2024年4月23日发(作者：鲜英锐)
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期） 技术改造与改进
Ｓ７—１ ０００１１ ０变压器节能改造的计算方法
韩铁李忠林李忠茂
（鞍钢附企电气工程公司 鞍钢矿业公司东鞍山矿
【摘
鞍山 １１４００７）
要】介绍了Ｓ７１１０００／１０变压改造成Ｓ，１－１０００／１０节能变压器的步骤方法，并给出了计算程序。
【关键词】Ｓｚ－１０００／１０变压器改造计算
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｍｏｄｉｉｃａｔｉｆｏｎ ｏｎ Ｓ７－１０００／１０
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＨＡＮ Ｔｉｅ，ＬＩ Ｚｈｏｎｇ－ｌｉｎ，ＬＩ Ｚｈｏｎｇ－ｍａｏ
（ＡｎｇａｎｇＳｕｂｓｉｄｉａｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｏ．，Ｌｔｄ．；Ｄｏｎｇａｎｓｈａｎ Ｏｐｅｎ Ｐｉｔ Ｍｉｎｅ ｏｆＡｎｇａｎｇ
Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ａｎｓｈａｎ １１４００￣
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｆｏｒｍ Ｓ７—１０Ｏ０／１０ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｏｎｅ ｏｆ Ｓｌ广１ｏ００／１０
ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｔｙｐｅ，ａｎｄ ｇｉｖｅ ｏｕｔ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｓ７—１０００／１０ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
目前在很多大中型冶金企业中还有一定数量
的Ｓ，系列变压器在运行中，Ｓ 系列变压器是我国７０
一二次线圈铜重：Ｇ ＝Ｇ ＋Ｇ。 ＝２１６４－２８３
＝４９９ｋｇ；
年代末８０年代初的产品。目前在线运行已有３０
多年的时间，该系列产品能耗高，绝缘老化，运行
成本高，可靠性差。怎样处理这个系列产品，大致
有两种方法：一是购置新变压器，费用高资金用量
大。二是利用旧变压器改造，以￥７－１０００／１０变压器
改造成Ｓ。。一１０００／１０节能变压器为例，改造费用仅
是新购资金２５％左右。
１ ８ 一１ ０００／１ ０变压器的技术数据
型号：７－１０００／１０；
额定容量：１０００ｋＶＡ；
次额定电压：１０５００Ｖ １００００Ｖ ９５００Ｖ；
二次额定电压：４００Ｖ；
二次匝数： ＝１８匝。
２改造步骤方法
改造的原则是充分利用原有的材料，改造的
方法是：
（１）利用原有的变压器油箱、套管、瓦斯继电
器、分接开关、压力释放阀及信号温度计等。
（２）将原有的变压器油进行除酸、除水、除杂
质处理，达到合格标准继续使用。
（３）将变压器线圈由饼式结构改成圆筒式，缩
小几何尺寸，以达到降低铁心窗高、减小铁心中心
距、降低铁心重量、减少铁心损耗的目的。
（４）适当的增加铁心面积，以达到降低磁密及
降低损耗的目的。
３计算程序
３．１铁心主级增加面积计算
为了降低磁密、降低损耗在铁心主级增加ａ ＝
２．２ｅｒａ厚度，铁心主级片宽ｂ ＝２２ｅｍ，增加面积：
Ａ。ｊ＝ａ ｂ
ｋＤ＝２．２ Ｘ ２２ Ｘ ０．９７＝４６．９４８ｃｍ
次额定电流：５７．７Ａ；
二次额定电流：１４４３．４Ａ；
接线方式：Ｙｙｎｏ；
铁损耗：Ｐ ＝ｌ７７７ｗ；
铜损耗：Ｐ ＝１１５３０Ｗ；
铁心直径：Ｄ＝２３０ｍｍ；
铁心截面积：Ａｃ＝３８１ｃｍ２；
铁心中心距：Ｍ。＝４１０ｍｍ；
铁心窗高：Ｈｏ＝７３５ｍｍ；
铁心重量：Ｇ ＝１２９８ｋｇ；
式中：ｋＤ－铁心迭片系数。
３．２二次线圈计算
线圈采用双螺旋轴向油道。
