110kV级油浸式电力变压器电磁计算原则.doc
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1、110kV级油浸式电力变压器电磁计算原则 设计原则Q/TKB.0605.0006110kV级油浸式电力变压器电磁计算原则共 18 页第 18 页1、总则本原则适用于110kV级容量在5000-120000kVA范围内,双绕组或三绕组,无励磁调压或有载调压油浸式电力变压器的电磁计算。1.1本原则所遵循的标准:GB1094.12-1996 电力变压器 GB1094.3-2003 电力变压器 GB1094.5-2003 电力变压器 GB/T6451-1999 三相油浸式电力变压器技术参数和要求1.2 电磁计算的一般说明 为保证电磁计算的单位和精度的统一,特规定以下主要变量的单位及有效位数:1.2.1
2、 匝 电 势(V): 保留3位小数; 电压(V):以整数结尾。1.2.2线圈电流(A): 保留1位小数; 电密(A/mm2):保留2位小数。1.2.3磁 密(T): 保留2位小数; 线圈电阻():取5位有效数字。1.2.4导线截面(mm2): 保留2位小数; 导线长度(m):保留1位小数。1.2.5导线重量(kg): 以整数结尾; 温升(T):保留1位小数。1.2.6损 耗(W): 以整数结尾(尾数为0);空载电流(%):保留2位小数。1.2.7短路阻抗(%): 保留2位小数。1.2.8器身重、油重、总重、本体运输重(kg):后两位为0。1.3国标性能参数及设计计算允许偏差,有协议要求时按协议
3、。项目国家标准允许偏差计算裕度及限值电压比规定的第一对绕组主分接a.规定电压比的0.5%b.实际阻抗百分数1/10取两值中的低者主分接:0.25%其他分接:0.32%其他分接由制造厂与用户协商其他绕组对按协议,但不低于a和b中较小者短路阻抗有两个独立绕组的变压器,或多绕组变压器中规定的第一对独立绕组主分接当阻抗10%时,7.5%当阻抗10%时,10%标准值的2.5%其它分接当阻抗10%时,10%当阻抗10%时,15%自耦联结的一对绕组,或多绕组变压器中规定的第二对绕组主分接10%其它分接15%其它绕组对15%,按协议正偏差可加大空载电流+30%+20%损耗空载损耗+15%+12%负载损耗+15
4、%+10%总损耗+10%+8%温升线圈温升65k63k油顶层温升55k53k各线圈温差7k7k油箱结构件表面80k80k2、铁心部分2.1铁心材料、铁心截面及叠片系数铁心材料均为高导磁冷轧硅钢片,其性能查阅相关参数表;铁心截面按照工厂现有的标准选取;片厚为0.3mm或0.35mm时叠片系数取0.97,片厚为0.27mm时叠片系数取0.96。2.2磁通密度(B)普通电力变压器 B1.75T接发电机及厂用变压器 B1.73T2.3 铁心直径的选取按照以下公式初步估算,再根据铜导线与硅钢片的市场价格进行调整D=K(Sz)1/4 式中:D 铁心直径,;K 经验系数,在5156范围内取值;Sz每柱容量,
5、 kVA。2.4. 空载损耗与空载电流计算2.4.1空载损耗计算 P0=KP0ptGFe W式中:KP0铁心损耗附加工艺系数,见表1.1;pt电工钢带单位损耗(查材料曲线),W/kg;GFe铁心重量,kg。表1.1 铁心损耗附加工艺系数铁心形式三 相 三 柱 结 构三相五柱变压器容量,kVA50006300063000等轭不等轭空载损耗系数KP01.081.151.25空载电流系数1.601.401.401.60注:1)等轭表示铁心主轭与旁轭的截面相等。2.4.2空载电流计算: 空载电流计算中一般忽略有功部分式中:空载电流工艺系数,见表1.1;铁心重量,kg;铁心单位磁化容量(查材料曲线),V
