毕业设计（论文）-S11-M-10010-0.4型变压器的设计及制造工艺.doc

目 录 摘要1 关键词1 1前言1 2设计任务书3 3主要材料5 4额定电压和额定电流的计算5 5铁心直径的选择6 5.1确定硅钢片品种、牌号及铁心结构型式6 5.2计算铁心柱直径，选定标准直径，设计铁心截面6 5.2.1按经验公式确定铁心柱直径6 5.2.2铁心截面的设计，计算铁心和铁轭截面积7 6线圈匝数的计算9 7线圈型式的选择及线圈排列 108导线的选择及线圈高度计算10 9主纵绝缘的选择及线圈辐向尺寸的计算12 9.1主纵绝缘的选择13 9.2线圈辐向尺寸的计算14 10绝缘半径计算15 11高压线圈数据计算16 12低压线圈数据计算17 13负载损耗计算17 14阻抗电压计算18 15铁心计算20 16空载损耗的计算22 17空载电流的计算22 18线圈对油温升的计算23 19油箱尺寸的设计24 20箱壁散热面计算25 21油顶层温升计算26 22变压器重量计算27 23变压器制造工艺28 23.1铁心制造工艺28 23.2绕组制造工艺28 23.3引线及引线绝缘设计及工艺29 23.4油箱制造工艺30 23.5器身装配工艺31 23.6总装配工艺31 24结论32 参考文献 32 致谢33 S11-M-100/10-0.4型变压器的设计及制造工艺摘 要：本设计为油浸式变压器（S11系列），主要包括对铁心（叠铁心）、线圈、全密封式的波纹片油箱的设计及其计算。为了优化油浸式变压器的工作稳定性，对主纵绝缘的选择，高、低压线圈进行了计算。同时，为了降低损耗，提高效率，设计同时对负载损耗、空载损耗、阻抗电压、空载电流、铁心温升、线圈温升及油顶层温升的校核和说明。最后对变压器的制造工艺进行了介绍。关键词：变压器；叠铁心；S11-M；波纹片油箱 The design and manufacturing of S11-M-100/10-0.4 type transformerAbstract：The design covers the oil-immersed transformer (S11 series), including the laminated core, coils, the full sealed corrugated tank. In order to optimize the stability of oil-immersed transformer, proper insulation and high-low voltage coil are also measured and calculated. Overall by recalibrating no-load loss, load loss, impedance voltage, load current, and monitoring temperature rise of core, coil and top-level oil, results sufficiently demonstrate that reducing exhausting and functioning efficiently can be chased. Finally, the manufacturing process of transformer is also introduced detailedly. Key words：Transformer; laminated core;S11-M; full sealed corrugated tank1 前言1.1 电力变压器在电力网中的应用电力变压器是电力网中的主要电气设备。把水力或火力发电厂中发电机组所产生的交流电压升高后向电力网输出的变压器称为升压变压器。火力发电厂还要安装厂用电变压器，供起动机组之用。用于降低电压的变压器称为降压变压器，用于联络两种不同电压网络的变压器称为联络变压器（包括自耦变压器与三线圈变压器）。将电压降低到电气设备工作电压的变压器称为配电变压器，配电前用的各级变压器称为输电变压器。电力系统中的运行电压与负载大小和性质有关，因此，变压器必须具备相应的调压装置。