４０——
技术改造与改进
（１）导线选取：线圈采用双列，每列６根导线，
计１２根导线并绕。导线选用： ｚＢ一０．４５
纸色扁导线。单根导线面积：Ｓ。＝３６．５５ｍｍ２。
（２）导线面积：Ｓ：＝１２ ｘ ３６．５５＝４３８．６ｍｍ 。
（３）轴向尺寸计算：
Ｈ ｚ２＝ｂ２ｎ２（ １ ｋ ｚ
＝１４．４５×２×（１８＋１）×１．０２５
５６３ｍｍ
式中：ｂ ——带绝缘导线宽度；
凡：——沿轴向导线并绕根数；
Ｗ ——二次线圈匝数；
ｋ ——线圈轴向绕制系数。
（４）电抗高度：
ＨＫ２＝Ｈｚ２—６２ｎ２
＝５６３—２×１４．４５
＝５３４．１ｍｍ
（５）轴向尺寸计算：轴向共６根导线并绕，在第
３—４根导线问加３．５ｍｍ油道。
Ｂ２ ａｍＫｆ
３．１×３×１．１
１０．２５
Ｂ２＝Ｂ２＋ ２＋Ｂ２”
＝１０．２５＋３．５＋１０．２５
＝２４ｍｍ
式中：ａ——带绝缘单根导线厚度；
ｍ——轴向并绕导线根数；
Ｋ ——线圈轴向绕制系数。
（６）二次线圈平均半径：
Ｒ２ｐ＝Ｄ＋Ｅ＋Ｂ
２
１
： ＋５＋警 ＾ ｖ ＾
＝１３２ｒａｍ
式中：Ｄ——铁心直径；
Ｅ——二次线圈内径至铁＆ｅｌ－径距离。
（７）二次线圈导线长度：
Ｌ２＝（２竹ｒ２。＋２ａ ）Ｗ２×１０ ＋０．５
（２订×１３２．２十２ ｘ２２）×１８×１０ ＋０．５
＝１６．２１ｍ
（８）二次线圈电阻：
Ｒ：＝ｐ
＝０．０２１３５× １６．
２丽１
＝０．０００７８９１￣
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期）
式中：Ｐ ——７５℃时铜的电阻温度系数。
（９）二次线圈铜损耗：
Ｐ２＝３１２ｅ２Ｒ２ＫｓＦ
＝３×１４４３．４×０．０００７８９×１．１１
＝５４３４ｗ
式中： ——引线及附加损耗系数。
（１０）二次线圈铜重：
Ｇｃｕ２ ｍｇｃｕＬ２Ｓ２×１０一
＝３×８．９×４３８．６×１６．２１×１０一。
１９０ｋ￣１９２ｋｇ
式中：ｍ——相数；
ｇ ——铜比重。
３．３一次线圈计算
次线圈采用多层圆筒式线圈。
３．３．１ 相电压计算
１
０
５
００：６０６２Ｖ；
１
０ ０００：５７７４Ｖ；
＿＝
＿
＿
√３ √３
９５ ００：５４８５Ｖ
４
００：２３１Ｖ
；—
：
√３ √３
３＿３．２每匝电势计算
Ｕ２ｘ
： １８ ：１２．’ ８３３ ３伏／匝
３－３＿３一次匝数计算
＝４７２￣； ５丽７７４＝４５０匝；
丽５４８５＝４２７匝
３．３．４线规
选用妻淼ｚＢ一０．４５纸色偏导线；导线面
积Ｓｌ＝２３．２５ｍｍ 。
３．３．５轴向尺寸计算
轴向每层绕５９匝：
Ｈｉ＝６Ｉ（Ｗｍ＋１） 。
８．９５×（５９＋１）×１．０２５
＝５５０ｍｍ
式中：ｂ ——带绝缘导线宽度；
每层匝数；
Ｋ 。——轴向绕制系数。
３．３．６电抗高度计算
日Ｋ１＝ —ｂ１
＝５５０—８．９５
＝５４１ｍｍ
３＿３．７辐向尺寸计算
辐向共８层在４层至５层间加３．５ｍｍ油道
Ｂ１ ａｊ／／，１ ｋｌ＋（ｎ】 一１）
３．２５×４×１．１＋（４一１）×５×０．０８
４１～
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期）
＝ｌ５．５ｍｍ
式中：口。——带绝缘导线厚度；
凡。——油道一侧线圈总数；
Ⅳ——绝缘纸层数；
６——绝缘纸厚度。
Ｂｌ＝１５．５＋３．５＋１５．５＝３４．５ｍｍ。
３．３．８绝缘半径计算：
＾ 一 一 ｌｌ５
上
１２０
Ｑ：
１３０．２５
二次线圈平均半径ｒ： ＝１３２。
：
ｌ３３．７５
Ｑ：
１４４．００
主油道平均半径ｒ。 ＝１４８．５。
９
１５３
盟
１６８．５
次线圈平均半径ｒ。 ＝１７０．２５。
笪
１７２．０
盟
ｌ８７．５
３７５
堕
３９０
３－３．９一次导线长度计算
（１）总导线长度：
Ｌ１＝２叮ｒｒ１Ｐ ×１０ ＋厶
＝２７×１７０．２５×４７２×１０－ ＋２
５０６．６ｍ
式中：ｒ． ——一次线圈平均半径；
次线圈总匝数；
次线圈引线长度。
（２）额定分接导线长度：
Ｌｌ ＝２ ｒｉ Ｗｌ ×１０ｑ＋￡ｌ
