树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算文档格式.docx
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7)計算繞組的軸向高度及輻向尺寸。
計算繞組幾何高度、電氣高度及窗高。
8)計算絕緣半徑,確定變壓器中心距M0,高、低壓繞組平均匝長L。
9)初算短路阻抗無功分量,大型變壓器無功分量值應與短路阻抗標準值接近。
10)計算繞組負載損耗,算出短路阻抗有功分量(主要指中小型變壓器),檢查短路阻抗是否符合標準規定值。
11)計算繞組對油溫升,不合格時,可調整導線規格、或調整線段數及每段匝數的分配,當超過規定值過大時,則需要調整變更鐵心柱直徑。
12)計算短路機械力及導線應力,當超過規定值時,應調整安匝分佈或加大導線截面。
13)計算空載性能及變壓器總損耗,計算變壓器重量。
3.3樹脂澆注幹式變壓器設計的詳細計算
本畢業設計主要任務為設計SCB10-1000/10B變壓器。
3.3.1技術條件
產品型號:
SCB10-1000/10
額定容量:
1000kVA
電壓比:
(10±
5%)/0.4kV
頻率:
50Hz
聯結方法:
Dyn11
額定電壓電流:
高壓側1000V/57.74A低壓側400V/1443.38A
短路阻抗:
6%
空載損耗:
2200W
負載損耗:
8180W
矽鋼片牌號:
Q120-30
執行標準:
GB/T10228,GB6450
3.3.2鐵心計算
鐵心直徑:
Pt為三相變壓器每相容量,故Pt=Pn/3=1000/3kVA
K為經驗係數,取K=57
根據經驗公式:
D=K=57=243.5mm
由於鐵心直徑的位數取0或者是5,所以變壓器的鐵心直徑為:
D=245mm。
鐵心淨橫截面積:
根據公式,計算可得:
=471.196cm2。
3.3.3繞組計算
初選磁密:
=1.50T
初算匝電壓:
f=50Hz鐵心淨橫截面積經查表得出:
At=436.306cm2
由公式,計算可得=14.5435V
低壓匝數:
因為低壓側是Y接,故,計算可得=15.883,
由公式,取整得W=16
重算匝電壓:
V
重算磁密:
高壓匝數:
高壓繞組一般均設有分接線匝,這樣就應根據各分接的相電壓求出各分接匝數
高壓側D接故=10000V
高壓繞組為調壓,共3級
則==10500V
==10000V
==9500V
由公式,計算可得
取整:
W1=727W2=693W3=658
電流:
a、高壓側D接,,
計算可得
b、低壓側Y接=,,
計算可得
⑧低壓繞組計算:
從澆注幹式變壓器的設計、工藝和生產現狀來看,低壓繞組一般採用箔式繞組結構。
箔式繞組,一層就是一匝,也就是只有一段,每段的長度即為導線寬度795mm。
同時,根據實際需要,我們選低壓側端絕緣為10mm,空氣距離為45mm,層間絕緣為0.18mm
表面絕緣0.36mm.前面已經計算出總匝數為16,我們可以分為三層(5+5+6=16),相臨兩層之間加氣道,氣道厚度分別為8mm和10mm。
具體計算如下:
-1初選電流密度:
=2.0A/mm2
-2算導線截面積:
,
根據計算得出的導線截面積,查表找出最接近的導線規格。
-3選線規:
1.01795∥802.95,導線截面積=802.95mm2
-4重算電流密度:
由公式:
,計算可得
-5低壓繞組軸向尺寸計算:
795——箔式導線高度,即軸向長度,mm
+10×
2——端絕緣高度,mm
815——繞組軸向總高度,mm
+45×
2——繞組到上下鐵軛距離,mm
905——鐵心窗高,mm
-6低壓繞組輻向尺寸計算:
輻向有16層,被兩個氣道隔開,分為:
5層、5層、6層
1.011.01——箔式導線厚度,mm
×
5×
6——總層數
5.056.06
+0.18×
4×
1.1+0.18×
5×
1.1——絕緣總厚度(=(-1)×
層絕緣緣),mm
5.8427.05
×
(1+2%)×
(1+2%)——輻向裕度取2%
5.958847.191
+0.36+0.36×
2——表面絕緣厚度,mm
6..31884(6.31)7.911(7.91)
低壓繞組輻向總厚度:
6.31+8+6.31+10+7.91=38.5mm
