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毕业论文(设计)10KV干式变压器设计学生姓名指导教师合作指导教师专业名称电气自动化技术所在学院职业技术学院2013年5月目录摘要………………………………………..……………………………………….…..I第1章概述……………………………………………………………………………....
11.1干式变压器的发展及前景……………………………………………………....
11.2干式变压器的应用场合…………………………………………………………
21.3干式变压器的分类………………………………………………………………
21.4冷却方式及其标志………………………………………………………………
31.5温升限值及参考温度……………………………………………………………
31.6绝缘水平…………………………………………………………………………
31.7干式变压器的过载能力…………………………………………………………
41.8干式变压器的防护方式…………………………………………………………
51.9干式变压器的环保标准…………………………………………………………5第2章设计要点…………………………………………………………………………
62.1铁心相关计算……………………………………………………………………
62.
1.1铁心直径的选择…………………………………………………………
62.
1.2铁心的空间填充系数……………………………………………………
72.
1.3铁心叠片系数……………………………………………………………
72.
1.4铁轭截面和形状的选择…………………………………………………
82.
1.5其它………………………………………………………………………
82.2高低压绕组匝数的计算…………………………………………………………
82.
2.1初算每匝电压……………………………………………………………
82.
2.2低压绕组匝数的计算……………………………………………………
92.
2.3磁通密度和磁通的计算…………………………………………………
102.
2.4高压绕组匝数的计算……………………………………………………
102.
2.5电压比校核……………………………………………………………....
112.3绕组相关尺寸和铜重的计算……………………………………………….…
132.
4.1概述………………………………………………………………………
132.
4.2关于NOMEX纸的技术性能……………………………………………
142.
4.3用NOMEX纸做原料的H级干式变压器………………………………
152.5温升计算…………………………………………………………………………
162.
5.1开敞通风式干式变压器的温升计算原则………………………………
172.
5.2有关参数的补充说明……………………………………………………20第3章10KV干式变压器的设计计算…………………………………………………
213.1技术参数…………………………………………………………………………
213.2铁心直径及绕组匝数……………………………………………………………
213.3绕组计算…………………………………………………………………………
223.4铁心柱心距及线圈的径向尺寸…………………………………………………
223.5阻抗计算…………………………………………………………………………
243.6铁心重量及损耗计算……………………………………………………………
243.7空载电流计算……………………………………………………………………
253.8温升计算…………………………………………………………………………26第4章需要探讨的一些问题……………………………………………………………
284.1H级干变和环氧浇注干变的比较………………………………………………
284.2电流密度的选择…………………………………………………………………
294.3关于温升…………………………………………………………………………
314.4关于容量…………………………………………………………………………
324.5关于联结法………………………………………………………………………
324.6低温的使用环境…………………………………………………………………
234.7噪声和发热问题的控制…………………………………………………………
334.8合理利用干式变压器的过载能力来节省投资…………………………………33参考文献…………………………………………………………………………………35结束语……………………………………………………………………………………36摘要变压器理论是电机学的分支,尽管变压器是一个静止的设备,在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递,已广泛的应用于国民经济各部门,各领域使用变压器,可使得发电机,传输电力的电网以及应用电力的用电设备,都有可能选择最合适的工作电压,安全而经济的运行变压器主要包括油箱,线圈,绝缘和结构件等,变压器的设计主要进行的是变压器的电磁计算和器身线圈,结构件的计算变压器的设计顺序是根据计算单中的数据首先进行铁心的设计,然后是夹件和线圈的设计,最后是油箱的设计,设计过程中要保证装配尺寸的准确此次设计的变压器的功能主要是用来稳定电压,另外本台产品为S11系列,损耗较小,符合节能降耗的原则完成此总成的设计主要包括三方面的工作第一是方案的选择,第二是设计计算,第三是结构的设计为保证所设计零部件的可靠性,还应进行一定的试验关键词变压器;传输损耗;配电系统;节能降耗第1章概述
1.1干式变压器的发展及前景自新中国成立以来,尤其是改革开放后,我国的电力工业取得了突飞猛进的发展迄今,我国的总装机容量与年发点量都已越居世界前列,成了名副其实的“电力大国”但是,由于我国人口众多,按人均的装机容量和年用电量方面,仍处于发展中国家的中等水平今后,随着我国在新世纪中国民经济全面迈向小康水平,电力工业必将取得更快的发展众所周知,变压器是电力系统中的一个极其重要的设备,无论是发电厂、变电所、输配电网络还是广大的用户以及国民经济的各个部门,都使用着各式各样的变压器据统计,每增加1kw的发电装机容量,就需要配套6-8KVA的变压器,可见,随着国民经济的高速发展,对变压器的需求量还将不断增加当今世界范围内电力变压器以油浸式变压器即绝缘介质使用矿物油为主,尤其在电压等级超过66kV时,几乎全部采用这类产品因为油浸式变压器具有散热好、成本低、容易制造、技术成熟等特点,最重要的一点是,用于高电压等级时油浸式变压器的绝缘性能是其他类型的变压器无法比拟的但是在人们工作和生活的重要区域,如地铁、矿井、商业中心、机场、高层建筑、码头和电厂等地,采用油浸式变压器供电则非常不安全因为油浸式变压器一旦出现内部故障,极易引燃变压器油,产生爆炸,导致变压器油外溢和飞溅,进而引发更大的事故正因如此,具有防火、难燃等特点的干式变压器就成为城市供电的首选产品干式变压器,在GB6450标准中定义为“铁心和线圈不浸在绝缘液体中的变压器”由于不用液体来绝缘且采用阻燃材料,因而难燃;同时,因产品铁心和线圈的外露,使维护和检修变得更加方便因此,许多国家明确规定在重要场所必须采用干式变压器供电干式变压器在世界范围内得到迅速发展,是要追溯到20世纪中后期1964年,第一台环氧树脂浇注的干式变压器在德国诞生,这种干式变压器易于批量生产,与早期的浸渍干式变压器比较,优点明显,尤其是机械强度高,质量稳定性好,故很快推广应用开来80年代末期,干式变压器从外国进入中国,至今每年以超过20%的增长率迅猛发展 随着城市电网用电负荷的逐渐增加城网变电站深入城区和居民区越来越多干式变压器便得到了广泛的应用在不断的需求中干式变压器本身也得到了巨大的发展1989年我国第二次城网改造会议时国内干式变压器年产量只有2000MVA到1995年发展到6000MVA2000年已达到17000MVA占配电变压器产量的19%从世界各国干式变压器的发展状况去看其产量及使用范围逐渐扩大在美国干式变压器已成为变配电变压器主体成套变电站中干式变压器占80%~90%因为干式变压器具有诸多的优点越来越多地被应用于高层建筑及商业中心、石油、化工等对防火与安全有更高要求的部门我们相信在中国加入WTO之后,随着开放程度的进一步提高,干式变压器领域将出现更为广阔的市场空间和未来
