SG（B）10—630/10變壓器設(shè)計(jì)

黃斌

摘 要： 干式變壓器作為電力行業(yè)的重要設(shè)備之一，其發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)有著不可比擬的作用。

其本論文將主要涉及干式變壓器中浸漬式產(chǎn)品的其中一個(gè)代表SG（B）10/630型變壓器的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要涉及到變壓器主要技術(shù)參數(shù)的求解、變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、變壓器繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、變壓器絕緣結(jié)構(gòu)分析、變壓器的裝配流程與附屬裝置的布置幾大環(huán)節(jié)，并附有相應(yīng)的計(jì)算公式與圖片和表格。通過(guò)這些環(huán)節(jié)可以對(duì)浸漬式干式變壓器的設(shè)計(jì)有更深入的了解，希望本論文能對(duì)想要進(jìn)行有關(guān)浸漬式變壓器設(shè)計(jì)工作的人員提供相關(guān)參考，本設(shè)計(jì)不足之處還請(qǐng)大家提出意見并給予更正。

關(guān)鍵詞： 電力設(shè)備；澆注式變壓器；浸漬式變壓器

1. SG（B）10-630/10技術(shù)參數(shù)表

干式電力變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲，主要是鐵心硅鋼片的磁致伸縮和繞組導(dǎo)線或繞組間電磁力所產(chǎn)生振動(dòng)，以及冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)扇產(chǎn)生的。磁致伸縮是硅鋼片在變壓器勵(lì)磁時(shí)，在交變磁場(chǎng)作用下，硅鋼片尺寸交替地增大和縮小的現(xiàn)象，這是干式電力變壓器的主要聲源。對(duì)于噪聲，我國(guó)定制了干式變壓器噪聲水平標(biāo)準(zhǔn)（圖1—2）

2.干式變壓器的標(biāo)準(zhǔn)

（1）參考溫度；參考溫度是與溫度有關(guān)的技術(shù)參數(shù)。在額定容量與參考溫度下，繞組的最高溫升加20K，繞組最高溫升值與絕緣材料的耐熱等級(jí)有關(guān)。對(duì)于不同耐熱等級(jí)的干式變壓器的參考溫度，按干式電力變壓器GB645O—1986規(guī)定，如表1—3：

溫升限值

不同耐熱等級(jí)的干式變壓器繞組及其絕緣，在正常海拔高度，外部冷卻空氣溫度不超過(guò)規(guī)定的環(huán)境溫度時(shí)，具有一定的絕緣老化壽命的條件下，繞組溫升允許的最熱點(diǎn)溫度。各種絕緣材料可以單獨(dú)使用或組合使用，只要絕緣系統(tǒng)中的溫度不持續(xù)地超過(guò)額定條件下運(yùn)行的規(guī)定值即可。此外，對(duì)于指定的絕緣系統(tǒng)，其允許的最熱點(diǎn)溫度不應(yīng)使絕緣的電氣和機(jī)械性能受到損害。

絕緣水平

干式變壓器的絕緣水平是保證運(yùn)行可靠性的基本指標(biāo)，自然也是考核設(shè)計(jì)和制造工藝水平的重要指標(biāo)。干式變壓器的絕緣水平在國(guó)標(biāo)GB645O—1986中已有明確規(guī)定，但多數(shù)產(chǎn)品的絕緣水平都高于標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。根據(jù)干式變壓器遭受雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓的程度，中性點(diǎn)接地方式和保護(hù)裝置型式來(lái)選擇系列I或系列Ⅱ的絕緣水平。如上表。

3.鐵心直徑、截面積選取

通常以變壓器每柱容量求取鐵心直徑，對(duì)SG10—630＼10干變每柱容量為：

式中，KD為一經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，是所有常數(shù)合集，D為鐵心直徑；對(duì)于此時(shí)可以根據(jù)繞組為銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)KD查表1—8。

可知SG10—630＼10單相容量210kVA<315kVA，若使用銅繞組，則取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為62，可求得直徑D=KD236mm。

在求得直徑后，需要利用直徑去求鐵心截面，鐵心截面積形狀應(yīng)根據(jù)繞組的結(jié)構(gòu)確定，由前面介紹知道SG10干變繞組為心式變壓器繞組，為了適應(yīng)圓形繞組及充分利用繞組內(nèi)部空間，這里我們選取多級(jí)圓形截面作為其鐵心截面形狀。

確定形狀后，我們還需知道鐵心級(jí)數(shù)和鐵心的利用系數(shù)。所謂鐵心利用系數(shù)，就是鐵心柱截面積與其所對(duì)應(yīng)的鐵心柱外接圓面積之比。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)單框鐵心柱直徑與級(jí)數(shù)的關(guān)系，如表2一1所示

4..鐵心磁通密度與空載特性

⑴磁通密度

ez——每匝電勢(shì)，Ac已由前面求得。式2一1是變壓器中最主要的計(jì)算公式之一，它表明了變壓器電與磁的基本關(guān)系，這里需要對(duì)磁密進(jìn)行一個(gè)初選值，Bc值的選擇是本產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的重要數(shù)據(jù)。對(duì)本變壓器而言，因?yàn)殍F心是靠空氣冷卻，因此其冷卻效果比油浸式變壓器要差。為使鐵心溫升不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，不宜磁密選取得過(guò)高，可由下表給出數(shù)值進(jìn)行參考

①電流密度初選

電流密度的選擇，將直接影響負(fù)載損耗、溫升、短路機(jī)械力和有效材料的消耗量。對(duì)本產(chǎn)品采用銅繞組為導(dǎo)線材料，可由浸漬式電流密度估算表選取電流密度初選值。具體數(shù)據(jù)如下表：

參考文獻(xiàn)

[1]GB1094.5一1985電力變壓器承受短路能力.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1986.

[2]GB645O一1986干式電力變壓器.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1986.

[3]GB/rrlO228一1997干式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.