變壓器的設(shè)計(jì)原則

唐偉峰

有著非常嚴(yán)格的遵循原則，例如低壓雙電壓電力變壓器的設(shè)計(jì)，需要同時(shí)滿足不同的兩組電壓系統(tǒng)的實(shí)際需要，，為進(jìn)一步完善電力變壓器設(shè)計(jì)原則，本文結(jié)合低壓雙電壓電力變壓器的設(shè)計(jì)實(shí)例開展研究與討論。

變壓器作為重要的電力設(shè)備被廣泛的運(yùn)用于電路線網(wǎng)之中，其重要性體現(xiàn)在，一旦發(fā)生故障，就會(huì)影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，影響供電的可靠性。變壓器發(fā)生故障的現(xiàn)象通常表現(xiàn)為：劇烈的燃燒放電產(chǎn)生電弧，同時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致其他電力設(shè)備發(fā)生故障，例如短路的發(fā)生，電力機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)、無法提供正常的照明，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生重大的火災(zāi)事故，帶來人員傷亡。低壓雙電壓電力變壓器能夠同時(shí)滿足6.6?kV和11?kV兩種配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用中得到了廣泛關(guān)注。

1 低壓雙電壓變壓器設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)工作原理

1.1 低壓雙電壓變壓器設(shè)計(jì)原則

低壓雙電壓變壓器是作為一般商品而被使用于電網(wǎng)設(shè)施當(dāng)中的，因此它具有一般的商品屬性，有著其他變壓器不具備的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)將設(shè)計(jì)并著重放在變壓器性能便捷以及使用效率高和商品體積小巧等方面，只有這樣的設(shè)計(jì)才能被市場廣泛的認(rèn)可，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，使得變壓器的推廣經(jīng)得住市場的考驗(yàn)。

1.2 低壓雙電壓電力變壓器設(shè)計(jì)工作原理

在空載運(yùn)行情況下低壓雙電壓變壓器工作設(shè)計(jì)原理分析如下，極限運(yùn)行情況出現(xiàn)時(shí)，其主要是通過副繞組開路進(jìn)行電源電壓和原繞組接入，右手螺旋關(guān)系磁通正方向呈現(xiàn)電流正方向，電壓同一支路電流內(nèi)正方向呈現(xiàn)一致狀態(tài)，符合磁感應(yīng)定律的原則電勢(shì)主磁通在E1產(chǎn)生1次側(cè)空載時(shí)感應(yīng)，感應(yīng)電勢(shì)E2在2次側(cè)產(chǎn)生，根據(jù)電勢(shì)平衡方程：

E2=U2，無次側(cè)電流，根據(jù)阻抗、頻率電壓、相關(guān)過程運(yùn)行之間的關(guān)系，如下得出X1和R1受飽和程度較小結(jié)論：?注意影響的增大飽和程度則會(huì)隨著而減小，而Rm和Xm基本不變，尤其這一結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中的使用。

低壓變壓器負(fù)載運(yùn)行作為基本狀態(tài)在負(fù)載雙電壓運(yùn)行運(yùn)行情況下，變壓器會(huì)產(chǎn)生電流副邊變壓，副繞組主要電源指原繞組電壓接入實(shí)施負(fù)載接入，相比原輸入空載與電流增大，對(duì)于不同空載運(yùn)行的區(qū)別根本在于變化副邊端電壓受到的影響，產(chǎn)生側(cè)電流磁勢(shì)2次，基本電磁負(fù)載過程運(yùn)行中，公式計(jì)算為磁通由電壓決定、磁通小試圖改變磁勢(shì)并且基本維持小磁通不變，此時(shí)，原來磁勢(shì)變成由1次繞組電流，公式計(jì)算為Fl=I1N1，F(xiàn)1和F2由磁通過實(shí)施小負(fù)載后共同作用，電由1次側(cè)繞組中流分別由兩個(gè)分量構(gòu)成：?分量勵(lì)磁10負(fù)載產(chǎn)生磁通勢(shì)分量的I1L與2次側(cè)電流產(chǎn)生的磁勢(shì)方向相反，從而互相抵消、滿載時(shí)，產(chǎn)生的磁大小相等，10僅僅占I1L的2-8 0Ic，變壓器，較大負(fù)載僅時(shí)僅在互感器進(jìn)行電流交換將此原理成立被應(yīng)用于設(shè)計(jì)的變流這就產(chǎn)生了10甚至可以忽略。

