手册 设计手册版实用手册.doc

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常州变压器厂CTW.ZZ.2001《电气计算通则》共15页第1页本规定适用于电压等级35kV或110kV,容量为3000kVA及以上电力变压器的电磁计算一铁心1铁心片材质通常按30Z140(30ZH120)设计，磁通密度：降压变B≤1.75T，升压变B≤1.72T；铁心三相三柱式，心柱与上下铁轭等截面.。接缝形式为450全斜接缝，铁心片长≤3.5m时不断轭不叠上铁轭，迭片系数0.97或0.975；断轭时片型长宽比≥2.5。2空载损耗Po.空载电流IoPo=(W)取0取X.XX式中：：硅钢片重量（kg）：附加损耗系数，现取为1.08。：硅钢片单位损耗（W/kg）硅钢片单位激磁容量（VA/kg）：变压器额定容量（kVA）说明：　一般空载损耗计算值≤标准值或用户要求值，　　　　3　硅钢片重：GF=(3Hw+4Mo)At×7.65×10-4+G△(kg)取整数　　　式中：Hw：窗高（mm）尾数取0或5Mo：相邻铁心柱中心距（mm）;尾数取0或5GΔ：角重；At：心柱净截面积（cm2）硅钢片比重：7.65kg/dm34每匝电压：f=50Hz时：(伏/匝)取，XXX式中：et:匝电压Bt:磁通密度（T特斯拉）At:心柱净截面积(cm2)二线圈和主纵绝缘1导线(1)普通线规一般a≤3，分接区最大线规不大于4×16；组合导线内线厚a≤2.5，最多可以3根组合后4股并绕，组合后的导线尺寸需满足b/a＞1.3，线规见《变压器设计手册》。用于调压线圈时，最大线规不超过5.6X14，调压线圈不得使用组合导线，必要时可以选用自粘性换位导线；高压线圈的分接区同样不得使用组合导线；中、低压线圈必要时亦可采用（2PC+2PC）的组合导线。注：对于组合导线采用2根组合后3股并绕的型式时，其换位如下：在1/3、2/3匝数处进行ξ、η换位，在1/2匝数处进行组合导线内部换位；（参见SSZ10-50000/1102709的高压线圈）对于组合导线采用2根组合后3股并绕的型式时，其换位如下：在1/3、2/3匝数处进行三相输电线式换位，同时进行组合导线内部换位；（采用3根组合后3股并绕的型式类同，参见4807中压）对于组合导线采用3根组合后4股并绕的型式时，在1/3、2/3匝数处进行特殊换位，在1/2匝数处进行两股组合导线一起进行的特殊换位；（可参见SFPSZ9-150000/2204809的中压线圈）(2）铜导线电流密度J≤4A/mm2注意：线规一般范围为螺旋式b/a=2~6，连续式b/a=2.5~62电压比校核：(伏/匝)取.XXX 《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第2页Uxg，=WDG.etUxg，—Uxg=电压比偏差额定分接≤±0.25%，必要时可放宽为≤±0.35%；Uxg其余分接≤±0.5%，必要时可放宽为≤±0.80%；式中:Uxg:：相电压（标准值）Uxg，：计算的相电压；WD：低压线圈匝数取整数；WG：高压线圈匝数取整数；说明：（1）各分接标准的线.相电压按“白封面”变压器设计手册P3表2-117级有载调压其线、相电压按下表；（2）与不同低压线圈配合的高压线圈允许设计二个基本线圈以满足电压比关系的要求。