3600KVA整流變壓器設(shè)計(jì)

1、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3600kva 整流變壓器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 滕 正 福 學(xué)生學(xué)號(hào)： 200310829043 院（系）： 電氣信息工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 2003 級(jí)電氣工程與自動(dòng)化指導(dǎo)教師： 潘慧梅 副教授 二七年六月摘 要在現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)中，廣泛地采用電力作為能源。而在冶金工業(yè)、電化學(xué)工業(yè)、牽引、傳動(dòng)、直流輸電等許多行業(yè)中都大量使用直流電源。將交流電轉(zhuǎn)化為直流電就需要整流裝置，整流變壓器就是整流裝置用的變壓器，因此研究整流變壓器及其設(shè)計(jì)有較深遠(yuǎn)的意義。本課題結(jié)合具體實(shí)際工程參數(shù)，主要通過(guò)對(duì)整流電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、鐵心設(shè)計(jì)、線圈設(shè)計(jì)、損耗計(jì)算、阻抗電壓計(jì)算、變壓器各部分重量和溫升

2、計(jì)算等，設(shè)計(jì)出一臺(tái)滿(mǎn)足實(shí)際工程參數(shù)并具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的整流變壓器。關(guān)鍵詞 直流電源，整流變壓器，實(shí)際工程參數(shù)，設(shè)計(jì).abstractin the modernized industrial enterprise, the electric power is one of the most main energy. but in the metallurgical industry, the electrochemistry industry, the hauling, the transmission, the direct current transmission and so on, in

3、 many professions the direct-current power supply is widely utilized. exchanging the alternating current to the direct current needs the rectifier unit, the rectification transformer is this rectifier unit. therefore researching and designing rectification transformer have the profound significance.

4、 this topic union specifically is according to project parameters, mainly through to the rectification electric circuit design, the parameter computation, the iron core design, the coil design, the loss computation, the impedance voltage computation, the weights of the transformer and the ascension

5、of temperature computation and so on. designing a rectification transformer which is satisfied the actual project parameters and has practical application value.key words power transformer, present situation, actual project parameter, design.目 錄摘摘 要要.iabstract.ii1 1 緒論緒論.11.11.1 概論概論.11.21.2 課題背景課題背

6、景.12 2 變壓器原理變壓器原理.22.12.1 基本工作原理基本工作原理.22.22.2 變壓器的主要參數(shù)變壓器的主要參數(shù).32.2.1 額定電壓.32.2.2 額定容量.32.2.3 額定電流和頻率.42.2.4 空載電流和空載損耗.42.2.5 阻抗電壓和負(fù)載損耗.43 3 整流變壓器整流變壓器.53.13.1 整流變壓器及其結(jié)構(gòu)整流變壓器及其結(jié)構(gòu).53.23.2 整流變壓器特點(diǎn)和用途整流變壓器特點(diǎn)和用途.63.33.3 整流變壓器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)整流變壓器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).84 4 設(shè)計(jì)材料與基本參數(shù)設(shè)計(jì)材料與基本參數(shù).94.14.1 設(shè)計(jì)的原始材料和要求設(shè)計(jì)的原始材料和要求.94.24

7、.2 基本參數(shù)的確定基本參數(shù)的確定.94.2.1 設(shè)計(jì)前可知的技術(shù)參數(shù).94.2.2 基本參數(shù)換算.104.2.3 整流電路的選取.114.2.4 三相橋式整流電路的基本原理.114.2.5 空載整流電壓計(jì)算.125 5 主要尺寸的確定主要尺寸的確定.145.15.1 材料的選擇材料的選擇.145.25.2 鐵心直徑的選擇鐵心直徑的選擇.146 6 繞組設(shè)計(jì)繞組設(shè)計(jì).166.16.1 每匝電壓每匝電壓.166.26.2 高低壓繞組匝數(shù)確定高低壓繞組匝數(shù)確定.166.36.3 電磁線選擇電磁線選擇.176.46.4 線圈的排布和尺寸確定線圈的排布和尺寸確定.186.4.1 線圈和排列.186.4

8、.2 線圈的排布.196.4.3 線圈尺寸的確定.196.4.4 高低壓間絕緣距離.216.4.5 絕緣半徑.216.4.6 高、低壓繞組的平均匝長(zhǎng)及總長(zhǎng).226.4.7 每相電阻.236.4.8 三相導(dǎo)線重.236.4.9 包絕緣后的導(dǎo)線重.236.4.10 線圈電阻損耗、負(fù)載損耗計(jì)算.246.4.11 阻抗電壓計(jì)算.247 7 鐵心設(shè)計(jì)鐵心設(shè)計(jì).267.17.1 鐵心距離計(jì)算鐵心距離計(jì)算.267.1.1 鐵心窗高.267.1.2 心柱中心距.267.1.3 鐵軛高.267.1.4 軛截面.267.27.2 鐵心重鐵心重.267.37.3 磁通密度計(jì)算磁通密度計(jì)算.277.3.1 總磁通.2

9、77.3.2 心柱磁通密度.277.3.3 軛磁通密度.277.47.4 單位損耗及勵(lì)磁伏安單位損耗及勵(lì)磁伏安.277.57.5 鐵損計(jì)算鐵損計(jì)算.287.67.6 空載電流計(jì)算空載電流計(jì)算.288 8 溫升計(jì)算溫升計(jì)算.298.18.1 溫升的計(jì)算溫升的計(jì)算.298.28.2 諧波電流引起的附加損耗所產(chǎn)生的溫升諧波電流引起的附加損耗所產(chǎn)生的溫升.30結(jié)論結(jié)論.31參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).32致謝致謝.331 緒論1.1 概論1變壓器中電力系統(tǒng)中的作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則能把高電壓變?yōu)橛脩?hù)所需要

10、的各級(jí)使用電壓，滿(mǎn)足用戶(hù)需要。發(fā)電廠欲將的電功率輸送到用電的區(qū)域，在 p、為一定值時(shí)，若采用的電cos3uip cos壓愈高，則輸電線路中的電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節(jié)約導(dǎo)電材料。 所以遠(yuǎn)距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟(jì)的。目前，高壓直流輸電也得到大力的發(fā)展，這也促進(jìn)著整流變壓器向更高層次的發(fā)展。目前，我國(guó)交流輸電的電壓最高已達(dá) 500kv。這樣高的電壓，無(wú)論從發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行方面或是從制造成本方面考慮，都不允許由發(fā)電機(jī)直接生產(chǎn)。 發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般有 3.15kv、6.3kv、10.5 kv、 15.75 kv 等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠(yuǎn)距離輸送。電能輸送到用電

