电力变压器的电磁设计

目录

100/35/电力变压器的电磁设计 (3)

摘要 (5)

Abstract (6)

第1章绪论 (7)

1.1 课题背景 (7)

1.2 变压器在电力系统中的作用 (7)

1.3 电力变压器的发展 (7)

1.4 电力变压器的结构特点 (11)

1.5 电力变压器性能参数 (12)

1.6 变压器的设计原则 (13)

1.7 变压器计算的一般程序 (13)

第2章变压器电磁计算 (15)

2.1 本设计的技术条件 (15)

2.2 变压器设计 (15)

2.2.1 变压器主要结构的确定 (15)

2.2.2 硅钢片的选用 (15)

2.2.3 铁心直径的确定 (15)

2.2.4 铁心截面积确定 (16)

2.2.5 铁心级数的确定 (16)

2.3 电磁计算 (17)

2.3.1 额定电压和额定电流的计算 (17)

2.3.2 绕组匝数计算 (17)

2.3.3 绕组计算 (19)

2.3.4 绝缘半径及导线长度计算 (22)

2.3.5 75℃时绕组直流电阻计算 (24)

2.3.6 绕组导线质量计算 (25)

2.3.7 短路阻抗计算 (26)

2.3.8 负载损耗的计算 (28)

2.3.9 空载损耗及空载电流计算 (29)

2.3.10 绕组的温升计算 (31)

2.4 油箱尺寸计算 (34)

2.4.1 油箱尺寸估计 (34)

2.4.2 箱壁散热面积计算 (35)

2.4.3 散热器的选择及油和绕组温升的计算 (36)

2.5 短路电动力计算 (38)

2.5.1 绕组区域划分 (38)

2.5.2 安匝分布计算 (38)

2.5.3 漏磁计算 (39)

2.5.4 短路电流稳定值倍数计算 (40)

2.5.5 不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力计算 (41)

2.5.6 绕组导线应力计算 (41)

2.6 变压器质量计算 (43)

2.6.1 总油量计算 (43)

2.6.2 变压器箱体质量计算 (45)

2.6.3 附件质量计算 (45)

2.6.4 变压器总质量计算 (46)

2.7 本章小结 (46)

结论 (47)

致谢 (48)

参考文献 (49)

附录 (50)

100/35/电力变压器的电磁设计

摘要

电力变压器是电力网中的主要电气设备。其设计和制造的好坏是直接影响其运行质量和经济效益的关键所在，因此电力变压器的电磁计算就显得尤为重要。电磁计算的任务在于确定变压器的电、磁负载和主要几何尺寸，计算性能数据和各部分的温升以及计算变压器的重量、外型尺寸和取得比较合理的技术经济效果。计算结果必须满足国家标准及有关技术标准的规定和使用部门的要求。

本文对100kV A，35kV电力变压器进行了电磁计算。首先对电力变压器的发展历史、基本的特性及变压器的设计方法进行了简单的阐述。在电磁计算中，最开始是铁心的选择，这是变压器设计的起点也是一个关键点，然后是变压器绕组材料和型式的选择，绕组有关数据的计算，最为关键的是短路阻抗、负载损耗、空载电流、空载损耗等变压器性能参数的计算，最后完成变压器油箱、变压器温升、短路电动力、变压器总油量和总质量的确定与计算。其中的短路阻抗计算困难最大，需要经过反复计算才能达到技术要求。在电磁计算的全过程中较为详细的阐明了电力变压器计算的基本公式和计算方法，给出了一套完整的设计方案。

关键词电力变压器；电磁计算；绕组

Abstract

Power transformer is the main electrical grid equipment. The design and manufacture of good or bad is directly affect the operation quality and economic benefit of the key, so the electromagnetic computing power transformer are particularly important. Electromagnetic computing task is to determine the transformer electrical, magnetic load and the main geometry size, computational performance data and various part of temperature rise and calculation of the weight of the transformer, shape and size have been compared reasonable technical and economic effect. The calculation results must meet the national standards and relevant technical standards of regulations and use the requirements of the department.

