有载调压整流变压器额定参数计算示例
项目示例：包头铝业ZHSFPTB-113200/220自耦有载调压整流变
包头铝业股份有限责任公司三期电解铝清洁生产、扩大合金产能、节能技改项目，工程建设厂址为包头铝业股份有限责任公司电解三公司。
该工程利用原电解三公司空闲场地及现有的共用辅助设施，采用一次规划、分步实施的方案，先行建设4 万吨电解铝，两年内，逐步改造为 13.8 万吨，项目投资 81420 万元。
企业自筹资金。
电解铝生产工艺选用240KA中间加料预焙阳极电解槽技术。
新建两栋电解厂房内安装 218台240KA中间下料预焙阳极电解槽，并采用电解烟气密闭机器集气氧化铝吸附干法净化技术。
此项目供电系统按年产140Kt电解铝用电负荷考虑，全厂最大负荷为 203430KW。
确定220KV系统主接线采用双母线系统，两回路220KV电源进线，整流所选择四组调压-整流变压器及整流器。
辅助电力变压器二台。
技术要求：
1.网侧电压U1=220kV（+7.5%,-5%）；当电网电压为220kV-5%时，保证机组直流额定输出电压仍保
持1050VDC，电网电压220kV+7.5%时不过激磁，且能长期运行。
3. 单机最高直流空载电压Udi0=1200 V；单机直流额定电压 UdN=1050V；
4. 单机直流额定电流 IdN=2×45kA；
5.整流变最大分接总额定阻抗：14~16%；
6.单机脉波数：P=12；总脉波为：12X4=48；主变采用两个独立铁芯。
主变一次侧设移相线圈，移相
角：±3.75°、±11.25°共4台；
7.调变补偿绕组电压9.5kV，容量20000kVA；
8.有载粗细调压：粗调5级，细调16级，调压级数共79级；调压范围：5%~105%；
9.额定总损耗：不大于950kW；
10.冷却方式：OFAF；饱和电抗器调压深度70V；
11.调变的联结组别为YN a0 d11，主变的联结组别为ZN y0-y6/d11-d5；
12. 调变、主变（含饱和电抗器）采用分箱合体结构；调变与主变之间采用油-油套管联结；
13. 绕组的绝缘水平：网侧LI950AC395；阀侧AC6；中性点LI325AC140；
额定参数计算：
一、单机最高直流空载电压Udi0、阀侧交流线电压U2；
【验证性计算，在很多项目中只给出Udn，Udi0需自行计算；】
这个数值包括五个部分。
即
1)额定直流电压U dN；
2)各种电抗压降；
3)各种损耗对应的电阻压降；
4)电网电压波动百分数；
5)阳极效应(铝电解而言)U y 。
前四部分用额定直流空载电压U do 表示，则有
U di0=U d0+U y
U y =25~50V (一至两个阳极效应电压)
b S T S dN k x x dN K U U Sn P P U K U d U -+
+++∑=1)/1(0
式中 P k /P dN ---- 变压器负载损耗百分数(％)；
n S ---- 每臂串联元件数；
U T ---- 整流管在额定运行条件下的通态电压降(V)；
S ---- 独立换相组数；
∑U S ---- 母排、熔断器及各连接处接触压降(V)，一般可取0.2％～2.5％U dN 。
当U dN 电压达800V
时取较小值；当电压在100V 以下时取较大值；当电压在100V 以下且电流在3000A 以上
时取2.5%，在任何情况下均不小于1V 。
当交流侧有饱和电抗器时，还应在此基础上加饱
和电抗器调压深度的10％；
K b ---- 网侧电压允许的持续负波动幅度对额定值的百分数，一般取5％～10％。
【本案的推算:】
先根据产量、电流来计算额定直流电压U dN 理论上的最小值：
单个240KA 中间加料预焙阳极电解槽的产量：0.3354×240×8760×0.95×310-=670 Ton;
生产140kT 铝产量所需240KA 预焙阳极电解槽的数量：（140000/670）×1.05=219.4 取为220个； 额定直流电压U dN ：
取每个电解槽的槽电压为4.2V ，并考虑两个阳极效应，即：
U dN =220×4.2+70=994 V ，该数值为理论上的最小值; 本案中招标文件确定为U dN =1050 V ；
可能存在各种电解槽槽电压以及出力的差异。
接着计算额定直流空载电压U do ：
)(1210%
51%1070%5.010508.012%)
7.0%155.01(10500V U d ==-⨯+⨯+⨯⨯++⨯+⨯ 由于U dN 中已经包括两个阳极效应，因此最高直流空载电压计算值U di0=U d0=1210（V ）;
本案招标文件确定为U di0=1200V ；
在通常计算中，可以用U di0=1.15U dN 来进行计算。
【有些厂商亦以U di0=U dN +150计算；】
对于三相桥式整流电路，见《特种变压器理论与计算》P433，其中标准图形2.2-7所示为Y 接: 则阀侧交流线电压有效值)(9.88835.1120035.163002V U U U d d L ===⨯=
π； 则阀侧交流相电压有效值)(51312004275.04275.06300
2V U U U d d P =⨯===π；
二、阀侧交流相电流有效值I 2；
一般的工业生产用晶闸管设备的负载都为电感性的，负载电流基本上是直流，因而晶闸管电流为方波。
变压器的各相绕组与一个（半波）或两个（桥式）晶闸管连接，所以变压器次级电流也为方波，其有效值
I 2与负载电流I d 成正比关系，比例系数决定于电路的接线形式。
对于三相桥式整流电路，见《特种变压器理论与计算》P435: 图2.2-7所示为Y 接:线电流等于相电流。
)(743.362458165.028165.03
22kA I I I dN dN ⨯=⨯⨯===； 【注：如果负载为电阻性，则负载电流、晶闸管电流和变压器次级电流都不是方波，不能采用上式计算，要通过电路分析求取电流的方均根值。
如果是电动机负载，式中的IdN 应取电动机的额定电流而不是堵转电流，因为堵转电流仅出现在启动后的很短的一段时间，这段时间变压器过载运行是允许的。
】
三、变压器额定容量
一般的工业生产用晶闸管设备的负载都为电感性的负载
d d d d d P T P I U I U I U S 047.1047.18165.04275.0330022==⨯⨯==；
)(1131004521200047.1kVA S T =⨯⨯⨯=；。