＝２１Ｔ×１７０．２５×４５０×１０ ＋１
＝
４８２．１ｍ
３．３．１０一次线圈电阻计算
Ｒ。＝ｐ１５ ×
＝０．０２１３５×
４２一
技术改造与改进
＝０．４４２７ Ｉ２
３．３．１１ 一次线圈铜重
Ｇｃｕｌ＝３ｇｃｕＬｌＳｌ×１０一
＝３×８．９×５０６．６×２３．２５×１０一。
＝３１４．５ｋ￣３１７ｋｇ
３＿３．１２ 总铜重
Ｇ ＝Ｇ。 １－Ｉ－Ｇ ２
３１４．５＋１９０
＝５０４．５ｋｇ
３．４铁心尺寸及重量计算
３．４．１铁心 窗高
＝Ｈ。＋２ＢＨ
＝５５０＋２×２２．５
５９５ｍｍ
式中： ——一次线圈端部至铁心距离。
３．４．２铁心中心距
Ｍｏ＝３９０ｍｍ
３．４．３铁心重量计算
（１）原有铁心重量计算：
ＧＦ ＝（３Ｈ￣－ｔ－４Ｍ。）ｇＦｅ￣Ａｙ×１０～Ｇ
（３ Ｘ ５９５＋４×３９０）×７．６５×３８１×１０一 ＋１４Ｏ
＝１１１５ｋｇ
式中：ｇ ——硅钢片比重；
Ｇ 。——铁心四角重（查表得）。
（２）增加部分铁心重量：
Ｇ ＝（３爿ｒｃ＋４Ｍｏ）ｇ Ａ 。×１０－ ＋Ｇ ｉ
（３×５９５＋４×３９０）×７．６５×４６．９４８×１０～＋１４．２
＝１２０．１＋１４．２
１３４．３ｋｇ
（３）铁心总重量：
ＧＦ ＝１１１５＋１３４．３：１２４９．３ｋｇ
３．５损耗计算
３．５．１铁心磁密计算
＝ ＝ ＝ ５
３．５．２铁损耗计算
Ｓ，一１０００／１０变压器原有铁心为ＤＱ１５１，磁密
Ｂ＝１．３５Ｔ时的单位损耗为Ｐ ＝０．７８２Ｗ／ｋｇ，新增加
铁心采用２７ＱＧＬＯ０，在Ｂ＝Ｉ．３５Ｔ时的单位损耗为
Ｐｃ ＝Ｏ．５７ｗ／ｋｇ。
ＰＦ ＝Ｇ ＸＰ１５ｌ＋ＧｚｊｊＦ ×ＰＧｌ０ｏ）×ｋＦｅ
＝
（１１１５×０．７８２＋１３４．３×０．５７）×１．２５
１ １８５．７Ｗ
技术改造与改进
其标准值：尸 ＝１１５５Ｗ，偏差旦 ×
１００％：＋２．６５％（国家规定空载损耗允许偏差＋
１５％）
３．５．３铜损耗计算
Ｐｃｕ＝Ｐｃｕ。＋Ｐｃｕ２＝４８６３．８＋５４３４＝１０２９７．８Ｗ
其标准值Ｐ ＝１０３００Ｗ，因此，合格。
３．６阻抗计算
３．６．１ 平均电阻高度
ＨＫ－—Ｈ
Ｋ，
＋ＨＫ２
×１０一ｌ
垒 ±
２
５３．７５ｅｍ
３．６．２漏磁面积计算
因铁心截面是长圆，所以在计算漏磁面积时，
使用平均周长代替各部半径进行计算。
Ｅｏ＝ Ｂｌ＂＋曰。”）ｚ ｐ１＋ 。 ＋Ｂ，”）
ｚ－一＝（ ）
式中：ｒ】，ｒ ——二次油道平均半径；
ｒ１ｒ ——一二次线圈平均半径。
Ｂｌ Ｂ１”＝１５．５ｅｍ，Ｂ２一Ｂ２”＝１０．２５ｃｍ，Ｂ１２＝
０．９ｃｍ，ａｌｌ＝０．３５ｅｍ，ａ２２＝０．３５ｃｍ。
（１）一次线圈及油道平均周长：
Ｚｐｌ＝ＺＰＩ１＝２，ｒｒ“＋２ａｚｊ
２叮Ｔ×１７．０２５＋２×２．２
１１１．３ｅｍ
（２）－－次线圈及油道平均周长：
Ｚｐ２＝ＺＰ２２＝２＇ｒｒｒ２＋２ａｚｊ
２１Ｔ×１３．２＋２×２．２
＝８７．３ｃｍ
（３）一二次线圈主油道平均周长
ＺＰＩ２＝２＂ｔｒｒｌ２＋ 凸
＝２叮ｒ×１４．８５＋２×２．２
９７．７ｅｍ
（４）漏磁面积：
∑Ｄ＝要×１．５５×ｌ１１．３＋鲁×１．０２５×８７．３＋９７．７
×ｏ．９＋０．３５×（＼圭）二／ ×８７．３
＝１ｌ５＋５９．６５＋８７．９３＋９．７４＋７．６４
＝２８０ｅｍ
３．６．３洛氏系数
（１）漏磁宽度：
Ａ＝Ｂ２＋口ｌｌ＋Ｂｌ
第３ｌ卷２０１３年第５期（总第１６７期）
（２４＋９＋３４．５）×１０
＝６．７５ｃｍ
（２）洛氏系数：
譬＝Ａ ． ６ ７５ ＝７．。 ９６
由表查得Ｐ＝Ｏ．９６
３．６．４漏抗电压降百分数计算
ｒ，一
３．９５１２ ∑ＤｐＫｘ
×１０
３．９５×１４４３．４×２８０×０．９６×１．０８
１２．８３３３×５３．７５×１０
＝４．３２％
式中： ——漏抗系数双螺旋， ＝１．０８。
３．６．５ 电阻压降百分数
Ｕｐ－ １０ｓｅ ＝ １０ １００
×
＝１．
一
０２９８％
３．６．６阻抗压降百分数
ＵＫ＝、／ｎ ＋ ｐ
＝、
＝４．４４％
偏差＝（４．４４—４．５）／４．５，Ｐ ＝一１．３１％，允许偏差
＝±１０％，因此，合格。