In this paper, the 100 kVA, 35 kV power transformer in the electromagnetic computing. First of power transformer, the development history of the basic characteristics and the transformer design method of simple paper. In the electromagnetic computing, the beginning is the choice of core, this is the starting point of the transformer design is also a key point, and then is winding materials and pattern of choice, winding data about the calculation, the most important thing is short circuit impedance, load loss, idle current no-load loss, such as the performance parameters of transformer calculation, and finally complete transformer oil tank, transformer, electric power, short-circuit temperature transformer oil and total quality always set and calculation. One of the most difficult calculation short-circuit impedance, need to pass the repeated calculation to achieve technical requirements. In the electromagnetic computing in the whole process of the more detailed illustrates the basic formula computing power transformer and calculation methods, gives a complete set of design scheme.

Key words power transformer; Electromagnetic computing; winding

第1章绪论

1.1课题背景

我国的电力变压器制造工业，从建国以来，随着国民经济建设的发展，特别是随着电力工业的大规模发展而不断发展。电力变压器单台容量和安装容量迅速增长，电压等级也相继提高。50年代发展到110kV级；60年代发展到220kV级；70年代发展到330kV级；80年代已发展到500kV级电力变压器,近几年电压等级更是发展到了750kV、±800kV、1000kV。建国前的1936年，我国只能生产单台容量为300kV A的小型配电变压器，到建国后50年代中期已能仿制31500kV A的电力变压器，电压等级已发展到110kV。60年代初我国由仿制阶段过渡到自行设计和制造阶段，60年代中期已发展到制造220kV、kV A电力变压器。到60年代末期，电力变压器的容量已经发展到kV A。70年代初期已达到生产330kV级、kV A电力变压器的水平，到80年代国内最大容量为kV A，1995年制造出了容量为kV A电力变压器。我国西北地区的刘关线330kV系统中所用的升、降压电力变压器、联络用自耦变压器，全部为国产品。电力变压器的进一步发展趋势是：进一步降低损耗水平，提高单台容量，电压等级向1000～1500kV特高压方向发展。

1.2变压器在电力系统中的作用

变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后，可以较少线路损耗，提高送电经济型，达到远距离送电的目的；电压经降压比变压器降压后，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需要。[1]

1.3电力变压器的发展

变压器是利用互感原理来改变同频率交流电压高低的一种电气设备，在电力系统输送配电中占有很重要的地位，且极为广泛地应用于国民经济的各个领域。据统计，每1kV A的发电机容量，需8~的变压器与之配套。因此，各国都在大力研究如何有效地降低变压器自身的能耗，特别是大幅度降低空载损耗，以达到节能的目的。

一、国外中小型电力变压器的发展概况

为了降低变压器自身损耗，各国都制定了低损耗变压器的标准，并在政策上对节能变压器的生产给予优惠。日本、德国、比利时、意大利、瑞士等国家，在高效节能变压器的研制、开发和应用上领先一步，相继研究出一些降低变压器损耗的新材料、新工艺，并在结构上对变压器加以改进（如高导磁优质冷轧晶粒取向硅钢片、非晶合金卷铁芯、无氧铜导线、箔式绕组、全斜拉板绑扎铁芯，瓦楞油箱、超导技术等）。由于不断的探索研究，

变压器节能效果越来越显著，且体积、重量减小，可靠性提高，从而使高效节能变压器的开发和应用更加深入和广泛。如日本大阪变压器厂生产的非晶合金变压器（1992年占变压器产量的10%），所用的非晶合金铁芯在60Hz 、时的铁耗为kg ，仅为现有优质硅钢片在相同条件下铁耗（kg ）的1/4，节能效果十分显著。瑞士ABB 公司研制的330kVA 单相超导变压器，其绕组由铁镍合金制成，浸在-269C 0的液氦中使用，这种超导变压器的体积比普通变压器小70%，损耗降低50%

二、我国变压器的发展概况

为了赶超世界水平，我国加快了电力变压器更新换代，积极研究、开发高效节能变压器并将其快速的推广应用。

我国电力变压器幸好更新换代的过程是

1198765SH SCB S S S S S SJ →→→→→→→……。

我国高效节能变压器的研制从1979年开始，当时沈阳变压器研究所受机械部电工总局委托，研制7SL 节能变压器。

1982年5月，7SL 系列节能铝线变压器通过国家级技术鉴定，其性能达到西德DIN 标准。由于该系列变压器选用优质冷轧晶粒取向硅钢片，并采用045全斜接缝，铁耗明显降低，与同容量老型号变压器相比，空载损耗降低%左右，且体积小、重量轻。因此，它受到电力系统和用户欢迎，在国内迅速得到推广应用。1983年7SL 的产量占全国中小型变压器产量的14%，1984年占%，1985年占80%，1986年以后生产的电力变压器则几乎全部为低损耗电力变压器。

