新型配电变压器结构、原理和应用PDF电子书下载

第1章 配电变压器综述 1

1.1 变压器概述 1

前言 1

1.2 变压器的分类 2

1.3 变压器的型号含义和技术要求 3

1.3.1 变压器的型号含义 3

1.3.2 型号中损耗性能水平代号 6

1.3.3 型号中特殊使用环境代号 10

1.4 铭牌及技术数据 11

1.3.4 使用条件和技术要求 11

1.5 三相变压器常用联结组的比较 17

1.5.1 三相绕组最基本的联结方式 17

1.5.2 Yzn11联结的特点 19

1.5.3 Yyn0联结的特点 21

1.5.4 Dyn11联结的特点 24

1.5.5 Dyn11和Yyn0联结的应用及注意事项 26

1.6 新配电变压器油的选择和取样 27

1.6.1 变压器油的组成和一般特性 27

1.6.2 取油样的方法 30

1.6.3 变压器油的性能与组分之间的关系 31

1.6.4 石蜡基油和环烷基油的性能比较 31

1.6.5 变压器油的选用原则 33

1.7 配电变压器的现状 34

1.8 配电变压器的发展趋势 42

1.8.1 提高变压器的可靠性 43

1.8.2 降低变压器的损耗 44

1.8.4 油浸式配电变压器的发展趋势 45

1.8.3 干式配电变压器的发展趋势 45

1.8.5 向预装组合化发展 46

1.8.6 SF6变压器、电缆变压器和超导变压器的发展 46

第2章 配电变压器的结构 47

2.1 结构概述 47

2.2 铁心 49

2.2.1 铁心的作用 49

2.2.2 铁心的分类 50

2.2.3 硅钢片的品种和性能 54

2.2.4 铁心截面和铁心叠积卷绕 61

2.2.5 铁心的夹紧结构 65

2.2.6 铁心的接地 66

2.3 绕组 69

2.3.1 绕组的形式 69

2.3.2 层式绕组 70

2.3.3 连续式绕组 71

2.3.4 螺旋式绕组 73

2.3.5 箔式绕组 74

2.3.6 绕组的散热油道 74

2.3.7 三绕组变压器绕组的正确布置 75

2.4 绝缘 76

2.4.1 变压器耐受电压的规定 78

2.4.2 绝缘结构 78

2.4.3 绝缘材料型号编制方法 80

2.4.4 常用绝缘材料 85

2.5 油箱和冷却系统 96

2.5.1 油箱 96

2.5.2 冷却系统 98

2.6 变压器本体保护装置 100

2.6.2 油位计 101

2.6.1 储油柜 101

2.6.3 吸湿器 103

2.6.4 净油器 104

2.6.5 气体继电器 105

2.6.6 安全气道和释压阀 108

2.6.7 测温装置 110

2.7 套管及其他设备 111

2.7.1 套管 111

2.7.2 分接开关 114

2.7.3 取油样活门及其他 118

第3章 配电变压器的制造方法 119

3.1 变压器制造主要工艺过程 119

3.1.1 变压器制造过程 119

3.1.2 制造技术的发展 120

3.2 铁心制造 126

3.2.1 铁心结构 126

3.2.2 铁心的制造和装配 132

3.2.4 铁心填充系数、工艺系数、叠片系数及叠装系数 141

3.2.3 全斜铁心接缝形式的比较 141

3.3 绕组的制造和器身装配 144

3.3.1 绕组的主要零部件和材料 144

3.3.2 主绝缘设计 147

3.3.3 绕组的纵绝缘设计 148

3.3.4 绕组的制作 151

3.3.5 绕组的绝缘处理 166

3.3.6 器身装配 168

3.4.1 铜导线的焊接 173

3.4 引线焊接和油箱焊接工艺 173

3.4.2 铝导线和铜铝接头的焊接 174

3.4.3 摩擦焊 176

3.4.4 闪光焊 176

3.4.5 冷压焊 177

3.4.6 储能焊 177

3.4.7 氩弧焊 177

3.4.8 引线的高频焊接 177

3.4.9 油箱焊接技术 178

3.5 调压开关的安装 178

3.6 引线支架的制作和器身安装 179

3.7 涂装 183

3.7.1 除锈方法 184

3.7.2 涂料的选用 185

3.8 变压器的总装配 187

3.9 配电变压器制造厂所需工装设备一览表 188

4.2 S9型、新S9型叠铁心变压器 195

4.2.1 S9型配电变压器 195

4.1 概述 195

第4章 S11型、S9型叠铁心变压器 195

4.2.2 新S9型配电变压器 204

4.3 制造S11型叠铁心变压器需采用的新技术 208

4.3.1 高导磁硅钢片 208

4.3.2 阶梯接缝叠铁心 209

4.3.3 菱格上胶绝缘纸 214

4.3.4 自粘DMD纸 215