1.2干式变压器的应用场合干式电力变压器的选用,应根据负荷状况、工程特点、场所环境、发展规划等因素,合理确定容量和台数1在防火要求较高的场所、人员密集的重要建筑物内如地铁、高层建筑、剧院、商场、候机大楼等和企业主体车间的无油化配电装置中如电厂、钢厂、石化等,应选用干式电力变压器2当场地较小时,如果技术经济指标合理,应选用干式电力变压器3初期投资和油浸电力变压器附设的排油设施、防爆隔墙、废油处理,以及运行维护和损耗等费用,经技术经济比较合理时,宜选用干式电力变压器4与居民住宅连体的和无独立变压器室的配电站,宜选用干式电力变压器5难以解决油浸电力变压器事故排油造成环境污染的场所,可选用干式电力变压器6在与重要建筑物防火间距不够的户外箱式变电站内,可选用干式电力变压器
1.3干式变压器的分类下表列出了各温度等级绝缘材料的最高允许温度表1-1各温度等级绝缘材料的最高允许温度温度等级AEBFHC最高允许温度℃105120130155180220干式变压器按绕组、外壳和绝缘材料的温度等级进行分类1按绕组分类分为包封绕组的干式变压器和非包封绕组的干式变压器二类有一个或几个绕组用固体绝缘包封起来的干式变压器称为包封绕组的干式变压器任何绕组均没有用固体绝缘包封起来的干式变压器称为非包封绕组的干式变压器2按外壳分类分为密封型、全封闭型、封闭型和非封闭型干式变压器四类密封型干式变压器,带有密封型保护外壳,壳内充以空气或某种气体其外壳的密封性能使壳内外的气体不发生交换全封闭型干式变压器,带有全封闭型外壳,壳内外的空气能够发生交换,但外界空气不能以循环方式冷却铁心和绕组封闭型干式变压器,带有封闭型外壳,外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组非封闭型干式变压器,不带外壳,外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组3按绝缘材料的温度等级分类分为A级、E级、B级、F级、H级、C级绝缘干式变压器目前,常见的是B级、F级、H级干式变压器
1.4冷却方式及其标志干式变压器的冷却介质为空气或其他某种气体(例如氮气),冷却介质的循环方式有自然循环和强迫循环二种前者称为自冷式,后者称为风冷式通常用二个字母表示冷却方式第一个字母表示冷却介质,第二个字母表示冷却介质的循环方式冷却介质为空气时,用字母A表示;冷却介质为其他气体时,用字母G表示冷却介质自然循环时,用字母N表示;冷却介质强迫循环时,用字母F表示1对于非封闭型和封闭型干式变压器来说,外界空气能够以循环方式冷却铁心和绕组绕组和铁心的冷却方式完全能够反映这二种干式变压器的冷却方式,所以只用二个字母来表示冷却方式自冷时用AN表示,风冷时用AF来表示2对于全封闭型和密封型干式变压器来说,外界空气不能以循环方式冷却铁心和绕组壳内外的冷却介质及其循环方式可能相同,也可能不同,必须分别标志壳内外的冷却方式通常用4个字母来标志这两种干式变压器的冷却方式前2个字母表示壳内绕组和铁心的冷却方式,后2个字母标志外科的冷却方式当某一干式变压器有二种冷却方式时,可用这二个冷却方式标志中间加斜线的方法来标志,例如AF/AN
1.5温升限值及参考温度干式变压器绕组的温升限值取决与绝缘的温度等级负载损耗、阻抗电压、短路阻抗的参考温度等于绕组的温升限值加上20℃表1-2列出了在正常使用条件下运行的干式变压器绕组绝缘的温度限值从调研中得出,运行温度限值每超过额定值10℃,变压器使用寿命降低一半,不论运行环境温度的变化如何,铭牌容量的1.5倍为该台变压器的应急容量极限绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一,因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的冷却风机的自动控制、超温报警、跳闸系统、温度显示系统,必须灵敏、准确、可靠动作,才能对于式变压器的运行状态、故障状况作出正确的判断,以便及时处理干式变压器的正常使用条件主要是指
(1)海拔不超过1000m;
(2)最高气温不超过40℃,最高日平均气温不超过30℃,最高年平均气温不超过20℃当冷却空气的温度某一项超过上列限值但不超过10K时,超过部分以5K为一级,绕组温升限值每级降低5K当海拔超过1000m时,超过部分以500m为一级,自冷干式变压器绕组温升限值每级降低
2.5%,风冷干式变压器绕组温升限值每级降低5%
1.6绝缘水平用于一般配电网络或工业系统的干式变压器,其绝缘水平应符合下表1-3的规定表中雷电冲击耐受电压有系列Ⅰ和系列Ⅱ二种可按干式变压器遭受雷电过电压和操作过电压的程度,中性点接地方式和过电压保护装置的型式来选择,通常由用户来提出表1-2各类绕组绝缘温度限值绝缘的温度等级AEBFHC绕组温升限值(K)607580100125150性能参考温度(℃)
80951001201451701.7干式变压器的过载能力当干式变压器安装地点的海拔高度超过1000m,但不超过3000m时,超过1000m的部分以每500m为一级,干式变压器工频耐受电压每级增加
6.25%干式变压器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等有关因此,从运行经济安全可靠方面,可以从以下两点考虑1减少备用容量或台数在某些场所,对变压器的备用系数要求较高,使得工程选配的变压器容量大、台数多而利用干式变压器的过载能力,在考虑其备用容量和备用台数时可以减少变压器处于过载运行时,一定要注意监测其运行温度若温度超过允许温升限值即应采取减载措施,减去一些次要负荷,以确保对主要负荷的安全供电2可适当减小变压器容量充分考虑某些设备短时冲击过负荷的可能性,尽量利用干式变压器的较强过载能力而减小变压器容量;对某些不均匀负荷的场所,可充分利用其过载能力,适当减小变压器容量,使其主运行时间处于满载或短时过载
1.8干式变压器的防护方式根据使用环境特征及防护要求,千式变压器可选择不同的外壳通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入,造成短路停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障若须将变压器安装在户外,则可选用IP23防护外壳,除上述IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入但IP23~~1-壳会使变压器冷却能力下降,选用时要注意其运行容量的降低电压等级(KV)工频耐受电压(有效值)(KV)雷电冲击电压(峰值)(KV)ⅠⅡ≦136101520353102028385070—2040607595145--40607595125170表1-3绝缘水平
1.9干式变压器的环保标准国家环保局在广泛调研、论证、征求意见的基础上,于2004年1月19日发布并开始实施干式变压器的环保标准HBC21—2004《环保标志产品认证技术要求——干式电力变压器》该标准就成为变压器行业的第一部环保法典,激励和约束变压器产品朝着“节能、低噪、少维护、高可靠、易于回收处理”的方向发展该标准提出三方面基本要求1变压器品质方面必须满足GB/T10228和GB6450变压器质量标准2变压器制造企业环保方面企业污染物排放满足相应国家和地方法规标准3该标准对变压器产品本身的环境指标做出严格规定,进一步从变压器损耗、噪音、局部放电、废置产品回收特性等四个方面提出了具体的达到环保标志产品要求针对环保标志产品回收特性的要求,标准规定产品应易于拆解,产品中金属材料与非金属材料应易于分离第2章设计要点
2.1铁心相关计算铁心柱直径是变压器的最基本的参数,因为铁心的大小一旦确定,也就决定了绕组的内径以及原、副绕组的匝数,从而影响到整个变压器的尺寸和各主要性能参数它的正确选定还涉及到变压器材料消耗的铜铁比,是影响优化设计的重要因素
2.
