电力变压器设计手册1铁心计算.doc

设设 计计 手手 册册油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器 铁铁 心心 计计 算算共 页第 页油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器铁铁 心心 计计 算算0101目目 录录1铁心材料铁心材料SB1-007.1第第 1 页页2铁心直径的估算铁心直径的估算SB1-007.1第第 1 页页 2.1每柱容量(Pzh)的计算SB1-007.1第第 1 页页 2.2铁心直径(Do)的估算SB1-007.1第第 1 页页3铁心中磁通铁心中磁通(ΦΦm)及磁通密度及磁通密度(Bm )计算计算SB1-007.1第第 2 页页 3.1铁心中磁通(Φm)SB1-007.1第第 2 页页 3.2磁通密度(Bm )SB1-007.1第第 2 页页4空载损耗空载损耗(Po )计算计算SB1-007.1第第 2 页页5空载电流空载电流(Io% )计算计算SB1-007.1第第 2 页页 5.1中小型变压器(≤6300kVA)的空载电流(Io% )计算SB1-007.1第第 2 页页 5.2大型变压器(＞6300kVA)的空载电流(Io% )计算SB1-007.1第第 2 页页6冷冷轧轧硅硅钢钢片性能数据片性能数据SB1-007.1第第 3 页页7铁心重量计算铁心重量计算SB1-007.1第第 7 页页 7.1铁心柱重量(Gzh)计算SB1-007.1第第 7 页页 7.2铁轭重量(Ge)计算SB1-007.1第第 7 页页 7.3角重计算SB1-007.1第第 7 页页 7.3.1三相三柱式铁心角重(GΔ)计算(D 形轭)SB1-007.1第 8 页 7.3.2三相五柱式铁心角重(GΔ)计算(主轭及旁轭均采用相同 D 形轭)SB1-007.1第 8 页 7.4铁心重量(Gtx )计算SB1-007.1第第 9 页页8铁心温升计算铁心温升计算SB1-007.1第第 9 页页 8.1铁心内部最热点对表面的温差(θo)计算SB1-007.1第第 9 页页 8.2铁心表面对油的温差(θb)计算SB1-007.1第第 9 页页 8.2.1铁心级块的单位高度(1cm)的热负荷(qjk)计算SB1-007.1第 9 页 8.2.2铁心表面对油的温差(θb)计算SB1-007.1第 9 页 8.3铁心温升计算SB1-007.1第第 10 页页 8.3.1铁心表面温升(θbp )计算SB1-007.1第 10 页 8.3.2铁心内部最热点温升(θm)计算SB1-007.1第 10 页9铁铁心数据心数据9.1三相三柱式三相三柱式(无拉板无拉板结结构构)铁铁心数据心数据SB1-007.1第第 11 页页 9.2三相三柱式拉板三相三柱式拉板结结构构铁铁心数据心数据SB1-007.1第第 13 页页 9.3三相五柱式拉板三相五柱式拉板结结构构铁铁心数据心数据SB1-007.1第第 16 页页1 铁心材料铁心材料铁心采用冷轧硅钢片叠积而成, 由于硅钢片表面已有附着性较好的绝缘薄膜, 故可不再涂漆。

铁心常用硅钢片牌号及叠片系数 ( fd ) 从表 1.1 中选取 表 1.1 铁心常用硅钢片牌号及叠片系数( fd ) 硅 钢 片 牌号 叠片系数 适 用 范 围日本新日铁 ( 川崎 ) 中国国标( fd ) 35Z155 (35RG155)35Z145 (35RG145)35Q15535Q1450.970.97常 规 产 品30Z140 (30RG140) 30Q140 0.9630ZH120 (30RGH120) 30QG1200.961) 500kV 级的产品2) 要求损耗较低的产品3) 要求噪声较低的产品27ZH100 (27RGH100) 0.955要求损耗极低的产品(需经批准)23ZH 90 (23RGH090)23ZDKH90 (23RGHPJ090) 0.945要求非常特殊的产品(需经批准)2 铁心直径的估算铁心直径的估算 2.1 每柱容量每柱容量 ( Pzh ) 的计算的计算每柱容量是在每个铁心柱上的各绕组额定容量折算成双绕组后的型式容量[ kVA ] ( 1.1 )式 中: ΣPri — 各绕组额定容量的总和( kVA ) , 如高、中压为自耦联结时, 则高压及中压额定容量, 应分别乘以效益系数 ;其中: U1、U2 — 分别为高压及中压的额定电压( kV ) ;mzh — 套有绕组的铁心柱数。

