毕业设计-10KV干式变压器设计

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。
（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。
1.2干式变压器的应用场合……………………………………………………………2
1.3干式变压器的分类…………………………………………………………………2
1.4冷却方式及其标志…………………………………………………………………3
1.5温升限值及参考温度………………………………………………………………3
1.6绝缘水平……………………………………………………………………………4
4.6低温的使用环境……………………………………………………………………29
4.7噪声和发热问题的控制……………………………………………………………30
4.8合理利用干式变压器的过载能力来节省投资……………………………………30
参考文献……………………………………………………………………………………32
(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。
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
A
E
B
F
H
C
最高允许温度℃
105
120
130
155
180
220
1.4冷却方式及其标志
1.7干式变压器的过载能力……………………………………………………………4
1.8干式变压器的防护方式……………………………………………………………5
1.9干式变压器的环保标准……………………………………………………………5
第2章设计要点………………………………………………………………………………………………………………6
2.1.1铁心直径的选择……………………………………………………………6
2.1.2铁心的空间填充系数………………………………………………………6
2.1.3铁心叠片系数………………………………………………………………7
2.1.4铁轭截面和形状的选择……………………………………………………7
2.1.5其它…………………………………………………………………………8
表1-2各类绕组绝缘温度限值
绝缘的温度等级
A
E
B
F
H
C
绕组温升限值（K）
60
75
80
100
125
150
性能参考温度（℃）
80
95
100
120
145
170
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℃。
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。
3.7空载电流计算………………………………………………………………………22
3.8温升计算……………………………………………………………………………22
第4章需要探讨的一些问题………………………………………………………………25
4.1 H级干变和环氧浇注干变的比较…………………………………………………25
2.4.2关于NOMEX纸的技术性能………………………………………………12
2.4.3用NOMEX纸做原料的H级干式变压器…………………………………14
2.5温升计算……………………………………………………………………………14
2.5.1开敞通风式干式变压器的温升计算原则…………………………………15
4.2电流密度的选择……………………………………………………………………26
4.3关于温升……………………………………………………………………………28
4.4关于容量……………………………………………………………………………29
4.5关于联结法…………………………………………………………………………29
2.2高低压绕组匝数的计算……………………………………………………………8
2.2.1初算每匝电压………………………………………………………………8
2.2.2低压绕组匝数的计算………………………………………………………9
2.2.3磁通密度和磁通的计算……………………………………………………9
2.2.4高压绕组匝数的计算………………………………………………………10
1.3干式变压器的分类
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。
2.5.2有关参数的补充说明………………………………………………………18
第3章10KV干式变压器的设计计算……………………………………………………19
3.1技术参数……………………………………………………………………………19
3.2铁心直径及绕组匝数………………………………………………………………19
2.2.5电压比校核…………………………………………………………………10
2.3绕组相关尺寸和铜重的计算………………………………………………………11
2.4关于H级干式变压器的绝缘结构…………………………………………………12
2.4.1概述…………………………………………………………………………12
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。
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。
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。
3.3绕组计算……………………………………………………………………………20
3.4铁心柱心距及线圈的径向尺寸……………………………………………………20
3.5阻抗计算……………………………………………………………………………21
3.6铁心重量及损耗计算………………………………………………………………21
结束语………………………………………………………………………………………33
附录A低压引线图
附录B高压引线
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。