35kV电力变压器设计手册

1电力变压器设计原则（此资料不得随意翻印复制）1．铁心设计1．1铁心空载损耗计算：P0=kpp0GW其中：kp——铁心损耗工艺系数，见表2；p0——电工钢带单位损耗（查材料曲线），W/kg；G——铁心重量，kg。1．2铁心空载电流计算空载电流计算中一般忽略有功部分。（1）三相容量≤6300kVA时：1230()210tfNGGGkqSnqIS%其中：G1、G2、G3——分别为心柱重量、铁轭重量、角重，kg；k——铁心转角部分励磁电流增加系数，全斜接缝k=4；qf——铁心单位磁化容量（查材料曲线），VA/kg；S——心柱净截面积，cm2；SN——变压器额定容量，kVA；n——铁心接缝总数，三相三柱结构n=8；qj——接缝磁化容量，VA/cm2，根据Bm/2按表1进行计算。表1接缝磁化容量磁通密度（T）1.001.011.021.031.041.051.061.071.081.09磁化容量（VA/cm2）0.1250.1350.1450.1550.1650.1750.1870.2000.2140.229磁通密度（T）1.101.111.121.131.141.151.161.171.181.19磁化容量（VA/cm2）0.2450.2610.2780.2960.3150.3350.3570.3810.4070.435磁通密度（T）1.201.211.221.231.241.251.261.271.281.29磁化容量（VA/cm2）0.4650.4960.5280.5610.5950.6300.6700.7100.7550.800磁通密度（T）1.301.311.321.331.341.351.361.371.381.39磁化容量（VA/cm2）0.8500.9000.9501.0001.0501.1001.1501.2001.2501.300（2）三相容量＞6300kVA：010itNkGqIS%ki——空载电流工艺系数，见表2；2G——铁心重量，kg；qt——铁心单位磁化容量（查材料曲线），VA/kg；SN——变压器额定容量，kVA。表2铁心性能计算系数（全斜接缝）铁心形式三相三柱结构三相五柱（1）单相二、三、四柱变压器容量＜100100～500630～16002000～63008000～63000＞63000等轭不等轭损耗系数kp1.301.251.201.181.151.201.351.05电流系数ki1.601.401.401.601.30注（1）等轭表示铁心主轭与旁轭的截面相等。1．3铁心圆与纸筒之间的间隙见表3表3铁心圆与纸筒间隙铁心直径＜200200～255260～490500～650655～800805～10001010～12001210～1600间隙3456789101．4铁心直径与撑条数量关系见表4表4铁心直径与撑条数量关系铁心直径＜95100～200205～255260～335340～470480～630640～690700～770780～900撑条数量688或1010或1212162020或2424或28续表4铁心直径与撑条数量关系铁心直径910～10001010～11401150～13001310～1600撑条数量28或323232或40401．5铁心直径与夹件绝缘厚度关系见表5表5铁心直径与夹件绝缘厚度关系铁心直径70～200205～255260～330340～450460～550560～650660～800810～10001010～1600夹件绝缘261012161923293232．绝缘结构2．110kV级变压器2．1．1纵绝缘结构（1）高压绕组（LI75AC35）1）饼式结构导线匝绝缘0.45，绕组不直接绕在纸筒上，所有线段均垫内径垫条1.0mm；各线饼轴向油道宽度见表15；分接段位于绕组中部。中断点油道4.0mm，分接段之间（包括分接段与正常段之间）油道2.0mm，正常段之间0.5mm纸圈。整个绕组增加9.0mm调整油道。