6、A/ kg;变压器额定容量,kVA。3、绕组部分3.1绕组中导线的一般要求3.1.1导线材料采用无氧铜,在要求抗短路能力强的产品中用半硬铜导线;75时的电阻系数为0.0209.m m2 / m;导线电密均小于3.8A/ m m2,半容量导线电密小于2.0A/ m m2。3.1.2线饼辐向尺寸计算:导线尺寸取名誉尺寸+0.05 m m,辐向绕制裕度系数按以下选取:纠结式或内屏蔽连续式1.02,连续式1.01,螺旋式1.01。3.1.3线饼轴向尺寸计算:导线尺寸取名誉尺寸+0.05 m m,当匝绝缘厚度0.45 m m时要考虑10%的压缩量,垫块压缩系数取10.011.0%。3.1.4计算单中的导
7、线长度均为绕组实际总匝长,不再包括绕组出头长度或者工艺余量。3.2.导线的选取3.2.1单根纸包铜扁线厚度a3.75 宽度b14(调压绕组除外)。3.2.2纠结式绕组宽厚比37,a1.5。3.2.3连续式绕组宽厚比37,a1.5。3.2.4螺旋式绕组宽厚比2.57,a1.8。3.2.5单层圆筒式调压绕组3.2.5.1绕组辐向10。3.2.5.2平绕:宽厚比37,厚度a4。3.2.5.3立绕:宽厚比1.52,宽度b10。3.2.6复合导线原则上不使用四复合导线。3.2.6.1二复合导线单根1.5a2.65,B/A=1.53。3.2.6.2三复合导线单根1.5a2.24,B/A=1.52。式中:a
8、 裸线厚度(mm);b 裸线宽度(mm);A包完匝绝缘后的线厚(mm);B包完匝绝缘后的线宽(mm)。3.3.导线标注方法3.3.1组合导线:ZZB-(0.4+1) ,式中:ZZB纸包组合铜导线;组合铜导线的组合根数,n=2-3;a,b,单根裸导线的厚与宽(mm);A,B,组合导线的厚与宽(mm);A= (a+0.4) n+1,B=b+导线绝缘厚度(mm),常采用0.95,1.35,1.6,1.95;1=-0.43.3.2单根及屏蔽导线:ZB- ,式中: ZB纸包铜导线;a,b,单根裸导线的厚与宽(mm);A,B,包绝缘后导线的厚与宽(mm),A= a+,B=b+;导线绝缘厚度(mm)。3.4
9、油导向结构高、中、低压绕组均采用油导向循环结构,油循环路径统一采用外进外出方式,当变压器容量25000kVA时,采用2个外挡油板与3个内挡油板交错放置,共分4区;当变压器容量25000kVA时,采用3个外挡油板与4个内挡油板交错放置,共分6区。油导向隔板所处油道宽为4(31),整个绕组隔板所占总高度51=5。3.5绕组型式选择3.5.1高压绕组(110kV级)高压绕组为单根导线或单根二复合导线时采用纠结连续式,纠结段均采用“单-单”纠,三复合或两根复合导线并联时采用内屏连续式。3.5.2中压绕组(35kV级)中压绕组采用连续式,连续式绕组导线并绕根数12根,但要换位数应小于或等于档位数的一半,
10、单根导线厚3。3.5.3低压绕组(10kV级及以下)低压绕组根据容量大小采用连续式或单(半)螺旋式、双(半)螺旋式,连续式绕组导线并绕根数12根,但要换位数应小于或等于档位数的一半,单根导线厚3,绕组为单(半)螺旋式时采用“2-4-2”换位方式。3.5.4调压绕组110kV级有载调压的高压调压和中压调压部分均设置单独调压绕组,为正反调压方式;双圈有载调压变压器的调压绕组均采用圆筒式;三圈有载调压变压器容量小于等于20000kVA的调压绕组采用圆筒式,按辐向顺序方式排列,容量大于20000kVA的三圈有载调压变压器的调压绕组采用轴向排列方式。3.5.5绕向所有绕组均采用左绕向。3.6垫块宽度与撑
11、条根数绕组撑条根数与垫块宽度的选取应根据其力学性能与热性能进行计算,常用垫块宽度有30、40、50三种,而铁心直径与撑条数量之间的关系见表3.1:表3.1 铁心直径与撑条数量关系铁心直径()340470480630640690700770780900撑条数量12162020或2424或283.7匝绝缘重量的计算公式C=10.67AB0.86(r+/2)20.86(r+0.2)2(n-1)-sn/n /s (%)式中:A包完匝绝缘后的线厚(mm);B包完匝绝缘后的线宽(mm);n组合导线并绕根数;匝绝缘厚(mm);s单根导线的截面积(mm2);r单根导线的周边圆角(mm);单根导线厚度为a=1.
