油變?cè)O(shè)計(jì)原則

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科10kV油浸式配電變壓器

設(shè)計(jì)原則泰開(kāi)變壓器有限公司2015.12編山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科目錄鐵心計(jì)算部分 .鐵心材料 .鐵心疊片系數(shù) .鐵心接縫形式 .鐵心直徑的估算 .鐵心各級(jí)尺寸 .鐵心的綁扎結(jié)構(gòu) .磁通密度計(jì)算 .空載損耗^0）計(jì)算 .空載電流（10）計(jì)算 線圈計(jì)算部分 .導(dǎo)線材質(zhì) .線圈形式 .線圈換位 .主絕緣 .縱絕緣 .線圈匝數(shù)分布 .線圈的輻向及軸向裕度 .負(fù)載損耗計(jì)算 .短路阻抗計(jì)算 . 線圈溫升計(jì)算 引線選取及油中絕緣距離 .引線用圓銅線 .引線用銅電纜 .引線用銅母線（1乂丫） .油中引線間及引線到其他部分的絕緣距離 組部件的選擇 .絕緣套管的選擇 .高壓分接開(kāi)關(guān)的選擇 配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科本設(shè)計(jì)原則適用于30kVA—3150kVA電壓等級(jí)為10四的三相油浸式配電變壓器，本設(shè)計(jì)原則只適用于變壓器有限公司內(nèi)部使用。一、 鐵心計(jì)算部分.鐵心材料鐵心采用冷軋硅鋼片疊積而成，由于硅鋼片表面已有附著性較好的絕緣薄膜，故可不再涂漆。鐵心常用硅鋼片牌號(hào)為30RK100、30RK95、27RK95、27RK090、23RK85。.鐵心疊片系數(shù)fc=0.97。.鐵心接縫形式鐵心采用45°全斜接縫等軛截面無(wú)沖孔結(jié)構(gòu)，軛片為不斷軛結(jié)構(gòu)（如圖1-1）。圖1.1不斷軛全接縫.鐵心直徑的估算D0=KdXPzh0.25（所選直徑應(yīng)為5的倍數(shù)） 【mm】式中：KD—失心直徑經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取KD=56—60;Pzh—每柱容量（kVA）,Pzh=Pr/3（kVA）,Pr為額定容量（kVA）。

橢圓型鐵芯的短軸直徑為D=0.7口0,直線部分（主級(jí)加厚部分）一般取L=（0.6—0.9）口，其余各級(jí)片寬及厚度見(jiàn)表1.1。

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科.鐵心各級(jí)尺寸鐵心各級(jí)尺寸，見(jiàn)表1.1表1.1鐵心各級(jí)尺寸表直徑各級(jí)片寬（頻）各級(jí)片厚（顏）123456789101234567891070656050403020255743275706555453520265753380756555453525289643285807565554025295855390857565554525281164449590857565503030685651009585756555453031116543310510090807060453032117544311010595857560503532118563311511010595857055353379675412011510595857055353412766541251201101009075603535128665513012511510590755535351388754135130120110958065403613896551401351251151059580604037138666541451401301151059075604538131266643150145135125110958065453714997644155150140130120105907050381497866416015514513512010590705040149107664165160150140125110957550391591086651701651551451351201008050401597987617517016014513011595755540151498764180175165155140125110957555411510118665418518017516515013512010585554291212976661901851751651551401251058560421610897865195190180170160145130110906043161089886620019518517516014512510585604416101299755205195185170155140120105856562131310885542102001901801651501301109065631391199755215205195185170155135115956565139119976622021020019018016515013512010070641498986666225215205195185170155140120957066131089877752302202102001901751601401251007067131081088676235225215200185165145125956007013141111978602402302202101951751601401201007568141012127875524523522521520018016014012010075691410121210865525024023021520018516515012510075701414129106865-3-