在不励磁条件下调压的变压器称无励磁调压变压器；在负载下调压的变压器称有载调压变压器，但当负载或线路发生短路故障时，则不能进行调压，因为此时变压器中流有短路电流。变压器在电力网中的应用情况如图1所示：图1 变压器在电力网中的应用示意图Fig.l The application of transformer in electrical diagram1.2 变压器计算的一般程序电力变压器电磁计算的任务在于确定变压器的电、磁负载和主要几何尺寸，计算性能数据和各部分的温升以及计算变压器的重量、外型尺寸和取得比较合理的技术经济效果。计算结果必须满足国家标准及有关技术标准的规定和使用部门要求。变压器计算应根据产品设计技术任务书中给定的数据进行。变压器计算的一般程序如下：（1） 记录原始数据：产品主要技术参数。（2） 确定硅钢片品种、牌号及铁芯结构型式，计算铁芯柱直径，选定标准直径，得出铁芯柱和铁轭截面积。（3） 根据硅钢片牌号，初选铁芯柱中的磁通密度，计算每匝电势。（4） 初算低压线圈匝数，凑成整数匝，根据整数匝再重算铁芯柱中的磁通密度及每匝电势，再算出高压线圈匝数。（5） 根据变压器额定容量及电压等级，确定变压器的主、纵绝缘结构。（6） 根据线圈结构型式，确定导线规格，进行线圈段数（层数）、匝数的排列，计算线圈轴向高度及辐向尺寸。（7） 初算阻抗电压无功分量（）值，大容量变压器的值应与阻抗电压（）标准值相接近；小型变压器的值应小于标准值。（8） 计算线圈负载损耗，算出阻抗电压的有功分量（），检查阻抗电压是否符合标准规定值，若不符合时应调整，并达到标准规定值范围。（9） 计算线圈导线对油的温差，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，则需要变更铁芯柱直径。（10） 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，或加大导线截面积。（11） 计算空载性能及变压器总损耗、计算油温升，当油温升过高或过低时，应调整冷却装置的数目。（12） 计算变压器重量。 应当指出，电力变压器计算必须根据国家的经济、技术政策和资源情况以及制造和运行方面的要求，合理地制定变压器的性能数据和相应的主要几何尺寸。由于制造和运行的角度不同，对某些性能数据的要求往往有所不同。例如，从运行的经济性考虑，要求变压器的损耗低、效率高，但在给定的条件下，降低损耗必然导致材料消耗和制造成本增加。所以在进行变压器计算时必须综合考虑各方面因素，并应进行多种方案比较，以便从中选取最佳方案。1 2 设计任务书S11-M-100/10-0.4型变压器变压器设计的技术任务书：变压器额定容量；相数为三相；频率；一次和二次线圈的额定线电压；线圈结线图和联结组Dyn11；变压器的冷却方式为油浸自冷；负载特点：连续负载；安装特点：户外；阻抗电压；负载损耗；空载损耗；空载电流。设计变压器时不仅要满足上述参数要求，而且还要保证变压器的运行可靠性、制造工艺性和经济性。上述的的项技术参数是由电力系统的技术条件和环境使用条件所决定；项性能数据由国家标准“三相油浸电力变压器基本参数和技术要求标准”（ GB/T 64511995）（见表1、表2）。表1 S11-301600kVA配电变压器性能标准2Table 1 S11-30 1600 kVA distribution transformer performance standards额定容量kVA电压组合联结组标号空载损耗kW负载损耗kW空载电流（%）阻抗电压（%）高压kV高压分接范围（%）低压kV3066.31011522.50.4Yyn0Dyn110.100.602.1(1.0)4500.130.872.0(1.0)630.151.041.9(0.9)800.181.251.8(0.9)1000.201.501.6(0.9)1250.241.801.5(0.8)1600.282.201.4(0.8)2000.342.601.3(0.8)2500.403.051.2(0.7)3150.483.651.1(0.7)4000.574.301.0(0.6)5000.685.101.0(0.6)6300.816.200.9(0.6)4.58000.987.500.8(0.5)10001.1510.300.7(0.5)12501.3612.000.6(0.4)16001.6414.50.6(0.4)注：空载电流无括号为叠铁心性能，有括号为卷铁心性能（包括立体卷铁心），实测电流比标准小得多。