干式变压器是电磁感应原理的电器设备，本文重点以三相电力干式变压器为主，说明其工作原理及设计计算要点。
一、概述
1. 干式变压器的定义及工作原理
干式变压器是借助于电磁感应原理，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
2.干式变压器用途及分类(如下图)
干式变压器设计及计算要点总结
(1)输送距离：1km/kV
(2)干式变压器总容量：约为发电机装机容量的8~10倍。
3.基本技术参数(订货须知)
(1)型号：
(2)额定容量：三绕组容量分配比如：100/100/100或100/100/50;
(3)电压组合：如：(110±8×1.25%)/(38.5±2×2.5%)/10kV
(4)连接组标号：如：YN yn d11 D Z;
(5)额定频率：如50或60Hz;
(6)空载电流：标准规定允许偏差：+30%;
(7)空载损耗：标准规定允许偏差：+15%;
(8)负载损耗：标准规定允许偏差：+15%;但总损耗不得超过+10%;
(9)短路阻抗：标准规定允许偏差：主分接：阻抗≥10%时 ±7.5%;阻抗<10%时 ±10%;其他分接：阻抗≥10%时 ±10%;阻抗<10%时 ±15%;
(10)绝缘水平：有全绝缘及分级绝缘之分;特别注意中性点绝缘水平;
(11)冷却方式：ONAN;ONAF;OFAF;ODAF;OFWF;ODWF;
(12)套管电流互感器要求：
(13)套管要求：如：泄漏比距(如：3.0cm/kV等)、拉力、防污、排列方式等;
(14)开关要求：
(15)噪声要求：如65dB(标准规定测量距离：ONAN为0.3m; ONAF或OFAF为2m);
(16)局放要求：如500pC(标准规定测量电压：1.5Um 5min;1.732Um ;5s 1.5Um 30min);
(17)小车及轨距的要求：
(18)外形尺寸及运输尺寸;重量及运输重量的要求：
(19)其他要求。
二、铁心设计及计算
1.铁心的作用：干式变压器是根据电磁感应原理制造的，磁路是电能转换的媒介，由于铁心是采用导磁率较高的硅钢片叠积而成，只要通入较小的励磁电流，就能得到所需要的磁通。
2.铁心的材料：常用冷轧硅钢片的牌号及叠片系数如下表。由于硅钢片表面已有附着性较好的绝缘薄膜，故可不涂漆。叠片系数取决于绝缘膜厚度、波浪度、同板差及毛刺的大小。
干式变压器设计及计算要点总结
3.铁心截面形状：铁心柱截面形状为圆内接阶梯形，铁心直径φ70~φ1600的级数为6~26级(1/4圆内)。当铁心直径为φ70~φ395时，铁轭截面形状与铁心柱截面形状相同;当铁心直径φ340~φ1600时铁轭截面形状为D形。
4. 铁心直径：D0=KD Pzh0.25
式中：KD—直径经验系数，冷轧硅钢片，铜导线KD=52~57
Pzh—每柱容量(kVA)
5.磁通密度选择原则：
铁心磁密一般热轧硅钢片取1.4~1.47T;冷轧硅钢片取1.6~1.75T
6. 空载损耗：
干式变压器在空载时测得的损耗，空载损耗主要包含铁心硅钢片中磁滞损耗(与频率成正比)和涡流损耗(与频率平方成正比)等。
7. 空载电流：
干式变压器在空载时测得的电流，空载电流中主要是励磁电流无功分量(与频率成正比)和空载损耗产生的有功分量。
8. 影响空载性能的因素
8.1 铁心材质：热轧比冷轧硅钢片空载损耗及电流大;硅钢片每片厚度愈厚，空载损耗及电流也愈大，但太薄又会增加工艺附加系数;一般采用每片厚度为0.23、0.27、0.3mm;
8.2 铁心磁密：铁心磁密选过高，空载损耗及空载电流均会增加。
8.3 叠片形式：每叠片数多，空载损耗及空载电流均会增加，一般采用2片一叠。
8.4 接缝形式：有取向冷轧硅钢片，一般采用全斜接缝，如采用半直半斜接缝时，每增加一个直接缝会使空载损耗增加3.5%左右;
8.5 毛刺大小：毛刺大，空载损耗及空载电流均会增加，一般≤0.03mm;
8.6 夹紧方式：采用穿心螺杆比用粘带及绑扎带绑扎，空载损耗及空载电流增加。
8.7 制造工艺：如剪切、搬运、摔打均会产生应力，从而使空载损耗及空载电流增加;
8.8 清洁程度：保持铁心清洁无灰尘、无异物，否则也会使空载损耗及空载电流增加。
三、绕组设计及计算
1.导线材质：干式变压器绕组的导线常采用电解铜或无氧铜杆(电阻率约低1%~1.5%)拉制的圆铜线及铜扁线制成缩醛漆包线、纸包线、组合导线及换位导线。也曾用过铝导线，但由于铝导线电阻率较高、机械强度较差、焊接较困难现已很少采用。
2.绕组形式：圆筒式(层式)：单层、双层、多层圆筒式及分段圆筒式。常用于中小型的高压或低压绕组。
螺旋式：单、单半、双、双半、四、四半螺旋式;常用于中大型的低压绕组。
连续式：常用于中大型的高压及低压绕组。
纠结式：常用于66kV及以上大型的高压绕组。
内屏式：常用于66kV及以上大型的高压绕组。
3.绕组排列：双绕组：高—低排列。三绕组：降压干式变压器为高—中—低;升压干式变压器为高—低—中排列。
4.电压比偏差：
额定电压比是一个绕组的额定电压与另一个具有较低或相等额定电压绕组的额定电压之比。
电压比(变比或匝比)的偏差是产品的实测的空载电压比与规定的标准电压比之差，常以规定的标准电压比的百分数表示。标准GB1094.1规定的空载电压比允许偏差，如表所示。为考虑制造和测量的偏差，在计算时，一般不应超过下表中规定的允许偏差值的一半，即空载电压比允许偏差的计算值，常取V%≤±0.25%
当高压绕组电压较低，且容量较大的产品，电压比(特别是分接电压比)的允许偏差，如达不到要求时，应要及时与用户协商。