表一17级±8X1.25%各分接标准电压电压+10%+8.75%+7.5%+6.25%+5%+3.75%+2.5%+1.25%额定值V-1.25%-2.5%-3.75%-5%-6.25%-7.5%-8.75%-10%1.2的差值线121000119630118250116880115500114130112750111380110000108630107250105880104500103130101750100380990001375相6986069070682706748066680658906510064310635106272061920611306034059540587505795057160794线1331001315901300701285601270501255401240201225101210004494901179801164601149501134401119301104101089001512相768507597075100742207335072480716107073069860689806811067240663706549064620637506287087317级±8X1.5%各分接标准电压电压+12%+10.5%+9%+7.5%+6%+4.5%+3%+1.5%额定值V-1.5%-3%-4.5%-6%-7.5%-9%-10.5%-12%1.52的差值线12320012155011990011825011660011495011330011165011000010835010670010505010340010175010010098450968001650相7113070180692206827067320663706541064460635106256061600606505970058750577905684055890952110kV主绝缘：（注：此处1PC系指用DLZ-U电缆纸每边包一层，厚度为0.083mm）1.内线圈到铁心19（内线圈为6、10kV级）内线圈到铁心29(内线圈为35kV级)2.高压端部进线高–中≥39；高压包纸6PC或（2PC+4PC），中压线圈包纸3PC；高–低≥42时；高压包纸6PC或（2PC+4PC），低压线圈包纸3PC；42>高–低≥38时；高压包纸6PC或（2PC+4PC），低压线圈包纸4PC；高–高调≥45；且调压上端至高压线圈上端≥50，下端至高压下端≥50；高压调压线圈包纸12PC；高压调压线圈采用单层圆筒式；高调通常放置在高压线圈外侧；在设计阻抗大于等于20%的变压器时，可以考虑把高调放在高压与低压之间。高调-中调，高压40KV中性点时不小于24，60KV中性点时不小于33；高压调压线圈包纸12PC；高压调压线圈采用单层圆筒式；高压调压线圈采用分段单层圆筒式；高压中部进线高–中≥40；高压包纸6PC或（2PC+4PC），中压线圈包纸3PC；高–低≥40时；高压包纸6PC或（2PC+4PC），低压线圈包纸3PC；3·中.低主空道如中压带分接采用独立的中压调压线圈,一般电密≤3.9A/mm2低压线圈垫块伸出线圈最少6.5,主空道最小为22,中压撑条最小取6.5，中压线圈硬纸筒4mm；注:22=9+4+9；如中压不带分接,变压器则无中压调压线圈.中压调压线圈一般设置在最外侧；如果出于特殊的考虑，也可以设置在紧靠铁心的最内侧；另外还可以把中调和高调两个线圈在轴向上堆砌，以缩小铁心尺寸。 《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第3页4.相间距中部出线无载≥45，端部出线无载≥55有载时不论40kV或60kV中性点均不小于30。对于35kV变压器，不论有载或无载，相间距不小于27；5.铁轭绝缘（1）双圈变压器上铁轭绝缘高压端部进线≥60高压中部进线≥55下铁轭绝缘：95（低压或中压线圈为螺旋式时）；90（低压及中压线圈为连续式时）；（2）三圈变压器上铁轭绝缘≥60，且低压尽可能穿出辅助压板和下铁轭垫块，当低压在辅助压板下出线时大压板允许开槽,深10.下铁轭绝缘≥95，低压出头至高压末端(或中压末端)50以上。（3）压板厚一般≥60，当容量≥50000kVA或机械力≥50t时取70厚压板压板与上铁轭间隙63000kVA以上取3563000kVA及以下取30110kV纵绝缘1匝绝缘35kV线圈带分接段四段抽六个分接头时为5PC；中.