浸漬式干式變壓器的導(dǎo)線絕緣、引線包扎絕緣所用的主要絕緣材料就是芳香族聚酰胺纖維紙,因?yàn)樗悄透邷氐暮铣衫w維材料,他是線型聚合物,他的分子鏈中有數(shù)百個(gè)芳核,6-12萬(wàn)的分子量。芳核是分子鏈主鏈的重要組成部分,苯環(huán)與氮原子相連,不是脂肪烴與他相連,因?yàn)榉枷阕寰埘0芳埦哂泻芨叩哪蜔嵝?,而且分子鏈中仍保持酰胺鏈,所以說(shuō)它具有脂肪族酰胺的良好物理機(jī)械性能等,這就是為什么聚合物具有良好的介電穩(wěn)定性。干式變壓器絕緣的耐熱等級(jí)如果不是h級(jí)時(shí),這就要考慮選用其他等級(jí)的絕緣材料。
一、變壓器容量計(jì)算公式
1、 計(jì)算負(fù)載的每相功率
我們把A相、B相、C相三相負(fù)載功率獨(dú)立地相加。如A相負(fù)載總功率為11KW,B相負(fù)載總功率為10KW,C相負(fù)載總功率9KW,那么我們?nèi)≈?1KW。(注:?jiǎn)蜗嗝颗_(tái)設(shè)備的功率按照銘牌上面的值計(jì)算,三相設(shè)備功率除以3,等于這臺(tái)設(shè)備的每相功率。)
2、 計(jì)算三相總功率
11KWX3=33KW(變壓器三相總功率)
三相總功率/0.8,要注意這是重要的一個(gè)步驟。因?yàn)槟壳拔覀兪袌?chǎng)上銷售的大部分變壓器功率因素只有0.8,因此在這里我們需要除以0.8。
33KW / 0.8 = 41.25KW(變壓器總功率)
變壓器總功率 / 0.85,根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》,變壓器容量計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇,對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器,負(fù)荷率一般取85%左右。
41.25KW / 0.85 = 48.529KW(需要購(gòu)買的變壓器功率),那么在購(gòu)買時(shí)選擇50KVA的變壓器就可以了。
二、關(guān)于變壓器容量計(jì)算的一些問題
1、變壓器的額定容量,應(yīng)該是變壓器在規(guī)定的使用條件下,能夠保證變壓器正常運(yùn)行的載荷視在功率;
2、所謂視在功率就是變壓器的輸出功率,也是變壓器能帶負(fù)載的視在功率;
3、變壓器額定運(yùn)行時(shí),變壓器的輸出視在功率等于額定容量;
4、變壓器額定運(yùn)行時(shí),變壓器的輸入視在功率大于額定容量;
5、由于變壓器的效率很高,一般認(rèn)為變壓器額定運(yùn)行時(shí),變壓器的輸入視在功率等于額定容量,由此進(jìn)行的運(yùn)算及結(jié)果也是基本準(zhǔn)確的;
6、所以在使用變壓器時(shí),你只要觀察變壓器輸出的電流、電壓、功率因數(shù)及其視在功率等于或小于額定容量就是的(使用條件滿足時(shí));
7、有人認(rèn)為變壓器有損耗,必須在額定容量90%以下運(yùn)行,這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的!