1.1铁心直径的选择选择铁心直径的方法是较多的,如按照容量、短路阻抗、损耗值等,这些在有关书籍(如电机设计)中均有介绍,但这些公式使用起来都比较复杂我国目前在设计时,一般均在综合考虑上述因素之后,采用下面的半经验公式来计算铁心直径,即(2-1)式中——铁心直径,mm;——铁心直径经验系数,它的取值可参见表2-1;——变压器的每柱容量,KVA上式表明,对绝缘等级相同,结构相似的变压器,其铁心直径与每柱容量的1/4次方成比例这种关系也与一般电机设计的规律相同表2-1铁心直径的经验系数值变压器类别三相双绕组三相三绕组单相双绕组单相三绕组自耦变压器铝绕组50-5448-5250-5448-5248-52铜绕组53-5751-5553-5751-5551-55从表中可知值与结构形式有关,在一般情况下,就值本身而言,具有铜线大于铝线,双绕组大于三绕组等特点根据我国以往的中小型变压器的统一设计,对双绕组铝线一般取=52;对双绕组铜线取=55但是随着技术的进步,的取值也在不段变化例如对铜线双绕组的配电变压器有的厂家建议平均可取=
52.5,这样可交好地节省硅钢片所以表2-1中所推荐的值也并非一成不变的,在设计时还应根据产品的发展、材料的价格以及各厂的具体条件来选择最优的值
2.
1.2铁心的空间填充系数由于一般变压器的铁心都是采用薄硅钢片迭成的圆内多级矩形截面显然,当多级矩形的级数愈多时,则它的截面愈接近圆面积通常把多级矩形的几何截面积与圆面积之比成为铁心的空间填充系数,即=(铁心的实际几何面积/铁心外接圆面积)1(2-2)当铁心级数愈多时,则填充系数愈高,这就意味着空间利用效果较好,漏磁也较少但是,随着级数的增加,则铁心的冲剪、叠片等的工时都大为增加所以铁心的级数要选择恰当,总的原则是直径愈大则级数愈多,一般为5-14级(1/4圆内级数)铁心级数与填充系数的关系见表2-2,从此表看出,当级数在9级以上时,填充系数增加不多目前采用的铁心直径与级数范围见表2-3表2-2铁心级数与填充系数的关系级数123456789101112131415填充系数.
637.
787.
851.
866.
908.
923.
934.
942.
948.
953.
955.
958.
961.
967.969表2-3铁心级数与铁心直径的关系铁心直径D(mm)80-9095-120125-195200-225230-240245-265270-290400-560580-680700-980980以上级数56789101112131415以上
2.
1.3铁心叠片系数由于硅钢片表面的平整度、绝缘涂层厚度等的影响,使得硅钢片实际通过磁力线的净截面(有效截面)与其几何截面(毛截面)并不相等,它们之间的关系,常引用叠片系数的概念来表示,其定义为=(通过磁力线的铁心净截面∕铁心的几何截面)1(2-3)一般情况下,的值与硅钢片的平整度、绝缘层厚度以及铁心的绑扎程度、夹紧方式等有关以往采用热轧硅钢片时,的值很少有超过
0.93的,在采用冷轧硅钢片后,它的值提高到
0.93-
0.95,目前由于硅钢片的质量不断提高,铁心加工、绑扎工艺的不断改进,使得的值,已可取到
0.96-
0.975,甚至更高的值
2.
1.4铁轭截面和形状的选择铁轭的截面形状有外接圆多级矩形、矩形、正T形、正多级T形、倒T形、倒多级T形以及多级椭圆形截面等,对于大、中容量以及大多数小容量变压器,为了使磁通分布均匀以及化简工艺,铁轭和铁心一样,也都采用外接圆多级矩形,这时二者的截面积取得一致
2.
1.5其它铁心的绑扎,B级干式变压器通常用环氧玻璃粘带或者其它B级绑扎材料;H级干式变压器通常用聚胺-酰亚胺玻璃纤维绑扎带或其它H级材料绑扎铁轭的夹紧,通常是考夹件和用不导磁钢板制成的拉带通过螺栓来实现的心柱绑扎结构的扎紧力一般不低于
4.9-
8.8N/铁轭螺栓的夹紧力一般不低于
6.9-
8.8N/为了铁心散热通畅,铁心外的绝缘筒或绕组内径至铁心外接圆的距离通常不低于15mm为了固定绝缘筒或内部绕组,通常采用四个撑板,分别布置在主级和小级叠片组的外侧
2.2高低压绕组匝数的计算
2.
2.1初算每匝电压(2-4)式中——初算的每匝电压,V/匝;——初选的铁心磁密,T;——铁心的有效截面积,;——工频,Hz从上式可以看出,当铁心截面一旦确定后,每匝电势的大小主要决定于所选择的最大磁密而在设计时的最大磁密值的选择是一项比较复杂的问题,它涉及到铁心材料的特性、材料的用量、运行损耗和发热、电势波形、噪声以及正常和故障运行方式的要求等多方面的因素下表2-4和2-5给出了干式变压器磁通密度和电流密度的选择表2-4干式变压器磁通密度的选择铁心材料绝缘耐热等级磁通密度()T冷轧硅钢片BH
1.40-
1.
551.50-
1.65热轧硅钢片BH
1.20-
1.
351.30-
1.45表2-5干式变压器电流密度的选择绕组材料绝缘耐热等级电流密度(A/)内绕组外绕组铜导线BH
1.4-
2.
12.4-
3.62-
32.8-
4.3铝导线BH
1.0-
1.
51.5-
2.
11.6-
2.
11.8-
2.
32.