由于7SL 系列低损耗变压器在全国推广时铝导线供应紧张，同时不少用户对铝线变压器不甚了解，很多变压器厂家自行或联合改型设计7S 铜线变压器，以致型号混乱，极不统一，在性能和技术水平方面与国外技术先进的公司（如比利时ACEC 公司和意大利PELLISSAVI 公司）制造的低损耗协系列变压器也有较大的差距，因而进一步开发更先进的高效节能变压器产品势在必行。

1985年9月沈阳变压器研究所再次受电工总局委托，组织了9S 系列全国中小型高效节能铜线变压器的统一设计及典型规格产品的研制工作，从而为高效节能店里变压器在我国的开发和推广奠定了坚实的基础。

9S 型高效节能变压器比7S 型技能变压器总损耗低23%，且体积小，重量轻，性能更可靠。额定容量在1600kVA 以下的9S 型号技能变压器，共有17个容量品种、51种规格。其铁芯采用mm Z 3.010 （相当于国产DQ147-30）优质冷轧晶粒取向硅钢片，仍采用045全斜接叠片和半干性玻璃粘带绑扎结构，铁芯损耗再降5%。虽然绕组仍采用与7SL 系列想用的传统结构，但高压绕组采用中点附近中断点分接头方式，提高了变压器调压的可靠性，也便于三角形连接。分接开关采用沈阳变压器研究所用法国专利技术生产的条形卧式分接开关，可靠性提高，并使油道高度降低，从而提高了变压器的经济指标。为了进一步开发技能变压器，提高市场竞争能力，1986年后，不少厂家从国外引进先进技术和工艺设备开发全密封变压器、箔式绕组变压器、树脂绝缘干式变压器、非晶合金卷铁芯变压器等、上述各型变压器损耗低，便于机械化生产，可大幅度节约原料和制作工时，体积小，重量轻，质量稳定可靠，因而深受国内用户欢迎，在市场上具有较强的竞争能力。

目前，我国生产的箔式绕组电力变压器经国家科委鉴定已达到90年代世界先进水平，它的绕组是采用铝箔或铜箔氧化技术和特殊工艺绕组的，匝间距离小，层间分布电容增大，从而提高了变压器自身的功率因数，降低了自身的电能损耗，还具有较强的过载能力、较好的耐温性和可靠性，与同容量9S 铜线变压器相比，其价格低5-10%。

为适应电力工业和城市现代化建设发展的需要，我国有填料环氧树脂绝缘干式变压器（SCB-500/10型与SCB-1000/10型）已通过部级鉴定，其主要经济技术指标达到当代世界同类产品的水平。它的特点是：800kVA 以上产品的高低压绕组分别为分段箔式和整体箔式，增加了抗短路冲击的能力，提高了产品的机械强度及外观质量；气道为蜂窝式结构，散热效果好；高、低绕组按容量不同分别采用圆铜线、扁铜线或铜箔绕制，玻璃纤维增强，有填料环氧树脂浇注绝缘结构。其空载损耗比国际标准低10%，噪声降低10-15dB ，与国内油浸式电力变压相比，还具有服役期内不用维护，不用

定期换油，不发生火灾等优越性。

非晶合金端丽变压器（SCB-500/10型）已在上海变压器厂生产成功，是目前亚洲最大容量的非晶合金变压器，其空载损耗较SJ 型低75%，性能达到当代国外同类型产品水平。

近年来，国内电力变压器广泛用4YSF 型压力释放阀取代变压器防爆管，其优点是：动作精度高（达到美国凯利特劳尔公司产品标准）；延时时间短；自动开启，自动关闭，克服了防爆动作后必须停电更换零部件的缺点，因而维护、检修大大简化。