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科25524523522521019017014512510580701411 12131010 6 5 5.鐵心的綁扎結(jié)構(gòu)心柱不綁扎，鐵軛采用半干性無(wú)緯粘帶進(jìn)行綁扎，綁扎道數(shù)見(jiàn)表1.2,無(wú)緯粘帶兩端各套有“U”型桿螺桿，以便固定在夾件上，其綁扎結(jié)構(gòu)如圖1.2。夾件兩端放有加緊用旁螺桿，旁螺桿上套有2mm的酚醛樹(shù)脂管，每端旁螺桿數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.2。圖1.2拉帶裝配示意圖表1.2鐵心結(jié)構(gòu)參數(shù)鐵心直徑夾件槽鋼和孔夾件絕緣厚度鐵軛綁扎每端旁螺桿墊腳拉螺桿DHxBxtb0NxMd距主級(jí)扁鋼NNxMd80-11050x37x4.5223外一道1xM121512x5034xM12115-13563x40x4.8243外一道1xM161512x5034xM12140-16580x43x5.0263外兩道2xM121512x6538xM12170-180100x48x5.3283外兩道2xM121512x6538xM16185-210120x53x5.5303外兩道2xM161512x8038xM16215-250140x58x6.0323外兩道2xM161516x8038xM16.磁通密度計(jì)算【T】W】B=—e—104

【T】W】式中：et—每匝電勢(shì)（V）；f-額定頻率（Hz）；5%—鐵心柱凈截面積（加2）。.空載損耗（P0）計(jì)算P0="Gtx式中：與。一空載損耗工藝附加系數(shù)，從表1.2中選??；PtX—鐵心硅鋼片單位損耗（W/kg）；6；一鐵心硅鋼片總重量也8）。" 表1.2空載損耗附加工藝系數(shù)（好0）鐵心直徑D（mm）<01250130 01600165 018001850215>0220工藝系數(shù)1.391.361.321.281.25-4-

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科.空載電流（10）計(jì)算有功分量:I%=有功分量:I%=L

0y10Pr【％】無(wú)功分量:I%=1,3G無(wú)功分量:I%=1,3G-x6巴qj

0W 10Pr【％】空載電流:I%=空載電流:I%=J（I%）2（I%）20 '0y 0w【％】式中：式中：qtx—鐵心單位磁化容量（VA/kg）;qj一接縫磁化容量（VA/cm2）。山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科二、線圈計(jì)算部分.導(dǎo)線材質(zhì)圓導(dǎo)線一般都用QQ-2高強(qiáng)度縮醛漆包圓銅線;扁導(dǎo)線一般用ZB紙包扁銅線，所選導(dǎo)線絕緣（兩邊）厚度（mm）一般?。海?00kVA時(shí)取0.3mm;〉500kVA時(shí)取0.45mm。.線圈形式雙層或四層圓筒式線圈：用于30—500kVA的低壓400V線圈；多層圓筒式線圈：用于高壓10kV線圈；雙螺旋式線圈：用于630—1000kVA的低壓400V線圈；四螺旋式線圈：用于1250~3150kVA的低壓400V線圈。.線圈換位為了減少導(dǎo)線中的環(huán)流損耗，圓筒式線圈，當(dāng)導(dǎo)線沿輻向2根并聯(lián)時(shí)，應(yīng)在每層1/2匝數(shù)處，進(jìn)行一次換位，但換位會(huì)使線圈軸向尺寸增加1根導(dǎo)線高度;雙螺旋或四螺旋式線圈一般采用交叉換位，其換位次數(shù)等于導(dǎo)線并聯(lián)總根數(shù)。.主絕緣見(jiàn)表2.1及2.2g//////./;////?/.////卜/■■J

I - I圖2.1主絕緣尺寸示意圖表2.1內(nèi)線圈至鐵心的主絕緣（圖2.1）低壓(kV)線圈型式主絕緣距離（1^）A 0 3 2 C 0 h 2 H 2 0.4圓筒式3.5100.4螺旋式41010圓筒式13-15372035-6-