2.2低压绕组匝数的计算由于低压绕组没有分接,一般根据低压侧相电压及初算的每匝电压,可初算出低压绕组匝数,即,匝(2-5)由上式计算出并取整后,即得低压绕组匝数第二步,由于低压绕组匝数是从凑成的,所以每匝电压有了变化,应再按下式重算一次,才能得出实际的每匝电压,即,V/匝(2-6)用上式重新计算值时,必须计算至小数点后三位有效数字这主要为了使具有较精确的值,以便下一步计算出的高压绕组匝数能符合电压比较核时的要求
2.
2.3磁通密度和磁通的计算当正式的每匝电压确定后,即可最终确定磁通和磁密由下式可计算出磁密,即当工频为50Hz时,有,T(2-7)再由,Wb(2-8)得
2.
2.4高压绕组匝数的计算由于高压绕组往往带有±5%或更多的分接头,所以要对各分接位置的匝数分别进行计算,其一般步骤为1先计算出额定相电压及各分接位置时的相电压;2按下式求出高压绕组最小分接位置时的匝数,即→凑成整数匝(2-9)式中——高压绕组最小分接位置时的相电压,V;——按式(2-6)算出的每匝电压3计算求得5%分接间相电压的差值;4按下式计算分接间匝数,即→凑成整数匝(2-10)5计算高压绕组各分接位置时的匝数对于一般只带±5%分接头的变压器,可直接按下式进行计算最小分接位置时的匝数额定分接位置时的匝数(2-11)最大分接位置时的匝数但是,应当指出,上述高压各分接位置时的匝数,需要在电压比较核后才可能最后确定
2.
2.5电压比较核表2-6GB
1094.1所规定的电压比容许偏差电压比的容许偏差适用范围取下列二值中较小者1)规定电压比的±
0.5%2)实际阻抗百分数的±1/10*主分接按协议,但不低于上述1)、2)中的较小者其他分接注*由于自耦变压器及增压变压器的阻抗较小,因而会产生更小的偏差,故2)项不能适用通常,电压比较核可按下列程序进行;众所周知,根据变压器并联运行的要求,对并联运行的变压器之间的变比偏差要求是极严格的为此,在设计时对计算出的高低压绕组匝数必须进行较严格的电压比较核国家标准中所规定的电压比的容许偏差如表2-6所示但考虑到制造和试验的偏差,因此在设计计算时的电压比容许偏差应比规定值小一半,以保留一定的裕度1额定分接时电压比较核,即(2-12)式中——额定相电压;——计算的相电压而(2-13)式中——额定分接时的匝数2最大及最小分接下的电压比较核1)最大分接(2-14)2)最小分接(2-15)式中,——规定的最大,最小分接下的电压;,——计算的最大,最小分接下的电压当分接的数目较多时,每个分接下都需要进行校核另外,在进行各分接下的电压比较核时,应计算到小数点后的三位数字
2.3绕组相关尺寸和铜重的计算1辐向尺寸的计算式中——沿辐向的导线并联根数;——每段匝数;——制造裕度,取
1.03-
1.05;——带绝缘导线厚度2轴向尺寸的计算式中——带绝缘导线宽度;——沿轴向导体的总根数对于连续式(纠结式),n=总段数;对于单螺旋(一次标准换位、二次特殊换位),n=匝数+4;对于双螺旋,n=2(匝数+1);对于四螺旋,一侧出线,n=4(匝数+1);对于四螺旋,前后两侧出线,n=4(匝数+1/2)3铁心窗口高度计算式中——轴向尺寸;——压板至铁轭间空隙4绕组铜重的计算,式中——绕组铜重;——绕组平均匝长;——绕组平均直径;——绕组导线截面;——绕组匝数考虑到引出线及导线绝缘的重量,一般按上述计算的结果还要增加5%-10%的重量
2.4关于H级干式变压器的绝缘结构
2.
4.1概述众所周知,H级干式变压器较之F级干式变压器,平均温升可以高出25%,所以设计时电流密度可以取得较高,从而可以相应缩小变压器的尺寸此外,它还适用于温升较高的场所,随着NOMEX纸被应用于H级干式变压器以及绝缘工艺的进步,H级干式变压器的技术经济性能得到了大大提升下面首先就H级干式变压器的分类情况介绍如下1环氧浇注式(180℃绝缘系统)2以NOMEX纸为原料的产品(220℃绝缘系统)1)浸渍式包括
①真空压力浸渍(VPI)开敞通风式(OVDT);
②真空压力浸渍包封式(VPE,又称VDT)2)非浸渍式3不用NOMEX纸的OVDT浸渍式H级干式变压器(180℃绝缘系统)
2.
4.2关于NOMEX纸的技术性能NOMEX纸是美国杜邦公司的专利产品,它是一种芳香聚酰胺聚合物,发明于20世纪60年代由于N0MEX纸具有优越的化学、机械、电气和物理性能,目前已被广泛应用于电气设备制造、宇航设备、劳动保护设备以及消防、环保等设备上N0MEX的优越性能主要表现在如下几点1电气性能N0MEX纸无论在工频或冲击下均具有较高的抗电强度,例如它的工频击穿场强为20-40kV/mm,明显高于环氧树脂从表3-1中几种绝缘材料的相对介电常数值的比较来看,NOMEX纸的值较低,更接近于空气因而,当干式变压器采用N0MEX纸作为绝缘介质时,将使绝缘体与周围空气介质间的电场分布更为均匀,从而可以紧缩其绝缘尺寸,也避免了电场的过分集中,并相应使整个绝缘结构体系更加合理,降低了局部放电量,提高了运行可靠性此外,NOMEX纸的沿面放电起始电压与局部放电起始电压均较高,当用于干式变压器时,可使绕组与铁轭间的距离缩小,从而降低铁心柱的高度并减小铁心的质量2耐热性能耐热温度高是NOMEX纸固有的特点,也是它最为突出的优点之一NOMEX纸属于C级绝缘材料,在220℃的温度下,可以保持长期稳定运行,国际上公认它属于220℃的绝缘系统即使温度达到250℃,N0MEX纸也不会熔融、流动和助燃,其电气性能仍可达到额定值的95%,甚至当温度达到350℃时,NOMEX纸仍可短期运行另外,NOMEX纸板还可承受较大的温度梯度,过载能力较强,除了适合制造H级干式变压器外,它还适用于制造散热条件较差的SF6气体绝缘变压器以及对过载能力要求较高的电气机车牵引变压器等NOMEX纸与其他干式变压器绝缘材料的耐热能力比较见表3-23防潮性能NOMEX纸不吸水,具有很好的防潮性能,即使在相对湿度为95%的状态下,仍可保持90%的完全干燥时的介质强度因此,用NOMEX纸制造的干式变压器在潮湿的环境中仍能安全地工作表3-1几种绝缘材料的相对介电常数值绝缘材料空气NOMEX纸变压器油油浸纸版环氧树脂玻璃纤维普通纸纤维聚脂类树脂、漆聚脂薄膜硅油相对介电常数
11.5-
2.