４节能效益
４．１铁损耗
改前铁损耗：ＰＱ ＝１７７７Ｗ，改后铁损耗：Ｐ
＝１１８５．７７Ｗ。
（１）铁损耗降低百分数：
△ ＝—／－ＱＦ ｅ－－
／－
×１００％
ＵＱＷ
Ｚ２２二 墨×１００％
１７７７
＝３３．３％
（２）铁损耗降低瓦数：
ＡＰＦｅ＝ＰｏＦｅ—ＰＨＦｅ
＝１７７７—１ｌ８５．７
＝５９１．３Ｗ
４．２铜损耗
改前铜损耗：ＰＱ ＝１１５３０Ｗ，改后铜损耗：
ＰＨｃｕ＝１０２９８Ｗ。
（１）铜损耗降低百分数：
△ｃ“＝ ×１００％
ｆ ＱＦｅ
Ｑ二 Ｑ 塑×１００％
１１５３０
＝１０．７％
［下转第４６页】
４３．．
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期）
Ｐ ——液压缸回油腔压力／ＭＰａ。
技术改造与改进
即可，方便快捷。把中间罐车纵向移动和横向移
动微调的电气控制元件组合在一起，只要一个操
作人员就能轻松快速地控制中间罐车的纵向移动
和横向微调移动，从而完成对中工作。改后的横
移微调装置如图３所示。
因此，在滑动摩擦运动过程中，所需系统压力
至少为８．６ＭＰａ。
考虑到液压管路中的压力损失，把电磁溢流
阀压力调定为１５ＭＰａ，液压站系统压力可满足液压
缸的需求。因为活塞杆长度与直径比小于１０（此
处不做压杆稳定性验算）。
（２）工作时所需流量：
Ｑ＝Ａｖ＝０．０００２ｍ ／ｓ
式中：Ａ——液压缸有效作用面积／ｍ ；
活塞与缸体的相对速度／（ｍ／ｓ）。
因两只油缸同时动作，故总流量为０．０００ ４ｍ。Ｉｓ。
因此，利旧２５ＭＣＹ１４—１Ｂ型轴向柱塞泵，可满
足液压系统的需求。
’ ｌｕｌ罐瓜ｌｊ 域 ——
鳢
Ｉ ！Ｉ ＼
１Ｉ－ ：＝ 二二二：＝ｌ －Ｌｉ 畦搬
ｉ
ｌ．７ ５
ｌ。
＼¨８
‘
图３改进后的横移微调装置
５结论
４．２．４油箱容积
＝ Ｑ ＝０．３７５ｍ ＜０．５ｍ。
式中：Ｑ ——液压泵每分钟排出压力油的容积，ｍ ；
经验系数，冶金机械取１０。
利用旧油箱可满足液压系统的需求。
８号方坯连铸机中间罐车横移微调装置于２０１ １
４．３其他
液压配管采用快换接头，便于与液压站管路
连接。当中间罐车从生产准备烘烤位移动到生产
浇注位时，只需将快换接头直接连接到液压站的
液压管上即可进行调节。当浇注结束后拆下接头
年８月改进后投入使用，至２０１２年６月再没有出现
过横移微调机构卡死无法调整对中的情况。同时，
提升了８号方坯连铸机机械化程度，减轻工人的劳
动强度，缩短了对中时间，提高了工作效率。在８号
连铸机取得经验后，先后对６号、７号方坯连铸机进
行了相同的改进，均取得了预期的效果。
（２ｏｌ３－０５－０６收稿）
【上接第４３页］
（２）铜损耗降低瓦数：
ＡＰｃｕ＝Ｐ０ｃｕ—ＰＨｃｕ
：１ １ ５３０—１０ ２９８
新购铜线成本为Ｑ ＝（５０４．５—４９９）×６５＝３５７．５元。
（３）绝缘材料约Ｑｊ ＝２０００元。
５．２铁心改造成本
＝１２３２Ｗ
新增铁心重ＧＺｉ髓＝１３４．３ｋｇ，每公斤２０元，Ｑ ＝
１３４．３ Ｘ ２０＝２６８６元。
５－３总的改造成本
４．３年节能效益
（△ ＋０．７５＆Ｐｃｕ）Ｘ２４×３６５×１０－３
＝
（５９１．３＋０．７５×１２３２）Ｘ ２４ Ｘ ３６５×１０一’
１３ ２７４ｋＷ·ｈ
Ｑ ＝Ｑ＿ｃＵ＋Ｑ ｕ＋Ｑ ＋Ｑ
７４８５＋３５７．５＋２０００＋２６８６
每度电若按０．５５元计算则年节电效益为：Ｑ＝
１３ ２７４×０．５５：７３００元
６小结
１５ ７４６元
５变压器改造费用
５．１线圈改造成本
通过Ｓ７－１０００／１０变压器改成Ｓ．－１０００／１０变压
改造前总的铜重ＧＱｃｕ＝４９９ｋｇ，改造后总的铜
重Ｇ ＝５０４．５ｋｇ。
（１）新旧线价差新旧线每公斤价差在ｌ５元左
右，总的铜线价差为 ｕ＝４９９×１５＝７４８５元。
（２）新购铜线成本新购铜线每公斤６５元。则
器，空载损耗降低３３％，负载损耗降低１０．７％，年节
能１３ ３２９．２ ｋＷ·ｈ，相当于一台新变压器投人使用，
提高了运行的可靠性，减少了维修次数，降低了运
行成本，其改造费用约２～３年即可全部收回。