11、區(qū)域后，為了適應(yīng)用電設(shè)備的電壓要求，還需通過(guò)各級(jí)變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類(lèi)電器所需要的電壓值。 在用電方面，多數(shù)用電器所需電壓是 380v、220v 或 36 v，少數(shù)電機(jī)也采用3kv、6kv 等。1.2 課題背景2 現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)，廣泛地采用了電力作為能源，電能都是由水電站和發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)化出來(lái)的。發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的電根據(jù)輸送距離將按照不同的電壓等級(jí)輸送出去，就需要一種專(zhuān)門(mén)改變電壓的設(shè)備，這種設(shè)備叫做“變壓器” 。整流變壓器屬于交流變壓器的一種。電力變換分為整流、逆變和變頻三種。整流是由交流電變成直流電，其變壓器稱(chēng)為整流變壓器。逆變是由直流電變?yōu)榻涣麟?，其裝置稱(chēng)為逆變器。變頻

12、是專(zhuān)門(mén)改變交流電頻率的，其裝置稱(chēng)為變頻器。其中整流的用途最為廣泛。整流變壓器是整流元件的電源變壓器，與整流元件一起把交流電變?yōu)橹绷麟?。整流元件有電子整流管和離子整流管（包括真空管、充氣管、閘流管和貢弧整流器）以及半導(dǎo)體整流器（硒整流器和硅整流器、晶閘管等） 。2 變壓器原理2.1 基本工作原理在一次繞組上外施一變流電壓便有流入，因而在鐵心中激勵(lì)一交流磁通，1u0im磁通同時(shí)也與二次繞組匝鏈。由于磁通的交變作用在二次繞組中便感應(yīng)出電勢(shì)mm。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，繞組的感應(yīng)電勢(shì)正比于安的匝數(shù)。因此只要改變二次繞ze組的匝數(shù)，便能改變電勢(shì) 的數(shù)值，如果二項(xiàng)繞組接上用電設(shè)備，二次繞組便有電壓ze輸出，

13、這就是變壓器的工作原理，其原理圖如圖 2.1。 abm121i1u1s122s2ulz2in1n2圖 2.1 變壓器工作原理圖在原線圈（一次繞組）上加交變電壓，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)原線圈，也穿過(guò)副線圈（二次繞組） ，在原、副線圈中都要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果副線圈電路是閉和的，在副線圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量。這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)副線圈，也穿過(guò)原線圈。在原、副線圈中同樣要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象?；ジ鞋F(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。由于互感現(xiàn)象，繞制原線圈和副線圈的導(dǎo)線雖然不相連，電

14、能卻可以通過(guò)磁場(chǎng)從原線圈到達(dá)副線圈。假設(shè)初次、次級(jí)繞組的匝數(shù)分別為、,當(dāng)變壓器的初級(jí)接到頻率為 ，電壓1n2nf為的正弦變流電源時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，鐵心中的交變磁通 將分別在一、二次1v繞組中感應(yīng)出電勢(shì)。一次繞組感應(yīng)電勢(shì)為： 式t11ddne（2.1）式中的為磁通的變化率，負(fù)號(hào)表示磁通增大時(shí)，電勢(shì)的實(shí)際方向與電勢(shì)的正tdd1e方向相反。如果不計(jì)漏阻抗，根據(jù)回路電勢(shì)平衡規(guī)律可得： 其數(shù)值 11eu 式m111wf44. 4eu（2.2）在二次側(cè)同理可以得出： 式m222wf44. 4eu（2.3）由（2.2） ， （2.3）式之比得 式kwweeuu212121（2.4）式中 k 就是變壓器的

15、變比，或稱(chēng)匝數(shù)比，設(shè)計(jì)時(shí)選擇適當(dāng)?shù)淖儽染涂梢詫?shí)現(xiàn)把一次側(cè)電壓變到需要的二次電壓。2.2 變壓器的主要參數(shù)：2.2.1 額定電壓變壓器的一個(gè)作用就是改變電壓，因此額定電壓是重要數(shù)據(jù)之一。額定電壓是指在多相變壓器的線路端子間或單相變壓器的端子間指定施加的電壓，或當(dāng)空載時(shí)產(chǎn)生的電壓，即在空載時(shí)當(dāng)某一繞組施加額定電壓時(shí)，則變壓器所有其它繞組同時(shí)都產(chǎn)生電壓。 變壓器的額定電壓應(yīng)與此連接的輸變線路電壓相符合。我國(guó)輸變電線路電壓等級(jí)（kv）為 0.38 、3、6、10、15（20） 、35、63、110、220、330、500、750 。輸變電線路電壓等級(jí)就是線路終端的電壓值。因此，連接線路終端變壓器一側(cè)的

16、額定電壓與上列數(shù)值相同。線路始端（電源端）電壓考慮了線路的壓降將此等級(jí)電壓高，35kv 以下電壓等級(jí)的始端電壓比電壓等級(jí)要高 5。而 35kv 及以上的要高 10。因此，變壓器的額定電壓也相應(yīng)提高，線路始端電壓值（kv）0.4、3.15、6.3、10.5、15.75、38.5、69、121、242、363、550。由此可知高壓額定電壓等于始端電壓的變壓器為升壓變壓器，等于線路終端電壓（電壓等級(jí)）的變壓器為降壓變壓器。變壓器產(chǎn)品系列是以高壓的電壓等級(jí)而分的，現(xiàn)在電力變壓器的系列分為 10kv 及以下系列，35kv 系列，63kv 系列，110kv 系列，220kv 和 550kv 系列等。額定電

17、壓是指線電壓，且均以有效值表示。2.2.2 額定容量變壓器的主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個(gè)表現(xiàn)功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以 kva 或 mva 表示，當(dāng)對(duì)變壓器施加額定電壓時(shí)，根據(jù)它來(lái)確定在規(guī)定條件下不超過(guò)溫升限值的額定電流。 雙繞組變壓器的額定容量即為繞組的額定容量， （由于變壓器的效率很高，通常一，二次側(cè)的額定容量設(shè)計(jì)成相等） ，多繞組變壓器應(yīng)對(duì)每個(gè)繞組的額定容量加以規(guī)定。其額定容量為量大的繞組額定容量；當(dāng)變壓器容量由冷卻方式而變更時(shí)，則額定容量是指量大的容量。我國(guó)現(xiàn)在變壓器的額定容量等級(jí)是按1.26 的倍數(shù)增加的，如容量有8r100、125、

18、160、200kva 等，只有 30 kva 和 63 000 kva 以外的容量等級(jí)與優(yōu)先數(shù)系有所不同。1967 年以前變壓器的額定容量等級(jí)是按倍數(shù)增加的33. 1108r8容量系列。8r對(duì)于單相變壓器 式)kva(10ui10uis32n2n31n1nn（2.5）對(duì)于三相變壓器 式)kva(10iu310iu3s32n2n31n1nn（2.6）變壓器的容量大小與電壓等級(jí)也是密切相關(guān)的。電壓低，容量大時(shí)電流大，損耗增大；電壓高，容量小時(shí)絕緣比例過(guò)大，變壓器尺寸相對(duì)增大，因此，電壓低的容量必小。電壓高的容量必大。2.2.3 額定電流和頻率變壓器的額定電流是由繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及