8、變壓器在設(shè)計(jì)選用容量時(shí),根據(jù)計(jì)算負(fù)荷要乘以系數(shù)是對(duì)的。
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變壓器的容量是在負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上選定的。由于負(fù)荷預(yù)計(jì)不容易做準(zhǔn),—般按預(yù)計(jì)的負(fù)荷選擇。這樣選的結(jié)果,往往容量設(shè)置偏大,給電力系統(tǒng)的運(yùn)行 帶來(lái)不利影響。若按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行選擇,就是利用變壓器的銅損與鐵損相等的條件,導(dǎo)出變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)載率及變壓器額定容量與負(fù)荷比。由于實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷不 一定就是負(fù)荷統(tǒng)計(jì)出的負(fù)荷,且負(fù)荷是隨機(jī)的,運(yùn)行效率是變動(dòng)的,其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益很難實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)前在配電系統(tǒng)中正在利用新型低損耗變壓器替換高能耗變壓器,單鐵損一項(xiàng)就降低大約40%。由于配電變壓器數(shù)量大,負(fù)荷變動(dòng)也大,其經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。
應(yīng)該成為選擇配變壓器容量的主要依據(jù)。
根據(jù)負(fù)薄預(yù)計(jì)出的負(fù)荷Smax及典型日負(fù)荷曲線,按照國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)(1972年)一油浸變壓戰(zhàn)負(fù)載導(dǎo)則,選擇配電變壓器容 量。該標(biāo)準(zhǔn)已被我國(guó)采用。該方法的優(yōu)點(diǎn)是考慮了變壓器正常過負(fù)荷能力,在不縮短變壓器壽命印前提下,充分利用變壓器設(shè)置容量。這從減小投資,改善配電網(wǎng)的 運(yùn)行條件,其經(jīng)濟(jì)效益也顯著的。
根據(jù)該方法編制的計(jì)算機(jī)程序,已計(jì)算六種典型日負(fù)荷曲線相應(yīng)的配電變壓器容量選擇表,荷負(fù)曲線的負(fù)荷參考類型為
I:澆地、麥場(chǎng)用;
H:村付業(yè);照明、場(chǎng)院用;
皿:付業(yè);照明、澆地、場(chǎng)院用;
IV:地、縣工業(yè)用;
V:帶有工業(yè)負(fù)荷的村綜合負(fù)荷;
VI:城鎮(zhèn)工業(yè)綜合負(fù)荷.
附表的使風(fēng)方法如下
①確定負(fù)荷類型,選定典型日負(fù)荷曲線。
②確定等值空氣溫度θδ;IEC標(biāo)準(zhǔn)中的環(huán)境溫度不是環(huán)境的平均溫度,而是等值空氣溫度,其含意是:在的時(shí)間間隔內(nèi),在負(fù)載下,如維持θδ不 變,則絕緣的劣化等于空氣溫度自然變化時(shí)的絕緣劣化;這里為了方便,建議:江南地區(qū)取22℃、24℃江北地區(qū)取20℃,西北、東北地區(qū)取16℃、18℃
根據(jù)預(yù)計(jì)出的負(fù)荷值(千伏安),查表確定所選變壓器的額定質(zhì)量Sn。
例如:負(fù)荷曲線I,年等值空氣溫度為9℃;負(fù)荷1000千伏安,應(yīng)選的800千伏安的配電變壓器。
④根據(jù)環(huán)境條件及負(fù)菏類型,確定工作變壓器的正常過負(fù)荷能力。
例如VI類負(fù)荷曲線,年等值空氣溫度為22℃,工作變壓器的額角容量為315千伏安,該變壓器能帶的負(fù)荷為340千伏安。
應(yīng)該說(shuō)明的是:按照上述方法選擇變壓器容量,在實(shí)際運(yùn)行中還應(yīng)接受負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行允許時(shí)間的約束;才能保證。如果超過允許時(shí)間則仍有燒毀 變壓器的危險(xiǎn)。該允許時(shí)可根據(jù)自然循環(huán)油浸變壓器繞組溫度計(jì)算式得到。為了方便;附表已計(jì)算出荷極限運(yùn)行時(shí)間τmaxe計(jì)算條件是:環(huán)境溫度為 35℃,繞組熱點(diǎn)溫度不超過140 例如:附表IV年等值空氣溫度為20℃罰負(fù)荷極限運(yùn)行時(shí)間為17小時(shí),由六個(gè)表可出,當(dāng)負(fù)荷與額定容量之比3dl。低在1.17及以下時(shí),負(fù)荷極 限制,即不會(huì)有過熱的危險(xiǎn)。
變壓器的損耗
當(dāng)變壓器的初級(jí)繞組通電后,線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng),因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體,在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì),這個(gè)電勢(shì)在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流,好象一個(gè)旋渦所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導(dǎo)線存在著電阻,電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。
由于變壓器存在著鐵損與銅損,所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率,為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來(lái)對(duì)此進(jìn)行描述,η=輸出功率/輸入功率。