12、12-1.6时,r=0.5a=1.7-2.36时,r=0.65a=2.5-3.75时,r=0.8a=4.0-5.60时,r=1.04、110kV电压等级变压器主、纵绝缘4.1.铁心圆与相邻绕组内纸筒之间的间隙见表4.1 表4.1 铁心圆与内纸筒间隙 mm铁心直径mm340490500650660800810900间 隙mm56784.2、绕组空道尺寸见表4.2 表4.2 绕组空道尺寸 mm电 极 名 称绕 组 与 铁 心 之 间绕 组 与 绕 组 之 间电压等级 kV35kV010kV035kV10kV110kV10kV110kV35kV基本调压绕组空道尺寸mm24+纸筒间隙12+纸筒间隙20
13、端部进线:38 ;中部进线:3636绝 缘 水 平110kV级:LI480 AC200LI325 AC140(或LI250 AC95)35 kV级:LI200 AC85 10kV级:LI75 AC354.3相间距离见表4.3表4.3 110kV绕组相间距离 mm结构形式有单独调压绕组无单独调压绕组相间距离263040444.4绕组纵绝缘与端绝缘结构4.4.1无单独调压绕组结构额定容量(kVA)800010000315004000063000绝 缘 水 平LI480 AC200LI325 AC140(或LI250 AC95)出 线 方 式端 部总 段 数64绕组结构绕组数2或3匝 绝 缘纠结段:
14、1.35(0.4+0.95)连续段:0.95(0.4+0.55)屏蔽段:1.35,屏线1.60 连续段:0.95(0.4+0.55)首端线段普纠16段加静电板普纠12段屏蔽10段:4段(2P4),4段(2P3),2段(2P2)分接线段连 续其余线段连 续段间油道首 端24.57(3+4.5)24.524.5 5(3+4.5)24.524.54(3+4.5)24.5分接区分接8段:44.5 + 19 + 44.5末 端24.5正 常3.0导 向 设 置分6区或4区 ; 导向油道4.0首 端 内 径 垫 条第1、2段垫8-10(首段角环,有静电板时不放);第3、4段垫4-5首端到中断点匝数约55%
15、主 空 道 尺 寸端部进线38 ; 中部进线36相间尺寸4044上 部 端 绝 缘端部进线:(2024)空隙+50压板+33上+20端圈+7油道中部进线:(2024)空隙+50压板+23上+20端圈+7油道注:有静电板时,20端圈改为20静电板,其余不变。下 部 端 绝 缘LI325AC140或LI250AC95:70mm 其 它 说 明4.4.2有单独调压绕组结构额定容量(kVA)800010000315004000063000绝 缘 水 平LI480 AC200LI325 AC140(或LI250 AC95)出 线 方 式端 部总 段 数64高压基本绕组结构绕组数2匝 绝 缘纠结段:1.3
16、5(0.4+0.95)连续段:0.95(0.4+0.55)屏蔽段:1.35,屏线1.60连续段:0.95(0.4+0.55)首端线段普纠16段加静电板普纠12段屏蔽10段:4段(2P4),4段(2P3),2段(2P2)分接线段连 续其余线段连 续段间油道首 端24.57(3+4.5)24.524.55(3+4.5)24.524.54(3+4.5)24.5末 端24.5正 常3.0导 向 设 置分6区或4区 ; 导向油道4.0首端内径垫条第1、2段垫8-10(首段角环,有静电板时不放);第3、4段垫4-5端绝缘上 部端部进线:(2024)空隙+50压板+33上+20端圈+7油道中部进线:(202
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- 110 kV 级油浸式 电力变压器 电磁 计算 原则