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科表2.2外線圈至內(nèi)線圈及鐵軛的主絕緣（圖2.1）高壓（kV）線圈型式內(nèi)-外線圈間距離（00）至鐵軛距離相間距離A3hH3E36/10圓筒式126-710.5110120e2x11x35.縱絕緣5.1圓筒式線圈的層間絕緣見(jiàn)表2.3表2.3層間絕緣（0.08點(diǎn)膠紙張數(shù)）層間最大工作電壓（V）<8508511400140117501751210021012450245128002801315031513500張數(shù)總張數(shù)345678910分級(jí)長(zhǎng)344556分級(jí)短2233445.2圓筒式線圈的內(nèi)部油道:采用0.08電纜紙+撐條結(jié)構(gòu)，油道寬度見(jiàn)表2.4。表2.4油道寬度線圈（帶端絕緣）高（mm）<350351400401450451500501550551600601650>651油道寬度（mm）3.54.04.55.05.56.06.57.06.線圈匝數(shù)分布多層圓筒式線圈應(yīng)有一層不滿匝，不滿匝層的匝數(shù)一般不小于正常層匝數(shù)的70%，不滿匝不應(yīng)放在最外層，一般放在次外層并用紙條進(jìn)行填充。.線圈的輻向及軸向裕度線圈的輻向及軸向裕度，見(jiàn)表2.5表2.5線圈的輻向及軸向裕度名稱漆包圓線紙包圓線紙包扁線單根繞制多根并饒輻向裕度7%—8%8%—10%3%—6%4%—7%軸向裕度0—0.5%0.8%—1.2%注：現(xiàn)在線圈輻向裕度一般取10%左右，軸向裕度一般取2%左右，隨著車間繞制工藝的改善，輻向及軸向裕度會(huì)趨于表2.5中數(shù)據(jù)。.負(fù)載損耗計(jì)算負(fù)載損耗是當(dāng)變壓器在負(fù)載實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下，在一對(duì)繞組中，當(dāng)額定電流流經(jīng)一個(gè)繞組的線路端子，且另一繞組短路時(shí)，在額定頻率及參考溫度下所吸取的有功

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科功率。繞組導(dǎo)線電阻損耗計(jì)算PR=mxl2R 【W(wǎng)】式中S：相數(shù)，三相變壓器取3I—分接的相電流（A）Rq一分接的相電阻（Q）導(dǎo)線中渦流損耗系數(shù)計(jì)算K%以07（咐出廣。口）2 【%】k式中：k一系數(shù)，在75c時(shí)，銅線k=3.8,鋁線k=1.4f-頻率（Hz）W一繞組匝數(shù)m,n一垂直及平行于漏磁場(chǎng)方向的導(dǎo)線根數(shù)a一垂直于漏磁場(chǎng)方向的裸導(dǎo)線厚度（mm）A—每根導(dǎo)線的截面積（mm2）P—洛氏系數(shù)（一線圈電抗高度（mm）洛氏系數(shù)1式中：4一漏磁總寬度（cm）H"k一平均電抗高度（cm）負(fù)載損耗計(jì)算P=K?（1+K）?P式中：Kf一附件損耗系數(shù)，見(jiàn)表2.6f 表2.6圓筒式線圈附加損耗系數(shù)K f容量(kVA)<200250—630800—100012501600200025003150K f 1.021.051.11.121.141.221.281.349.短路阻抗計(jì)算阻抗電壓包括電阻電壓降和電抗電壓降兩個(gè)分量，一般電阻電壓降較小。電阻電壓降計(jì)算【％】P

-K-

r10P

【％】配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科式中：4—75℃時(shí)的負(fù)載損耗（W）Pr—變壓器額定容量（kVA）電抗電壓降計(jì)算漏磁等值面積計(jì)算a.高低壓輻向均無(wú)軸向油道的漏磁等值面積計(jì)算（如圖2.2）圖2.2圖2.2漏磁等值總面積示意圖TOC\o"1-5"\h\zD1=B2R2/3 【cm】D2=A12R12 【cm】D=BR/3 【cm】漏磁等值總面積￡Dr=D]+D2+ D3 【cm】b.高壓輻向有一個(gè)軸向油道、低壓輻向無(wú)軸向油道的漏磁等值面積計(jì)算（如圖2.3）配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司圖2.3漏磁等值總面積示意圖TOC\o"1-5"\h\zD1=B2R2/3 【cm】D2=A12R12 【cm】D3=B1⑴R1⑴/3 【cm】，W、 一一D=A代（1（I））2 【cm】4 11口11口W1D=BR/3 【cm】漏磁等值總面積UII）￡D=D+D+D+D+D 【cm】c.高壓低壓窟向均有一個(gè)軸向油道的漏磁等值面積計(jì)算（如圖2.4）-10-