三、变压器的发展动向

随着电力系统向高电压、大容量方向发展及社会环境、经济环境不断变化，世界各国围绕以下几方面竞相开展动作。

1. 提高电压等级

为了解决远距离输电，美国第一条765kV 输电线路已于1963年投入运行，2005年将采用1500kV 等级的网络。我国现以采用500kV 输电线路。为此，必须制造与之相适应的高压变压器。

2. 提高单台式变压器的输出容量

3. 开发抑制故障电流的高阻抗变压器

4. 进一步降低单台变压器的运输重量

5. 进一步降低变压器自身损耗（再降低20-30%）

6. 降低噪音水平（达到10dB 以下）

7. 进一步开发防火、防爆干式变压器

8. 开发不燃变压器

不燃变压器室采用不燃性冷却介质——以全氟化碳（O F C 188）为主要成分的氟化惰性液体。此介质除不然外，其物理性能、电气特性都很好，特别是粘度很低。变压器绕组和铁心浸在全氟化碳液体中，同时用六氟化硫气体对油箱进行接地复合绝缘。这种变压器具有冷却效果均匀、可靠性高、体积小、重量轻、绝缘性好、噪声小（6SF 气体隔音效果好）等特点，现正由日本日立制作所与日本中部电力柱式会共同开发。

四、我国电力变压器发展方向

根据我国电力工业装备政策及技术政策要求，电力变压器的发展趋势应为提高产品运行的可靠性，少维护或免维护，降低损耗，减少重量，实现有载跳崖，品种多样，满足电力系统不同场所的需要。

大型变压器要向超高压（500kV、750kV）、特高压（1000kV等级）、大容量、轻结构、不吊芯方向发展。为决绝运输困难，要降低运输重量，采用新材料、新技术、新工艺，开发组合式、壳式和现场装配式变压器。

中小型变压器要进一步优化设计，使空载损耗大幅度降低。城网用变压器应向难燃方向发展，如进一步推行性能更为优越、材料更为可靠地干式变压器、六氟化硫气体绝缘变压器及难燃油变压器，采用新材料、新结构，以达到节能、不燃或难燃防火，降低噪音的目的；在农网中要根据农网季节性强，负载率低，农业生产需求变化大的特点，开发空载损耗更小的配电变压器以及10kV、35kV调容变压器。目前在农网建设改造中，应用新S9系列的同时，在技术经济比较合理的情况下，可采用S11型和全密封卷铁芯单相及三相变压器，或非晶合金铁心变压器。季节性负荷变化大的地区，应积极采用调容变压器。

进入21世纪后，知识创新、技术创新和高新技术产业已是当今世界各国综合国力竞争的核心，科技竞争力将成为国民经济发展和政治稳定的重要因素，在科学技术已经成为世界经济增长第一要素的形式下，世界电力工业的科技进步与创业也越来越快，要发展我国电力工业，加快科技进步与创新十分重要和迫切的，设备的更新更占有重要的地位。

高温超导变压器采取的是用超导线圈取代铜线圈并用小型制冷系统取代常规的油浸热交换系统的技术，该技术是使变压器发生变革的重大关键。

随着国际国内高温超导材料的研制成功，使得超导限流器成为最具优势的一种限流器。超导限流器技术是目前国际前沿技术，超导限流器在国内的研制成功，将使新一代变压器产生品性能和设计原则发生变化，变压器的短路阻抗将会变小，损耗和重量可进一步降低，短路电流产生产生的机械力将大幅度降低，变压器可靠性更高。这项前沿技术对高压、超高压直至特高压电力变压器制造也具有实际意义。[2]