52.
23.8-
4.
43.2-
4.65-
64.
53.1-
3.
23.
12.7表3-2几种用于干式变压器的绝缘材料的耐热温度绝缘材料NOMEX纸环氧树脂硅树脂云母无机复合纸玻璃增强聚脂聚脂类树脂耐热温度/℃220130-200180-220220-240130-200130-200105-1554阻燃性能NOMEX纸的限氧指数高,在220℃时,其限氧指数LOI20.8%,因此,其阻燃性能要优越于环氧树脂与PET薄膜
2.
4.3用NOMEX纸做原料的H级干式变压器1真空压力浸渍式(VPI)VPIH级干式变压器是在原有的浸渍式干式变压器的基础上发展起来的,由于采用了全新的真空压力浸渍工艺,大大增加了产品的防潮性能与耐电强度这种变压器一般做成开敞通风式OVDT结构,通风散热情况较好由于采用C级220X2绝缘系统的NOMEX纸来制造H级180X2绝缘系统的干式变压器,使得这种变压器具有约20%的过载热裕度,因而过载能力很强再加上NOMEX纸在防火、防潮、环保、安全方面所具有的诸多优点,大大提高了其技术性能目前,OVDT式VPIH级干式变压器在世界上已得到了广泛应用OVDT式VPIH级干式变压器有如下主要特点1高压线圈可以是饼式、层式等多种结构2线圈为开敞通风式,散热情况良好,热点温升与平均温升间的差值小,有助于长期过载能力的提高与耐受热冲击负荷3依靠良好的真空压力浸渍工艺,可保证其优质的防潮性能以及较低的局放值4为降低突发短路时的冲击短路电流,线圈参数可设计为低X/R结构2真空压力浸渍包封式VPE或VDT为了提高VPI变压器的环保与防潮性能,在真空压力浸渍后,再用涂有硅树脂漆或聚脂漆的NOMEX纸加以包封,就形成了VPEH级干式变压器VPEH级干式变压器基本结构与VPIOVDT式基本相同,绝缘材料也都是220℃的绝缘系统,不同的是前者防潮性能极好,且最高可容许到250℃温度下运行
2.5温升计算无论是油浸式变压器还是干式变压器,它们在运行的过程中,由于有铁耗和铜耗的存在,这些损耗都将转化成热能而向外发散,从而引起变压器不段发热和温度升高具体而言,铁耗和铜耗所产生的热量将首先使铁心和绕组的温度逐步升高最初,温度上升很快,但随着铁心和绕组温度的饿高,它们对周围的冷却介质(如油或者空气)就有一定的温度差(又叫温差或温升),这时绕组及铁心就将一部分热量传到周围的介质中去,从而使周围的介质温度升高,此时,由于绕组及铁心有一部分热传给周围介质,故本身温度上升将逐渐缓慢经过一段时间后,绕组及铁心温度最终达到稳定状态,而再不升高,这时绕组和铁心继续产生的热量将全部散到周围介质中去这就叫做热平衡状态上述过程是受“传热学”的规律所决定的总的来说,干式变压器的温升计算其理论基础与处理方法与油浸式是基本相同的只不过走味对流散热的介质不是油,而是空气另外一个特点就是干式变压器没有油箱,并且由于干变的类型很多,结构各异所以干变的温升计算更为繁杂许多计算方法是属于专利技术,不可能公开发表因此,这里的计算方法只是一些通用的经验或者法则,也是属于一些基础性的介绍
2.
5.1开敞通风式干式变压器的温升计算原则
[2]开敞通风式干变(OVDT)的结构和象一个没有油箱的油浸式变压器的器身但冷却介质为空气,主要依靠辐射和对流来散热其温升计算的原则为1不考虑发热体之间的热交换时的温升计算
①铁心及内、外绕组的温升计算式铁心以及内、外绕组三者都有损耗,因而可认为是三个独立的发热体,当不考虑它们之间的相互热交换时,起温升计算式为(2-16)式中,,——铁心以及内、外绕组的温升,K;,,——铁心以及内、外绕组的单位热负荷,
②铁心以及内、外绕组的单位表面热负荷的计算(当内、外绕组均为圆筒式绕组时),,(2-17),式中,,——铁心及内、外绕组的损耗,;,——铁心及外绕组露在外面的散热面,;,,——铁心及内、外绕组被遮蔽的散热面,;,,——铁心及内、外绕组被遮散热面的散热系数
③系数,,的计算方法(2-18)式中,,——铁心及内、外绕组的平均气道宽,mm;,,——铁心及内、外绕组气道高,mm
④系数,,的计算方法a.当两发热体间无绝缘筒时,取二者间隙的一半作为每个发热体的气道宽b.当两发热体见有绝缘筒时,取发热体至绝缘筒间的间隙作为该发热体的气道宽c.为确定铁心与内绕组的间隙,可按下式确定铁心的等效直径(2-19)式中——铁心柱的有效截面,d.每个发热体的平均气道宽,应是该发热体所有气道宽的算术平均值
⑤气道高,,的计算方法a.铁心气道高——取铁心窗高与内绕组电抗高的算术平均值,mmb.内、外绕组的气道高——分别取内、外绕组的电抗高度,mm2考虑发热体之间的热交换的温升计算当铁心、内、外绕组这三个独立的发热体之间的温升不相等时,应采用下列方法计算其相互热交换关系,并最终确定其温升
①确定两发热体之间的温差(2-20)式中下标
0、
1、2分别表示铁心、内绕组、外绕组
②根据上述温差值,求与之相应的热负荷(2-21)
③用于相互交换的热负荷(当内、外绕组均为圆筒式绕组时)(2-22)式中——铁心与内绕组气道内,铁心等效直径的表面积,;——铁心与内绕组内,内绕组的表面积,;——内、外绕组气道内,外绕组的表面积,注在计算时,可在与以及与之间,分别取一个温度较高的值进行计算
④用于相互交换的温差(2-23)
⑤铁心及内、外绕组的最终温升(2-24)注当时,取+,-时,取-,+时,取-,+时,取+,-
2.