No idle current parentheses for core performance of, have to roll parentheses core performance (including stereo (core), the current much smaller than the standard.表2 三相油浸式电力变压器损耗性能水平代号2Table 2 Oil-immersed three-phases power transformer loss performance level code性能水平代号电压等级kV性能参数空载损耗负载损耗76，10符合GB/T 6451组符合GB/T 645135符合GB/T 645186，10符合GB/T 6451组35比GB/T 6451平均下降10%96，10配电变压器符合S9301600kVA的性能参数（另一表斜线前）26，10电力变压器比GB/T 6451组平均下降10%比GB/T 6451平均下降10%35比GB/T 6451平均下降10%106，10比GB/T 6451组平均下降20%比GB/T 6451平均下降15%35比GB/T 6451平均下降30%116，10比GB/T 6451组平均下降30%35比GB/T 6451平均下降40%注：表中国标均为GB/T64511995 Table China standard GB/are T6451-1995 由于变压器性能参数直接影响到变压器的安全运行和经济运行，因此变压器的性能参数即成为变压器内在的重要质量标志之一。3 主要材料（根据材料供应情况而定）（1）硅钢片：冷轧高导磁取向硅钢片，型号为27QG100（2）线圈导线：QQ-2漆包圆铜线（高压），ZB-0.45纸包扁铜线(低压)（3）绝缘材料，用A级绝缘材料，最高平均温度不超过105。4 额定电压和额定电流的计算（1）电压、电流及匝数的计算是在假定变压器没有电阻，没有漏磁和没有铁耗的情况下进行的，因为为些问题对计算结果影响很小。（2）高压线圈为“D”型接线时，其线、相电压相等，分别为，。（3）低压线圈为“yn”型接线时，线、相电压分别为，。（4）高压线圈为“D”型接线时，（5）低压线圈为“yn”型接线时，取中性线电流（考虑单相运行）。5 铁心直径的选择5.1 确定硅钢片品种、牌号及铁芯结构型式图2 铁心叠积图Fig.2 core piled figure根据条件选用冷轧高导磁取向硅钢片，型号为27QG100，即标称厚度为0.27mm，最大铁损（在频率为50Hz，磁通密度为1.7T测得），最小磁感应强度（在50Hz、800A/m交变磁场强度下测得），理论密度，最小叠片系数为。铁芯结构型式选用心式铁心（三相三铁心柱），心柱截面选用多级圆形截面（铁心级数越多，截面越接近圆形），铁轭截面也采用多级圆形截面。铁心叠片采用全斜接缝，夹紧采用无孔绑扎且用拉板夹紧。如图2所示。5.2 计算铁心柱直径，选定标准直径，设计铁心截面5.2.1 按经验公式确定铁心柱直径我国变压器厂，均以每柱容量为基础，应用经验公式计算铁心柱直径： （1）式中，为经验系数，与硅钢片和导线的材质、性能有关，一般按（查参考文献3电力变压器设计手册（电磁计算部分）表41）进行选取，查表得（绕组使用铜线圈）。为每柱容量（kVA）。三相双线圈变压器每柱容量计算： （2）式中，为额定容量。则，查参考文献1电力变压器计算中附表31三相三柱式铁心数据表，选定标准直径为。5.2.2 铁心截面的设计，计算铁心柱和铁轭截面积同时由以上附表中选定铁心和铁轭级数为6级。（1）迭片宽度是根据硅钢片入厂时的宽度而定。为了套裁，成张硅钢片宽度应为每级片宽的倍数，硅钢片波浪度较大时，还要考虑去边。