1.4电力变压器的结构特点

变压器产品包括变压器、互感器、调压器、电抗器等，品格规格繁多，但基本原理和结构是相似的，结构则由下面几部分组成。

⑴铁心：电力变压器的铁心由硅钢片经剪切成一定的尺寸后叠积而成，对中小型变压器亦有硅钢片卷制而成的铁心。

⑵绕组：三相电力变压器绕组由一次绕组、二次绕组、对地绝缘层（主绝缘）、一二次间绝缘及由燕尾垫片，撑条构成的油道与高压和低压引线构

成。

⑶油箱及底座：油箱及底座是油浸式变压器的容器和支撑部件,他们支持着器身和所有的附件。

⑷套管和引线:套管和引线是变压器一、二次绕组与外部线路的连接部件,引线是通过套管引到油箱外部,套管既可固定引线,又起引线对地的绝缘作用。

⑸散热器和冷却器：它们是油浸式变压器的冷却装置，中小型电力变压器的散热器。大容量的变压器，采用油浸风冷，强迫油循环风冷，也采用油浸水冷或油浸强迫水冷方式。

⑹净油器：净油器也叫滤油器，是由钢板焊成圆桶形的小油罐，罐里也装有硅胶之类的吸湿剂，当油温变化而上下流动时，经过净油器达到吸取油中的水分、渣、酸、氯化物的作用。

⑺储油器：储油器也叫油枕，用来补偿变压器油因温度变化而发生的体积变化，同时具有减轻和防止变压器油氧化和受潮的装置，它是用钢板剪切成形后，焊接制成，并通过管子和油箱里绝缘油沟通。

⑻继电器：继电器安装在油箱和储油柜连接管之间，是变压器内部故障的保护装置，当内部发生故障时，给运行人员发出信号或自动切断电源，保护变压器。

⑼分接开关：分接开关是用来连接和切断变压器绕组分接头，实现调压的装置，它分为无励磁分接开关和有载分接开关。

⑽温度计：温度计是用以测量变压器上层油的温度而设的，中小型电力变压器较多采用酒精温度计，大型变压器则采用信号温度计，另外变压器上还用电阻温度计，压力式温度计等。

1.5电力变压器性能参数

⑴变压器额定容量（kVA）；

⑵相数；

H）；

⑶频率（

z

⑷变压器一、二次侧的额定电压（kV）；

⑸绕组接线方式和联结组；

⑹变压器冷却方式；

⑺负载特点：连续负载或短时间断负载；

⑻安装特点：户内或户外特点；；

⑼短路阻抗；

⑽负载损耗()

kW；

⑾空载损耗()

kW；

⑿空载电流。

上述的⑴至⑻项技术参数由电力系统的技术条件和环境使用条件所决定；⑼至⑿项性能数据由国家标准《三相油浸电力变压器基本参数和技术要求》（GB/T 6451-1999）和有关技术条件所规定。[3]

1.6变压器的设计原则

变压器作为产品，有商品的属性特点。变压器的设计原则与其他商品属性基本一致。在完成功能中追求价格优势是最佳的。不过在当今强调降低成本的同时，设计成为了一大难题。“节能不节钱”引发的思考，值得大家来深思。所以企业单位团体应该设计出更加完美的变压器。轻便、小巧、，最重要的是性能俱佳、成本不高、如此的变压器设计得到越来越多的广大市场的青睐和追求。

公司在确定出产品中有的非常详尽。例如列出了变压器的工作频率、传输功率。这种双赢的行为值得其他企业和单位的学习和效仿，不过在推出产品的同时也要考虑到其他产品的实践，能否经得起市场的考验，才能在茫茫市场群体中站住脚。[9]