4.3.10 新型螺旋式绕组 216

4.3.9 绕组采用半油道结构 216

4.3.8 采用垫块预压 216

4.3.7 绕组用恒压装置压紧处理 216

4.3.6 绕组整体套装 216

4.3.5 自粘上胶导线 216

4.3.11 新导电材料导线 217

4.4 S11型叠铁心变压器 217

4.4.1 铁心 220

4.4.2 绕组 222

4.4.3 器身装配 223

4.4.5 油箱和总装配 224

4.4.4 引线 224

第5章 S11型卷铁心变压器 225

5.1 概述 225

5.2 卷铁心变压器与叠铁心变压器的对比 228

5.2.1 卷铁心变压器的优缺点 228

5.2.2 铁心材料消耗上的比较 229

5.2.3 铁心附加损耗的比较 230

5.2.4 设计方面的分析对比 231

5.2.5 生产周期和工时成本的比较 234

5.2.6 产品性能的分析比较 235

5.2.7 专用设备的投资 237

5.2.8 对比小结 237

5.3 卷铁心变压器制造过程 238

5.3.1 闭铁心 243

5.3.2 闭铁心卷制方法和设备 244

5.3.3 开铁心 249

5.3.4 切铁心 250

5.4.1 铁心及剪切卷绕设备 253

5.4 S11型卷铁心变压器结构 253

5.4.2 卷铁心退火工艺 259

5.4.3 绕组和绕制设备 266

5.4.4 器身和总装配 274

5.5 S11型配电变压器的技术经济分析 274

5.5.1 投资回报测算数学模型 274

5.5.2 新购买S11型配电变压器的投资回报测算 275

5.5.3 更换S9型配电变压器的投资回报测算 276

5.5.4 更换S7型或更早的配电变压器的投资回报测算 276

5.5.5 结论 278

5.6 35kV卷铁心变压器 279

第6章 S11、S12型R型卷铁心变压器 280

6.1 R型卷铁心变压器概述 280

6.6.1 发展史和性能 280

6.1.2 特点 281

6.2 R型卷铁心变压器的结构和工艺 282

6.2.1 R型卷铁心 282

6.2.2 铁心带的排料 284

6.2.3 铁心剪切与卷制设备和绕线机 286

6.2.4 R型卷铁心数控卷制机的纠偏控制 289

6.2.5 R型卷铁心热处理工艺 292

6.2.6 铁心废品的分析与返修 293

6.2.7 浸漆和烘干 295

6.2.8 绕组 295

6.2.9 器身与总装配 295

7.2.1 立体卷铁心变压器的结构 296

7.2 立体卷铁心变压器的结构和发展概况 296

第7章 S11～S13型立体卷（叠）铁心变压器 296

7.1 立体卷铁心变压器的型号和名称 296

7.2.2 立体叠铁心变压器和立体卷铁心变压器 297

7.2.3 立体卷铁心变压器生产情况 299

7.3 立体卷铁心变压器的磁路特点 301

7.3.1 磁路对铁心截面积的影响 301

7.3.2 铁心结构对谐波的影响 302

7.3.3 联结组应采用Dy联结 304

7.3.4 磁路在空载损耗和铁心重量计算中的应用 305

7.3.6 绕组铁心柱磁通和卷铁心磁通的计算 306

7.3.5 卷铁心变压器的磁通闭合路径 306

7.3.7 立体卷铁心变压器试制对计算的验证 307

7.4 立体卷（叠）铁心变压器结构和加工设备 308

7.4.1 立体卷（叠）铁心及设备 308

7.4.2 立体卷铁心变压器的绕组及其他 310

7.5 箔式绕组的制作 312

第8章 SH13～SH16型非晶合金铁心变压器 318

8.1 概述 318

8.1.1 非晶合金铁心变压器的型号和损耗的相互求证法 318

8.1.2 非晶合金的发展简史 321

8.2.1 非晶合金铁心变压器的发展简史 326

8.2 非晶合金铁心变压器的发展史和种类 326

8.2.2 非晶合金铁心变压器的种类 328

8.3 非晶合金材料的特点 331

8.4 非晶合金铁心变压器的结构和制作工艺 334

8.4.1 制造方法选择 334

8.4.2 铁心结构 337

8.4.3 退火处理工艺 341

8.4.4 绕组和器身总装配 342

8.5.1 非晶合金铁心变压器与一般变压器构造不同引起的主电容变化 344

8.5 非晶合金铁心变压器耐压试验特点 344

8.5.2 变压器主电容对耐压试验的影响 346

8.5.3 试验变压器的容量选择 347

8.6 非晶合金铁心变压器设计时的注意事项 348

8.7 采用非晶合金铁心变压器的经济分析 350

第9章 高燃点油（难燃油）变压器 353

9.1 防灾型和高燃点油变压器概述 353

9.2 不燃油和高燃点油的基本特性 357

9.3.2 高燃点油的比较 360