低压线圈导线宽度≥12.5时匝绝缘为4PC；中压调压线圈为连续式时，包纸4PC；中压调压线圈为单层圆筒式时，包纸15PC；中压调压线圈为分段单层圆筒式时，包纸6PC；高压调压线圈为双饼连续式时，包纸6PC；2油道对中压线圈首末端必须各有1个5.4的油道，通常另需5个6.4的挡油板油道。对低压线圈首末端通常必须5个6.4的挡油板油道，可以不设置其他放大油道。如首端线饼处有小角环，则相邻油道必须≥5.4,中压及高压分接段处油道为2.7、2.7、5.42.7、2.7；高压中部出线,全部连续式；分接段采用纠结式。高压端部出线,容量大于10000kVA时高压线圈连续式。当容量≤10000kVA时,采用纠结连续式，首端普纠或部分纠8段；高压不论中部出线或端部出线，由首端起最少依次1个6.4、1个5.9、6个5.4油道；其中6.4、5.9为含U形垫块的油道；末端至少放置2个4.05油道；中部进线时总段数不少于2X38段；端部进线时总段数不少于68段；在线圈纵绝缘强度许可的前提下，所有线圈的基本油道按以下规定：（适用于自然油循环风冷及自冷的线圈）线圈辐向（mm）不设挡油板时的最小油道（mm）设置挡油板时的最小名义油道（mm）50以下3.61.850~654.51.865~855.42.2585~1156.32.7115~1306.83.15130~1456.83.6145~1857.24.95当线圈冷却方式为强迫油循环时，必须设置挡油板，最小名义油道为2.7；6线圈计算（1）一般规定a导线匝绝缘按公称厚取整计算。如4PC按（4X0.083X2=0.664）取0.67计算；b外部线圈，如为组合导线则为分数匝；如为组合导线则为分数匝；线圈首末段尽量设置不满匝；在组合导线内部换位及输电线式特殊换位处亦尽量设置不满匝。 《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第4页c内柱.中柱线圈（不包括螺旋式）的连续式绝大多数为分数匝，一般为（n-1）/n，个别在不影响主绝缘和散热时，允许采用换位处辐向高出一根导线的正整数，起末端匝数≤(W-1)+；式中：W：计算辐向尺寸的名义匝数（整数）。n：撑条数。X按下表线圈型式连续式普通纠插花纠并饶根数12345681223X内线圈1234523外线圈1(0)2(1)3(2)4(3)5(4)02(1)3(2)每段匝数1415161718192021222324252627282930纠结匝数1111131313151515171717191921212123注：括号外的数值出头处辐向不高，括号内的数值出头处辐向高出一根导线；d：一般平尾垫块宽度选择：所有线圈的垫块宽度均为35；内线圈及中柱线圈的垫块档数参照铁心表；外柱线圈的垫块档数按内柱线圈垫块档数加4或加8确定；在必要情况下，线圈的垫块档数可采用14、18、22、26等非标档数；所有线圈均加外撑条；内柱及中柱线圈均加辅助撑条，但当线圈采用自粘性换位导线时，该线圈可以不加辅助撑条；作为三线圈变压器的内柱线圈，外侧同样加外辅助撑条，此时内柱与中柱的主间隙中的油隙撑条必须相应加倍。标准垫块厚度为：2.7、3.15、3.6、4.05、5.4、6.3、7.2；垫块压缩系数：2.5~6%，控制不超过6%；匝绝缘的轴向压缩系数：饼式线圈匝绝缘同垫块压缩；当线圈为单层圆筒式时，匝绝缘压缩10%。例：6PC匝绝缘：1.0×0.9=0.9；e：75°C时导线电阻率ρ=0.0209部分纠规定：通常纠结部分匝数≥70%，且为奇数匝；也可采用特殊的阶梯部分纠；.f：高压线圈的导线长度（m）极限负分接长度=整数化计算长度+2（高压线圈本体带分接段，正常段与分接段采用不同线规）额定长度=整数化计算长度+1g：中压线圈的导线长度(m)极限负分接长度=计算长度+1.5（中压线圈本体带分接段，正常段与分接段采用不同线规）额定长度=计算长度+1.5h：低压线圈的导线长度(m)三圈导线长度=计算长度+2双圈导线长度=计算长度+2（2）辐向尺寸：尾数为整数或0.5（≥0.25.