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1、铁心设计及计算1 .铁心的作用：变压器是根据电磁感应原理制造的，磁路是电能转换的媒介，由于铁心是采用导磁率较高的硅钢片叠积而成，只要通入较小的励磁电流，就能得到所需要的磁通。2 铁心的材料：常用冷轧硅钢片的牌号及叠片系数如下表。由于硅钢片表面已有附着性较好的绝缘薄膜，故可不涂漆。叠片系数取决于绝缘膜厚度、波浪度、同板差及毛刺的大小。3 .铁心截面形状：铁心柱截面形状为圆内接阶梯形，铁心直径70l600的级数为6-26级（1/4圆内）。当铁心直径为70395时，铁甄截面形状与铁心柱截面形状相同；当铁心直径340l600时铁犯截面形状为D形。4 .铁心直径：D0=KDPzh0.25式中：KD直径经
2、验系数，冷轧硅钢片，铜导线KD=52-57PZh-每柱容量（kVA）1 磁通密度选择原则：铁心磁密一般热轧硅钢片取141.47T;冷轧硅钢片取L6L75T6 .空载损耗：变压器在空载时测得的损耗，空载损耗主要包含铁心硅钢片中磁滞损耗（与频率成正比）和涡流损耗（与频率平方成正比）等。7 .空载电流：变压器在空载时测得的电流，空载电流中主要是励磁电流无功分量（与频率成正比）和空载损耗产生的有功分量。8 .影响空载性能的因素8.1 铁心材质：热轧比冷轧硅钢片空载损耗及电流大；硅钢片每片厚度愈厚，空载损耗及电流也愈大，但太薄又会增加工艺附加系数；一般采用每片厚度为0.23、0.27、0.3mm;8.2
3、 铁心磁密：铁心磁密选过高，空载损耗及空载电流均会增加。8.3 叠片形式：每叠片数多，空载损耗及空载电流均会增加，一般采用2片一叠。8.4 接缝形式：有取向冷轧硅钢片，一般采用全斜接缝，如采用半直半斜接缝时每增加一个直接缝会使空载损耗增加3.5%左右；8.5 毛刺大小：毛刺大，空载损耗及空载电流均会增加，一般40.03mm;8.6 夹紧方式：采用穿心螺杆比用粘带及绑扎带绑扎，空载损耗及空载电流增加。8.7 制造工艺：如剪切、搬运、摔打均会产生应力，从而使空载损耗及空载电流增加；8.8 清洁程度：保持铁心清洁无灰尘、无异物，否则也会使空载损耗及空载电流增加。绕组设计及计算1 .导线材质：变压器绕
4、组的导线常采用电解铜或无氧铜杆（电阻率约低1%L5%）拉制的圆铜线及铜扁线制成缩醛漆包线、纸包线、组合导线及换位导线。也曾用过铝导线，但由于铝导线电阻率较高、机械强度较差、焊接较困难现已很少采用。2 .绕组形式：圆筒式（层式）：单层、双层、多层圆筒式及分段圆筒式。常用于中小型的高压或低压绕组。螺旋式：单、单半、双、双半、四、四半螺旋式；常用于中大型的低压绕组。连续式：常用于中大型的高压及低压绕组。纠结式：常用于66kV及以上大型的高压绕组。内屏式：常用于66kV及以上大型的高压绕组。3 绕组排列：双绕组：高一低排列。三绕组：降压变压器为高一中-低；升压变压器为高一低一中排列。4 .电压比偏差：
5、额定电压比是一个绕组的额定电压与另一个具有较低或相等额定电压绕组的额定电压之比。电压比（变比或匝比）的偏差是产品的实测的空载电压比与规定的标准电压比之差，常以规定的标准电压比的百分数表示。国家标准GB1094.1规定的空载电压比允许偏差,如表所示。为考虑制造和测量的偏差，在计算时，一般不应超过下表中规定的允许偏差值的一半，即空载电压比允许偏差的计算值，常取V%0.25%当高压绕组电压较低，且容量较大的产品，电压比（特别是分接电压比）的允许偏差，如达不到要求时，应要及时与用户协商。自耦变压器和增压变压器，因其阻抗很小，则应有更大的偏差。高压及中压各分接位置的电压比的计算偏差（V%）,分别按下式计
6、算：式中：et每匝电势（V）;et=U2/W2W2-低压绕组的每相匝数；U2-低压绕组的相电压（V）W-高压或中压绕组各分接位置的每相匝数；U-高压或中压绕组各分接位置的相电压（V）。5 .电流密度选择原则：绕组导线的电流密度是根据负载损耗（Pk）;长期工作电流的温升；突发短路的温升；承受突发短路时的电动力（机械力）；经济性等来选择。铜导线电流密度一般选3.0A2左右。6主纵绝缘选择：主要考虑承受电压：长期工作电压；感应试验电压；短时工频耐受电压；冲击耐受电压（全被、截波、操作波）等。7负载损耗7.1、 组导线的电阻损耗：12R注意应换算到参考温度（一般为75C）。7.2、 组导线的涡流损耗:
7、由于漏磁通穿过导线而产生涡流，造成涡流损耗，它与频率及垂直于漏磁的导线厚度等的平方成正比，常以占电阻损耗的百分数表示。注意：三绕组变压器在计算外-内（一般为高-低压）绕组的负载损耗时，这时中间（一般为中压）绕组，虽然没有电流通过，但它处于漏磁场最大的位置，故需另加上中间（一般为中压）绕组的3倍涡流损耗。7.3、 绕组损耗的环流损耗：导线在漏磁场中所处的位置不一样，或导线的长度不一样，而又换位不完全，导线间产生环流，造成环流损耗，常以占电阻损耗的百分数表示。7.4、 引线的损耗：包含引线的电阻损耗及附加损耗（涡流损耗）。7.5、 杂散的损耗：漏磁通穿过夹件、拉板、油箱等钢铁零件而产生涡流，从而造
8、成杂散损耗.8 .绕组在电气方面常发生的故障8.1、 三相电阻不平衡：由于材质、焊接、结构（B相引线较短）会造成三相电阻不平衡，注意，引线配制和焊接质量，使三相电阻不平衡率，一股不超过2%o8.2、 匝间短路：由于导线的毛刺或换位不当，而损伤匝绝缘，造成匝间短路。应将垫块去毛刺、加强制造工艺。8.3、 感应或冲击击穿：由于材质、设计、工艺等原因，造成匝间、段间、层间击穿。选择合理的绝缘结构（如高电压的绕组采用分部电容补偿等）。加强制造工艺，注意清洁度。8.4、 对地放电：由于材质、设计、工艺等原因，造成高压绕组间或对地放电。选择合理的绝缘结构（如采用薄纸筒小油隙及角环结构），采用静电板改善端部电场等。加强制造工艺，注意清洁度。9 .提高绕组机械强度的措施9.1、 、绕组导线：一般采用机械强度较好的半硬铜导线。换位导线宜用粘性换位导线（其抗弯强度为普通换位导线的3倍以上）。9.2、 、安匝平衡：高低压绕组要尽量做到安匝平衡，对中大型变压器不平衡安匝一般不超过5%o9.3、 卷紧：注意计算及制造公差。9.4、 压紧：垫块密化；绕组压紧力一般为2.5MPa;最好采用恒压或带压干燥和整体套装。9.5、 撑紧：低压绕组内部加副撑条，所有绕组均卷在硬纸筒上。