2 低壓雙電壓電力變壓器設(shè)計(jì)中的主要思路應(yīng)用

我們?cè)谠O(shè)計(jì)中通過選用兩個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)

如圖1所示為第一種方案：圖中電壓為2.2kV、串聯(lián)段是線段1，線段2，3以及線段4，5、4.4kV均為。將線段2，3與線段4，5實(shí)施串并聯(lián)通過串并聯(lián)的方式達(dá)成，6.6-11kV輸出電壓得以實(shí)現(xiàn)、

鐵心空載電流計(jì)算：

三相容量小于等于6300KVA的時(shí)候，上述公式適用，G1，G2，G3分別為心柱重量、鐵扼重量和角重，QF是鐵心單位磁化容量，S為心柱凈截面積，N為變壓器額定量。

如圖2所示，用套管分別將6.6kV和11kV引出，11kV輸出端子圖中A1，B1，C1為6.6kV為輸出端子圖中A2，B2，C2，滿容量輸出實(shí)施變壓器線圈電密按照A2x，B2v，C2選取6.6kV、

通過對(duì)該兩種方案進(jìn)行綜合比較，發(fā)現(xiàn)第一方案為比較合適的選擇，它具有更容易實(shí)現(xiàn)、操作更為方便且相比較第二種方案具有靈性較好的優(yōu)勢(shì)。

3 低壓雙電壓電力變壓器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

絕緣對(duì)實(shí)施應(yīng)要求，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上要求必須合理使用支撐同時(shí)應(yīng)對(duì)不同電壓，設(shè)計(jì)中要注重校核電壓比偏差，確保選取電流進(jìn)行校核時(shí)必須按照可靠性原則，阻電壓注重計(jì)算，損耗必須取較大值溫升負(fù)載和考核實(shí)施;如進(jìn)行6.6kV輸出必須按實(shí)施短路動(dòng)校核時(shí)熱穩(wěn)定計(jì)算，舉例如下：

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計(jì)如下h：11-6.6kV側(cè)電壓低壓In0Ic=0.50IcSn=SOOOkVA，Po=4.85kW，，Pw=38kW，Z0Ic=7.50Ic，高壓34士2x2.50IckV電壓側(cè)，選取直徑鐵心D=340mm，組別聯(lián)接Dvn12，中心距心柱Mo=616mm，每個(gè)分接為28匝，高壓額定檔匝數(shù)1022匝，線圈并聯(lián)78匝低壓線圈串聯(lián)36匝，表1可見其他性能設(shè)計(jì)參數(shù)，上下并聯(lián)結(jié)構(gòu)采用線圈高壓，所有參數(shù)技術(shù)思路均滿足正確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議要求，主要試驗(yàn)值參數(shù)性能如表2所示。根據(jù)客戶需求，在實(shí)施產(chǎn)品絕緣考核時(shí)BIL=75kV、AC=35kV溫升試驗(yàn)一次通過試驗(yàn)，見表3顯示試驗(yàn)結(jié)果。

4 低壓雙電壓變壓器發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)今電網(wǎng)對(duì)變壓器的需求，隨著電力在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要性的逐步提高也變得越來越大。當(dāng)前在市場上電網(wǎng)運(yùn)行中使用電力變壓器大多數(shù)具有能耗較高的缺點(diǎn)，這不符合時(shí)代發(fā)展的需求與綠色節(jié)能環(huán)保的要求。因此新型低壓雙電壓變壓器具有廣泛的應(yīng)用空間，在進(jìn)行該類變壓器的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程當(dāng)中，除了做好設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的把關(guān)外，同時(shí)也要做好各項(xiàng)售后維修服務(wù)，通過積極提升服務(wù)確保企業(yè)變壓器市場中實(shí)現(xiàn)不斷的發(fā)展壯大。

5 結(jié)語

本文就討論與分析了兩種不同方法的的低壓雙電壓新型變壓器，通過對(duì)應(yīng)用于低壓電壓變壓器原則的不同處進(jìn)行對(duì)比討論，得出了選用等級(jí)差值不宜過大變壓器是比較理想選擇的結(jié)論，最后對(duì)變壓器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，通過不斷的技術(shù)革新生產(chǎn)新型的低噪音、節(jié)能多功能的變壓器取代傳統(tǒng)變壓器是該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

（作者單位：長春三鼎變壓器組件有限公司）