<0.75取0.5，≥0.75进1，<0.25舍去）a：连续式：绝缘导线厚度×并绕根数×每段匝数×1.03（1.02）；b：单螺旋、单半螺旋：绝缘导线厚度×并绕根数×1.015+1.5；c：双螺旋、双半螺旋：绝缘导线厚度×1/2并绕根数×1.03；d：内屏、纠结、部分纠结式：绝缘导线厚度×并绕根数×每段匝数×1.05（1.04）；注：1.015、1.03、1.05为普通导线，1.02、1.04为组合导线；（3）轴向尺寸：尾数为0或5（变压器各线圈应尽量设计为电抗高度相等）a：纠结、连续式：H=压缩后的绝缘导线轴向尺寸×段数+油隙压缩后的尺寸（当有静电板时再加静电板尺寸）b：单螺旋、单半螺旋式：H=绝缘导线轴向尺寸×（匝数+4）+油隙压缩后的尺寸； 《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第5页c：双螺旋、双半螺旋式：H=绝缘导线轴向尺寸×2（匝数+1）+油隙压缩后的尺寸（4）电抗高度（HK）：a：连续纠结式：HK=H（不包括静电板高度）b：单螺旋、单半螺旋式：HK=H－（1根绝缘导线轴向尺寸）－（首端第一油道尺寸）c：双螺旋、双半螺旋式：HK=H－（2根绝缘导线轴向尺寸）－（首端第一.二油道尺寸）双双螺旋及单层圆筒式以此类推。注：在设置螺旋式线圈的油道时，应使首末端的前两个油道相同；对于普通导线及自粘性换位导线绕制的双螺旋线圈，旋内油道应保持不变，同时应使首末端的前两个油道相同；特注：自粘性换位导线适于绕制的线圈形式有：特殊的半回卷连续式（必须两股并绕，正常段绕匝）；单螺旋式（不再进行242等其他换位）；双螺旋式（必须2N-1股并绕，参见TD2462-177、178）；单层圆筒式；连续式（单股并绕时正常段绕匝，两股并绕时正常段绕匝）（5）线段标号：高压：A、B：起绕端内径垫纸条的纠结段；C：正常纠结段；D：部分纠结段；（另：A、B、C、D亦用于表征内屏蔽线段）E：正常连续段；F、G：不满匝数；H或H1.H2：调压段；中压：P：正常段；Q、R、S：不满匝段；T或T1.T2：调压段；低压：K：正常段；L、M、N：不满匝段；注：不满匝段的匝数通常不得少于正常段的2/3（6）线圈数据：a：相电压和线电压按表一值b：额定相电流IN（单位.A）十位取：XX.X百位取：XXX.X千位取：XXXXc：导线截面A=nAx（并联根数×单根导线截面）（mm2）取XX.XXd：电流密度J=IN/AA/mm2取X.XXXe：平均匝长Lp(m)：按平均半径，取X.XXXf：电阻R取4位有效数：如：1.386，0.01386g：电阻损耗：Pr=3IN2R尾数取0h：导线重量：G=3gLA10-3(kg)取整数比重g：g铜=8.9g铝=2.7纸包扁线绝缘重量占导线重量百分数按下式：扁铜线：说明：t为导线每边绝缘名义厚度(mm)，如匝绝缘4PC，t=0.67/2=0.335；Ax为单根导线截面（mm2）。三阻抗电压1.计算公式按”白封面”变压器设计手册P57；同时应使用TAD2116进行阻抗计算以作对比。2.洛氏系数3.附加电抗系数：容量≥25000kVA，K=0.98，但中低阻抗计算时不包括在内；4.计算偏差≤2%，阻抗取值X.XX% 《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第6页mb12102401646080188008020129024242867202855296032967680mb41805504611207216083780四.负载损耗：1.计算值不宜超过标准值或用户要求。出于经济性等原因应控制不大于+2%标准或用户要求2.