由于大中小型变压器的铁心可以互相套裁，而且进厂硅钢片的宽度又是不固定的，故每级片宽一般是采用10mm一进级，必要时，允许有个别5mm一进级的根据参考文献1电力变压器计算中表34 最大铁芯截面积的各级片宽理论计算值有：第一级片宽：，实取第二级片宽：，实取第三级片宽：，实取第四级片宽：，实取第五级片宽：，实取第六级片宽：，实取由于最小片宽，符合机械夹紧力对最小片宽的要求。即以上片宽值合理。根据级数及每级片宽，绘制出铁心柱及铁轭截面。，如下图3：（2）叠片系数叠片系数是由硅钢片的标称厚度、波浪性、绝缘膜厚度及铁心夹紧程度而定。一般主要根据波浪性来确定叠片系数，其它因素变化不大，根据27QG100冷轧高导磁取向硅钢片，叠片系数取0.97。，故铁心有效截面（3）铁心温升铁心各级间是否放置油道，由铁心温升计算来确定。铁心允许温升为80，铁心对油的温升为：图3 铁心柱与铁轭截面Fig.3 core column and iron yoke section （3）式中铁心表面对油温升；铁心内部对铁心表面的温升。铁心直径在500mm以下时，可按下式计算 （4） （5） （6）式中硅钢片每公斤的损耗瓦数（按铁心中磁通密度查取），在这里查得为（磁通密度为1.7T）；空载损耗附加系数，查参考文献1电力变压器计算中表39 附加损耗系数，得1.2（冷轧全斜接缝），单位面积重量；铁心柱最大级片宽（mm），在这里；两油道间叠厚，无油道时为总叠厚（mm），在这里；铁心叠片系数，为0.97；为修正系数，。所以：铁心对油温升油平均温升一般取40，故铁心对空气温升为10.29+40=50.29，小于标准80，铁心中可以不加油道。6 线圈匝数的计算（1）每匝电势的确定按电磁感应定律得 （7）式中频率，50Hz；线圈匝数；磁通，；磁通密度，单位（T）；铁心有效截面,。每匝电势 （8）10 绝缘半径计算主绝缘距离是根据试验数据和制造经验确定的。如下图5所示，绝缘半径计算示意图来计算绝缘半径。图5 绝缘半径计算示意图Fig.5 insulation radius calculation schemes低压线圈套装裕度，即低压纸筒内径对铁心圆边的空隙，根据工艺水平决定，在这里取4，主要考虑铁心叠片的翘起和绑带所占的位置；低压纸筒厚度，取1；低压线圈内油隙，取0高压线圈与低压线圈之间的绝缘距离，按设计手册规定，10kV电压等级最小取8.5，即；高低压线圈间纸筒，取2.5；高压线圈内油隙，取0；低压线圈外油隙，取6。低压线圈内半径，铁心柱半径，即65低压线圈外半径，低压线圈辐向尺寸低压线圈平均半径，高压线圈内半径，高低压线圈间空隙平均半径，高压线圈外半径，高压线圈辐向尺寸；高压线圈平均半径，高压线圈外径，两铁心柱的中心距离，两线圈相间距离，按设计手册规定，10kV电压等级，以目前来说最小取10，本设计取10，使取0或5的尾数。11 高压线圈数据计算（1）电流密度，。，式中为高压导线总截面。（2）平均匝长，。（3）导线总长，。额定电压时，导线总长，。，式中为最高分接时电压的匝数；为额定电压时时的匝数；2为考虑引线长度，。（4）75时额定电压时的电阻，欧姆 （16）式中，为铜导线在75时的电阻系数，（5）75时高压线圈负载损耗， （17）式中，3为三相，故乘3。（6）高压线圈铜线重量， （18）式中，为铜线的比重，带绝缘的导线重（导线绝缘重量占导线重的2.0%）12 低压线圈数据计算（1）电流密度，。（2）平均匝长，。（3）导线总长，。，式中，1为考虑引线长度，。（4）75时额定电压时的电阻，欧姆 式中，为铜导线在75时的电阻系数，（5）75时低压线圈负载损耗， （6）低压线圈铜线重量， 纸包扁铜线匝绝缘重量百分数%计算，如下式 （19）式中，单根裸导线的厚度，；单根裸导线的宽度，；扁铜（铝）线四周的圆角，；匝绝缘的厚度，；单根导线截面积即，；因此带绝缘的导线重13 负载损耗计算负载损耗是当变压器在短路试验状态下，从电源所吸取的功率。即当二次绕组短路，在一次绕组中输入额定电流时，变压器所消耗的功率。在短路试验状态下，由于线圈导线中有电阻存在，故在各个线圈的导线中将产生电阻损耗。另外，由于漏磁场的存在，漏磁通将在线圈的导线中以及其他钢铁结构件（如钢压板、夹件、油箱、螺栓、螺母等紧固件）中产生附加损耗。