表 2

序 号

种 类

涵 义

代 表 字 符

1

绕组耦合方式

独立

*

O

2

相数

单相

三相

D

S

3

油箱内绝缘介质

变压器油

空气

"气体"

"成"型固体

""燃液体

G

Q

 

C

CR

N

4

冷却装置种类

自燃冷却

"风冷"

"水冷"

F

S

5

油循环方式

自然循环

强迫循环

P

6

绕组数

双绕组

三绕组

双分裂绕组

S

F

7

调压方式

无励磁调压

有载调压

Z

8

线圈导线材质

铜箔

铝箔

B

L

LB

9

特殊用途或

特殊结构

密封式

厂用变

低噪声

防雷保护用

高阻抗变压器

电缆引出式

现场组装式

M

CY

Z

B

K

L

X

 * " " 表示无符号

 表3

性 能 水 平 代 号

性 能 参 数

空载损耗

负载损耗

7

符号GB6451.1~6451.5

(记为P07

符合GB6451.1~6451.5

记为(PK7

8

P08 = 0.9 P07

PK8 = PK7

9

P09 = 0.8 P07

PK9 = 0.9 PK7

10

P010 = 0.7 P07

PK10 = 0.85 PK7

       2.3绕组的结线方式

      差不多所有的电力都是由三相发电机发出的,并经过三相输电线路送出去,大部分动力设备也都是三相负荷,因为三相系统是经济的电力系统。作为输变电用的三相变压器,各相绕组之间的连接方式(结线图)决定着线电压(Vl)和相电压(Vp),线电流(Il)和相电流(Ip)之间的关系。

     三相电力变压器的接线图常用的有Y(Y0),△、Z(Z0)三种。

   把三相线圈的“末头”(X,Y,Z)接在一起,由三相“起头”(A,B,C)接电源,这就叫Y接法[ 图一、(a)],末头的公共连接点叫中性点。中性点引出的叫Y0接法[图一、(c)]

图一 Y(Y0)接法及矢量图

    把三相线圈起末头依次首尾连接串联成一闭合三角形,就叫△接法[图二(a)],Z接法中每一柱线圈分为两部分[图三(a)],两柱上各取一部分串联起来成为一组,然后再把三相末头接在一起构成中性点,就是Z接法。[如图二(a)],如果中性点引出,就是Z0接法[图三(c)]。

图二 △接法(a)及其矢量图b)

 

         

图(三) Z(Z0)接线图及矢量图

 

    2.4例1:SF7-40000/110

    代表三相、油浸、风冷、双绕组,无励磁调压、铜导线,性能水平符合GB6451.1~GB6451.5规定,40000kVA,110kV,半绝缘电力变压器;

    例2:SZ8-J-20000/110TA

    代表三相、油浸、自冷、双绕组、有载调压、铜导线,20000kVA,110kV,干热带地区用全绝缘电力变压器;

    例3:SFFZ8-Z-16000/35GY

    代表三相、油浸、风冷、双绕组、有载调压、低噪音、铜线,16000 kVA,35 kV,高原地区用双分裂电力变压器。