5.2有关参数的补充说明最后,再说明一下当应用上述公式来进行温升计算时,铁心及内外绕组的几何散热面积的确定原则如下
①铁心——包括上铁轭的上部水平表面面积,上下铁轭的侧面积和端面面积——包括铁心气道的表面积以及铁心柱的外表面积
②内外绕组(圆筒式绕组)——外绕组外部的全部表面积,——包括绕组垂直气道内的全部表面积,但要除掉被撑条,撑板等所覆盖的面积第3章10KV干式变压器的设计计算
3.1技术参数型号SG-1000/10额定容量1000KVA一次电压10±
2.5%KV二次电压
0.4KV联结组Y,yn0阻抗6%负载损耗(145℃)11400W空载损耗1760W空载电流
1.1%冷却方式AN外壳种类封闭式绝缘等级H导线材料电工铜
3.2铁心直径及绕组匝数铁心直径取240mm()采用Z11-
0.35冷轧硅钢片,叠片系数
0.95,铁心净面积
400.2,三相角重
148.5㎏,撑条数8,最大片宽230,最小片宽65,叠厚231铁心磁密先取
1.58T,则初算每匝电压V低压匝数取16匝实际每匝电压V实际铁心磁密T下表3-1列出了各分接下的电压、电流及匝数表3-1各分接下的电压、电流及匝数分接高压电压(V)高压电流(A)高压匝数低压电压(V)低压电流(A)低压匝数110500/
606255.0420400/231144316210000/
577457.740039500/
548560.
83803.3绕组计算
3.4铁心柱心距及线圈的径向尺寸单位m铁心半径D/
20.12的平均尺寸
0.1656装配间隙c
0.005高压线圈内半径
0.1735低压纸厚度
0.0035高压线圈辐向尺寸
0.026低压线圈内半径
0.135高压线圈平均半径
0.1865低压线圈辐向尺寸
0.0225高压线圈外直径
0.399低压线圈平均半径
0.014625相间距离
0.017+
0.004低压线圈外半径
0.1575心柱间中心距
0.40高低压线间距离
0.016绕组计算高压低压电压(V)电流
50.
057.
760.81443匝数42040038016撑条数及宽度8x108x10型式连续式双螺旋式线匝排列20x212x8导线规格导线截面()
16.642x
34.43x6电流密度()
3.
473.46辐向尺寸(mm)
2622.5轴向尺寸(mm)540540铁心窗高(mm)540+2x35=610表3-2绕组计算数据
3.5阻抗计算1辐向漏磁场对应的电抗电压2径向漏磁场对应的电抗电压低压绕组为双螺旋,线圈两端相对于高压线圈个短缺一螺旋的安匝高度,形成另外两个漏磁场而产生相应的电抗电压3总电抗电压4电阻电压5阻抗电压
3.6铁心重量及损耗计算铁心重量空载损耗负载损耗见表3-3表3-3负载损耗的计算高压线圈低压线圈平均匝长/m
1.
7180.919每相总长/m
493.516裸线重量/kg
219.2178额定分接电阻/欧
0.
6030.00082电阻损耗/W60235122线圈涡流损耗
0.62%
1.4%结构损耗/W132总负载损耗/W6023×
1.0062+5122×
1.014+132=
113863.7空载电流计算有功分量无功分量空载电流
3.8温升计算1高压绕组温升绕组内部竖直散热表面的几何面积绕组外部竖直散热表面的几何面积绕组内部竖直散热表面的散热系数绕组有效散热面积绕组温升2低压绕组温升绕组内部竖直散热表面的几何面积绕组外部竖直散热表面的几何面积绕组内部竖直散热表面的散热系数绕组有效散热面积绕组温升3铁心温升上铁轭顶表面积上下铁轭侧表面积上下铁轭旁表面积铁心柱裸露表面积心柱被遮盖表面积心柱外表面的散热系数铁心有效散热面积铁心温升第4章需要探讨的一些问题
4.1H级干变和环氧浇注干变的比较1H级OVDT类干式变压器的突出优点之一是过载能力强这与其绝缘层较薄,通风散热较好有关对于用NOMEX纸制造的产品,还由于它利用了C级材料到H级产品之间的绝缘裕度2H级OVDT类干式变压器承受热冲击的性能较好,可以很好的防止开裂3H级OVDT类干式变压器无需浇注设备与模具,因而可以显著降低初期投资,且产品的设计也不受模具尺寸的限制,具有一定的灵活性4OVDT类产品的绕组修理比较容易5从抗短路能力看,环氧浇注式较好,它的机械强度最高,这个优点最突出6从雷电冲击过电压波的分布来看,环氧浇注式也要优越于H级OVDT类干式变压器7环氧浇注的基准冲击绝缘水平(BIL)可达225-250kv;而H级OVDT类干式变压器的BIL最高仅能达到150kv,因此,这种变压器要制造到35kv级也比较勉强8环氧浇注式的最大容量可达20MVA,而H级OVDT类仅能达8-10MVA9从燃烧是所释放的能量看,环氧浇注式较大10从环保性能看,环氧浇注式与H级OVDT类二者均有成熟的饿技术去进行解决,但各有其特点11虽然采用VPI工艺的OVDT类产品的防潮性,在制造工艺完备的条件下,是完全可以达到优质水平的,但鉴于老式浸渍式干式变压器的防潮性能差的教训,目前仍有一部分用户对它并不放心另外,浸渍式干变停运后再次投运需要预热,且易于吸湿、吸尘,难于做到免维护,所有这些都是浸渍类产品的缺点12在材料工艺质量有所保证的条件下,H级OVDT类干式变压器的局放水平与环氧浇注式大体相当13从制造成本来看,环氧浇注式与采用NOMEX纸的H级干变二者差不多,而且如果绕组的绝缘除匝绝缘外均不采用NOMEX纸而采用其他种类的H级绝缘材料,则它的成本还可能低于环氧浇注式变压器H级绝缘非包封绕组干式电力变压器的主要生产设备是真空压力浸漆设备、烘炉、铁心片剪切设备、铁心叠装设备、绕组绕制设备与环氧树脂浇注干式电力变压器生产设备不同的是有真空压力浸漆设备,没有环氧树脂真空浇注设备但真空浇注设备的价格比真空压力浸漆设备价格要高出2倍,况且绕组在用环氧树脂浇注时必须使用不锈钢浇注模具,每套模具价格约在2-3万元,批量系列生产需用几十套不锈钢模具,总价达近百万元而真空压力浸漆需用的工装既简单又通用,
