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1 引言
由于電力電網(wǎng)各時(shí)期負(fù)荷用量不一樣，也就造成電壓波動(dòng)較大，不能正常對(duì)各低壓電器進(jìn)行有效地供電，因此三相低壓干式變壓器應(yīng)運(yùn)而生，能提供較穩(wěn)定的電壓，避免順時(shí)的尖波電壓，進(jìn)而保護(hù)了家用電器等設(shè)備。該變壓器廣泛應(yīng)用各工礦企業(yè)、學(xué)校、家庭中。由于其安全、可靠性相當(dāng)高，三相低壓變壓器其特點(diǎn)是：防燃防爆等優(yōu)點(diǎn)，主要通過(guò)三角形聯(lián)結(jié)輸入，變壓轉(zhuǎn)換后再通過(guò)星形聯(lián)結(jié)，即為Dyn11接法，現(xiàn)國(guó)際上多數(shù)國(guó)家的三相配電變壓器均采用Dyn11結(jié)線(即原表示法的△/Y0—11結(jié)線);它不但保持了輸出兩種電壓的好處，而且具有：作用①降低諧波電流，改善供電正弦波質(zhì)量;②零序阻抗小，提高單相短路電流，有利于切除單相接地故障;③三相不平衡負(fù)荷情況下能充分利用變壓器容量，同時(shí)降低變壓器損耗等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)輸出電壓是相當(dāng)穩(wěn)定的，此外對(duì)其絕緣是要求非常嚴(yán)格的，其絕緣等級(jí)要求很高的，一般為H級(jí)(180°)以上的絕緣。
三相變壓器有特殊性的設(shè)計(jì)思路，與單相變壓器不一樣的，以下簡(jiǎn)要說(shuō)明一下的設(shè)計(jì)方法和思路：
2 設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)和目標(biāo)：
c. 鐵心直徑估計(jì)和線圈計(jì)算;
e. 短路阻抗計(jì)算;
f. 繞組數(shù)據(jù)計(jì)算;
g. 鐵心數(shù)據(jù)計(jì)算;
j. 各種突入電流所引起應(yīng)力分析計(jì)算。
2.3 產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)要求：
a. 變壓器額定容量：160kVA(過(guò)載時(shí)以115%即185kVA仍能正常運(yùn)行);
b. 變壓器額定線電壓：高壓為400V，低壓側(cè)為400V;
d. 變壓器相數(shù)：3相;
e. 額定頻率：50Hz;
f. 冷卻方式：空氣自冷式;
c. 高壓線圈為D接線時(shí)，其線電流=185/(0.4 ×)=267A，相電流=267 /=154.2(A)
d. 低壓線圈為y接線，其線電流=185/(0.4×)=267A，相電流=267(A)
2.7 鐵心直徑的選擇
鐵心直徑的大小，直接影響材料的用量，變壓器的體積及性能等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。故選擇經(jīng)濟(jì)合理的鐵心直徑是變壓器設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。硅鋼片重量和空載損耗隨鐵心直徑增大而增大，線圈導(dǎo)線重量和負(fù)載損耗隨時(shí)鐵心直徑增大而減小。合理的鐵心直徑就是硅鋼片和導(dǎo)線材料的用量比例適當(dāng)，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的效果，鐵心直徑的大小與采用的硅鋼片性能和導(dǎo)線材料直接有關(guān)，根據(jù)關(guān)系式的推導(dǎo)，鐵心直徑D與變壓器容量P的四分之一次方成正比的關(guān)系，但因?yàn)樽儔浩鞣謫蜗�、三相、雙繞組、自耦等等，同樣容量但消耗材料不同。一般將材料消耗折算成物理容量進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便，均以每柱的物理容量Pa為其礎(chǔ)，按下式求出鐵心直徑D
由于使用了鋁線材料，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，D=58~62=60×=168mm
按電磁感應(yīng)定律得：E1=4.44×f×N1×Bm×Ae×10-5
N1為一次卷線卷數(shù)，
Bm磁通密度(千高斯)
Ae鐵心有效截面積(cm2)
F頻率50Hz
b. 每匝電壓，初選取每匝電壓，已知鐵心截面硅鋼片牌號(hào)，即可實(shí)選et
磁通密度為較低些好，取15-16.5千高斯，現(xiàn)暫取為16.0kGauss
c. (伏/匝)
d. 低壓線圈匝數(shù)的確定，最后示得每匝電壓et和磁密Bm
W2=400/1.732/7.04=33(匝)(取整數(shù))
(kG)
2.9 高壓線圈匝數(shù)的確定(由于大型變壓器，可近似忽略高低壓內(nèi)阻值)
W2=400/7.0=57(匝)
采用Dyn11結(jié)線還有諸多好處，如我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》提出：TN系統(tǒng)采用我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品熔斷器作配電線路接地故障保護(hù)時(shí)應(yīng)符合附表所列單相接地短路電流Id比熔體額定電流In的最小倍數(shù)。所謂TN接地系統(tǒng)是指，配電變壓器中性點(diǎn)直接接地(用T表示)，系統(tǒng)內(nèi)外露可導(dǎo)電部分經(jīng)中性線N或另設(shè)的保護(hù)線PE連接到變壓器接地(用N表示)，近似于過(guò)去“保護(hù)接零”。列出兩種時(shí)限，5S對(duì)應(yīng)于固定式電氣設(shè)備和線路，0.4S對(duì)應(yīng)于移動(dòng)式和手持式電氣設(shè)備及線路(插座)。熔體額定電流In按回路工作電流或尖峰電流選擇后，要校驗(yàn)ID/In的最小倍數(shù)是否滿足。著眼于人身安全，還要校驗(yàn)接觸電壓Ujc，附表切斷時(shí)間5S要求Ujc≤50V，切斷時(shí)間0.4S要求Ujc≤90V。
一般Yyno結(jié)線配電變壓器的零序阻抗達(dá)正序阻抗的8~10倍，單相短路電流相對(duì)較小，以致故障點(diǎn)位于電網(wǎng)末端、保護(hù)線PE截面較小、用電設(shè)備功率較大或電動(dòng)機(jī)要考慮尖峰電流所選熔體額定電流較大等情況下常常不能滿足附表要求的ID/In最小倍數(shù)。改用Dyn11結(jié)線配電變壓器往往可以解決問(wèn)題。
3 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)然計(jì)算三相干式變壓器各種數(shù)據(jù)時(shí)有很多種計(jì)算方法，本文向同行詳細(xì)只介紹了一些較為常用計(jì)算方法，不當(dāng)之處，望不吝指正。
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