19、相應(yīng)的系數(shù)（單相為 1，三相為）,而并得的電流經(jīng)繞組線端的電流。因此變壓器的額定電流就是各3繞組的額定電流，是指線電流，也以有效值表示（要注意組成三相的單相變壓器） 。額定頻率是指對(duì)變壓器所設(shè)計(jì)的運(yùn)行頻率，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定頻率為 50。hz2.2.4 空載電流和空載損耗空載電流是指當(dāng)向變壓器的一個(gè)繞組（一般是一次側(cè)繞組）施加額定頻率的額定電壓時(shí)，其它繞組開(kāi)路，流經(jīng)該繞組線路端子的電流，稱(chēng)為空載電流其較小的有功0i分量用以補(bǔ)償鐵心的損耗，其較大的無(wú)功量用于勵(lì)磁以平衡鐵心的磁壓降。oaiori空載電流 式20r20a0iii（2.7）通常 io以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示： 式%31 . 0100ii%in

20、00（2.8）空載電流的有功分量是損耗電流，所汲取的有功功率稱(chēng)空載損耗 po，即指當(dāng)以0ai額定頻率的額定電壓施加于一個(gè)繞組的端子上，其余各繞組開(kāi)路時(shí)所汲取的有功功率。忽略空載運(yùn)行狀態(tài)下的施電線繞組的電阻損耗時(shí)又稱(chēng)鐵損。因此，空載損耗主要決定于鐵心材質(zhì)的單位損耗。2.2.5 阻抗電壓和負(fù)載損耗雙繞組變壓器當(dāng)一個(gè)繞組短接（一般為二次側(cè)）另一繞組流通額定電流而施加的電壓稱(chēng)阻抗電壓 uz，多繞組變壓器則有任意一對(duì)繞組組合的 uz。通常阻抗電壓以額定電壓百分比表示 式%100uu%unzz（2.9）(且應(yīng)折算到參考溫度) 一個(gè)繞組短接（一般為二次） 。另一繞組流通額定電流時(shí)所汲取的有功功率稱(chēng)為負(fù)載損耗

21、 pr. 負(fù)載損耗最大一對(duì)繞組的電阻損耗附加損耗附加損耗包括繞組溫度損耗，并繞導(dǎo)線的環(huán)流損耗，結(jié)構(gòu)損耗和引線損耗，其中電阻損耗也稱(chēng)為銅耗，負(fù)載損耗也要折算到參考溫度。3 整流變壓器3.1 整流變壓器及其結(jié)構(gòu)整流變壓器屬于交流變壓器的一種。交流分為整流、逆變和變頻三種。整流是由交流電變成直流電，其變壓器稱(chēng)為整流變壓器。逆變是由直流電變?yōu)榻涣麟?，其裝置稱(chēng)為逆變器。變頻是專(zhuān)門(mén)改變交流電頻率的，其裝置稱(chēng)為變頻器。其中整流的用途最為廣泛。整流變壓器是整流元件的電源變壓器，與整流元件一起把交流電變?yōu)橹绷麟?。整流變壓器的總體結(jié)構(gòu)形式很多，按整流電路形式分類(lèi)1)三相橋式整流變壓器結(jié)構(gòu)2)雙反星形帶平衡電抗器的

22、整流變壓器結(jié)構(gòu)3)雙反星形三相五柱式整流變壓器結(jié)構(gòu) 按調(diào)壓方式分類(lèi)1)無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓整流變壓器結(jié)構(gòu)2)有載調(diào)壓整流變壓器結(jié)構(gòu)這其中又有： a.單器身變磁通調(diào)壓結(jié)構(gòu)b.調(diào)變加主變結(jié)構(gòu)c.串變調(diào)壓結(jié)構(gòu) 按器身安裝方式分類(lèi)1)器身連箱蓋結(jié)構(gòu)2)鐘罩式結(jié)構(gòu)這其中又分成：a.鐘罩式b.半鐘罩式c.三節(jié)鐘罩式 按冷卻方式分類(lèi)可分為自冷，風(fēng)冷、強(qiáng)油水冷或風(fēng)冷以及強(qiáng)油導(dǎo)向冷卻。 按用途分類(lèi)，整流變壓器分為冶金、化工和牽引用三大類(lèi)。它們?cè)谡{(diào)壓方式、調(diào)壓范圍和二次側(cè)相電壓上有所區(qū)別，共同特點(diǎn)是二次電壓低、電流大。為了提高整流效率，二次側(cè)的相數(shù)一般不少于 3 相，有時(shí)采用 6 相、12 相或者加移相線圈或更多相數(shù)如 7

23、2 相。此外，變壓器還可分為主調(diào)共箱式和主調(diào)分箱式以及內(nèi)附飽和電抗器、平衡電抗器和外附飽和電抗器、平衡電抗器等結(jié)構(gòu)。3.2 整流變壓器特點(diǎn)和用途整流變壓器的一次側(cè)接交流電網(wǎng)，稱(chēng)為網(wǎng)側(cè)；二次側(cè)接硅整流器，稱(chēng)為閥側(cè)。整流變壓器特點(diǎn)：電流波形不是正弦波。由于整流器各臂在同一周期內(nèi)輪流導(dǎo)通，流經(jīng)整流臂的電流波形為斷續(xù)的近似矩形波，所以整流變壓器各相繞組中的電流波形也不是正弦波。用晶閘管整流時(shí)，觸發(fā)延遲角越大，則電流的起伏陡度越大，電流中諧波成分也越大，諧波成分將使渦流損耗增大。變壓器各相二次繞組中的電流含有直流分量。這種現(xiàn)象帶來(lái)一系列影響，如變壓器漏磁通和附加損耗相應(yīng)增大，漏抗電壓降增加，整流元件陽(yáng)極

24、電流產(chǎn)生重疊，致使整流變壓器視在功率總比直流輸出功率大，除橋式電路外，二次側(cè)的視在功率也比一次側(cè)的大。整流回路輸出的直流電壓，不是純的直流，其波形在某種程度上是脈動(dòng)的。帶有交流成分，顯然相數(shù)越多，直流電壓的脈動(dòng)就越小。一般實(shí)際應(yīng)用的整流線路相數(shù)最多不超過(guò) 12 相，為了減小直流電壓的脈動(dòng)，在整流回路中串聯(lián)著濾波電抗器及并聯(lián)電容器，這樣可以使整流后的電壓接近純的直流。在三相整流電路中，二次繞組的利用系數(shù)，三相半波的 k2=0.67；而六相半波的k2=0.55，都不高，所以工業(yè)用的整流變壓器均采用三相橋式和雙 y 帶平衡電抗器的整流線路。所有的整流變壓器實(shí)際上都有漏抗存在，在整流過(guò)程中，當(dāng)某一陽(yáng)極