但是由于漏磁场分布的复杂性，因此，附加损耗难以精确计算，通常采用近似简化方法进行估算。在短路试验状态下，由于所施加的电压比额定电压低很多，在铁芯中产生的主磁通较小，因而铁心损耗很小，常忽略不计。所以，变压器的负载损耗主要是线圈导线的电阻损耗，线圈的附加损耗（包括导线的涡流损耗及不完全换位损耗），引线损耗以及钢铁结构件中的杂散损耗等。对于本设计来说，引线损耗已经加在线圈导线的电阻损耗中去了，而对于钢铁结构件中的杂散损耗，由于是630kVA以下的变压器且是采用层式线圈，它的漏磁通不大，故将杂散损耗一并在附加损耗里予以考虑，不再计算。线圈导阻损耗为线圈附加损耗计算 （20）式中，为被计算线圈的附加损耗百分数（%），对层式线圈的附加损耗（其中包括导线涡流损耗及在油箱等结构件中的杂散损耗）百分数，在200kVA及以下时，取左右。则负载损耗（75时的负载损耗）14 阻抗电压计算阻抗电压曾称短路电压。该电压是将变压器二次绕组短路，并于一次绕组两端缓慢的增加电压值，当二次绕组中的电流等于额定电流时，一次绕组的端电压，称为阻抗电压。它通常以额定电压的百分数来表示。当线圈几何尺寸确定后，应首先计算阻抗电压，当阻抗电压符合要求后，才能进行线圈数据计算，阻抗电压由电阻电压降和电抗电压降两部分组成，但对较大容量变压器，因为阻压降很小，计算时可以略去。本设计为小容量变压器，故不可略去。其中电阻电压降计算公式如下： （21）式中：75时的负载损耗，；额定容量，。电抗电压降计算公式如下（式中尺寸单位一律为,并参见图6）： （22）式中：额定频率，；低压线圈安匝数（或取高压线圈安匝数）漏磁宽度，按下式计算 （23）其中，为高压线圈内油道宽度，、分别为低高压线圈（裸线间）辐向厚度，0.011、0.05为匝绝缘厚度，则每匝电压，高低压线圈平均有效电抗高度，对于双绕组来说图6 阻抗电压计算结构示意图Fig.6 impedance voltage calculation structure schematic drawing （24），为内外线圈计算高度，对于层式线圈来说为一根导线高。，所以漏磁场总厚度，洛式系数，与有关，按表3查出洛式系数表3 洛氏系数Table 3 loss coefficient1086543.5321.80.970.960.950.940.930.910.890.840.82附加电抗系数，考虑横向漏磁及制造裕度，取1.03。将以上数据代入电抗电压降计算公式得阻抗电压计算通式如下： （25）阻抗电压的允许误差值，按标准规定为，但由于制造时，影响阻抗因素较多，故一般计算时，误差控制在34%以下。 本设计误差为电抗计算，往往不能一次计算就能符合要求，需要作适当调整，频率和电流是不可调变的，电抗压降的调整有三种方法。（1）调整匝数及每匝电压。当电抗值偏大时，可增加每匝电压，增大，匝数必然会减少，从而达到降低电抗的目的，若使改变，需调整磁密和铁心直径，这种方法因变动较大，一般都不用。（2）调整及高低压线圈平均有效电抗高度。当电抗值偏大时，可增加高低压线圈平均高度，增大，必然随之缩水。调整导线的尺寸及调整段数均可达到调整及之目的。（3）调整高低压线圈间距离，在满足最小距离情况下，增减高低压线圈间的距离，可使电抗值增大或减少。这种方法浪费材料，最好不用。15 铁心计算线圈几何尺寸确定后，即可计算铁心各部的几何尺寸和铁心硅钢片的重量（图7）（1）铁心中心距的计算，式中，高压线圈外径，；相间距离（2）铁心窗高的计算，其中，10为低压线圈中绝缘端圈所占高度，20为上下铁轭绝缘高度（采用2.0纸板绝缘），满足了主绝缘距离中的高压线圈到铁轭的距离为（3）铁心柱部分重量的计算 （26）式中，3三个心柱；硅钢片密度，；窗高，；铁心截面，。（4）铁轭部分重量的计算 （27）图7 铁心重量计算示意图Fig.7 core weight calculation schemes（5）铁心转角重量的计算角重包括铁心硅钢片重量中除和外的其余所有部分，如图7中的1，2，3，4，5，6，7，8，9，10等部之和。当铁心柱和铁轭的各级尺寸完全一致时，从图中可以看出，5，6，7，8等部分下好补缺1，2，3，4等的上端的不足，使之与铁心各级尺寸符合故得18等部分的重量为 （28）式中，最大一级的片宽，。