树脂浇注绝缘干式变压器设计论文 - 图文(4)

山东科技大学学士学位论文 树脂浇注绝缘干式变压器设计的理论基础

这将严重威胁变压器的运行可靠性，加之由于局部放电所引起的电腐蚀还将大大缩短变压器的使用寿命。随着技术的进步，厚绝缘就逐步为薄绝缘所代替。

b.薄层有填料树脂浇注

这种变压器低压绕组采用铜线或铜箔绕制成圆筒式，高压绕组采用铜导线绕制成分段圆筒式。高低压绕组分别装入模具，在真空状态下采用以超细石英粉为填料的环氧树脂进行浇注，但是这必须在严格的工艺与先进的工装下进行，否则，就会出现搅拌不均匀或者在浇注过程中发生石英粉沉积现象。低压绕组内层树脂厚2.5mm，外层2.5～5mm。高压绕组内层树脂厚2.5mm，外层3.5～5mm。绝缘等级为F级。

加填料结构的树脂产品与浇注见图2.4.2。

2.4.3环氧树脂浇注工艺设备及特点

环氧树脂浇注工艺属于模注成型技术，是干式变压器中浇注绕组较为成熟的一种工艺。世界许多国家都已广泛使用。

浇注设备见图2.4.3。 其主要特点是：

1)绕组被固定在金属模内，注入的环氧树脂混合料渗透至绕组各层间，将其固化成型，使之与导线、绝缘材料牢固地结合成一体，固化成型后的绕组具有极高的机械强度。

2)由于绕组和树脂混合料均在高真空状态下脱气，所以固化成型后，绕组的局部放电量很低。

3)在凝胶过程中，保持一定的压力，使补偿罐内的树脂流入模腔内，以补偿因树脂固化收缩引起的缺料，防止出现浇注缺陷。

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4)在固化过程中，采用阶梯固化工艺，使绕组的内应力降到最低，避免绕组开裂。

图2.4.3 环氧树脂浇注设备实图

树脂浇注干式变压器绕组浇注质量的提高，会使变压器的局放水平和绝缘性能得到改善，延长变压器的使用寿命。就环氧树脂胶浇注工艺来讲，国内已在这方面作了大量研究工作，并积累了丰富的制造经验，该技术已得到广泛应用。随着干式变压器结构的改进和对性能要求的提高，对环氧树脂及其辅料的技术指标要求也随之提高，对浇注工艺也提出了更高要求。为了满足干式变压器的电气和机械性能的要求，除了合理设计环氧树脂混合料的配方外，还必须有可行的浇注工艺及合理的工艺参数。这样就能保证浇注品的优良性能，而这一领域的许多工作还有待于进一步的探索和研究，以不断提高浇注工艺水平和产品质量。

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3树脂浇注绝缘干式变压器设计的计算

本章以树脂浇注干式变压器SCB10-1000/10的设计为例，详细列出了树脂浇注干式变压器的设计计算过程，以及每一步计算所涉及到的公式和原理。该变压器具有以上所述的树脂浇注干变的各项优点，是树脂浇注干变设计的典型实例。

3.1变压器设计计算的任务

变压器设计计算的任务是使产品设计符合国家标准，或者用户在合同中提出的标准和要求。在合同中通常包括以下一些技术规范：

a.变压器的型式： 相数、绕组数、冷却方式、调压方式、耦合方式。 b.额定容量，各绕组的容量，不同冷却方式下的容量。 c.变压器额定电压、分接范围。 d.额定频率。

e.各绕组的首末端的绝缘水平。 f.变压器的阻抗电压百分值。 g.绕组结线方式及连接组标号。

h.负载损耗、空载损耗、空载电流百分值。 i.安装地点海拔高度。

此外，用户可能还有一些特殊参数。

变压器计算的任务，就是根据上述技术规范，按照国家标准，如《电力变压器》、《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》、《高压输变电设备的绝缘配合及高电压试验技术》和其它专业标准，确定变压器电磁负载，几何尺寸、电、热、机械方面的性能数据，以满足使用部门的要求。

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对方案进行优化计算，在满足性能指标前提下，具有良好的工艺性和先进的经济指标。

3.2变压器设计计算步骤

以下主要针对电力变压器而言，特种变压器的计算基本与之相同，只需考虑特殊要求和自身特点即可。

1) 根据技术合同，结合国家标准及有关技术标准，决定变压器规格及

相应的性能参数，如额定容量、额定电压、联结组别、短路损耗、负载损耗、空载损耗及空载电流等。

2) 确定硅钢片牌号及铁心结构形式，计算铁心柱直径，计算心柱和铁

轭截面。

3) 根据硅钢片牌号，初选铁心柱中磁通密度，计算每匝电势。 4) 初选低压匝数，凑成整匝数，根据此匝数再重算铁心柱中的磁通密

度及每匝电势、再算出高压绕组额定分接及其他各分接的匝数。 5) 根据变压器额定容量及电压等级，计算或从设计手册中选定变压器

主、从绝缘结构。

6) 根据绕组结构形式，确定导线规格，进行绕组段数、层数、匝数的

排列，计算出段数、层数、总匝数及每层的匝数、每段匝数。 7) 计算绕组的轴向高度及辐向尺寸。计算绕组几何高度、电气高度及

窗高。

8) 计算绝缘半径，确定变压器中心距M0，高、低压绕组平均匝长L。 9) 初算短路阻抗无功分量，大型变压器无功分量值应与短路阻抗标准

值接近。

10) 计算绕组负载损耗，算出短路阻抗有功分量（主要指中小型变压

器），检查短路阻抗是否符合标准规定值。

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11) 计算绕组对油温升，不合格时，可调整导线规格、或调整线段数及

每段匝数的分配，当超过规定值过大时，则需要调整变更铁心柱直径。

12) 计算短路机械力及导线应力，当超过规定值时，应调整安匝分布或

加大导线截面。

13) 计算空载性能及变压器总损耗，计算变压器重量。

3.3树脂浇注干式变压器设计的详细计算

本毕业设计主要任务为设计SCB10-1000/10B变压器。 3.3.1技术条件

产品型号：SCB10-1000/10 额定容量：1000kVA 电压比：(10±5%)/0.4kV 频率：50Hz 联结方法：Dyn11

额定电压电流：高压侧 1000V/57.74A 低压侧 400V/1443.38A 短路阻抗：6％ 空载损耗：2200W 负载损耗：8180W 硅钢片牌号：Q120-30

执行标准： GB/T10228，GB6450 3.3.2 铁心计算

铁心直径：Pt为三相变压器每相容量，故 Pt=Pn/3=1000/3kVA

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