附加损耗计算：（1）完全换位时涡流损耗的平均值占电阻耗的百分数（按75°C时计算），即涡流损耗系数Kw式中：a：垂直于漏磁方向裸导线宽度（mm）：线圈电抗高度（mm）m：垂直于漏磁场方向导线根数n：平行于漏磁场方向导线根数K：系数，铜K=3.95.连续式线圈当导线并绕根数mb≥4时，应计算不完全换位产生的涡流损耗。涡流损耗系数Kb铜：C1=0.197式中：为每匝并联导线数.其余符号同（1）（2）单.单半螺旋式线圈.并联根数为4的倍数时，采用“242”换位，其它采用“424”换位，技术条件引用不同，线圈的并联根数应尽可能采用4的倍数，当其并联根数mb≥12根时，尚应计算不完全换位产生的涡流损耗。涡流损耗系数Kb铜：C2=0.1233.引线损耗：（Py）双圈变压器按GB6451中Pk标准值的1.5%左右，三圈高中时按1%左右，其余均按1.5%左右。该损耗通常用于凑整而使负载损耗的数值的个位数及十位数均为零。《电气计算通则》CTW.ZZ.2001 共15页第7页4.杂散损耗：当f=50Hz时：尾数取0（当采用钢压板时，用1.0取代0.8）式中：Ux：电抗压降百分数，多组合时按最大值计算K：系数，当Ux≤10.5%时K=23/.Ux%；Ux>10.5时K=1.47：每柱磁通（Wb）；如为多组合，一般取最大值Hk：高压线圈高度（cm）（含静电板）：油箱周长（cm），有载变压器近似按无载变压器计算周长Rp：油箱平均半径，一般等于B/2，R⒓为主空道平均半径。以上计算适用于Ux≤12%的双线圈变压器及常规阻抗的三线圈变压器；计算Ux>12%的双线圈变压器时，Pz=0.04×Ux×Se，其中Se单位用kVA，Pz单位为W；同时应使用TD2216-1计算杂散损耗系数，针对不同的阻抗及结构结合实绩考虑。图（一）图（二）十七级有载a1>150a2>190φd=5285总负载损耗Pk=Pr+Pf+Py+Pz（w）尾数取0说明：（1）Pr.线圈的电阻总损耗，Pf相应的线圈附加损耗值（2）计算三线圈负载损耗时，应按双线圈分别计算“内柱—外柱”，“内柱—中柱“，“中柱—外柱”的负载损耗，但计算“内柱—外柱”时，还要加上3倍“中柱”涡流损耗。五油箱、温升及机械力1油箱尺寸估算：（1）油箱形式：上节油箱为梯形顶式和平顶式。（通常选用平顶式）（2）上轭上表面至箱顶距离：85（A相处）（3）垫脚高（下轭下表面至箱底）：75（4）外线圈对油箱壁最小参考尺寸：（单位：mm）按图（一）、图（二）容量电压kV尺寸8000~1600020000~3150040000~6300035a100120b140150110a170180180b150180200具体尺寸选取应根据产品要求确定《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第8页 2.温升计算：（见附录Ⅰ）注：如果用户没有特殊要求注：（1）自然油循环冷却方式油顶层对空气的温升计算值≤55K（2）线圈对油温升计算值≤25K3.安匝分布及机械力.导线应力计算：（使用TAD2111计算机械力及油箱、夹件等结构件的温升）（1）系统短路容量：电压等级（kV）6-1035110系统短路容量kVA0.5×1061.5×1068×106（2）导线许用应力：铝线：≤450kg/cm2(44Mpa).铜线：≤1600kg/cm2(156.9Mpa).（3）撑条宽d：当垫块宽35mm时，d一般取1.2cm.六重量计算1油重：（kg）（1）箱内油重：据具体情况计算（2）器身排油重：+开关油重注：如有有载开关，有载开关排油重为180kG电压35kV级：K1=7.8K2=4.5K3=1.85电压110kV级：K1=7.6K2=3.9K3=1.6（3）散热器油重按计算单计算散热器油重（4）储油柜油重按总油重4.5%~5%计算，查选储油柜得到储油柜油重。