，设铁心级数为，各级片宽用表示，各级的叠厚用表示（如图3所示），则 （29）式中，叠片系数，则：角重（6）铁心硅钢片重量16 空载损耗的计算变压器的空载损耗，就是硅钢片中的损耗，故又称铁心损耗。这个损耗决定于硅钢片的材质和工艺加工的质量，也决定于铁心各部分的磁通密度和重量。（1）现将27QG100冷轧高导磁取向硅钢片的特性部分列于表4。表4 27QG100硅钢片特性表Table 4 27 QG100 characteristics of silicon steel table磁通密度（T）单位重量损耗（）磁化容量（）激磁容量（）1.690.9641.8780.3761.700.981.980.3821.7112.0950.3941.721.0222.2250.4031.731.0462.3740.4121.741.0722.5460.4361.751.12.7460.459（2）按磁通密度，查得每公斤硅钢片的损耗为 （30）式中，空载损耗附加系数。空载损耗的允许误差值，按标准规定为，但一般计算时，误差控制在45%以下。本设计误差为17 空载电流的计算空载电流是以额定电流的百分数表示的，它由两部分组成 （31）式中有功分量占额定电流的百分数 （32）空载电流无功分量占额定电流的百分数 （33）式中，励磁电流附加系数，取1.1；铁心单位激磁容量，查表得2.2846；接缝处单位面积激磁容量，查表得0.406；铁心接缝数，在全斜接缝中，接缝处的净接缝面积，对于45角的全斜接缝来说，。（见图2）标准值规定为1.6%，小于标准值，而空载电流的允许偏差为+30%，所以是合格的。18 线圈对油温升的计算线圈对油的温升计算，首先要算出线圈表面热负荷，即线圈单位表面积所负担散出的损耗瓦数。一般层式线圈表面的单位热负荷，用下式计算： （34）式中：1.03275时的负载损耗折合到85时的折合系数； 被计算线圈75时的负载损耗，；被计算线圈的有效散热面积（），（线圈内撑条遮盖的表面积不计算在内），若线圈直接绕在硬纸筒上，此面不考虑散热，若线圈内径侧垫上1厚的软纸筒，且纸筒内靠铁心柱时，则散热面积按一半计算，若线圈内径侧有静电屏时，其散热面按计算，与瓦楞纸板直接接触的散热面应乘以系数0.85。 （1）高压线圈热负荷（采用瓦楞纸板做油道）式中，长度单位都为，、为高压线圈内部油道的内半径与外半径 （35）（2）高压线圈温升 （36）式中，绝缘校正温升，（系数，与有关见表5） （37）总层数减去油道数。线圈层数修正值 （38） 层间绝缘厚加匝绝缘厚，0.32。当时，取，当，时可不校正，即 系数，与线圈层数与线圈散热面总数有关，表5 K值Table 5 K value0.640.760.8811.121.241.400.000230.000460.000710.000940.001190.0015（3）低压线圈热负荷（采用瓦楞纸板做油道） （4）低压线圈温升 式中，绝缘校正温升，（系数，与有关见表5） 总层数减去油道数。线圈层数修正值 层间绝缘厚加匝绝缘厚，0.69。当时，取，当，时可不校正，即 系数，与线圈层数与线圈散热面总数有关，所以（5）线圈对空气的温升线圈对空气的温升是线圈对油的温升和油对空气平均温升两者之和。为了减少主要材料（硅钢片及导线）的消耗，一般都适当的增加散热器（本设计采用波纹片以增加散热面），降低油对空气的平均温升，提高线圈对油的温升，以达到节约主要材料的目的。一般线圈对油温升，控制在30以下，最好为25左右。19 油箱尺寸的设计油箱尺寸是由线圈尺寸，线圈对油箱的距离、开关、套管，引线尺寸的布置决定的。油箱尺寸的最后确定，是由布置图来定，但在计算时也应尽量估计准确。采用平顶吊心式油箱，为增加散热面积，采用波纹片。（1）油箱内高的计算如下： （39）式中：铁心窗高，280；铁轭的最大片宽，125；垫脚高，根据铁心直径取12；铁心至箱盖距离，118。这样，油箱内高为660。 （2）油箱内宽的计算如下： （40）式中：线圈的最大外径，245；高低压侧对油箱空隙，取5065。则油箱内宽，为降低杂散损耗，取310。