2）层式结构层式绝缘：首层加强0.08×2，第2层与末层加强0.08×1。当绕组不直接绕在纸筒上时，所有线段均垫内径垫条1.0mm。（2）低压绕组（AC5）当绕组不直接绕在纸筒上时，所有线段垫内径垫条1.0mm，所有线段之间垫0.5mm纸圈。。当高压绕组为饼式结构时，对应高压分接段处应注意安匝平衡。2．1．2主绝缘结构（1）铁心圆与纸筒之间的间隙见表3；低压绕组内纸筒厚2.0mm。当低压绕组需要内部散热面时要相应留出辐向间隙。（2）主空道如下：1）当高压绕组直接绕在厚2.0mm纸筒上时，主空道为10.0mm：低压绕组—8.0油隙（包括1.5mm套装裕量，注意低压换位影响）—2.0纸筒—高压绕组。2）当高压绕组为饼式结构但内径侧不需要轴向油隙时，主空道为12.0mm：低压绕组—6.5油隙（包括1.5mm套装裕量，注意低压换位影响）—2.0纸筒—2.5油隙—1.0垫条—高压绕组。3）当高压绕组内径侧需要轴向油隙时，主空道为14.0mm：低压绕组—46.5油隙（包括1.5mm套装裕量，注意低压换位影响）—2.0纸筒—4.5油隙—1.0垫条—高压绕组。2．1．3端绝缘：54mm下部（15端圈+10下铁轭绝缘）mm；上部（15端劝+10上铁轭绝缘+4调整）mm。当铁窗侧有拉带时，铁轭垫块需分相制作，此时端绝缘要增加厚20mm的压板。2．1．4相间：高压D接：12（10+2隔板）mm。高压Y接：8mm。2．235kV级变压器2．2．1纵绝缘结构（1）高压绕组（LI200AC85）1）饼式结构导线匝绝缘0.45。当绕组不直接绕在纸筒上时，首、末端各两段垫内径垫条4mm，所有其他线段垫内径垫条1.0mm。各线饼轴向油道宽度见表15。分接12段位于绕组中部，中断点两侧各两段为纠结式结构。中断点油道4.0mm，分接段之间（包括分接段与正常段之间）油道2.0mm，正常段之间1.0mm纸圈。整个绕组增加9mm调整油道。2）层式结构Y接结构：首、末层加强0.08×1。静电屏0.3mm铝板包绝缘0.08×6，总厚度按1.5mm考虑。D接结构：两段层式。（2）低压绕组（AC5）当绕组不直接绕在纸筒上时，所有线段垫内径垫条1.0mm。当低压绕组为饼式结构时，所有线段之间垫0.5mm纸圈。当高压绕组为饼式结构时，低压绕组上对应高压分接段的位置应注意安匝平衡。2．2．2主绝缘结构（1）铁心圆与纸筒之间的间隙见表3，内纸筒厚3.0mm。从绝缘角度5考虑的绝缘距离如表6：表6低压绕组与铁心圆（不包括套装间隙）之间绝缘距离低压绕组电压等级0.43.0、6.310.015.0到纸筒内表面距离08.5当低压绕组内表面需要轴向油道时，要相应增大绝缘距离。当低压绕组为饼式结构时，要考虑低压线饼的1.0mm内径垫条和内径处2.5mm的轴向撑条。（2）主空道20mm：低压绕组—8.0mm油隙（包括3.0mm套装裕量，注意低压换位影响）—3.0mm纸筒—8.0mm油隙—1.0mm内径垫条—高压绕组或屏蔽。当高压绕组为饼式结构时，高压绕组内径侧应该有厚3.0mm轴向撑条。2．2．3端绝缘结构（1）绕组导线为纸包电磁线时，端绝缘94mm：下部：（8油隙+15端圈+2角环+1纸圈+19下铁轭绝缘）mm；上部：（8油隙+10端圈+2角环+1纸圈+24上铁轭绝缘+4裕量）mm。当铁窗侧有拉带而要求铁轭垫块分相制作时，上铁轭绝缘改为29，其中包括20mm厚压板和9mm端圈）。（2）绕组导线为漆包电磁线时，端绝缘104mm：下部：（8油隙+15端圈+2角环+1纸圈+24下铁轭绝缘）mm；上部：（8油隙+10端圈+2角环+1纸圈+29上铁轭绝缘+4裕量）mm。当铁窗侧有拉带而要求铁轭垫块分相制作时，上铁轭绝缘中包括20mm厚压板和9mm端圈）。2．2．4相间（1）饼式绕组：高压Y或D接27mm（包括3mm隔板）。（2）层式绕组：高压Y接15mm无隔板；高压D接27mm（包括3mm隔板）。3．绕组材料3．