1.7变压器计算的一般程序

下面所述主要是针对电力变压器而言，特种变压器计算基本上与之相同，只需要考虑其中特殊要求和自身特点即可。

⑴根据技术合同，结合国家标准及有关技术标准，决定变压器规格及其相应的性能参数，如额定容量、额定电压、联结组别、短路阻抗，负载损耗、空载损耗及空载电流等。

⑵确定硅钢片牌号及铁心结构形式，计算铁心柱直径，计算心柱和铁轭截面。

⑶根据硅钢片牌号，初选铁芯柱中的磁通密度，计算每匝电势。

⑷初算低压绕组匝数，凑成整数匝，根据此匝数再重新计算铁芯柱中的磁通密度及每匝电势，再算出高压绕组额定分接及其他各分接的匝数。记录原始数据：产品主要技术参数

⑸根据变压器额定容量及电压等级，计算或从设计手册中选定变压器的主、纵绝缘结构。

⑹根据绕组结构型式，确定导线规格，进行绕组段数(层数)、匝数的排列，计算绕组轴向高度及辐向尺寸。计算电抗高度（指变压器短路阻抗计算时的绕组净高度）及窗高。

⑺计算绝缘半径，确定变压器中心距

M，初算短路阻抗无功分量，大

O

型变压器无功分量值应与短路阻抗标准值相接近。小型变压器的值应小于标准值。

⑻计算绕组负载损耗，算出短路阻抗电压的有功分量（主要指中小型变压器），检查短路阻抗是否符合标准规定值。

⑼计算绕组对油的温升，不合格时，可调整导线规格，或调整线段数及每段匝数的分配，当超过规定值过大时，则需要调整变更铁心柱直径。

⑽计算短路机械力及导线应力，当超过规定值时，应调整安匝分布或加大导线截面积。

⑾计算空载性能及变压器总损耗，计算油温升，当油温升过高或过低时，应调整冷却器数目。

⑿计算变压器重量。 [4]

设计变压器时，在遵循基本物理概念的基础上，还必须考虑材料、结构、工艺等具体因素，各计算公式也必须尽量精确些，方可减小误差。

需要指出的是，变压器的性能指标和温升与变压器铁心、绕组、绝缘结构等的设计参数之间存在着非常复杂的关系，往往会牵一发而动全身。尽管如因此，目前在变压器设计方面，已有比较成熟的方法。[5]

第2章 变压器电磁计算

2.1 本设计的技术条件

本设计的基本技术条件如下，其他的技术性能指标均应满足国家和行业 相关标准的要求。

额定容量：100r P kVA =

电压组合：高压135U kV =低压kV U 4.02=

分接系数：5%±

联接组标号：0Yyn

空载损耗：0.29O P kW =

空载电流： 1.80%O I =

负载损耗： 2.02k P kW =

短路阻抗： 6.5%k Z =

2.2 变压器设计

2.2.1 变压器主要结构的确定

1.铁心结构:采用三相三柱式铁心,铁心的迭积采用斜接缝叠积法以适应冷轧硅钢片的方向性。

2.铁轭结构:铁轭的级数与铁心柱级数完全一致,这样两者磁通分布均匀，铁轭截面可以与铁心柱一致节省了材料。

2.2.2 硅钢片的选用

铁心采用30QG130冷轧硅钢片。

2.2.3 铁心直径的确定

为了提高磁路的导磁系数和降低铁心的涡流损耗，铁心用彼此绝缘的为厚度为毫米的电工硅钢片叠制而成。铁心分为心柱和铁轭两个部分。铁心柱上套装线圈，铁轭将铁心柱连接起来，使之形成闭合磁路。

根据结构型式和工艺特点，变压器的铁心可分为叠片式和渐开线式两种。[6]

铁心直径的大小，直接影响材料的用量、变压器的体积及性能等经济指标。硅钢片重量和空载损耗随铁心直径增大而增大，而线圈导线重量和负载损耗随铁心直径增大而减小。合理的铁心直径就是硅钢片和导线材料的用量比例适当，达到最经济的效果，故铁心直径的大小，与采用的硅钢片性能和导线材料直接有关。根据关系式的推导，铁心直径与变压器容量的四分之一次方成正比的关系，但因为变压器分单相、三相、双绕组、三绕组、自耦等，同样容量但消耗材料不同。一般都按材料消耗折算成物理容量进行计算，为了计算方便，均以每柱的物理容量为基础，按下式求出铁心直径D 。 对于高、低各绕组容量均为100%的三绕组变压器，每柱容量为： 10033.333

N a S P kVA === （2-1） 铁心直径估计44(5155)33.312213~2~a D K P mm ===由于设计需要查表取105mm

式中： D K -铁心直径经验系数，对冷轧硅钢片的铁心及铜绕组的变压器，一般取52~55D K =。

2.2.4 铁心截面积确定

心式变压器绕组为圆形，为了适应圆形绕组的要求及充分利用绕组内部空间，铁心柱一般制成阶梯圆柱形，各小阶梯（级）均为矩形。本设计采用心式变压器，故铁心柱制成阶梯圆柱形。

查表105D mm =，碟片系数取时，有效截面积276.99zh S cm =

2.2.5 铁心级数的确定

铁心柱截面为一多阶梯形，外形接近于一个圆，当铁心直径一定的情况下，铁心级数越多，铁心的有效截面积越大，但级数多时，硅钢片叠片的规格就多、制造工时就多。根据材料供应情况和制造工艺水平，应尽力增加铁心柱级数。查表本设计中铁心的级数选为7级，撑条数为8。