（２０１３—０６—２４收稿）
４６—．
2024年4月23日发(作者：鲜英锐)
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期） 技术改造与改进
Ｓ７—１ ０００１１ ０变压器节能改造的计算方法
韩铁李忠林李忠茂
（鞍钢附企电气工程公司 鞍钢矿业公司东鞍山矿
【摘
鞍山 １１４００７）
要】介绍了Ｓ７１１０００／１０变压改造成Ｓ，１－１０００／１０节能变压器的步骤方法，并给出了计算程序。
【关键词】Ｓｚ－１０００／１０变压器改造计算
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｍｏｄｉｉｃａｔｉｆｏｎ ｏｎ Ｓ７－１０００／１０
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＨＡＮ Ｔｉｅ，ＬＩ Ｚｈｏｎｇ－ｌｉｎ，ＬＩ Ｚｈｏｎｇ－ｍａｏ
（ＡｎｇａｎｇＳｕｂｓｉｄｉａｒｙＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｏ．，Ｌｔｄ．；Ｄｏｎｇａｎｓｈａｎ Ｏｐｅｎ Ｐｉｔ Ｍｉｎｅ ｏｆＡｎｇａｎｇ
Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ａｎｓｈａｎ １１４００￣
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｒｅｆｏｒｍ Ｓ７—１０Ｏ０／１０ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｏｎｅ ｏｆ Ｓｌ广１ｏ００／１０
ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｔｙｐｅ，ａｎｄ ｇｉｖｅ ｏｕｔ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｓ７—１０００／１０ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
目前在很多大中型冶金企业中还有一定数量
的Ｓ，系列变压器在运行中，Ｓ 系列变压器是我国７０
一二次线圈铜重：Ｇ ＝Ｇ ＋Ｇ。 ＝２１６４－２８３
＝４９９ｋｇ；
年代末８０年代初的产品。目前在线运行已有３０
多年的时间，该系列产品能耗高，绝缘老化，运行
成本高，可靠性差。怎样处理这个系列产品，大致
有两种方法：一是购置新变压器，费用高资金用量
大。二是利用旧变压器改造，以￥７－１０００／１０变压器
改造成Ｓ。。一１０００／１０节能变压器为例，改造费用仅
是新购资金２５％左右。
１ ８ 一１ ０００／１ ０变压器的技术数据
型号：７－１０００／１０；
额定容量：１０００ｋＶＡ；
次额定电压：１０５００Ｖ １００００Ｖ ９５００Ｖ；
二次额定电压：４００Ｖ；
二次匝数： ＝１８匝。
２改造步骤方法
改造的原则是充分利用原有的材料，改造的
方法是：
（１）利用原有的变压器油箱、套管、瓦斯继电
器、分接开关、压力释放阀及信号温度计等。
（２）将原有的变压器油进行除酸、除水、除杂
质处理，达到合格标准继续使用。
（３）将变压器线圈由饼式结构改成圆筒式，缩
小几何尺寸，以达到降低铁心窗高、减小铁心中心
距、降低铁心重量、减少铁心损耗的目的。
（４）适当的增加铁心面积，以达到降低磁密及
降低损耗的目的。
３计算程序
３．１铁心主级增加面积计算
为了降低磁密、降低损耗在铁心主级增加ａ ＝
２．２ｅｒａ厚度，铁心主级片宽ｂ ＝２２ｅｍ，增加面积：
Ａ。ｊ＝ａ ｂ
ｋＤ＝２．２ Ｘ ２２ Ｘ ０．９７＝４６．９４８ｃｍ
次额定电流：５７．７Ａ；
二次额定电流：１４４３．４Ａ；
接线方式：Ｙｙｎｏ；
铁损耗：Ｐ ＝ｌ７７７ｗ；
铜损耗：Ｐ ＝１１５３０Ｗ；
铁心直径：Ｄ＝２３０ｍｍ；
铁心截面积：Ａｃ＝３８１ｃｍ２；
铁心中心距：Ｍ。＝４１０ｍｍ；
铁心窗高：Ｈｏ＝７３５ｍｍ；
铁心重量：Ｇ ＝１２９８ｋｇ；
式中：ｋＤ－铁心迭片系数。