5、6套工装就能满足100-2500KVA不同容量H级绝缘非包封绕组干式电力变压器批量生产的需要,设备投资费用低于环氧树脂浇注干式电力变压器的费用H级绝缘非包封绕组干式变压器与环氧树脂浇注干式电力变压器的生产工艺比较,前者只需绕组在绕制后预热抽真空压力浸漆,烘干固化即可此生产工艺要比环氧树脂浇注工艺简单,产品制造时间短,消耗电能少,且能可靠地保证产品的质量而绕组制造、铁心制造、铁心端面处理、器身装配工艺均与环氧浇注是一样的,仅仅是铁心端面处理用的绝缘漆不一样最后,应当指出的是,就全世界范围来看,H级干变和环氧浇注干变这两类产品都是并存的,从“一分为二”的观点看,它们都各有所长与不足,加之某个产品的技术经济性能还与各个厂家的设备规模,技术、工艺与管理水平,制造经验,营销状况,售后服务等都有密切关系,所以这里所做的比较并不能对这两类产品简单地做出优劣的结论
4.2电流密度的选择
[5]干式变压器电流密度的选择应按以下四点综合考虑1电流密度的大小会影响负载损耗的大小、绕组温升、短路电流流过后绝缘热稳定温度因此,电流密度的选择应使负载损耗不超过相应绝缘耐热等级的负载损耗标准值;绕组平均温升不超过相应绝缘耐热等级的平均温升允许值,短路2s后绝缘热稳定绕组平均温度不超过规定值只要其中有一项指标超过就应降低预选的电流密度值2负载损耗、绕组平均温升允许值、短路2s后绕组平均温度允许值都与所选绝缘材料的耐热等级有关负载损耗是指额定容量与参考温度下的标准值参考温度是干式变压器的关键参数,它等于绕组平均允许温升加20℃;绕组平均温升允许值又与绝缘材料耐热等级有关B级绝缘材料、F级绝缘材料与H级绝缘材料的参考温度相应为100℃、120℃、145℃双绕组干式变压器的负载损耗为高压绕组与低压绕组负载之和所以,高压绕组电流密度与低压绕组电流密度值可以相同,也可以不同,只要总负载损耗值符合标准值即可但是,对绕组平均温升,或者短路2s后绕组平均温度,或者正常运行时绕组热点温度而言,高压绕组或低压绕组,三相变压器中任一相高压绕组、任一相低压绕组都不应超过规定允许值一般而言,B相绕组散热相对差些以F级绝缘为例,额定电流下绕组平均温升的限值为100K,绕组热点温度额定值≤145℃,绕组热点温度最高允许值≤190℃短路2s后绕组平均温度最大允许值铜导线≤350℃F级一般不采用铝导线从这个规定来看,电流密度的选取,是使高压绕组的平均温升越接近低压绕组的平均温升越好如果相差太多,可以调整绕组导线中电流密度,最终达到经济设计的目的但在调整电流密度过程中,负载损耗不能超过标准值3不同保护等级的干式变压器指带外壳时各类绕组允许温度都不应超过允许值为使产品标准化,可将带外壳干式变压器按不同保护等级降低标称额定容量具体见表4-1表4-1各种保护等级干式变压器带外壳的允许输出容量值单位%外壳等级IP00IP20IP21IP21IP23IP30IP31IP32IP33自冷1009897959395949290风冷
125122.
512111911611911735115112.5注设无外壳的干式变压器自冷时输出容量为100%4短路后绕组允许平均温度是按绝热计算:铜绕组(4-1)铝绕组(4-2)式中——短路时起始绕组平均温度,℃,——环境温度自然变化最大值,=40℃——相应绝缘耐热等级的绕组平均温升限值,K——短路t秒(t≦2s)后绕组平均温度值,℃,允许值见表4-2——短路时电流密度,t——短路时间,s表4-2允许值绝缘耐热等级铜导线绕组/℃铝导线绕组/℃A180180B250200C350200F及H350—用式4-1与式4-2时应注意
①为绕组中负载相电流、涡流与循环电流三者产生的电流密度
②t包括开关重合闸后通流时间,因为重合闸相隔时间很短绕组来不及散热又通流加热了二次合闸通流时间t≤2s从这个分析可知短路电流较大时,为解决短路t秒后绕组平均温度不超过规定值,绕组用较高耐热等级的绝缘材料如果一个绕组为铝箔,另一个绕组为铜导线,则应分别计算每一绕组的值
4.3关于温升对考核干式变压器温升而言,一般都用电阻法测绕组的平均温升,根据绕组冷热电阻之差,推算出绕组的平均温升但在运行时,影响干式变压器安全运行的是绕组热点温度最高允许值,而决定干式变压器运行寿命的是绕组热点温度额定值以F级绝缘而言可得出下列关系1绕组允许平均温升100K加上年平均温度20℃等于参考温度为120℃2因绕组热点温度额定值≤145℃,故额定热点温度与平均温度之差≤25K3为保持绕组热点温度额定值≤145℃即保证正常运行预期寿命,在额定热点温度与平均温度之差25K时,应降低绕组平均温升,超过多少K,降低多少K如果额定热点温度与平均温度之差25K,绕组平均温升仍保持为100K,那么正常运行预期寿命就不易保证4当外围温度自然变化值达40℃时,这是允许的此时绕组热点温度可达165℃,运行可靠性可得到保证,因165℃还低于绕组热点温度最高允许值190℃预期寿命的增加要靠外围温度较低时或负载较低时来补偿5190℃-165℃=25K可留作超铭牌容量运行时绕组温度可以升高的温差此时引起的预期寿命的增加也要靠低于铭牌容量运行来补偿6短路电流流过时间很短绕组处于绝热状态,短时耐高热是允许的但要注意:起始绕组温度较高时发生短路时间控制在2s内,会引起预期运行寿命的降低7在短路试验时,式1与式2中的仅为环境温度,t又很短t≤
0.5s,故不会引起预期运行寿命的降低综上分析,应注意较高绕组热点温度值下的干式变压器,要保持一定的寿命,必须降低绕组平均温升值干式变压器温度计应按上述分析来整定保护温度的值较长时间处于190℃F级绝缘是不安全的,可通过温度整定,使开关跳闸其他绝缘耐热等级可参照以上分析找出各个温升间的关系
4.4关于容量对干式变压器的容量应理解为在额定电压与额定频率下,温升不超过相应耐热等级所规定的限值时能输出的额定容量,且是指自冷条件下,无外壳时绕组的额定容量有外壳时属两级散热,外壳内空气温度比外壳外空气温度要高额定容量必须降低才能使绕组温升保持为规定值干式变压器在无外壳并在吹风冷却下的输出容量至少要提高25%一般吹风冷却只在急救负载下才采用如长期正常运行时也采用吹风冷却,那么,负载损耗是很大的不论带不带外壳,自冷还是风冷,第2节温升中的规定都是一样的
4.5关于联结法干式变压器有两种联结法可供参考与选择,即Dyn11及Yyn0干式变压器多数用于配电,所以低压侧无电源不论高压绕组为D联结或Y联结,都不能从系统吸取零序电流因此,Dyn11联结法在单相短路时的短路电流要比Yyn0联结法大Dyn11联结法的干式变压器可用三相四框式铁心包括四框卷铁心此时,低压侧所接三相不平衡负载的不平衡度可大一些,即使一相有负载,另两相无负载也可运行但要注意干式变压器零序磁通对结构的影响结构设计时必须注意单相负载允许存在的运行方式Yyn0联结法的干式变压器只能用三相三柱式铁心,同时对低压侧单相负载不平衡度有要求当Yyn0联结法的干式变压器带三相不平衡负载时,高压中点电位会偏移,偏移百分数与三相负载不平衡度有关Yyn0联结的干式变压器的零序阻抗较大,故单相短路电流较Dyn11联结的干式变压器的单相短路电流小对于要吸取三次谐波电流的负载而言,最好选Dyn11联结的干式变压器
