干式电力变压器设计与计算-2铁心

第二章干式电力变压器铁芯

第一节概述

铁心型式

心式：变压器绕组是圆筒形,铁心柱近似圆柱形的截面。

壳式:变压器绕组是扁平矩形的,高压和低压绕组的线饼是垂直布置、交错排列的，铁心水平布置。

卷铁心：

辐射式：这种结构的优点是在铁心硅钢片中实际上没有由线圈漏磁通所引起的损耗。

第二节硅钢片

变压器常用硅钢片性能参数

第三节结构要素（例）

第四节干式变压器铁心各级尺寸及截面表（推荐）

第五节质量计算

任意一级铁心的面积Si:

Si=2∗Wi∗ai+3ℎi∗ai

其中：

Wi=2∗MO+ai

ℎi=Hw+a1−ai

代入上式：

Si=2∗(2∗MO+ai)∗ai+3(Hw+a1−ai)∗ai=(4MO+2ai+3Hw+3a1−3ai)∗ai =(4MO+3Hw+3a1−ai)∗ai=[4MO+3(Hw+a1)]ai−ai2

令ℒ=4MO+3(Hw+a1)

则：

Si=ℒ∗ai−ai2

任意一级铁心的体积Vi:

Vi=Si∗bi∗k=(ℒ∗ai−ai2)bi∗k=ℒ∗ai∗bi∗k−ai2∗bi∗k 式中：

k——迭片系数

铁心体积V fe：

V fe=∑Vi

n

i=1=∑(ℒ∗ai∗bi∗k−ai2∗bi∗k)=ℒ

n

i=1

∑ai∗bi∗k−k

n

i=1

∑ai2∗bi

n

i=1

上式中：

∑ai∗bi∗k

n

i=1

为铁心净面积Q c

∑ai2∗bi

n

i=1

仅与铁心截面有关

令

Σ=∑ai2∗bi

n

i=1

于是：

V fe=ℒ∗Q C−k∗Σ

式中：

ℒ=4MO+3(Hw+a1)——铁心三相磁路长度（dm）

Q c——铁心净截面（dm2）

k——迭片系数

Σ=∑ai2∗bi

n

i=1

——根据铁心直径查铁心截面表（dm3）

铁心质量G fe

G fe=γfe∗V fe=7.65V fe（kg）

第六节空载损耗计算

P0=K GY∗p fe∗G fe（W）

式中：

K GY——工艺系数

p fe——硅钢片单位损耗（W/kg）根据铁心磁通密度查曲线

G fe——铁心质量（kg）

硅钢片单位损耗曲线

第七节空载电流计算

空载电流有功分量I om（%）：

I0m=K lx

10S

(G fe∗g0+√2n j∗Q C∗g i)

式中：

K lx

S——变压器额定容量（kVA）

G fe——铁心质量（kg）

g0——单位励磁容量（VA/kg）根据铁心磁通密度查曲线

n j——接缝数（三相心式全斜接缝n j =6）

Q C——铁心净截面积（cm2）

g i——铁心单位面积接缝容量（VA/cm2）根据铁心磁通密度/√2查表

单位励磁容量曲线

铁心单位面积接缝容量表

空载电流无功分量I ow（%）：

I0w=

P0 10S

式中：

P0——变压器空载损耗（W）

S——变压器额定容量（kVA）

空载电流I0（%）

I0=√I0m2+I0w2

第八节铁心噪声计算

ABB公司铁心噪声计算经验公式：

磁密为1.3T，频率为50Hz时，噪声声压计算公式如下：1.铁心质量200～1500kg时

L pa=10.15∗lgG0+15.1

2.铁心质量1500～4000kg时

L pa=17.17∗lgG0−6.85

3.铁心质量4000～30000kg时

L pa=10.65∗lgG0−16.65

铁心磁密1.3＜B≤1.65时，按以下公式加L p1

L p1=(B−1.3)∗27

铁心磁密B ＞1.65时，按以下公式加L p2

L p2=(B−1.65)∗32

HTT公司铁心噪声计算经验公式：

L pa=(1.8+5∗B)∗lgG0+17∗B−10.8+K1

式中：

B——铁心磁密（T）

G0——铁心质量（kg）

K1——修正量，查曲线