（另：开关储油柜中心低于主体储油柜中心200-800通常选用气囊式储油柜。（5）净油器油重净油器油重统一规定为100kG、140kG两种；具体为：5.392.013.2净油器A=1025油重102kG结构和硅胶重165kG（其中硅胶重100kG）；5.392.013.4净油器A=1465油重136kG结构和硅胶重214kG（其中硅胶重140kG），110千伏变压器通常选用100KG。（6）附加油重自冷产品取1.0t左右、风冷产品取0.7t左右；（注：一般采用片散直接挂油箱本体）（7）总油重（1）-（2）+（3）+（4）+（5）+（6）=002.器身重：器身重=K（硅钢片重+绝缘导线重）尾数取00式中：铜K=1.1253油箱（1）油箱各部分尺寸及材料规定如下：（钢板Q-235A）（单位：mm）a.上节油箱壁:瓦楞油箱：容量≥63000kVA为10，普通为8，瓦楞间距一般为520-590，（注：当油箱宽大于1750时，瓦楞间距一般520-560；反之，取550-590）b.上节箱沿：瓦楞油箱为20×220，普通油箱为20×150c.当油箱宽大于1750时，箱盖厚为25，其余可为20。d.下节槽壁：10000KVA及以下容量为12，一般为16，≥75000kVA可为20；上节油箱=1.3（箱壁+箱盖+箱沿）=00下节油箱=1.5（箱沿+箱底）=004.总重计算：（kg）杂类重：容量31500~63000kVA：自冷产品900~1000，风冷产品700~800;如有片散不挂本体而采用集油管时：1100~1200;侧吹导风筒：250kg（每只）总重=器身重+油重+油箱重+拆卸零件重=00拆卸零件重=散热器重+导风筒（风机）重+储油柜重+净油器重+杂类重=00加添油重=散热器油重+储油柜油重+净油器油重+顶下150油重+附加油重=00主体运输重=器身重+（油总重-加添油重）+油箱重=00《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第9页 附录Ⅰ（该附录中所示计算方法仅供参考的原国内传统方法，现行方法为根据TAD2133进行）温升计算:1线圈温升计算（适用于连续.纠结.螺旋式线圈）线圈对油平均温升必须小于等于25K；线段表面热负荷计算：单位热负荷以匝数最多的线段进行计算，其计算公式如下：式中：q-------线圈表面热负荷W/m2;K1-----系数，与材质温升有关；常取K1=21.4；I-------线饼中流过的电流，A；j--------线饼中的电流密度，A/mm2；W------线段中的匝数，当有分数匝时往上取整数，螺旋式线圈W=1;K2-----线匝绝缘校正系数；通常K2=1；K3-----线饼的遮盖系数：L------线饼外表面周长，各种线饼算法如下：（见附图Ⅰ）连续式与螺旋式：L=2(na1+b1)半螺旋式：L=na1+2b1线饼有内垫条时：L=2na1+2b1n-----线饼中导线并联根数；b1-----导线带匝绝缘宽度，mm;a1-----导线带匝绝缘厚度，mm;线圈对油的平均温升式中：Tx-----线圈对油平均温升，℃T△i--------线圈对油的温升，℃油浸自冷内线柱：T△i=0.41q0.6油浸自冷外线柱：T△i=0.358q0.6油浸风冷内外线柱：T△i=0.159q0.7T△j-------线圈绝缘校正温升：T△j=30.5×Q×（δ-0.48）上式中：Q即线圈表面热负荷，但单位为W/cm2;δ为线圈匝绝缘厚度，单位为mm。T△y-------油道校正温升T△y=Pq/1550见附图（“白封面”变压器设计手册P84附图）《电气计算通则》CTW.ZZ.2001共15页第10页 2.油浸自冷及风冷变压器油顶层温升计算A采用宽片散热器风扇侧吹时的油温升计算：A1油平均温升（ONAF）图1d1:线圈到箱底距离d2:散热器集油管中心至箱底距离i)当d2>d1时ii)当d2