1高强度缩醛漆包圆铜线表示方法：缩醛漆包圆铜线标称直径QQ—263．2纸包圆铜线表示方法：纸包圆铜线Z—导线两边绝缘厚度标称直径绝缘厚度：0.30，0.45，0.80，1.20，1.80，4.25等3．3纸包铜扁线表示方法：纸包铜扁线ZB—绝缘两边厚度裸线厚×裸线宽ZAB—绝缘两边厚度裸线厚×裸线宽其中：ZB表示电缆纸或电话纸，ZAB表示高密度电缆纸（500kV）。绝缘厚度：0.45，0.60，0.95，1.35，1.60，1.95，2.45，2.95等。3．4组合导线（1）组合导线根数与单根裸线厚度的关系见表7表7组合导线根数与单根裸线厚度关系导线组合根数234单根裸线最大厚度2.52.01.6（2）统包绝缘后组合导线的宽厚比≥1.4（3）表示方法：组合导线ZB—δ1/δta×b×n（4）尺寸计算：宽度=单根导线带绝缘宽度+统包绝缘厚度厚度=单根导线带绝缘厚度×导线组合根数+导线间夹垫绝缘厚度（0.1mm）+统包绝缘厚度3．5换位导线（1）表示方法：换位导线HQQ—绝缘厚度a×b×n自粘换位导线HQQN—绝缘厚度a×b×n（2）尺寸计算：径向尺寸=（a+ka）（n+1）/2+δt轴向尺寸=2（b+kb）+δt+c其中：c——两摞导线之间加垫绝缘的厚度。当两摞导线接触尺寸＜10时c=0；当两摞导线接触尺寸≥10时c=0.13。ka——径向修正系数。kb——轴向修正系数，如表87表8换位导线尺寸计算的修正系数换位导线种类径向修正系数ka轴向修正系数kb普通换位导线0.16=0.11+0.050.17=0.11+0.06自粘换位导线0.19=0.14+0.050.20=0.14+0.064．阻抗与负载损耗计算系数4．110kV变压器阻抗与负载损耗的计算系数如表9：表910kV变压器阻抗与负载损耗计算系数容量（kVA）4006301000125016002000阻抗计算系数1.001.021.051.071.111.20负载损耗计算系数1.101.151.181.201.221.254．235kV变压器阻抗与负载损耗的计算系数如表10：表1035kV变压器阻抗与负载损耗计算系数容量（kVA）500630800100016003500阻抗计算系数1.031.041.051.061.071.08负载损耗计算系数1.121.151.161.171.191.205．绕组结构5．1层式绕组5．1．1不满匝的位置（1）无内部油道的情况：不满匝位于最外层。若最外层由于分接出头需要满匝时，不满匝应在次外层，并用纸条进行填充。（2）带内部油道的情况：不满匝位于油道内侧最外层（稀绕不填充纸条）。（3）四层圆筒式：不满匝位于中间的第二层或第三层，且要填充纸条。（4）双层圆筒式：不满匝位于外层，且要填充纸条。5．1．2导线换位当导线沿辐向并联时需要要增加换位高度，并用纸条填充。5．1．3轴向油道尺寸8（1）油道位置当绕组内外径侧均为散热面时，中部油道位于绕组辐向的1/2处；当内径侧无散热面时，中部油道位于（从内径侧起）绕组辐向的1/3～2/5处。（2）油道尺寸如表11：表11层式绕组轴向油道尺寸绕组高度≤380381～460461～540541～620621～700701～780781～860861～940≥940油道厚度3.03.54.04.55.05.56.06.57.0（3）层间绝缘厚度如表12:表12层式绕组层间绝缘厚度层间电压≤500501～800801～12001201～16001601～20002001～24002401～28002801～32003201～35003501～38003801≥41000.08总张数345678910111213长张数34344556677短张数2233445565．2螺旋式绕组图195．2．1单螺旋绕组的“242”不等距换位（1）导线并联根数必须为4的倍数；（2）当导线并联根数小于撑条数时，轴向导线的根数=绕组匝数+4；（3）“242”不等距换位端部区的匝数系数见图1。5．2．2双