SG（B）10—630/10變壓器設計

黃斌

摘 要： 干式變壓器作為電力行業的重要設備之一，其發展對國民經濟和基礎設施的建設有著不可比擬的作用。

其本論文將主要涉及干式變壓器中浸漬式產品的其中一個代表SG（B）10/630型變壓器的設計。本設計內容主要涉及到變壓器主要技術參數的求解、變壓器的鐵心結構設計、變壓器繞組結構的設計、變壓器絕緣結構分析、變壓器的裝配流程與附屬裝置的布置幾大環節，并附有相應的計算公式與圖片和表格。通過這些環節可以對浸漬式干式變壓器的設計有更深入的了解，希望本論文能對想要進行有關浸漬式變壓器設計工作的人員提供相關參考，本設計不足之處還請大家提出意見并給予更正。

關鍵詞： 電力設備；澆注式變壓器；浸漬式變壓器

1. SG（B）10-630/10技術參數表

干式電力變壓器在運行中產生的噪聲，主要是鐵心硅鋼片的磁致伸縮和繞組導線或繞組間電磁力所產生振動，以及冷卻系統風機的風扇產生的。磁致伸縮是硅鋼片在變壓器勵磁時，在交變磁場作用下，硅鋼片尺寸交替地增大和縮小的現象，這是干式電力變壓器的主要聲源。對于噪聲，我國定制了干式變壓器噪聲水平標準（圖1—2）

2.干式變壓器的標準

（1）參考溫度；參考溫度是與溫度有關的技術參數。在額定容量與參考溫度下，繞組的最高溫升加20K，繞組最高溫升值與絕緣材料的耐熱等級有關。對于不同耐熱等級的干式變壓器的參考溫度，按干式電力變壓器GB645O—1986規定，如表1—3：

溫升限值

不同耐熱等級的干式變壓器繞組及其絕緣，在正常海拔高度，外部冷卻空氣溫度不超過規定的環境溫度時，具有一定的絕緣老化壽命的條件下，繞組溫升允許的最熱點溫度。各種絕緣材料可以單獨使用或組合使用，只要絕緣系統中的溫度不持續地超過額定條件下運行的規定值即可。此外，對于指定的絕緣系統，其允許的最熱點溫度不應使絕緣的電氣和機械性能受到損害。

絕緣水平

干式變壓器的絕緣水平是保證運行可靠性的基本指標，自然也是考核設計和制造工藝水平的重要指標。干式變壓器的絕緣水平在國標GB645O—1986中已有明確規定，但多數產品的絕緣水平都高于標準中的規定。根據干式變壓器遭受雷電過電壓和操作過電壓的程度，中性點接地方式和保護裝置型式來選擇系列I或系列Ⅱ的絕緣水平。如上表。

3.鐵心直徑、截面積選取

通常以變壓器每柱容量求取鐵心直徑，對SG10—630＼10干變每柱容量為：

式中，KD為一經驗系數，是所有常數合集，D為鐵心直徑；對于此時可以根據繞組為銅導線和鋁導線的經驗系數KD查表1—8。

可知SG10—630＼10單相容量210kVA<315kVA，若使用銅繞組，則取經驗系數為62，可求得直徑D=KD236mm。

在求得直徑后，需要利用直徑去求鐵心截面，鐵心截面積形狀應根據繞組的結構確定，由前面介紹知道SG10干變繞組為心式變壓器繞組，為了適應圓形繞組及充分利用繞組內部空間，這里我們選取多級圓形截面作為其鐵心截面形狀。

確定形狀后，我們還需知道鐵心級數和鐵心的利用系數。所謂鐵心利用系數，就是鐵心柱截面積與其所對應的鐵心柱外接圓面積之比。根據生產經驗單框鐵心柱直徑與級數的關系，如表2一1所示

4..鐵心磁通密度與空載特性

⑴磁通密度

ez——每匝電勢，Ac已由前面求得。式2一1是變壓器中最主要的計算公式之一，它表明了變壓器電與磁的基本關系，這里需要對磁密進行一個初選值，Bc值的選擇是本產品設計時的重要數據。對本變壓器而言，因為鐵心是靠空氣冷卻，因此其冷卻效果比油浸式變壓器要差。為使鐵心溫升不超過標準限值，不宜磁密選取得過高，可由下表給出數值進行參考

①電流密度初選

電流密度的選擇，將直接影響負載損耗、溫升、短路機械力和有效材料的消耗量。對本產品采用銅繞組為導線材料，可由浸漬式電流密度估算表選取電流密度初選值。具體數據如下表：

參考文獻

[1]GB1094.5一1985電力變壓器承受短路能力.北京：中國標準出版社，1986.

[2]GB645O一1986干式電力變壓器.北京：中國標準出版社，1986.

[3]GB/rrlO228一1997干式電力變壓器技術參數和要求.北京：中國標準出版社，1996.