25、整流完畢后而換另一個(gè)陽(yáng)極整流時(shí)，陽(yáng)極電流的變化不會(huì)突變，而是一個(gè)陽(yáng)極電流慢慢減弱，另一個(gè)陽(yáng)極電流慢慢增強(qiáng)，因而產(chǎn)生了兩個(gè)陽(yáng)極同時(shí)整流即所謂重疊現(xiàn)象。有重疊現(xiàn)象存在時(shí)，一、二次電流以及整流后的直流電壓等的數(shù)值都要引起變化。變壓器利用系數(shù)的高低與其聯(lián)結(jié)方式直接有關(guān)。根據(jù)整流裝置的要求，整流變壓器的二次側(cè)有多種方式的聯(lián)結(jié)。但為了提高變壓器利用系數(shù)，應(yīng)盡量采用三相橋式和雙反星形帶平衡電抗器的整流線路。變壓器的阻抗要足夠大。整流變壓器往往二次電流較大，電壓較低。因此，當(dāng)整流元件擊穿時(shí)，變壓器繞組中就會(huì)流過(guò)很大的短路電流產(chǎn)生比普通變壓器大得多的電動(dòng)力。為了有效地限制短路電流，變壓器的阻抗要設(shè)計(jì)得大一些，其

26、繞組和鐵心等結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度也要相應(yīng)加強(qiáng)。這就是整流變壓器外形較為胖的原因。整流變壓器的電氣性能、空載損耗、負(fù)載損耗等電氣參數(shù)，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，設(shè)計(jì)或訂貨時(shí)，可參照同容量電力變壓器的參數(shù)。整流變壓器閥側(cè)有多種特殊的接法。采用晶閘管時(shí)，單相的常采用單相橋式整流電路；三相電壓較低（整流電壓250v）的常采用雙反星形帶或不帶平衡電抗器 6相半波整流電路；三相電壓較高的采用三相橋式整流電路。但對(duì)于輸出功率在40kva 以下的中小功率硅整流設(shè)備，宜采用三相橋式整流電路。三相橋式整流電路還可以形成 6 相、12 相、以至于 48 相及以上的整流電路。各種不同整流變壓器的用途和特點(diǎn)見(jiàn)表 3.1。表 3.

27、1 整流變壓器的用途和特點(diǎn)用 途特 點(diǎn)電化（電解）用制取金屬，電解食鹽以制取氯、堿，電解水以制取氫等，也用于石墨化電爐1.低電壓、大電流、閥側(cè)電流可達(dá) 100ka，直流電壓不超過(guò) 1000v，單臺(tái)容量可達(dá)數(shù)萬(wàn) kva2.電解負(fù)載是連續(xù)恒定的，為了保持電解槽電流恒定，必須用有載調(diào)壓（如鋁電解若不用飽和電抗器作細(xì)調(diào)時(shí)，每天調(diào)壓 100 次以上） ，有時(shí)還用飽和電抗器作細(xì)調(diào)和穩(wěn)流，少數(shù)也有采用晶閘管調(diào)壓的。調(diào)壓范圍較大。如食鹽水電解約為 60%105%，鋁電解約為 10%105%。牽引用于礦山、城市電機(jī)車(chē)的直流供電1.基本結(jié)構(gòu)型式與電力變壓器相同，采用無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍為5%2.負(fù)載變化很大，經(jīng)常

28、有不同程度的短期過(guò)載，所以連續(xù)額負(fù)載下的溫升限值應(yīng)取得低，電流密度也低3.閥側(cè)接架空線，短路故障機(jī)會(huì)較多，變壓器的阻抗要求大用用于電氣化鐵道電力機(jī)車(chē)1.變壓器用于單相整流電路，網(wǎng)側(cè)電壓為線電壓2.大幅度有載調(diào)壓；也有用晶閘管調(diào)壓3.變壓器的外形尺寸要適于裝在電力機(jī)車(chē)上4.二次繞組有兩個(gè)以上，供給電動(dòng)機(jī)的電樞、勵(lì)磁和其他傳動(dòng)用（用于直流電動(dòng)機(jī)供電，例如供給軋鋼電動(dòng)機(jī)）1.閥側(cè)有時(shí)要求有兩個(gè)繞組，分別供給正、反向傳動(dòng)或正向傳動(dòng)、反向制動(dòng) 2.晶閘管調(diào)壓直流輸電用的換流變壓器1.高電壓、大容量 2.對(duì)地絕緣高壓交直流疊加電鍍和電加工用1.電壓低、電流大 2.一般為晶閘管調(diào)壓同步電機(jī)勵(lì)磁1.強(qiáng)勵(lì)磁時(shí)要

29、求能短期過(guò)載 2.晶閘管調(diào)壓蓄電池充電1.小容量做成單相，此時(shí)在反電動(dòng)勢(shì)的作用下，因?qū)ń菧p小，繞組電流有效值加大2.由飽和調(diào)壓器調(diào)壓串級(jí)調(diào)速（逆變）經(jīng)常在逆變方式下運(yùn)行靜電除塵高電壓、小電流，與高壓試驗(yàn)變壓器相仿3.3 整流變壓器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 變壓器的現(xiàn)狀：隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，又由于硅變流器具有體積小、重量輕、效率高、使用壽命長(zhǎng)、耐高溫、利用系數(shù)高以及使用維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)完全取代了早年的水銀（汞?。┳兞髌?。sl7-301600/10 系列和 s7-301600/10 系列的配電變壓器已被列入國(guó)家淘汰的機(jī)電產(chǎn)品，推薦更新的產(chǎn)品為 s9-301600/10 系列電力變壓器。在電力變壓器發(fā)

30、展的同時(shí)，整流變壓器也相應(yīng)的提升了一個(gè)高度。變壓器的發(fā)展方向：從當(dāng)前城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的情況來(lái)看，我國(guó)供電電網(wǎng)要求配電變壓器小容量化，降低噪聲，就近安裝，美化環(huán)境，環(huán)網(wǎng)供電，以盡量縮短低壓配線，降低二次線損，改善電壓品質(zhì)。我國(guó)的變壓器制造業(yè)和使用總的發(fā)展趨勢(shì)是： 采用新材料，降低損耗。 采用新結(jié)構(gòu)，以求重量輕、體積小。 提高產(chǎn)品的可靠性，減少甚至免維修。 防火防爆，安全供電。 節(jié)約原材料，降低成本。 針對(duì)我國(guó)目前電網(wǎng)用電峰谷進(jìn)一步加大的現(xiàn)狀，要提高配電變壓器的過(guò)載能力，要求其具有較強(qiáng)的超銘牌運(yùn)行能力。 研究科學(xué)的效率曲線，盡可能按高效運(yùn)行的原則合理選用。 跟蹤國(guó)際潮流，進(jìn)一步簡(jiǎn)化配電變壓器的結(jié)構(gòu)，取