9.3 各种不燃油和高燃点油的比较 360

9.3.1 两种不燃油的比较 360

9.4 高燃点油（β油）变压器的结构特点 361

9.4.1 β油的特点 361

9.4.2 高燃点油变压器结构特性 362

9.4.3 诺迈克（Nomex）纸的特点 364

9.5 硅油变压器的结构特点 366

9.5.1 硅油的基本特性 367

9.5.3 维护成本 371

9.5.2 硅油变压器的结构特点 371

9.5.4 硅油变压器的发展趋势 373

9.6 高燃点油变压器的应用 373

第10章 干式变压器 375

10.1 干式变压器的型号和性能参数 375

10.2 干式变压器的分类 378

10.2.1 开启式 379

10.2.2 封闭式 382

10.2.3 带填料的厚（薄）绝缘浇注变压器 382

10.2.4 不带填料的薄绝缘浇注变压器 384

10.2.5 树脂绕包式 386

10.2.6 采用杜邦技术的OVDT敞开式干式变压器 389

10.3 综述 391

10.4 结构特点 395

10.5 各种干式变压器的特点 400

10.5.1 带填料厚绝缘浇注干式变压器结构 400

10.5.2 薄绝缘浇注干式变压器的特点 402

10.5.3 绕包干式变压器结构 408

10.5.4 H级（C级）敞开式干式变压器 413

10.6 干式变压器标准 416

10.6.1 标准要求 419

10.6.2 干式变压器和油浸变压器标准的不同 421

10.7 浇注工艺和抗短路能力的改进措施 424

10.7.1 环氧树脂浇注工艺特点 424

10.7.2 浇注材料的选择和配方设计 424

10.7.3 浇注过程中应注意的几个问题 426

10.7.4 浇注体气孔的发生和预防 427

10.7.6 干式变压器短路试验通不过的原因及改进 429

10.7.5 干式变压器短路试验中发现的问题 429

10.8 气道尺寸和加装风机对干式变压器温升、容量的影响 432

10.8.1 温升随轴向的变化关系 432

10.8.2 绕组平均温升随热负载的变化关系 433

10.8.3 几何尺寸对平均温升的影响 433

10.8.4 加装风机后对容量的影响 435

10.9 干式变压器的新发展 437

10.9.1 损耗与噪声 437

10.9.2 干式变压器的安装及接口 437

10.9.3 智能终端TTU 438

10.9.4 新要求 439

第11章 预装箱式变电站 442

11.1 预装箱式变电站的分类和概述 442

11.1.1 定义和基本要求 442

11.1.2 箱式变电站额定值计算法 444

11.1.3 预装箱式变电站 446

11.1.4 组合式变压器 448

11.1.5 分箱组合式变压器 449

11.2.1 型号 451

11.2 预装箱式变电站的型号和选型 451

11.2.2 预装箱式变电站的选型 452

11.3 预装箱式变电站的技术条件和应用 455

11.3.1 结构和技术条件 455

11.3.2 箱式变电站与常规变电站的实践比较 458

11.3.3 箱式变电站运行中无功补偿不足的对策 459

11.4 预装箱式变电站规格实例 460

11.4.1 ZBW（N）型预装箱式变电站 460

11.4.2 XBW（N）系列箱式变电站 463

11.5 35kV箱式变电站 466

11.5.1 35kV箱式变电站结构 466

11.5.2 新泰35kV集装箱式变电站实例简介 467

11.6 组合式变压器 468

11.6.1 基本情况 468

11.6.2 基本参数和要求 469

11.7 组合式变压器结构 473

11.8 组合式变压器结构设计的几个要点 480

11.9.1 共箱带来的问题 485

11.9 新型分箱组合式变压器结构 485

11.9.2 设备分箱的解决办法 487

第12章 智能箱式变电站、地下配电变压器及电缆变压器 489

12.1 智能箱式变电站 489

12.1.1 智能箱式变电站及其发展 489

12.1.2 现场总线控制系统 490

12.1.3 智能化结构特点 492

12.1.4 智能系统 494

12.1.5 箱式变电站智能化的方案和实例 496

12.1.6 产品选用要点 498

12.1.7 智能箱式变电站的应用前景 499

12.2 地下配电变压器 499

12.2.1 国外地下配电变压器 500

12.2.2 国内地下配电变压器 502

12.2.3 地下配电变压器的发展前景 505

12.3 电缆变压器 505

12.3.1 电缆变压器的基本结构 505

12.3.2 电缆变压器的特点和发展前景 507

参考文献 508