（3）油箱内长的计算如下： （41）式中：线圈的最大外径，245；铁心柱中心距，255；长轴方向A、C相外线圈对油箱空隙，取5065，为降低杂散损耗，取65。则油箱内长。20 箱壁散热面计算由于采用波纹片散热，则波纹油箱的散热主要依靠波纹板，箱沿和下节油箱散热较少可忽略。根据上面所计算出的油箱尺寸，以及波纹翅的节距（取45），即可确定油箱波纹翅的数目，根据油箱的高度减去箱沿高度及下节油箱高度，即是波纹板的宽度，在这里波纹板宽度为450。本设计波纹翅的数目如下图8所示：图8 波纹箱壁散热表面Fig.8 corrugated boxes wall surface heat dissipation波纹油箱散热面由两部分表面积组成，一是波纹翅和壁的表面积，二是油箱4个角部位表面积。 （42） （43）式中， 波翅之间的线长度，；波翅之间的壁厚度，；油隙宽度，8；钢板厚度，1.2；波翅数，44个；波纹板宽度，450；波翅深度，150；波纹翅节距。则，总散热面积表面积的单位面积散热量与波翅深度有关，根据联邦德国门克厂（MENK）提供的曲线（油顶温升在55时）查得当时，其散热热负荷为；油箱的4个角部的表面积，其散热量是常数，无论取啥，其热负荷都取。即散热总量为：（44） 只要散热量等于或稍大于总发热量，油温就会稳定在一定范围。21 油顶层温升计算油顶层温升可按下式计算： （45）式中：油顶层温升，； 油平均温升，自冷式变压器油温升： （46） （47） 平均热负荷，由上式得，则；油温升修正值，。与和（发热中心和散热中心高度之比）有关。对于本设计而言：则，查曲线图可知所以。高压线圈平均温升：低压线圈平均温升: 22 变压器重量计算（1）器身重量 （48）式中：器身重，；硅钢片重，；器身杂类系数，对于铜线，取1.15；带绝缘的导线重，。（2）油箱内油重油箱内油重箱体装油 （49）器身排油量 （50）油箱内油重 （51）散热器装油 （52） （53） （54）式中，波纹片受热膨胀时，膨胀部分体积所占油重（密度为0.9）；0.007单位体积油温每升高一度时，油体积平均膨胀系数；油顶面温度达到最高时箱内的平均温度，当变压器运行时，允许的最大室外温度为40时，；注入油时的油温，取20；波纹片体积膨胀系数，当波纹翅深为，查曲线图，得；波纹片在最大膨胀体积时，膨胀部分体积所占油重（密度为0.9）。只有当成立时，波纹油箱就能承受油体积的膨胀而无损伤。当上式不成立时，就需要增大波纹翅深，以使增加，从而使不等式从立。其他杂类油重除上式油重外，还有其它及油管路油重，适当考虑即可，取。总油重 （55）（3）散热器重 （56）（4）套管重有三个高压套管和四个低压套管。高压套管采用BJL-10/50（为额定10KV，50A的有附加绝缘的瓷套管，穿缆式，电缆截面为25，重2.5），BJ为导杆式。低压套管采用BF-1/300（为额定1KV、300A的复合瓷套管，重为0.6kg）。则（5）其他杂项重变压器重量除上述几项外，还有铁心夹件重、箱盖重、箱沿重、箱底重等，适当考虑即可。取。（6）变压器总重 （57）23 变压器制造工艺23.1 铁心制造工艺（1）硅钢片下料纵剪（也叫滚剪）：切出不同宽度的硅钢片。纵切带料的宽度和直线性偏差应按规定控制。（2）横剪：在自动横剪流水线上剪出铁心片形来，切长度、角度。这一步，铁心片就成形了。横切铁心叠片的长度和角度偏差以及铁心叠片毛刺大小应按规定控制。（3）退火：用辊底式连续退火炉对铁心片退火，消除因纵剪与横剪产生的内应力，也能减小能耗。（对于现在采用先进自动线加工的硅钢片，可取消此道工艺。（4）去毛刺：对于采用先进自动生产线的硅钢片，可无需此道工序。（5）铁心片号管理和准备（预叠）：为叠装做好准备工作。（6）铁心的叠装：在有定位块的平坦的工作台上采用阶梯3级搭接铁心叠装。叠装时要特别注意清洁。叠装时，首先要摆放好上、下夹件，在铁心柱应绑扎环氧粘带的位置上放好临时支撑。第一级叠片（最窄的一级）的对准至关重要，它将决定以后叠装尺寸的正确性。叠装过程中的“敲齐”忌用金属块，应选用有一定韧性的尼龙块而且要轻敲轻打。（7）绑扎铁心及烘干。（8）铁心试验。23.2 绕组制造工艺（1）备好绕线模、电磁线、绝缘件。（2）绕线。 