山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科DY（n）1」m⑴tY（n）圖2.4D\)R山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科DY（n）1」m⑴tY（n）圖2.4D\)R2⑺/3c“c，W、D2=A22人(十A2漏磁等值總面積示意圖D3=B2⑴R2⑴/3D4=A12R12d5=?、?3， ，W、D6=Add『21【cm】【cm】【cm】【cm】【cm】D7=B1 R1 /3 【cm】漏磁等值總面積⑺ZDR=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7 【cm】d.高壓輻向有兩個(gè)軸向油道，低壓輻向有一個(gè)軸向油道的漏磁等值面積計(jì)算（如圖2.5）-11-配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科【cm【cm】【cm】【cm】【cm】【cm】【cm】圖2.5漏磁等值總面積示意圖圖中：IW一分接的每相安匝?。〢一漏磁總寬度（cm）A=B2⑺+A22+B2⑴+AJB1⑴Ml⑴ （J1（jl皿）Hk1、Hk2—各線圈電抗高度（cm）B1、B2—各線圈的輻向尺寸（加）a［、狐、A11—各線圈油道尺寸（加）W1、w2—各線圈匝數(shù)W=W+W+W;W=W+WR1、R2、r"R2—各線圈及各油道平均半徑（Cm）D1=B2⑺Ry/ 【cm】-.一，W、D2=A2242口(『022D3=B2(I)R2(I)/3D4=A12R12D5=Bi(I)Ri(i)/3, c W 、D=A平 (—i))26 11(511(I)UW1D7=B1⑺Ri/-12-

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科【cm配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科【cm】【cm】【％】/W 、D=AR (-fn)8 11(I)11(I)「W1D9=B1(^)R1,"39.2.2電抗電壓降計(jì)算u=49.6fN1W1口Dr14；k ed/06式中：￡一額定頻率(Hz)—洛氏系數(shù)=1 Jk黑一平均電抗高度（cm）et一匝電勢(shì)（V）Kx—電抗修正系數(shù)，見(jiàn)表2.7X 表2.7電抗修正系數(shù)K容量30―160—400—容量30―160—400—630—1000—1600—2500—（kVA）125315500800125020003150K1.01.031.051.081.141.161.18x9.3短路阻抗電壓計(jì)算UjW2U2 【%】10.線圈溫升計(jì)算在特殊條件下對(duì)溫升的修正安裝場(chǎng)所的特殊環(huán)境溫度下對(duì)溫升修正：當(dāng)安裝場(chǎng)所的溫度最熱月平均溫度超過(guò)+30℃或最高年平均溫度超過(guò)+20℃，則對(duì)變壓器的溫升限值應(yīng)按超過(guò)部分的數(shù)值減少，并應(yīng)修約到最接近溫度的整數(shù)值。安裝場(chǎng)所為高海拔時(shí)對(duì)溫升的修正：當(dāng)安裝場(chǎng)所海拔高于1000m，而試驗(yàn)場(chǎng)地海拔低于1000m時(shí)，變壓器繞組平均溫升限值應(yīng)按海拔每增加400m降低1K來(lái)計(jì)算。試驗(yàn)場(chǎng)地海拔高于1000m，而安裝場(chǎng)所海拔卻低于1000m時(shí)，溫升限值應(yīng)作相應(yīng)的增加值進(jìn)行修正?！緈【m2】S=6j=1式中：R“一被計(jì)算散熱面處的線圈半徑（mm）兒一電抗高度（mm）-13-

