单相和三相干式变压器的计算.doc

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1、单相和三相干式变压器的计算计算程序这里介绍电压低于500伏（试验电压为5千伏以下）、容量10-100千伏安的干式变压器的计算。计算前应已知额定容量Ps（千伏安）（指视在功率）、相数、频率f（赫）、额定电压U（伏）对于变压器是指线电压。当变压器一次侧加上额定电压Ux1后，空载时测得的二次侧电压Ux2就是二次侧的额定电压值）、连接方式和绝缘等级。具体的计算步骤是：1、计算一次侧与二次侧的电压和电流单相变压器：一次侧电流I1=Ps/U1二次侧电流I2=Ps/U2三相变压器：一或二次侧的线电压Ux、相电压Uxa；线电流Ix、相电流Ixa，电

2、压和电流变换公式如下：接法变换变换电压变换电流变换三相Y接Uxa=Ux/Ixa=Ps/Uxa三相△接Uxa=UxIxa=Ps/3Uxa2、计算铁芯截面铁柱的净面积St可根据经验公式决定。三相St=32（厘米2）单相壳式St=32（厘米2）（铁芯结构如图2-2（a）所示）单相芯式St=32（厘米2）式中：Ps——变压器额定容量，以千伏安为单位。（铁芯结构如图2-2（b）所示，须注意一、二次侧绕组应平分绕在二只铁柱上。）铁柱毛面积式中：KD——迭片系数，它与工艺和材料有关。对于厚度为0.35的冷轧硅钢片不涂漆取KD=0.94，热轧硅钢片

3、涂漆取KD=0.91；对厚度为0.5毫米的硅钢片，不涂漆取KD=0.96，涂漆取KD=0.93。多级阶梯形铁柱的外接直径，视在面积（毛面积）、净面积及各级尺寸如表2-13所示。铁柱面积确定后，接着计算铁轭截面Sy。为了降低空载电流，在一般情况下；单相壳式Sy≥1/2St（厘米2）单相芯式Sy=St（厘米2）当采用多级铁芯柱截面时，则Sy=(1.05-1.10)St（厘米2）三相三柱式Sy=(1.05-1.10)St（厘米2）铁轭高hy=Sy/KpT（厘米）式中：Kp——迭片系数；T——迭片厚（厘米）。铁芯柱窗高ho为绕组高加二倍主绝

4、缘距离（绕组互铁轭的距离），这个距离不仅要考虑电气强度，而且还要考虑绕组通风及使内绕组的引出线能顺利地引出等因素。试验电压5千伏以下的主绝缘最小距离（不分绝缘级别）如图2-38所示。对圆筒式绕组，此距离应包括端部绝缘（镶头）的高度。图2-38变压器的绝缘距离（图中数值均以毫米计）1、确定每匝电压et（伏/匝）et=4.44fBmSt*10-8（伏/匝）试中：Bm——铁芯柱内磁通密度（高斯）。对冷轧钢片Bm取13000-15000高斯，热轧钢片Bm取10000-13000高斯，容量小的Bm取小值，容量大的Bm取大值。2、计算绕组匝数W

5、=Uxa/et式中：W——一次侧或二次侧绕组匝数；Uxa——一次侧或二次侧的空载额定相电压。一般为了计算正确，先算出低压侧绕组的匝数，然后再按比例求出高压侧的绕组匝数。例如先求W2=Uxa2/ex（取W2为整数）再求W1=Uxa1/Uxa2*W23、计算绕组导线截面S=Ixa/j（厘米2）式中：Ixa——一次侧或二次侧相电流（安）；J——电流密度。一般对内绕组j=1.6-1.9安/毫米，外绕组j=2.4-2.8安/毫米，铝线电流密度相应降低30%左右。J与绕组结构、容量也有关，若平行绕制的应取小值；通风散热条件好的可取大值；容量小的

6、取小值，容量大的取大值。根据计算所得的导线截面S和线径d由漆包线规格表（表14-15）可查得所需牌号和导线规格。总之导线截面的最后确定应保证温升，损耗不超过允许值。4、计算绕组铜重（公斤）Gou=8.9LSW*10-3（公斤）式中：L——绕组平均匝长（厘米），L=∏d（d是绕组平均直径）S——绕组导线截面积（厘米2）；W——绕组匝数。由于未考虑引出线及绝缘的重量，所以在实际使用导线时一般还要适当增加5-10%的重量。1、计算铁重（公斤）各种不同铁芯结构的尺寸如图20-40所示。三柱铁芯式GFe=3*7.6*ho*St*10-3+2*

7、7.6*A*Sy*10-3（公斤）单相芯式GFe=2*7.6*ho*St*10-3+2*7.6*A*Sy*10-3（公斤）单相壳式（轭的截面是中心柱截面的一半）GFe=7.6(2ho+A)St*10-3（公斤）在裁剪硅钢片时，应力求使磁通方向与硅钢片的轧辗方向相同，特别对冷轧硅钢片更应注意这一点。以上是铁芯的净重，在实际使用时应加放裕量。安徽皖辉电气设备有限公司2008年7月7日