基于SOLIDWORKS的变压器三文设计 第5页
量和电压的需要，而且机械强度好，散热条件好，但是制造费工时。
纠结式线圈的结构与连续式相似。但是此类线圈的焊接头较多。适合于110～550KV或更高的电压等级的变压器高压或中压线圈[15]。
设计的变压器为3150KVA/35KV，从上述的绕组类型比较中得此次设计的高压线圈和低压线圈均采用连续式。
2.3.3 变压器的主绝缘结构和尺寸的确定
对于高压线圈选58段，其中一段选16匝，其余均为15匝得58×16-57=871匝其中48个段间油道宽3mm，中段点油道宽为9mm,垫块的压缩系数为0.95 。从而得到高压侧油道高度 =8×4.5+48×3+9=189mm 。由辐相尺寸与轴向尺寸计算公式得轴向尺寸：H=bn+ = 765mm 辐向尺寸：2.62 =43 mm。
对于低压线圈取 44 段，取其中9段为9匝，其余均为10匝可得44×10-9=431匝
其中43个段间油道宽3mm，调节油道宽度为36mm,垫块的压缩系数为0.95。从而得到低压侧油道高度为 = mm 。由辐相尺寸与轴向尺寸计算公式可得
轴向尺寸：H=bn+ = mm 辐向尺寸：3.5 =36 mm。
2.3.4 变压器的线圈设计和阻抗电压的计算及其负载损耗的计算
变压器的额定负载损耗是指变压器的一侧（高压或低压）绕组短路，而另一侧的绕组有额定电流时，变压器从电网所吸取的有功功率，也就是变压器的短路损耗。它包括负载电流在各线圈和引线的直流电阻上产生的损耗和负载电流引起的漏磁场所产生的各种附加损耗。如下为设计的变压器75℃时线圈电阻及其负载损耗的计算结果：
高压线圈电阻：Rh= =0.02135×1344.95/16.6=1.72
高压线圈重： G =3 =3×1345.5×16.6×8.9=595.909≈596
电阻损耗 ： P1k=3 = 13332W
线圈附加损耗： =1.79%
P1k′=P1k =239W
低压线圈电阻：RL= =0.02135×491.26、33.05=0.317
低压线圈重： G2=3 =3×491.26×33.05×8.9=433
电阻损耗 ： P2k=3 = 9518W
线圈附加损耗： =3.48%
P2k′=P2k =331W
而变压器的阻抗电压是将变压器的二次绕组短路，使一次绕组电压慢慢加大，当二次绕组的短路电流达到额定电流时，一次绕组所施加的电压（短路电压）与额定电压的比值百分数。阻抗电压Uk (%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。 同容量的变压器，阻抗电压小的成本低，效率高，价格便宜，另外运行时的压降及电压变动率也小，电压质量容易得到控制和保证，因此从电网的运行角度考虑，希望阻抗电压小一些好。但从变压器限制短路电流条件考虑，则希望阻抗电压大一些好，以免电气设备（如断路器、隔离开关、电缆等）在运行中经受不住短路电流的作用而损坏。从而不同容量的变压器对应的阻抗电压值国标是有相关规定的。对于3150KVA/35KV的电力变压器国家标准规定Uk (%)为7。具体设计的结果如下：
=1/3(a1 r1+a2 r2+a0 r12 )
而a1 r1=3.55 18.1、a2 r2=4.25 24.55、a0 r12=2.55 21.15
则 =1/3（a1 r1+a2 r2）+a0 r12=110.13
k=1.01
电抗电压Ux1=［ ］／（ ）＝6.91V
杂散损耗: B杂=
其中 S :油箱的内壁周长 Kz :杂散损耗的经验系数
R :油箱平均折合半径 RP:主漏磁道的平均半径
S =560×4+685× =4932, R =(685+1805-560×2)/4=342.5
故B杂=
=(2.19 )/{4392×[672+2(342.5-211.5)]2=995W
引线损耗P=100W
故总损耗为:I12 R(1+1.79%)+ I22 R(1+3.48%)+100+B杂=24515W
Ur=24515/31500=0.78
阻抗电压 U总= =6.95
性能参数与国家标准对比的对比如下：
性能 设计值 标准值
负载损耗(W） 24515 24300
阻抗电压(%) 6.95 7％
核对负载损耗误差 =（24515-24300）/24300=0.8% << 5% 以及阻抗电压均符合国家标准从而得知设计符合要求。
2.3.5变压器的冷却方式的确定和温升的计算
a: 变压器的冷却方式的确定:
电力变压器的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。
油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。
油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。
强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走。
本设计采用油浸自冷完成对变压器的冷却。
b: 油箱的确定
A:油箱长度 B:油箱宽度 H:油箱的高度 B1:高压侧与油箱的间隙
A = 2Mo + B =560×2+685= 1805 ； B = D +B1=1534 +2×75.5=685
H＝Ho＋2Hc＋Hd＋h1＝765＋2×290＋16＋240=1599
(Ho-铁心窗高Hc-铁轭最大片宽 Hd-垫脚高 h1-铁心至箱盖距离)（见附录二）
c:散热器的选择见表2-1
表2-1 试探法可先选取型号为5BT.423120105型的散热器
片数
N 中心距mm 高 度
mm 几何散热面㎡ 有效散热面㎡ 器 重
Kg 油 重
Kg 总 重
Kg
14 1250 1420 11.27 6.5 113 36.5 149.5
检验选取是否符合要求
其中油箱散热面积： Só=2[(A-B+∏×B/2)×h]+(A-B)×B=7.88 ㎡
则其有效散热面积：S′=1.05×7.88=8.22 ㎡
选取4个此类型号散热器，则散热器总有效散热面积为：6.5×4=26㎡
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