配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科K一被計(jì)算散熱面這算系數(shù)，它與線圈表面接觸的物體有關(guān)，一般sj按下列選?。和呃慵埌迦J0.85,撐條簾取Kj=0.8,1.0mm薄紙筒取K=0.5，厚紙筒取K=0。10「3熱負(fù)荷計(jì)算 "【W(wǎng)/m2】式中：吃一被計(jì)算繞組的電阻損耗（W）10.4Kf—被計(jì)算繞組的附加損耗系數(shù)繞組的溫差計(jì)算10.4二0.06用0.8<25Kcmt=°.00%(cm0.64)二0.06用0.8<25Kcmt=°.00%(cm0.64)即 m)【K】=0.cm00祉1c2打【K】式中:一被計(jì)算線圈的層間絕緣校正溫差（K）,t當(dāng)3cm<0.64mm時(shí)不予校正cm—被計(jì)算線圈的層數(shù)校正溫差（K）,當(dāng)3cm>0.64mm時(shí)，按0.64mm計(jì)算3摭一被計(jì)算線圈的相鄰的兩層間絕緣總厚度，即層絕緣加導(dǎo)0m線絕緣（mm）mc-被計(jì)算線圈的總層數(shù)mS-被計(jì)算的線圈與油接觸的散熱面數(shù)線圈溫升計(jì)算T=t+t 【K】式中：t—繞組的溫差（K）j―油平均溫升（K）-14-山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科三、引線選取及油中絕緣距離1.引線用圓銅線引線用圓銅線按表3.1選取表3.1引線用圓銅線數(shù)據(jù)表裸線直徑（mm）裸線重量（g/m）裸線截面（mm2）包絕緣后外徑（mm）允許電流（A）4.255.802.543.694.909P6.75p8.321(P362.917.069P7.25p8.83404111.8712.57P8.25p9.860P5174.7519.63P9.25P10.8932.引線用銅電纜引線用銅電纜按表3.2選取表3.2引線用銅電纜數(shù)據(jù)表纜面￡)電截?線量㈱裸重新一線徑魚(yú)裸直的規(guī)格盤X股X簫）每邊絕緣厚度368Di電流Di電流D：電流160.1425.87X7X064*1S,477619.477巾23J77250,22371712X7X062*15.3120*21.3120025,3120350.3328,719X7X058中瓜3168?22.3168*26.3157500.44510.219X7X068巾17.B239*23.8212中方重200700.6?312.627X7X068^20.2304*26.2269中30.2253950.84514.337X7X068*21.9372*27.9326中31.93071201.071637X7X076*23.6436*29.6382633.63581501.3418.14SX7X0745124>31.7446$35.74181851.652061X7X074^27,6592*33.6514中37.64802102.142361X7X085*30.6715*36.6617中領(lǐng)65743002.6726.227X19X035*33.8842039.8723中43.86724005629.837X19X085*37.41028*43.4880Mli,18163.引線用銅母線（TMY）引線用銅母線（TMY）按表3.3選取表3.3引線用銅母線（TMY）數(shù)據(jù)表銅排規(guī)格（厚X寬）mm有效截面積mm2長(zhǎng)期允許電流（A）垂直放置水平放置3x3088.14254254x40159.57657655x40199.19559555x50249.112001180-15-

6x50299.1144013006x60359.1172015308x60479.1230017908x8063980799.1374026208x1007991009995x1001249.151503600山東泰開(kāi)變壓器有限公司配套事業(yè)部設(shè)計(jì)科4.油中引線間及引線到其他部分的絕緣距離油中引線間及引線到其他部分的絕緣距離見(jiàn)表3.4表3.4引線間和引線到其他部分的絕緣距離（00）圖例瑟J^2■,rnA~i_S SkiS6^-A,1圍屏厚A飛-線er-L+7尸:q工?尸5啊S電壓工頻試引線最小直徑引線每邊絕緣15S1S2S3S4$5（含公差）S6（含公差）S7（含公差）等級(jí)kV給電壓kV引線至平面引線至尖角引線至引線引線至線圈圍屏中低壓引線至高壓線圈木件爬距紙板爬距木件爬距紙板爬距木件爬距紙板爬距L=25L=S2+10L=25L=S2+100.552.5010101010020202020202020202000100000000036