低壓繞組輻向總厚度=5層輻向厚度+氣道1厚度+5層輻向厚度+氣道2厚度+6層輻向厚度單位mm
高壓繞組採用分段層式繞組,前面已經計算出高壓繞組的匝數為727-693-658,計算時,用最大的匝數727來計算。
高壓繞組可分為4段,每段182匝,,分7層,每層26匝,中間夾一個氣道(3+4+0=7)。
另外其餘參考數據如下:
表面絕緣3.00mm,段間距離20mm,端間距20mm,空氣距離45mm,氣道厚度為16mm。
=2.0A/mm2I=
-3選線規:
3.00×
6.30∥0.16,導線截面積=1×
18.35=18.35mm2
-4重算電流密度:
-5高壓繞組軸向尺寸計算
高壓線圈軸向電氣長度=帶絕緣高壓線圈導線寬度×
(每層匝數+起末寬度)×
軸向裕度×
段數+(段數-1)×
段間距單位mm
高壓線圈軸向幾何長度=高壓線圈軸向電氣長度+2×
端絕緣
高壓線圈窗高=高壓線圈軸向幾何長度+2×
空氣距離=高壓線圈軸向電氣長度+2×
端絕緣+2×
空氣距離單位mm;
6.30
+0.16
6.46——帶絕緣導線寬度,mm
(26+1)——每層匝數加上起末頭高度,mm
174.42
1.02——軸向裕度,單根導線取2%
177.91(178)——每段長度(取整數),mm
4——總共有4段
712
+20×
3——3個段間距
772(775)——軸向長度,mm
+45×
2——空氣距離,mm
865
+20×
2——端間距,mm
905——鐵心窗高,mm
-6高壓繞組輻向尺寸計算
輻向有7層,被一個氣道隔開,分為:
3層、4層
3.003.00——箔式導線厚度,mm
3×
4——總層數
9.0012.00
+0.56×
2×
1.1+0.56×
3×
10.23213.848
10.436614.125
1.1+3.00+0.56×
1.1+3.00——表面絕緣厚度,mm
15.2818.97
高壓繞組輻向總厚度:
15.28+16+18.97=50.3mm
3.3.4繞組絕緣半徑及平均匝長的計算:
前面已經計算出,鐵心直徑D=245mm,則鐵心外接圓半徑R0=235/2=122.5mm
其餘相關數據如下:
低壓-鐵心:
10mm高壓-低壓:
40mm相間距離:
41mm
122.5——鐵心外接圓半徑R0,mm
+10——低壓繞組至鐵心距C,mm
132.5——低壓繞組內半徑R2,mm
+38.5——低壓繞組輻向厚度B2,mm
171——低壓繞組外半徑R3,mm
+40——高低壓繞組間主絕緣距a12,mm
(211-3-0.5)207.5——高壓繞組內半徑R4,mm
+50.0——高壓繞組輻向尺寸B3,mm
257.5(258)——高壓繞組外半徑R5,mm
2
516——高壓繞組外徑D,mm
+41——相間距離(幹變取40左右)A,mm557
-3.00×
2——高壓線圈表面絕緣,mm
551(550)——鐵心柱中心距離(為10或5的倍數)M0,mm
鐵心柱中心距離=高壓繞組外徑+相間距離-2*高壓繞組表面絕緣;
故:
低壓線圈內徑:
265外徑:
342
高壓線圈內徑:
415外徑:
516
中心距:
550(單位mm)
繞組平均匝長l的計算:
高壓繞組;
低壓繞組;
平均匝長Lm=(Lm1+Lm2)/2;
=1462mm(取整)
=953mm(取整)
3.3.5參考溫度(120)下繞組每相電阻及導線重量的計算
——
高壓繞組電阻(120℃):
;
;
高壓繞組銅導線重:
所以Cu11=207kgCu12=316kgCu13=0
高壓繞組導線重:
Cu1=207+316=523kg
高壓繞組電阻損耗(120℃):
低壓繞組電阻(120℃):
低壓繞組導線重:
Cu2=91+99+132=322kg
低壓繞組電阻損耗(120℃):
導線總重:
523+322=845kg
3.3.6負載損耗的計算
//H0:
窗高
//低壓額定電流
D=245mm//鐵心直徑
B0=D-5=245-5=240mm//B0:
最大片寬;
為省去查表麻煩,近似等
//Sb:
銅排截面積;
雜散損耗、引線損耗及附加損耗分別如下:
低壓繞組為箔繞,所以連接及附加損耗百分比KPsupPercent=0.006×
I2=8.66。
總負載損耗。
3.3.7樹脂、玻璃纖維重的計算
如果低壓為箔式:
纖維重
樹脂重
3.3.8空載損耗
//