1）绕线模的安置； 2）弯折起头及包扎绝缘；留出引线长，用弯线工具将导线按绕向弯成90起头。在90的直角两边包扎一定厚度的皱纹纸，外包一层直纹布带和紧缩带，伸出端绝缘3040mm,且留有一锥度。 3）放置端绝缘（酚醛纸筒制成）；以直纹布带用8字绑法将端绝缘绑在第一线匝上，并在出头处包垫纸板槽，端绝缘厚小于导线厚。由于出头根部包扎了绝缘，所以第2层端绝缘一端应压在出头上，且在该端头减薄绝缘。套上始端拉紧直纹布带，压在第2、3匝下，然后翻出。 4）放置轴向拉紧布带和线匝绕制； 5）并绕导线的换位；对于辐向两根并绕的双层层式线圈，每层绕到匝数的处需换位一次。 6）放置层间绝缘； 7）安置标记牌和末端位置； 8）末端绑扎；在绕至绕组末端最后34匝时，需预先在线匝上套两条直纹布带，编织12匝后压在线匝下，将末端弯折包好绝缘后，用些两条直纹布带绑扎固定。 9）外层包绝缘。绕组最外层一般包以布带。（3）测量电阻和匝数。（4）绕组预整理。（5）真空干燥。（在真空干燥机中进行）为下一道工序浸漆做好准备。（6）浸漆。（110KV及以上绕组不浸漆）用于增加绕组的机械强度和改善部分电气性能。（7）干燥处理。（真空干燥）23.3 引线和引线绝缘设计及工艺变压器线圈的引线，一般指各相线圈之间的连线、线圈出头与套管之间的连线以及线圈分接头与开关之间的连接线等。对于本设计来说，低压线圈引线直接采用线圈本线，高压线圈引线采用圆铜线Z-4.25（纸包）引线从绕组内部引出来，必然要穿过绕组之间、绕组与铁心油箱壁之间。因此必须保证引线对这些部分有足够的绝缘距离。如欲缩小这些距离时则引线的绝缘厚度应当增加。为了不使沿着包扎绝缘的交接处发生沿面放电，交接处应做成圆锥面，以加长沿面放电的路径。引线焊接采用缠绕钎焊。同时靠导线夹，以引导引线方向。引线工艺：（1）引线准备。引线零件的加工（2）架线安装。先在器身上安装好引线的支撑和固定用的支架，然后把前面准备好的引线一次或分几次安装到器身上去（3）引线焊接。焊接后清理、去毛刺（4）绝缘包扎。焊接结束，焊接部位应包金属屏蔽纸和绝缘纸，再装隔板、护槽。成绝缘件；架线安装、引线焊接、绝缘包扎可视具体情况交错进行（5）整理和紧固。最后应进行全面的整理，保持所有引线排列整洁、美观，夹持紧固可靠，并全面检查清洁状况和引线绝缘距离。23.4 油箱制造工艺（1）各种钢材下料加工或成形1）箱底壁面和侧面的下料。（气割机与液压剪板机，摇臂钻床）2）箱底壁面的折弯成形。（液压折弯机）3）波纹片的制造。（波纹片成形机）4）角钢的切割下料，箱沿的焊接（气割机，电焊机）5）箱壁下料（气割机）6）箱盖下料，孔加工。（剪板机，摇臂钻床）7）箱沿与箱盖的配钻。（2）焊装焊装人员接到上道工序后首先进行复检，确认合格后进行油箱焊接和零部件的组装 1）箱壁拼接：点焊对接，内壁加支撑固定，采用埋弧焊进行焊接（质量控制点），焊好后抽取某条焊线进行着色探伤，合格后开始划箱壁上的开孔线。2）加强筋焊装：将留有加工余量的加强筋进行刨边校平、校直，在箱壁上划好加强筋焊装线，使用半自动角焊机进行焊接。焊缝按工艺要求保证焊高，确保焊缝平整光滑、成型美观。并对焊接的箱沿、箱底进行焊缝探伤检测。3）箱盖（箱底）焊装：箱盖按图纸要求编程，通过技术确认，进行数控下料，然后校平。箱盖（箱底）定位装配尺寸及焊角高度（质量控制点），高低压法兰装配尺寸（质量控制点）；先焊上面，后焊下面，焊接时采用反变形来保证箱盖的加工挠度。要注意箱盖上所有法兰螺孔的位置，需对箱盖上的吊拌焊缝做探伤检测。4）箱沿焊接：根据图纸尺寸和要求焊接箱沿，对箱沿拼接焊缝采取改进焊接工艺进行防渗漏，焊缝两端暂不焊接,待箱沿焊接完成后在把焊缝两端补焊、磨平。需对箱沿焊缝做探伤检测；将箱沿和箱盖固定好一起配钻箱沿孔，然后将孔及边缘打磨光滑。5）油箱组装：根据图纸要求进行划线，为了防止变形产生的内部尺寸偏差可将内部尺寸划线时根据情况适当增加3-8mm。然后在平台上组装箱体，组装时注意平面度，焊接时在箱口增加支撑防止焊接变形。（3）试漏使用空压机，压缩空气，加压至一定的压力值（0.1MPa左右）， 用肥皂水进行气泡试漏，保压时间半个小时，无漏即可。（4）除锈、清理（5）喷漆（油箱内外喷同种漆，采用不同