31、消無(wú)功勵(lì)磁，分接開(kāi)關(guān)做到高度的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、互換化，增加自身的保護(hù)功能。見(jiàn)于變壓器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，一些新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用也層出不窮。目前變壓器行業(yè)的新材料和新技術(shù)在不斷發(fā)展，除低損耗變壓器、非晶和金鐵心變壓器、干式變壓器、全密封變壓器、調(diào)容量變壓器、防雷變壓器、卷鐵心變壓器、r 型變壓器、單相變壓器、有載調(diào)壓變壓器、組合式變壓器、箱式變壓器外還有硅油變壓器、六氟化硫變壓器、超導(dǎo)變壓器等。新材料的應(yīng)用：非晶和金和速冷法制成的硅鋼片，激光照射和機(jī)械壓痕的高導(dǎo)磁取向硅鋼片，hi-b 高導(dǎo)磁取向電工鋼片，菱格上膠絕緣紙。新工藝的應(yīng)用：階梯疊鐵心工藝，圓柱矩軛鐵心的應(yīng)用，貼心自動(dòng)疊裝生產(chǎn)線

32、，鐵心硅鋼片的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)，用激光刀作切割刀，繞組整體套裝。改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用：采用橢圓形繞組，采用半油道結(jié)構(gòu)，解決直流電阻不平衡率問(wèn)題，不同硅鋼片搭配使用的性能變化，一種新的 d 聯(lián)結(jié)方法，配電變壓器低壓引線的改進(jìn)，變頻調(diào)速繞線機(jī)。新技術(shù)的應(yīng)用：現(xiàn)場(chǎng)裝配型（asa）變壓器，向超高壓、大容量變壓器發(fā)展，sf6氣體絕緣變壓器，硅油變壓器，超導(dǎo)變壓器等。 4 設(shè)計(jì)材料與基本參數(shù)4.1 設(shè)計(jì)的原始材料和要求 交交變頻交流裝置需要一臺(tái)整流變壓器，其銘牌數(shù)據(jù)如下：產(chǎn)品型號(hào)：zscb8-3600/10/1.11 額定容量：3600/4680kva額定電壓：1022.5%/1.11kv 相數(shù)： 3限定電流：208/

33、270；1872/2434 額定頻率：50hz聯(lián)結(jié)組別：dy11 空載電流百分?jǐn)?shù)：0.9%阻抗電壓百分?jǐn)?shù)：7% 空載損耗：4900w負(fù)載損耗：24050w 總損耗：28950w冷卻方式：空氣自冷/空氣風(fēng)冷 使用形式：戶(hù)內(nèi)式執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：gb/t102284.2 基本參數(shù)的確定4.2.1 設(shè)計(jì)前可知的技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào)的含義。由表 4.1 可知型號(hào)為 zscb8-3600/10/1.11表示與整流裝置配套使用、三相空氣自冷、線圈外成型固體絕緣、無(wú)激磁調(diào)壓、型式容量為3600kva、一次（網(wǎng)側(cè)）電壓為 10kv、二次（閥側(cè)）電壓為 1.11kv、銅線圈內(nèi)附磁放大器（飽和電抗器）的整流變壓器。 整流電路

34、。根據(jù)使用要求選用，如單相橋式、三相星形橋式、六相角星形串聯(lián)橋式等。 額定直流電流 idn。在此額定直流電流 idn=1872a。 額定直流電壓 udn。在此額定直流電壓 udn=1110v。 一次（網(wǎng)側(cè)）額定容量 s1n、二次（閥側(cè)）額定容量 s2n、調(diào)壓時(shí)各級(jí)容量s1。 一次（網(wǎng)側(cè)）額定電壓 u1en 以及分接電壓。在此一次額定電壓 u1n=10kv，分接電壓為 100.5%kv。 二次（閥側(cè)）額定相電壓 u2n。 阻抗電壓百分比數(shù) uk%。在此阻抗電壓百分比 uk%=7%。 線圈連接組標(biāo)號(hào)。在此線圈連接組標(biāo)號(hào)是：dy-11。 相數(shù)（一次/二次） 。在此的相數(shù)為 3/3。 電源頻率 f。在

35、此電源頻率 f=50hz。 負(fù)載性質(zhì)：如電阻性、電感性、電容性。 負(fù)載等級(jí)。表 4.1 整流變壓器基本型號(hào)排列順序表序號(hào)分類(lèi)類(lèi)別代表符號(hào)1用途與整流裝置配套使用z單相d2一次（網(wǎng)側(cè)）相數(shù)三相s變壓器油空氣g3線圈外絕緣介質(zhì)成型固體c自冷風(fēng)冷f強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷pf4冷卻方式強(qiáng)迫油循環(huán)水冷sp無(wú)激磁調(diào)壓或不調(diào)壓一次（網(wǎng)側(cè)）線圈有載調(diào)壓z5調(diào)壓方式內(nèi)附的自耦調(diào)壓變壓器或串聯(lián)調(diào)壓變壓器有載調(diào)壓t銅6線圈導(dǎo)線材質(zhì)鋁l內(nèi)附平衡電抗器k 7內(nèi)附附屬裝置內(nèi)附磁放大器（飽和電抗器）b 調(diào)壓方式：如無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓或有載調(diào)壓。在此調(diào)壓方式為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓。 冷卻方式：如干式、油浸自冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷等。在此冷卻方式為空氣自

36、冷。 使用條件：如戶(hù)內(nèi)式、戶(hù)外式、半戶(hù)外式（二次出線裝有密封罩） 。在此其使用條件是戶(hù)內(nèi)式。4.2.2 基本參數(shù)換算 變壓器的額定電壓和額定電流在變壓器規(guī)格中和技術(shù)文件及銘牌上一律以線電壓和線電流為準(zhǔn)，但在計(jì)算（例如繞組的匝數(shù)計(jì)算）過(guò)程中，必須按相電壓和相電流數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，所以要分別求出高壓繞組和低壓繞組的相電壓和相電流。 一次側(cè)的基本參數(shù)（即高壓側(cè)，采用 d 聯(lián)接的方式）線電壓：u1=10kv 相電壓：u1=u1=10kv線電流 i1=208a 相電流 i1=i1/=120a3高壓抽頭處電壓為（1+5%）10=10.5kv 二次側(cè)的基本參數(shù)（即低壓側(cè)，采用 y 聯(lián)接的方式）線電壓：u2=11

37、0kv 相電壓：u2=u2/=641kv3線電流：i2=1870a 相電流：i2=i2=1870a低壓抽頭處電壓為（1-5%）10=9.5kv 4.2.3 整流電路的選取整流電路有相當(dāng)多的種類(lèi)比較常用的是:單相半波整流電路、單相全波整流電路、單相橋式整流電路、三相半波整流電路、三相橋式整流電路、雙反星型帶平衡電抗器整流電路等。根據(jù)上面原始數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇應(yīng)選擇的是三相橋式整流電路。選擇三相橋式整流電路是因?yàn)槿鄻蚴秸麟娐返恼麟妷涸诿總€(gè)周期內(nèi)，將有六個(gè)脈動(dòng)波。它比三相整流時(shí)多了一倍。在整流的每一個(gè)瞬間，將有兩個(gè)整流器串聯(lián)工作，每一個(gè)整流器工作的時(shí)間在每一個(gè)周期占 2 個(gè)脈動(dòng)波的時(shí)間。這樣就可以使