３．２二次线圈计算
线圈采用双螺旋轴向油道。
４０——
技术改造与改进
（１）导线选取：线圈采用双列，每列６根导线，
计１２根导线并绕。导线选用： ｚＢ一０．４５
纸色扁导线。单根导线面积：Ｓ。＝３６．５５ｍｍ２。
（２）导线面积：Ｓ：＝１２ ｘ ３６．５５＝４３８．６ｍｍ 。
（３）轴向尺寸计算：
Ｈ ｚ２＝ｂ２ｎ２（ １ ｋ ｚ
＝１４．４５×２×（１８＋１）×１．０２５
５６３ｍｍ
式中：ｂ ——带绝缘导线宽度；
凡：——沿轴向导线并绕根数；
Ｗ ——二次线圈匝数；
ｋ ——线圈轴向绕制系数。
（４）电抗高度：
ＨＫ２＝Ｈｚ２—６２ｎ２
＝５６３—２×１４．４５
＝５３４．１ｍｍ
（５）轴向尺寸计算：轴向共６根导线并绕，在第
３—４根导线问加３．５ｍｍ油道。
Ｂ２ ａｍＫｆ
３．１×３×１．１
１０．２５
Ｂ２＝Ｂ２＋ ２＋Ｂ２”
＝１０．２５＋３．５＋１０．２５
＝２４ｍｍ
式中：ａ——带绝缘单根导线厚度；
ｍ——轴向并绕导线根数；
Ｋ ——线圈轴向绕制系数。
（６）二次线圈平均半径：
Ｒ２ｐ＝Ｄ＋Ｅ＋Ｂ
２
１
： ＋５＋警 ＾ ｖ ＾
＝１３２ｒａｍ
式中：Ｄ——铁心直径；
Ｅ——二次线圈内径至铁＆ｅｌ－径距离。
（７）二次线圈导线长度：
Ｌ２＝（２竹ｒ２。＋２ａ ）Ｗ２×１０ ＋０．５
（２订×１３２．２十２ ｘ２２）×１８×１０ ＋０．５
＝１６．２１ｍ
（８）二次线圈电阻：
Ｒ：＝ｐ
＝０．０２１３５× １６．
２丽１
＝０．０００７８９１￣
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期）
式中：Ｐ ——７５℃时铜的电阻温度系数。
（９）二次线圈铜损耗：
Ｐ２＝３１２ｅ２Ｒ２ＫｓＦ
＝３×１４４３．４×０．０００７８９×１．１１
＝５４３４ｗ
式中： ——引线及附加损耗系数。
（１０）二次线圈铜重：
Ｇｃｕ２ ｍｇｃｕＬ２Ｓ２×１０一
＝３×８．９×４３８．６×１６．２１×１０一。
１９０ｋ￣１９２ｋｇ
式中：ｍ——相数；
ｇ ——铜比重。
３．３一次线圈计算
次线圈采用多层圆筒式线圈。
３．３．１ 相电压计算
１
０
５
００：６０６２Ｖ；
１
０ ０００：５７７４Ｖ；
＿＝
＿
＿
√３ √３
９５ ００：５４８５Ｖ
４
００：２３１Ｖ
；—
：
√３ √３
３＿３．２每匝电势计算
Ｕ２ｘ
： １８ ：１２．’ ８３３ ３伏／匝
３－３＿３一次匝数计算
＝４７２￣； ５丽７７４＝４５０匝；
丽５４８５＝４２７匝
３．３．４线规
选用妻淼ｚＢ一０．４５纸色偏导线；导线面
积Ｓｌ＝２３．２５ｍｍ 。
３．３．５轴向尺寸计算
轴向每层绕５９匝：
Ｈｉ＝６Ｉ（Ｗｍ＋１） 。
８．９５×（５９＋１）×１．０２５
＝５５０ｍｍ
式中：ｂ ——带绝缘导线宽度；
每层匝数；
Ｋ 。——轴向绕制系数。
３．３．６电抗高度计算
日Ｋ１＝ —ｂ１
＝５５０—８．９５
＝５４１ｍｍ
３＿３．７辐向尺寸计算
辐向共８层在４层至５层间加３．５ｍｍ油道
Ｂ１ ａｊ／／，１ ｋｌ＋（ｎ】 一１）
３．２５×４×１．１＋（４一１）×５×０．０８
４１～
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期）
＝ｌ５．５ｍｍ
式中：口。——带绝缘导线厚度；
凡。——油道一侧线圈总数；
Ⅳ——绝缘纸层数；
６——绝缘纸厚度。
Ｂｌ＝１５．５＋３．５＋１５．５＝３４．５ｍｍ。
３．３．８绝缘半径计算：
＾ 一 一 ｌｌ５
上
１２０
Ｑ：
１３０．２５
二次线圈平均半径ｒ： ＝１３２。
：
ｌ３３．７５
Ｑ：
１４４．００
主油道平均半径ｒ。 ＝１４８．５。
９
１５３
盟
１６８．５
次线圈平均半径ｒ。 ＝１７０．２５。
笪
１７２．０
盟
ｌ８７．５
３７５
堕
３９０
３－３．９一次导线长度计算
（１）总导线长度：
Ｌ１＝２叮ｒｒ１Ｐ ×１０ ＋厶
＝２７×１７０．２５×４７２×１０－ ＋２
５０６．６ｍ
式中：ｒ． ——一次线圈平均半径；
次线圈总匝数；
次线圈引线长度。
（２）额定分接导线长度：