2.2 铁心直径铁心直径 ( D0 ) 的估算的估算(从表 1.5～表 1.7 中选取标准直径) [ mm ] ( 1.2 )式中: KD — 铁心直径经验系数 , 对冷轧硅钢片的铁心及铜绕组的变压器 , 一般取KD = 52～57 , 对特大型变压器 , 由于运输高度的限制 , 此经验系数有时取得还要大些;Pzh — 每柱容量( kVA ) , 按公式( 1.1 ) 计算资 料 来 源 编 制 校 核 标 审 提出部门 审 定 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 实施日期 批 准 油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器铁铁 心心 计计 算算共 19 页 第 1 页代替设设 计计 手手 册册hzi rhzm2PP121 qUUUK25. 0zhD0PKD3 铁心中磁通铁心中磁通(ΦΦm )及磁通密度及磁通密度( Bm )计算计算3.1 铁心中磁通铁心中磁通: [ Wb ] ( 1.3 )当f = 50Hz 时: [ Wb ] ( 1.3a )3.2 磁通密度磁通密度: [ T ] ( 1.4 ) 式中: e t — 每匝电势( V ) , 见线圈计算;f — 额定频率( Hz ) ;S zh — 铁心柱净截面( cm2 ) , 根据表1.1 的叠片系数( f d ) , 从铁心数据表中选取,三相三柱式无拉板结构 ( Do = φ70～φ395 ) 从表 1.5 中选取 ; 三相三柱式拉板结构 ( Do = φ340～φ1000 ) 从表 1.6 中选取 ; 三相五柱式拉板结构 ( Do = φ780～φ1600 ) 从表 1.7 中选取 。

4 空载损耗空载损耗(P0)计算计算[ W ] ( 1.5 )式中: KP0 — 空载损耗工艺附加系数, 铁心为全斜接缝时, 从表1.2 中选取;ptx — 铁心硅钢片单位损耗(W/kg ),根据铁心柱磁通密度(Bm ),从表1.3或表1.4中选取;Gtx — 铁心硅钢片总重量( kg ), 按公式( 1.12 )计算5 空载电流空载电流( I 0 % )计算计算 (一般忽略由空载损耗产生的空载电流的有功部分 )5.1 中小型变压器中小型变压器(≤≤6300kVA)的空载电流的空载电流( I 0% )计算计算 [ % ] ( 1.6 )5.2 大型变压器大型变压器(＞＞6300kVA)的空载电流的空载电流( I 0% )计算计算 [ % ] ( 1.7 )式中: Gzh、Ge、GΔ、Gex — 铁心柱重、铁轭重、铁心角重及铁心总重量( kg ), 分别按公式(1.8)至公式(1.12)计算, 角重可从 表1.5 至 表1.7 中直接选取;KΔ — 铁心转角部分励磁电流增加系数, 对全斜接缝, 一般取 KΔ = 4;Szh — 铁心柱净截面( cm2 ), 从 表1.5 至 表1.7 中选取;n j — 铁心接缝总数, 三相三柱式一般取 n j = 8;q tx — 铁心单位磁化容量( VA / kg ) , 根据心柱磁密( Bm ), 从表1.3 或表1.4 中选取;q j — 接缝磁化容量(VA/cm2),根据斜接缝处磁密( ),从表1.3或表1.4中选取;Pr — 额定容量( kVA );KI 0 — 空载电流附加系数, 铁心为全斜接缝时, 从表1.2 中选取。

表 1.2 附加系数 ( 铁心为全斜接缝时 ) 铁心形式 三 相 三 柱 式三相五柱式①单相二柱容量(kVA) ＜100100～500630～16002000～63008000～63000 ＞63000等 轭 不等轭 三四柱式 系数 KPo1.31.251.21.181.151.151.21.351.05共 页第 页油油 浸浸 电电 力力 变变 压压 器器铁铁 心心 计计 算算19 2f44. 4et mt3 me105 . 44 zhm m10SBT72.1T72.1T75.1力力力力力力力力力力力力力力力力力力力力力力力力xtxtopoGpKPrjjzhtxezh oP10qnS2q)KGGG(%IrtxtxIo oP10qGK%I2/BBmmj系数 KIo─1.61.41.41.61.3 注: ①三相五柱式等轭是指主轭和旁轭截面相等, 不等轭是指主轭和旁轭截面不相等6 冷冷轧轧硅硅钢钢片性能数据片性能数据冷轧硅钢片性能数据,可按表 1.3 公式计算, 或直接从表 1.4 中选取。

表 1.3 冷轧硅钢片性能数据计算公式 ( 50Hz )硅 钢 片 牌 号铁 心 硅 钢 片 单 位 损 耗 p tx ( W / kg )35Q155 或 35Z155ptx =－0.8800 Bm6 + 6.2783 Bm5－17.0669 Bm4 + 22.9573 Bm3－15.8534 Bm2 + 5.8481 Bm－0.822335Q145 或 35Z145ptx =－0.0835 Bm6 + 0.9795 Bm5－ 2.9939 Bm4 + 3.8683 Bm3－ 1.8866 Bm2 + 0.5736 Bm－0.021730Q140 或 30Z140ptx =－1.7809 Bm6 + 13.1124 Bm5－38.0493 Bm4 + 56.1093 Bm3－44.0967 Bm2 + 18.0062 Bm－2.893930Q130 或 30Z130ptx = 1.5823 Bm6－ 9.7965 Bm5 + 24.6357 Bm4－31.9239 Bm3 + 22.6971 Bm2－ 7.94 00Bm + 1.133930QG120 或30ZH120ptx = 1.8690 Bm6－11.4113 Bm5 + 28.3144 Bm4－36.3681 Bm3 + 25.7433 Bm2－ 9.1095 Bm + 1.336627QG110 或27ZH110ptx = 2.1548 Bm6－13.6051 Bm5 + 35.1257 Bm4－47.2836 Bm3 + 35.1903 Bm2－13.3025 Bm + 2.061327QG100 或27ZH100ptx = 1.9297 Bm6－11.7533 Bm5。