38、利用系數(shù)增大，故經(jīng)常使用。而不采用三相半波整流電路是因?yàn)槿喟氩ㄕ鞯恼麟妷旱拿}動(dòng)小，但是在整流臂上的電壓比較大，導(dǎo)致利用系數(shù)降低，所以一般并不使用三相半波整流電路。4.2.4 三相橋式整流電路的基本原理三相橋式整流電路有星型橋式和角型橋式電路。當(dāng)變壓器二次（閥側(cè)）線圈接成星形時(shí)叫做三相星形橋式整流電路，其工作原理圖如圖 4.1。abcabciaicibibiaiczu2dc1db1da1dc2db2da2或整流電路圖 4.1 三相橋式（星形）整流電路工作原理圖三相橋式整流電壓的脈動(dòng)很小，脈動(dòng)頻率是電源頻率的六倍，采用的三相變壓器與三相電力變壓器結(jié)構(gòu)基本相同。變壓器利用系數(shù)較大，另外再輸出同

39、樣的整流電壓下，三相橋式整流電路整流臂上的反向電壓較低。但整流元件比三相半波整流電路增加一倍。三相橋式整流電路是最常用的整流電路，當(dāng)整流電壓較高（一般大于 250 伏）時(shí)，以采用此種整流電路為宜。4.2.5 空載整流電壓計(jì)算 式nlkrdndusukpususuu100%100%120（4.1）式中：udn額定直流電壓。在此 udn=1 110v s串聯(lián)換相組數(shù)。即整流電路臂數(shù)，單拍式（中點(diǎn)接線）s=1；雙拍式（橋式接線）s=2。 u2每個(gè)整流臂的整流器電壓降，一般由使用單位給出，或按下列數(shù)據(jù)估算即硅整流器，每個(gè)硅二極管的導(dǎo)電時(shí)間的平均正向電壓降（一個(gè)周期內(nèi)平均正向電壓降的兩倍）取u2=1.2

40、v（如每個(gè)整流臂由數(shù)個(gè)整流元件串聯(lián)還應(yīng)乘以元件串聯(lián)數(shù)）汞弧整流器電弧電壓降當(dāng) id1 000a 時(shí)，u2=20v。當(dāng) id1 000a 時(shí)，u2=25v。電焊引燃管電弧電壓降u2=15v。 ur快速熔斷絲電壓降，每個(gè)熔斷絲取ur=0.2v。 pk%變壓器短路損耗百分?jǐn)?shù)。包括整流柜引線的損耗，有調(diào)壓器、平衡電抗器和飽和電抗器時(shí)，還應(yīng)包括它們的短路損耗。整流變壓器短路損耗百分?jǐn)?shù)參見(jiàn)表 3.2。k考慮變壓器與整流柜以及整流柜內(nèi)引線的電抗的系數(shù)，一般取 k=1.21.8。ul%感抗電壓降百分?jǐn)?shù)，ul%=kr.ux%/2 ，詳見(jiàn)表 4.3，其中 kr重疊角余弦的變換系數(shù)。表 4.2 變壓器短路損耗百分?jǐn)?shù)

41、（pk%）變壓器一次容量 s1n5005011 0001 0015 0005 00110 00010 000短路損耗百分?jǐn)?shù) pk%3%2.5%2%1.5%1%ux%變壓器漏抗百分?jǐn)?shù)常以阻抗電壓百分?jǐn)?shù)（uk%）代入。 un飽和電抗器最小電壓降，按飽和電抗器設(shè)計(jì)值代入或可控硅最小滯后角（n）所引起的電壓降 un=ud0（1- cosn） 。在飽和電抗器中，當(dāng)逐漸增加直流控制電流時(shí)，使飽和電抗器鐵心逐漸飽和。直流輸出電壓逐漸減小，用以達(dá)到在一定范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。其調(diào)壓深度一般可達(dá)到額定直流輸出電壓的 7%40%.在此取un=7%udn=7%1110=77.7v。此時(shí)空載整流電壓為：vus

42、ukpususuunlkrdnd14987.7721005.35.1100212.022.121110100%100%120表 4.3 常用多相（雙拍式）整流電路電量計(jì)算表名稱(chēng)三相星形（y）橋式三相角形（）橋式變壓器相數(shù)（一次/二次）3/33/3變壓器連接標(biāo)號(hào)（一次/二次）y/y 或/yy/或/整流電路接線圖（一次/二次）y/y 或/yy/或/脈波數(shù) p66換相數(shù) q33串聯(lián)換相組數(shù) s22并聯(lián)換相組數(shù) g11負(fù)載性質(zhì)（電阻性）電感性電容性（電阻性）電感性電容性反向電壓幅值 ufm1.047ud01.047ud0平均值iap=id/gqid/3id/3幅值iam=kaid1.047idid整流

43、器陽(yáng)極電流有效值ia=kaid0.577id0.65id0.577id0.65id相電流i2=ki2id0.816id0.92id0.471id0.53id相電壓u2=ud0/kuud0/2.34=0.427ud0ud0/2.45=0.408ud0ud0/1.35=0.74ud0ud0/1.414=0.707ud0二次閥側(cè)容量s2=mq2u2i210-31.047pd1.225pd1.047pd1.225pd容量s2=mq1u1i110-31.047pd1.225pd1.047pd1.225pd相電流i1=ki1id/k120.816id/k120.92id/k120.471 id/k120.

44、53id/k12整流變壓器一次網(wǎng)側(cè)接線電流i1l=kr1i11.414id/k121.595id/k120.816id/k120.92id/k12剩余磁式 fsc00005 主要尺寸的確定5.1 材料的選擇硅鋼片是制造變壓器的關(guān)鍵材料之一，它的性能直接關(guān)系到變壓器的性能和幾何尺寸。必須首先明確硅鋼片的性能，然后依次再確定鐵心柱直徑、截面積和鐵軛面積，至于鐵心的全部尺寸，待完成繞組計(jì)算后才能確定。鐵心使用的硅鋼片有熱軋硅鋼片 dr315-50、dr290-50 以及冷軋硅鋼片等，前者性能差，單位損耗大；后者性能好，單位損耗小，為低損耗變壓器所用，低損耗變壓器選用優(yōu)質(zhì)的晶粒取向冷軋硅鋼片。目前，熱

45、軋硅鋼片在新造變壓器中已不應(yīng)用，但在舊變壓器中仍有使用。中小型電力變壓器一般采用冷軋取向硅鋼片，型號(hào) 30q13035q165，或冷軋高導(dǎo)磁取向硅鋼片，型號(hào) 27qg10035qg135；而配電變壓器采用的硅鋼片除了上述兩種以外，還采用冷軋無(wú)取向硅鋼片，型號(hào)有 35w23050w350。冷軋與熱軋硅鋼片的性能比較如表5.1。表 5.1 冷軋與熱軋硅鋼片的性能比較冷軋片熱軋片磁飽和點(diǎn)較高，在 1.89t 左右磁飽和點(diǎn)較低，只有 1.45t 左右在相同磁通密度及相同頻率下，單位損耗小，只需較小勵(lì)磁容量，因?yàn)榫ЯＨ∠蛐院脝挝粨p耗大，勵(lì)磁容量較大硅鋼片的材質(zhì)硬度較高，使用的沖模壽命短材質(zhì)硬度低，沖剪性

