电气工程设计与计算550例
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59.涡流法干燥变压器的电源计算

涡流法(即感应加热法)是在变压器油箱外缠上导线,通电后使油箱、铁芯等处产生涡流并发热而达到干燥的目的。涡流法连接如图3-30所示。用此法加热,油箱温度可达100~125℃,而铁芯温度约为85℃。

图3-30 涡流法干燥变压器连接示意图

(1)计算公式

用涡流法对变压器进行干燥处理,其外接电源的功率、外绕线圈匝数的计算公式分别如下:

①外接电源功率:

P=5F(100-t0)(保温变压器)
P=12F(100-t0)(不保温变压器)  

式中 P——干燥电源功率,W;

 F——油箱外表散热面积(m2),如有油管可用绝热材料包扎,以其总散热面折扣计算;

 t0——环境温度,℃。

②外绕线圈匝数:

式中  N——外绕线圈匝数,匝;

  U——外加电源电压,V;

  l——油箱周围长度,m;

  H——油箱高度,m;

  I——外加电源电流,A;

Kk——系数,由P/Hl)值决定,见表3-31。

表3-31 系数Kk

③磁化线圈导线截面积选择。磁化线圈导线截面积按下式计算:

q=I/j  

式中 q——线圈导线截面积,mm2

  j——电流密度,铜导线取3~3.5A/mm2;铝导线取2~2.5A/mm2

④油箱底部加热电炉功率选择

为提高烘干速度,保证油箱内加热均匀,通常在油箱底部装设电炉。电炉电压一般为220V交流电压,电炉功率可按表3-32选择。

表3-32 油箱底部加热电炉功率

(2)实例

有一台容量为10000kV· A的受潮变压器,欲采用涡流法干燥,已知变压器油箱总面积为33m2,外壳周长为8m,油箱高度为2.7m,周围空气温度为30℃,试计算干燥电源功率及线圈参数。

 采用不保温方法,只在箱壁四周立好木条,将励磁导线缠绕于其上。

①干燥电源功率为

        P=12Ft2-t1)×10-3=12×33×(100-30)×10-3=28(kW)

②线圈匝数计算。

P/Hl)=28/(2.7×8)=1.3,查表3-31,得K=1.78、k=32。

外加电源采用单相380V,则线圈匝数为

为调节磁化电流的大小,在70匝处抽头,干燥时根据温度高低进行调节。

磁化电流为

当线圈为70匝时,则I=101.6×85/70=123.4(A)

③磁化线圈导线截面积选择。取电流密度j=3A/mm2,则磁化线圈导线截面积为

q=I/j=123.4/3=41.1(mm2)  

可选用50mm2的铜芯塑料线。

磁化线圈缠绕后,用油毛毡等将变压器油箱包起来保温。

变压器底部用电热丝进行辅助加温(需垫上耐火材料)。