变压器绝缘结构设计课程设计(哈理工)(3)

计算r3处油隙上的电场强度,利用同心圆电容器场强计算公式求得：

E3=1.25*400/[38.3*(0.14+0.5*0.034)]

=83.1 kV

查线圈间油隙最小击穿场强与距离关系图得：

S=1.95/2，油隙宽度为11mm时，最小击穿场强为

Emin=80*1.2=96 kV/cm

故绝缘裕度为：96/83.1*1.15=1.33 能够满足技术要求

由上可知，主绝缘结构合理，各处尺寸均具有足够的绝缘裕度。

6. 纵绝缘耐电强度的核算

变压器线圈纵绝缘结构中的电场，由于考虑到线圈段间梯度而产生轴向电场，同时相邻线匝间存在辐向电场，因而作用于线圈纵绝缘上应为复合电场。

在实际结构中，由于线圈在器身装配厚压紧，当匝绝缘厚度较大而且导线绝缘包扎较松时，则匝绝缘与垫块可能形成密实接触，该处耐电强度提高，因而段间绝缘弱点将移于油隙中。

段间油道最大场强随段间油道尺寸变化符合一定规律。当匝绝缘厚度大于1.35mm时，段间油道增大到一定尺寸后，最大场强则趋于平直。因此，可认为过大地增加段间油道尺寸，对于匝绝缘厚度较大的220kV电力变压器的高压线圈而言，由于Edm的降低不明显而无实际意义，但适当减小段间油道尺寸，从而使线圈高度降低，无疑可取得良好的技术经济效果。

对于220kV级变压器的高压线圈全部采用纠结式、插入电容式线圈，其匝间绝缘厚度为1.95mm。220 kV级变压器的高压线圈均为中部出线结构。为了保证匝绝缘厚度，采用0.45mm高密度纸或0.05mm高压电缆纸作为绝缘厚度。

在纠结式线圈中，当每段为偶数匝时，为了改善沿撑条的向内油道冲击梯度，可改进纠结线段的出线方式，即由第二匝引出引线，这样，向内油道冲击梯度可小于1.5倍的向外油道冲击梯度。

查段间油隙冲击全波最小击穿电压表可知：

当匝绝缘厚度为1.95mm时，各油道的最小击穿电压分别为：

1，3，5向外油道，8mm，Umin=160 kV

7，9，11向外油道，6mm，Umin=143 kV

中断点，15mm，Umin=198 kV

由各油道冲击全波梯度分布求得：

1，3，5向外油道，U=0.1*945=94.5 kV

7，9，11向外油道，U=0.08*945=75.6 kV

中断点,U=0.15*945=141.75 kV

各处绝缘裕度为：

1，3，5向外油道：160/94.5=2.47

能够满足技术要求；

7，9，11向外油道：143/75.6=1.89

能够满足技术要求；

中断点 ：198/141.75=1.4

能够满足技术要求。

由此可知，纵绝缘结构合理。

五．结论

通过上述核算得知，各部分主绝缘、纵绝缘结构在个类试验电压作用下均具有足够的绝缘裕度，本次所设计的220kV级电力变压器绝缘结构满足技术要求，是可行的。

六．总结

本次课程设计为期2周，却是对几年的大学课程学习的融汇和贯通的过程。

通过完成本次设计任务，首先对220 kV级电力变压器的主、纵绝缘结构有了更深一层的了解，巩固了原有的绝缘结构计算方法和思想，并能够将其运用到绝缘结构复杂的电力变压器绝缘中；也基本掌握了在各种试验电压作用下，电力变压器各部分绝缘结构的绝缘裕度之求取方法；更是对绝缘结构的设计思想有了更深体会。对于以后走向工作岗位，完成实际设计任务奠定了很好的基础。

本次设计任务完成过程中得到了老师的大力帮助，在此表示感谢。

参考文献：

a、路长柏等编著：电力变压器计算第五章；

b、刘传彝：电力变压器设计计算方法与实践；

c、路长柏：电力变压器绝缘技术；

d、“电机工程手册”第二十五篇。

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