2.3 电磁计算

2.3.1 额定电压和额定电流的计算

⑴高压绕组相电压：高压绕组为Y 3 115%19197.4633

U V -=== （2-2） 1120207.8533U V ?=

== （2-3） 115%21218.2433

U V +=== （2-4） ⑵低压绕组相电压：低压绕组为y 联接，

22230.9533

U V ?=== （2-5） ⑶ 高压绕组额定电流：高压绕组线电流

3311 1.653335000

N I A U =

==? （2-6） ⑷低压绕组线电流： 3322144.34233400

N I A U =

==? （2-7） 2.3.2 绕组匝数计算

⑴每匝电势 76.99 1.7 2.91/4545

zh c z S B e V '?'===匝 （2-8） 'c B -铁心柱内磁通密度初选值（T ），对于冷轧硅钢片T

T B c 75.1~7.1='（小容量取小值），此处取T 7.1

⑵低压绕组匝数计算：

22230.9579.412.91z

U N e ?===' （2-9） 取80匝

故

22230.95 2.89/80z U e V N ?=

==匝 （2-10） 磁通密度

45 2.8945 1.6976.99

z c zh e B T S ??=== （2-11） ⑶高压绕组匝数计算：高压绕组在额定分接时的匝数，即基本绕组匝数：

1

120207.856999.6070002.91

z U N e ?====匝 （2-12） 调压绕组匝数70005%350N ?=?=匝

1分接位置时，117350(5%)T N =+匝

2分接位置时，137000T N =匝（额定分接时）

3分接位置时，156650(5%)T N =-匝

⑷电压比偏差（V%）计算

%100%?-?=U

U W e V t （2-13） 一般%25.0±≤

式中：t e -每匝电势（V ）；

W -高压线圈各分接位置的每相匝数；

U -高压各分接位置的相电压（V ）

5% 2.89735021218.24%100%0.11%21218.24V +?-=

?= 合格 0 2.89700020207.85%100%0.11%20207.85

V ?-=?= 合格 5% 2.89665019197.46%100%0.11%19197.46V -?-=

?= 合格 2.3.3 绕组计算

2.3.3.1高压绕组：

⑴高压基本线圈的匝数为7350匝，采用层式，端部出线，8根撑条 ⑵每层匝数460匝，不满层匝数450匝，共分16层

⑶导线规格：选用高强度缩醛漆包圆铜线（QQ-2）,导线漆包线最大外径mm 绝缘厚度为mm

⑷线圈导线面积：2mm

⑸电流密度：2/mm A

⑹高压绕组尺寸计算

①高压线圈轴向高度：

()[]zh th c b t q K B W n B H ++?=1 （2-14）

式中：t B -包绝缘后的绝缘导线宽度()mm ，如采用圆导线，则为绝

缘导线直径()t D ；

th B -当导线沿幅向2根并联()2=b m 时，需在每层的2

1处进行一次换位，而使线圈轴向增加一根绝缘导线宽度

t th B B =；如1=b m （无换位）时，则0=th B ；

b n -沿线圈轴向导线的并联根数

c W -每层匝数；

zh k -圆筒式线圈轴向裕度系数。

()1.044146010 1.12539.038q H mm =??++?=???? 取539mm

高压线圈电抗高度：

b t q k n B H H ?-= （2-15）

式中：q H -圆筒式线圈轴向高度()mm

t B -两端出头的绝缘导线宽度或绝缘导线直径()t D

b n -导线沿线圈轴向的并联根数

539 1.0441537.956k H mm =-?=

②高压线圈幅向厚度

∑∑+=cy qy q A B B （2-16）

式中：∑qy B -油道两侧的所有线圈幅向厚度之和

∑cy A -线圈层间所有轴向油道厚度之和

油道每侧的幅向厚度

()[]

f d d z z c cy b t qy k C C m m A B ?+?+?=ξξδ （2-17） 式中：t A -包绝缘后的绝缘导线厚度()mm ，如采用圆导线，则为

绝缘导线直径()t D ；