Ｌｌ ＝２ ｒｉ Ｗｌ ×１０ｑ＋￡ｌ
＝２１Ｔ×１７０．２５×４５０×１０ ＋１
＝
４８２．１ｍ
３．３．１０一次线圈电阻计算
Ｒ。＝ｐ１５ ×
＝０．０２１３５×
４２一
技术改造与改进
＝０．４４２７ Ｉ２
３．３．１１ 一次线圈铜重
Ｇｃｕｌ＝３ｇｃｕＬｌＳｌ×１０一
＝３×８．９×５０６．６×２３．２５×１０一。
＝３１４．５ｋ￣３１７ｋｇ
３＿３．１２ 总铜重
Ｇ ＝Ｇ。 １－Ｉ－Ｇ ２
３１４．５＋１９０
＝５０４．５ｋｇ
３．４铁心尺寸及重量计算
３．４．１铁心 窗高
＝Ｈ。＋２ＢＨ
＝５５０＋２×２２．５
５９５ｍｍ
式中： ——一次线圈端部至铁心距离。
３．４．２铁心中心距
Ｍｏ＝３９０ｍｍ
３．４．３铁心重量计算
（１）原有铁心重量计算：
ＧＦ ＝（３Ｈ￣－ｔ－４Ｍ。）ｇＦｅ￣Ａｙ×１０～Ｇ
（３ Ｘ ５９５＋４×３９０）×７．６５×３８１×１０一 ＋１４Ｏ
＝１１１５ｋｇ
式中：ｇ ——硅钢片比重；
Ｇ 。——铁心四角重（查表得）。
（２）增加部分铁心重量：
Ｇ ＝（３爿ｒｃ＋４Ｍｏ）ｇ Ａ 。×１０－ ＋Ｇ ｉ
（３×５９５＋４×３９０）×７．６５×４６．９４８×１０～＋１４．２
＝１２０．１＋１４．２
１３４．３ｋｇ
（３）铁心总重量：
ＧＦ ＝１１１５＋１３４．３：１２４９．３ｋｇ
３．５损耗计算
３．５．１铁心磁密计算
＝ ＝ ＝ ５
３．５．２铁损耗计算
Ｓ，一１０００／１０变压器原有铁心为ＤＱ１５１，磁密
Ｂ＝１．３５Ｔ时的单位损耗为Ｐ ＝０．７８２Ｗ／ｋｇ，新增加
铁心采用２７ＱＧＬＯ０，在Ｂ＝Ｉ．３５Ｔ时的单位损耗为
Ｐｃ ＝Ｏ．５７ｗ／ｋｇ。
ＰＦ ＝Ｇ ＸＰ１５ｌ＋ＧｚｊｊＦ ×ＰＧｌ０ｏ）×ｋＦｅ
＝
（１１１５×０．７８２＋１３４．３×０．５７）×１．２５
１ １８５．７Ｗ
技术改造与改进
其标准值：尸 ＝１１５５Ｗ，偏差旦 ×
１００％：＋２．６５％（国家规定空载损耗允许偏差＋
１５％）
３．５．３铜损耗计算
Ｐｃｕ＝Ｐｃｕ。＋Ｐｃｕ２＝４８６３．８＋５４３４＝１０２９７．８Ｗ
其标准值Ｐ ＝１０３００Ｗ，因此，合格。
３．６阻抗计算
３．６．１ 平均电阻高度
ＨＫ－—Ｈ
Ｋ，
＋ＨＫ２
×１０一ｌ
垒 ±
２
５３．７５ｅｍ
３．６．２漏磁面积计算
因铁心截面是长圆，所以在计算漏磁面积时，
使用平均周长代替各部半径进行计算。
Ｅｏ＝ Ｂｌ＂＋曰。”）ｚ ｐ１＋ 。 ＋Ｂ，”）
ｚ－一＝（ ）
式中：ｒ】，ｒ ——二次油道平均半径；
ｒ１ｒ ——一二次线圈平均半径。
Ｂｌ Ｂ１”＝１５．５ｅｍ，Ｂ２一Ｂ２”＝１０．２５ｃｍ，Ｂ１２＝
０．９ｃｍ，ａｌｌ＝０．３５ｅｍ，ａ２２＝０．３５ｃｍ。
（１）一次线圈及油道平均周长：
Ｚｐｌ＝ＺＰＩ１＝２，ｒｒ“＋２ａｚｊ
２叮Ｔ×１７．０２５＋２×２．２
１１１．３ｅｍ
（２）－－次线圈及油道平均周长：
Ｚｐ２＝ＺＰ２２＝２＇ｒｒｒ２＋２ａｚｊ
２１Ｔ×１３．２＋２×２．２
＝８７．３ｃｍ
（３）一二次线圈主油道平均周长
ＺＰＩ２＝２＂ｔｒｒｌ２＋ 凸
＝２叮ｒ×１４．８５＋２×２．２
９７．７ｅｍ
（４）漏磁面积：
∑Ｄ＝要×１．５５×ｌ１１．３＋鲁×１．０２５×８７．３＋９７．７
×ｏ．９＋０．３５×（＼圭）二／ ×８７．３
＝１ｌ５＋５９．６５＋８７．９３＋９．７４＋７．６４
＝２８０ｅｍ
３．６．３洛氏系数
（１）漏磁宽度：
Ａ＝Ｂ２＋口ｌｌ＋Ｂｌ
第３ｌ卷２０１３年第５期（总第１６７期）
（２４＋９＋３４．５）×１０
＝６．７５ｃｍ
（２）洛氏系数：
譬＝Ａ ． ６ ７５ ＝７．。 ９６
由表查得Ｐ＝Ｏ．９６
３．６．４漏抗电压降百分数计算
ｒ，一
３．９５１２ ∑ＤｐＫｘ
×１０
３．９５×１４４３．４×２８０×０．９６×１．０８
１２．８３３３×５３．７５×１０
＝４．３２％
式中： ——漏抗系数双螺旋， ＝１．０８。
３．６．５ 电阻压降百分数
Ｕｐ－ １０ｓｅ ＝ １０ １００
×
＝１．
一
０２９８％
３．６．６阻抗压降百分数
ＵＫ＝、／ｎ ＋ ｐ
＝、
＝４．４４％
偏差＝（４．４４—４．５）／４．５，Ｐ ＝一１．３１％，允许偏差