4.6低温的使用环境未来的干式变压器标准中,对最低运行气温≥-5℃的,将称为C1级;≥-25℃的,将称为C2级C1级干式变压器可在-25℃下运输及贮存C1级干式变压器要承受住耐气温的特殊试验将无外壳干式变压器放在冷冻室内,用8小时使冷冻室气温降到-25℃±3℃,耐受12小时;在4小时内将冷冻室温度升到-5℃±3℃,再耐受4小时然后在干式变压器内通以2倍额定电流,使绕组达到相当于最高允许温升的平均温度加40℃此温度可由电阻法测出在上述热冲击后温度降到25℃±10℃在热冲击后12小时,对干式变压器重复做介电绝缘试验,但试验电压可降为原值的75%对C2级干式变压器的热冲击特殊试验,只是免去上述4小时内上升到-5℃±3℃的试验以上试验是考核干式变压器先安装在低温环境下,干式变压器突然接有额定负载时的绝缘承受能力浇注式干式变压器如在试验中发生浇注层开裂时,将承受不住这一试验在新编干式变压器IEC标准草案中已考虑这一特殊试验
4.7噪声和发热问题的控制干式变压器的最大优点是阻燃防爆,在10kV配网中已获得广泛的应用目前,在实际运行中,干式变压器还存在嘈声和发热两个较突出问题特别是设置在居民住宅楼首层的变配电室,嘈声和发热对居民的日常生活会造成一定的影响,在选用干式变压器时,应采用低噪250OkVA以下配电变压器噪声控制在50dB以内、节能空载损耗比普通变压器降低达25的干式变压器使变配电室中嘈声和发热两个较突出问题得到初步的解决另外,为了使干式变压器的运行与上层居民住宅或办公场所的环境要求更协调,变配电室层高最好不低于45米,还应具备完善的通风散热功能和采取一定的隔热隔音措施总的说来,目前所选用的标准干式变压器已基本能满足大多数用户的需求,而对于某些特殊领域和使用条件还可通过加装如有载调压器等辅助设备来提高电压质量,从而达到最理想的运行效果在千式变压器选型及应用时,除了兼顾以上几点以外,更重要的前提还应按照电气安全规程为变压器的运行创造良好的外部环境如在变配电室门安装防鼠挡板以及妥善处理防水问题等随着新的低耗硅钢片,箔式绕组结构,阶梯铁心接缝,环境保护要求,噪声研究的深入,以及计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入,今后使用的干式变压器将更加节能、宁静我们也相信,只有充分了解干式变压器的各种性能并对各种外部因素都进行综台考虑,才能在确保安全运行的前提下,发挥干式变压器最大的优点
4.8合理利用干式变压器的过载能力来节省投资
[11]干式变压器的线圈采用薄绝缘结构因此比其它厚绝缘结构的变压器具有较强的短时过载能力,其过载能力与环境温度、过载前的负载情况起始负载、变压器的绝缘散热情况和发热时间常数等因素有关,查阅其过负荷曲线可发现,干式变压器具有较强过载能力由于干式变压器价格相对昂贵,在进行设计选型和经济技术比较时应考虑合理利用其过载能力来节省投资,建议从以下两点来考虑1按照负荷状况选择计算干式变压器容量时可适当减小容量对某些如轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷的可能性应充分考虑,尽可能利用干式变压器的较强过载能力来减小变压器容量;对某些如以夜间照明等生活用电设备为主的居民住宅区、文化娱乐设施以及空调电梯和白天照明为主的商场等不均匀负荷的场所,可充分利用其过载能力,适当减小变压器容量,使其主要运行时间处于满载或短时过载,这样既提高了变压器的运行效率,减少了变压器的变损,也为用户节省了数以万计的设备投资2可以减少备用容量或台数在某些特殊场所,对变压器的备用系数要求较高,使得工程选用的变压器容量大、台数多,设备投资相当大而利用干变的过载能力,在考虑其备用容量时可予以压缩;在确定备用台数时亦可减少,这样就可节省大量投资但变压器处于过载运行时,运行人员一定要注意监测其运行温度如果温度上升达155℃有报警信号发出应立即采取减载措施减去某些次要负荷,以确保对主要负荷的安全供电参考文献
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[15]曾庆赣.干式变压器的特点及工程选型.中国科技期刊2002第3期,p24~26结束语经过认真研究和探讨“10KV干式变压器设计”毕业论文最终顺利完成在整个毕业设计的过程中,我这里要特别感谢我的指导老师——何首贤老师,在我设计的过程中他就一直帮我找资料给意见帮我提供一些设计方案以及设计方法并且不时地帮我修改和审阅,他以其渊博的知识和实践经验,富有创造力的思维给我以深刻的启迪,让我在设计过程中得到了很大的锻炼和提高,在今后的工作和学习中必将受益无穷;他循循善诱的指导方式和严谨细致的指导态度使得我在设计中能克服难题,也是我以后工作和学习中的楷模在设计过程中,我基本上独立完成了此次毕业设计所规定的任务,无论是从专业知识的掌握和运用,还是在实际问题的理解和解决上,都得到了很大的提高,这都为以后走上工作岗位做了充分的准备,并打下了坚实的基础从最开始开题报告的拟订,到设计计算结果的最终完成,我基本上按照了本次毕业设计任务安排的时间表严格地执行由于变压器属于电机学的范畴,而我所学的专业方向是电器方向,因此从我一开始选定这个课题,就意味着一段新知识的学习过程的开始,尤其是干式变压器,其产生发展的时间并不长,这更加深了本设计对于我的难度,但是一切困难都是可以从书本上找到解决的答案的,在从图书馆和因特网上了解和学习了相关的知识和内容后,一切困难也都迎刃而解了但是由于知识的疏浅和涉猎有限,使得此次设计虽在基本性能指标上符合要求,但仍存在着不少问题,如由于设计经验的不足,在某些参数的选择上比较随意,因而对整个结果有一定的影响;还有在设计时,没有充分考虑到变压器的工艺方面的问题,有可能造成整个工艺结构的不合理所以对设计中的不足之处,还请老师批评指正在此,再一次向关心和指导我的何首贤老师即帮助过我的同学致以深深的谢意!。