46、能好方向性強(qiáng)，當(dāng)磁力線的方向與硅鋼片的軋制方向一致時(shí)，損耗最??；偏離軋制方向時(shí)，損耗急劇增大。為了減少變壓器的角部損耗，做成斜接縫，或采用環(huán)形鐵心方向性不明顯，可不做斜接縫機(jī)械加工中的沖剪、壓毛及運(yùn)輸中的沖撞，極易影響其性能，故需退火后更為敏感機(jī)械加工對(duì)其性能影響不大，無(wú)需退火5.2 鐵心直徑的選擇鐵心直徑選得過(guò)大時(shí)，鐵重增加，而用銅（鋁）量減少，變壓器成矮胖形；鐵心直徑選得過(guò)小時(shí)，則會(huì)得到相反的結(jié)果。如果鐵心直徑取得合適，則在符合其性能參數(shù)（阻抗電壓、負(fù)載損耗、空載電流、空載損耗等）和制造簡(jiǎn)單的情況下，可做到用銅（鋁） 、用鐵量最少。每選取一個(gè)鐵心直徑，可以設(shè)計(jì)出一種符合性能參數(shù)的變壓器 ，

47、這樣可以多方案比較其用銅（鋁） 、鐵量的多少，從中選定最佳方案。所以位選取最佳的鐵心直徑，一般可參照同容量、同電壓等級(jí)和同材料的現(xiàn)成產(chǎn)品或按下式試算： 式4skd柱（5.1）式中 d鐵心直徑（mm） ；變壓器每柱容量（kva） ；k經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。柱s k 值隨變壓器性能標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)線材料（銅線或鋁線） 、鐵心（冷軋或熱軋硅鋼片）及變壓器容量的不同而有所差異，大致參照表 5.3 選取。根據(jù)表 5.2，對(duì)于冷軋硅鋼片、銅線，k=56。（三相雙繞組）柱3ss，取 d=330mm。查表 5.3，冷軋硅6mm.32933600563s56skd444柱鋼片間涂漆，疊片系數(shù)取 kd=0.93，可以得到凈鐵心截面積

48、 sc=750.6cm2,t 鐵心直徑取11 級(jí)。表 5.2 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) k 值表變壓器類(lèi)型s柱與 s 的關(guān)系銅線鋁線三相雙繞組s柱=1/3s三相三繞組s柱=1/2s單相雙繞組s柱=1/2s單相三繞組s柱=3/4s三相自耦s柱=1/2kxys單相自耦s柱=3/4kxys冷軋硅鋼片k=5460熱軋硅鋼片k=5864冷軋硅鋼片k=5056熱軋硅鋼片k=5460注：s 為變壓器的額定容量（kva） 。表 5.3 鐵心截面表疊片系數(shù)0.920.93鐵心直徑d/紙筒內(nèi)經(jīng)d/夾件內(nèi)距/mm夾件油道厚/mm鐵心級(jí)數(shù)繞組撐條數(shù)最大級(jí)寬凈截面積/cm2角重/kg凈截面積/cm角重/kg260/2702802210

49、8250455.8185460.7187.8265/27529023108255476.2198481.3200270/28029021118260494.3209499.7211.6280/29030022118270531.8234537.5236.2290/30031022118280574261580.2264.3300/31032022118290611.5288617.8291310/320330231110300653319659.7322.7320/330340231110310697.5345704.8349330/340350231110320743388750.63923

50、40/253360231110330788426796.4430.6 6 繞組設(shè)計(jì)6.1 每匝電壓 (伏/匝) 式2cmt10s22b. 2e（6.1）式中 bm鐵心磁通密度幅值（t） ； sc心柱截面積（cm2）;鐵心磁心磁通密度初步計(jì)算，冷軋硅鋼片?。?6000175000）t，熱軋硅410鋼片取（1400014700）t，磁通密度選擇得過(guò)高，空載電流損耗增長(zhǎng)很快，這410是因?yàn)楣桎撈酗柡同F(xiàn)象，磁通和產(chǎn)生磁通的電流之間不是按線性關(guān)系變化的。電流從零增大時(shí)，磁通密度也隨之增大，當(dāng)磁通密度增大到一定程度時(shí)，電流再繼續(xù)增大時(shí)，磁通密度因趨飽和而增加很少，因此選項(xiàng)用磁通密度的上限應(yīng)選在飽和點(diǎn)以下

51、。對(duì)于油浸式變壓器，冷軋電工鋼片磁通密度最高不得超過(guò) 1.89t，一般不超過(guò)1.8t。鐵心直徑選定后，磁通密度大小與繞組匝數(shù)成反比，而繞組匝數(shù)的二次方與阻抗電壓成正比，即磁通密度與阻抗電壓有關(guān)，若磁通密度值選得大，則空載損耗、空載電流也大，所以磁通密度的選取應(yīng)由以后的阻抗電壓、空載損耗、空載電流計(jì)算終了時(shí)最后確定，如果阻抗電壓、空載損耗、空載電流等計(jì)算值超過(guò)允許范圍，則要重新選取磁通密度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初算時(shí)磁通密度。考慮到諧波等因素的影響，tbm7 . 1在整流變壓器實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)用中磁通密度可以比經(jīng)驗(yàn)值略小一些。此時(shí)bm匝/33.28106 .7507 . 122. 21022. 222vsbe

52、cmt核算低壓匝數(shù) 。 式匝63.2233.2864122teun（6.2）取整為 23 匝。匝數(shù) n2必須是一個(gè)整數(shù)，而相電壓又是一個(gè)定數(shù)，如計(jì)算后 n2不是一個(gè)整數(shù)，2u將其小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值 4 舍 5 入，調(diào)整每匝電壓。te校正每匝電壓及磁通密度 式匝/87.272364122vnuet（6.3） 式tsebctm6737. 1106 .75022. 287.271022. 222（6.4）6.2 高低壓繞組匝數(shù)確定高壓 ，取整為 359 匝。 式匝8 .35887.27100011teun（6.5） 調(diào)壓抽頭匝數(shù) 式匝。匝，取整為3777 .37687.27105001n（6.6） 式匝

53、。匝，取整為3419 .34087.2795001 n（6.7）驗(yàn)算電壓誤差范圍不得大于，即在高壓繞組額定分接處為%25. 0 式%25. 0%053. 0%1087.273591044（6.8）高壓繞組（+5%）分接處為 式%25. 0%067. 0%1050087.2737710500（6.9）高壓繞組（-5%）分接處為 式%25. 0%039. 0%950087.273419500（6.10） 當(dāng)繞組匝數(shù)確定后繞組尺寸直接與電磁線規(guī)格和繞組排布等有關(guān)，同時(shí)又與阻抗電壓、溫升、損耗、機(jī)械力等有關(guān)。所以電磁線的選擇、繞組排布都要注意滿(mǎn)足阻抗電壓等要求。一般需多次調(diào)整其線規(guī)和繞組排布，才能滿(mǎn)足