＝±１０％，因此，合格。
４节能效益
４．１铁损耗
改前铁损耗：ＰＱ ＝１７７７Ｗ，改后铁损耗：Ｐ
＝１１８５．７７Ｗ。
（１）铁损耗降低百分数：
△ ＝—／－ＱＦ ｅ－－
／－
×１００％
ＵＱＷ
Ｚ２２二 墨×１００％
１７７７
＝３３．３％
（２）铁损耗降低瓦数：
ＡＰＦｅ＝ＰｏＦｅ—ＰＨＦｅ
＝１７７７—１ｌ８５．７
＝５９１．３Ｗ
４．２铜损耗
改前铜损耗：ＰＱ ＝１１５３０Ｗ，改后铜损耗：
ＰＨｃｕ＝１０２９８Ｗ。
（１）铜损耗降低百分数：
△ｃ“＝ ×１００％
ｆ ＱＦｅ
Ｑ二 Ｑ 塑×１００％
１１５３０
＝１０．７％
［下转第４６页】
４３．．
第３１卷２０１３年第５期（总第１６７期）
Ｐ ——液压缸回油腔压力／ＭＰａ。
技术改造与改进
即可，方便快捷。把中间罐车纵向移动和横向移
动微调的电气控制元件组合在一起，只要一个操
作人员就能轻松快速地控制中间罐车的纵向移动
和横向微调移动，从而完成对中工作。改后的横
移微调装置如图３所示。
因此，在滑动摩擦运动过程中，所需系统压力
至少为８．６ＭＰａ。
考虑到液压管路中的压力损失，把电磁溢流
阀压力调定为１５ＭＰａ，液压站系统压力可满足液压
缸的需求。因为活塞杆长度与直径比小于１０（此
处不做压杆稳定性验算）。
（２）工作时所需流量：
Ｑ＝Ａｖ＝０．０００２ｍ ／ｓ
式中：Ａ——液压缸有效作用面积／ｍ ；
活塞与缸体的相对速度／（ｍ／ｓ）。
因两只油缸同时动作，故总流量为０．０００ ４ｍ。Ｉｓ。
因此，利旧２５ＭＣＹ１４—１Ｂ型轴向柱塞泵，可满
足液压系统的需求。
’ ｌｕｌ罐瓜ｌｊ 域 ——
鳢
Ｉ ！Ｉ ＼
１Ｉ－ ：＝ 二二二：＝ｌ －Ｌｉ 畦搬
ｉ
ｌ．７ ５
ｌ。
＼¨８
‘
图３改进后的横移微调装置
５结论
４．２．４油箱容积
＝ Ｑ ＝０．３７５ｍ ＜０．５ｍ。
式中：Ｑ ——液压泵每分钟排出压力油的容积，ｍ ；
经验系数，冶金机械取１０。
利用旧油箱可满足液压系统的需求。
８号方坯连铸机中间罐车横移微调装置于２０１ １
４．３其他
液压配管采用快换接头，便于与液压站管路
连接。当中间罐车从生产准备烘烤位移动到生产
浇注位时，只需将快换接头直接连接到液压站的
液压管上即可进行调节。当浇注结束后拆下接头
年８月改进后投入使用，至２０１２年６月再没有出现
过横移微调机构卡死无法调整对中的情况。同时，
提升了８号方坯连铸机机械化程度，减轻工人的劳
动强度，缩短了对中时间，提高了工作效率。在８号
连铸机取得经验后，先后对６号、７号方坯连铸机进
行了相同的改进，均取得了预期的效果。
（２ｏｌ３－０５－０６收稿）
【上接第４３页］
（２）铜损耗降低瓦数：
ＡＰｃｕ＝Ｐ０ｃｕ—ＰＨｃｕ
：１ １ ５３０—１０ ２９８
新购铜线成本为Ｑ ＝（５０４．５—４９９）×６５＝３５７．５元。
（３）绝缘材料约Ｑｊ ＝２０００元。
５．２铁心改造成本
＝１２３２Ｗ
新增铁心重ＧＺｉ髓＝１３４．３ｋｇ，每公斤２０元，Ｑ ＝
１３４．３ Ｘ ２０＝２６８６元。
５－３总的改造成本
４．３年节能效益
（△ ＋０．７５＆Ｐｃｕ）Ｘ２４×３６５×１０－３
＝
（５９１．３＋０．７５×１２３２）Ｘ ２４ Ｘ ３６５×１０一’
１３ ２７４ｋＷ·ｈ
Ｑ ＝Ｑ＿ｃＵ＋Ｑ ｕ＋Ｑ ＋Ｑ
７４８５＋３５７．５＋２０００＋２６８６
每度电若按０．５５元计算则年节电效益为：Ｑ＝
１３ ２７４×０．５５：７３００元
６小结
１５ ７４６元
５变压器改造费用
５．１线圈改造成本
通过Ｓ７－１０００／１０变压器改成Ｓ．－１０００／１０变压
改造前总的铜重ＧＱｃｕ＝４９９ｋｇ，改造后总的铜
重Ｇ ＝５０４．５ｋｇ。
（１）新旧线价差新旧线每公斤价差在ｌ５元左
右，总的铜线价差为 ｕ＝４９９×１５＝７４８５元。
（２）新购铜线成本新购铜线每公斤６５元。则
器，空载损耗降低３３％，负载损耗降低１０．７％，年节
能１３ ３２９．２ ｋＷ·ｈ，相当于一台新变压器投人使用，
提高了运行的可靠性，减少了维修次数，降低了运
行成本，其改造费用约２～３年即可全部收回。
（２０１３—０６—２４收稿）
４６—．