54、要求。它們的最終確定，應(yīng)在保證阻抗電壓在允許的范圍內(nèi)，其溫升、損耗不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的前提下，做到結(jié)構(gòu)合理，用料最省。6.3 電磁線選擇按高低壓電流大小選用標(biāo)準(zhǔn)線規(guī)。電流密度為，對(duì)于鋁線一般為aij1.52.4a/mm2,對(duì)銅線一般為 34.5 a/mm2。但是，根據(jù)國(guó)標(biāo) gb1094.5-85變壓器承受短路能力對(duì)熱穩(wěn)定的規(guī)定，經(jīng)計(jì)算所得的導(dǎo)線電流密度，不得超過(guò)表 6.1 所規(guī)定的數(shù)值。表 6.1 電流密度的檢驗(yàn)值變壓器阻抗電壓（%）44.56.5允許電流密度鋁線2.112.382.8/（a/mm2）銅線3.775這樣求得高壓繞組導(dǎo)線截面積 s1 式2111245120mmjis（6.11）得到導(dǎo)線

55、截面積后，從表 3.6 中查得最接近的規(guī)格的截面積。因1s2134.24mma 此，高壓繞組導(dǎo)線為玻璃絲包扁線為 sbqb 4.006.3 系列。此時(shí)電流密度 。2111/93. 434.24120mmaaij低壓繞組： 式22222 .49975. 31872mmjis（6.12） 從表 6.2 中選得低壓導(dǎo)線為 5.6015.00 系列（六根并繞） ，其截面積，電流密度2284.49814.836mma2222/753. 384.4981872mmaaij表 6.2 導(dǎo)線規(guī)格b/mma/mm5.005.305.606.006.306.707.107.504.00-21.5423.1424.

56、3425.9427.5429.14b/mma/mm12.5013.2014.0015.0016.0017.0018.005.6069.1473.0677.5483.1488.7494.3499.94注：此表僅為導(dǎo)線規(guī)格的一部分參考值。6.4 線圈的排布和尺寸確定6.4.1 線圈和排列整流變壓器的線圈形式，一般小型產(chǎn)品為圓筒式，中、大型產(chǎn)品為餅式。對(duì)帶有串聯(lián)變壓器的有載調(diào)壓方式的整流變壓器，其二次線圈通常采用“8”字線圈結(jié)構(gòu)線圈排列：整流變壓器的線圈排列（交迭式排列用的比較少） ，對(duì)小型產(chǎn)品，它和電力變壓器一樣，為了考慮內(nèi)線圈至鐵心柱的絕緣簡(jiǎn)化，常將二次低壓線圈放在內(nèi)部靠近鐵心柱，高壓線圈放在外

57、部，如圖 6.1 所示：二次低壓線圈一次高壓線圈鐵心柱一次高壓線圈二次低壓線圈鐵心柱b)中型a)小型鐵心柱調(diào)壓線圈一次高壓線圈二次低壓線圈c)大型圖 6.1 線圈排列方式中大型整流變壓器的二次電流往往很大，特別是整流電路，如雙反星形帶平衡電抗器整流電路的二次線圈有兩組或者更多組數(shù)（支路數(shù)） ，常將二次低壓線圈排列在外部，一次側(cè)線圈排列在內(nèi)部。當(dāng)整流變壓器的調(diào)壓范圍較大時(shí)，常另設(shè)一個(gè)調(diào)壓線圈，此調(diào)壓線圈放在最里面（靠著鐵心掛） ，一次高壓線圈（或高壓基本線圈）放在中間，二次低壓線圈在最外面，這樣，在調(diào)節(jié)調(diào)壓線圈分接頭的時(shí)候，高，低壓間主空道基本不變，故對(duì)阻抗的變化影響比較小。如有些整流變壓器設(shè)移

58、相線圈的時(shí)候，此移相線圈放在一次高壓基本線圈的里面。整流變壓器二次線圈在每個(gè)鐵心柱都兩個(gè)及以上支路時(shí)，為使二次線圈沒(méi)支路對(duì)一次線圈的均對(duì)稱(chēng)，以達(dá)到每支路線圈對(duì)一次線圈的阻抗接近相等，這就要求二次線圈各支路必須交織或交錯(cuò)排列，如圖 6.2 所示：a)圓筒式b)圓筒式或餅式c)雙餅式圖 6.2 二次線圈兩支路的典型排列根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，在該設(shè)計(jì)中線圈的排列形式為圖 6.1 中圖 b 的方式。而對(duì)整流變壓器二次線圈的排列形式為圖 6.2 中的圖 b 的方式。6.4.2 線圈的排布低壓（內(nèi)線圈）為雙層層式，高壓（外線圈）為多層式。 6.4.3 線圈尺寸的確定高、低壓繞組每層匝數(shù) 線圈的幾何尺寸主要是

59、由阻抗電壓計(jì)算確定的。當(dāng)頻率、匝數(shù)、電流、每匝電壓等確定后，電抗的大小與線圈的高度和線圈的輻向尺寸有關(guān)。這樣，就有兩個(gè)未知數(shù)，故不能一次就確定出線圈的幾何尺寸，往往都是假設(shè)一種線圈幾何尺寸進(jìn)行電抗計(jì)算，以后再進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。 高壓線圈曾數(shù)和每層匝數(shù)的確定，已知線圈的匝數(shù) =359，377，341 匝，導(dǎo)線1n直徑，即可布置線圈的曾數(shù)和每層的匝數(shù)。線圈的曾數(shù)與每層的匝數(shù)mmmm3 . 6/0 . 4相乘的積，應(yīng)等于或略大于最大分接電壓的匝數(shù)，即確定每層線圈的匝數(shù)。高壓 ，共有 9 層，每層 42 匝，即 942=378 匝。匝421cn低壓 ，有 2 層，即 211.5=23 匝。匝5 .112c

60、n 不連端線圈在內(nèi)的實(shí)高（幾何高） 不換位時(shí)）() 1(1hbnnhc 式換位時(shí)）(b) 1(1hbnnhc（6.13）式中 b導(dǎo)線連絕緣的寬度； 軸向繞制裕度（見(jiàn)表 6.3）h 沿線圈軸向并饒根數(shù)。1n高壓:.335,9 .33464. 03 . 6) 142() 1(11mmmmhbnnhc取整為低壓：(一次換位)。mmhbbnnhc4690 . 165.3465.34) 15 .11() 1(22線圈有效高 （計(jì)算阻抗電壓及散熱面用） 式bnhh1（6.14）即低壓:mmbnhh35.43465.34469222高壓: mmbnhh7 .3283 . 6335111表 6.3 層式線圈繞