毕业设计KVA电力变压器设计_精品文档.doc

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6300KVA电力变压器设计

学生姓名：

学生学号：

院（系）：

年级专业：

指导教师：

助理指导教师：

二〇〇八年五月

摘要

摘要

现代化的工业企业，广泛地采用了电力作为能源，电能都是由水电站和发电厂的发电机直接转化出来的。

发电机发出来的电,根据输送距离将按照不同的电压等级输送出去，就需要一种专门改变电压的设备，这种设备叫做“变压器”。

见于变压器的现状和发展趋势，一些新技术、新材料、新工艺的应用也层出不穷。

目前变压器行业的新材料和新技术在不断发展，除低损耗变压器、非晶和金铁心变压器、干式变压器、全密封变压器、调容量变压器、防雷变压器、卷铁心变压器、R型变压器、单相变压器、有载调压变压器、组合式变压器、箱式变压器外还有硅油变压器、六氟化硫变压器、超导变压器等。

电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益,所以电力变压设计是一个很值得我们去研究的课题。

关键词变压器，铁心，线圈，损耗，油箱，温升，重量　

1

Ⅰ

ABSTRACT

ABSTRACT

Modernizationofindustrialenterprises,thewideruseofelectricityasasourceofenergy,electricityfromhydropowerstationsandpowerplantsarethegeneratorsdirectlyintothem.Senttotheelectricgenerator,accordingtotransmissiondistanceinaccordancewiththedifferentvoltagetransmissionout,weneedachangeinvoltagespecializedequipment,suchequipmentiscalled"Transformer."Transformerseenatthecurrentsituationanddevelopmenttrends,newtechnologies,newmaterials,newtechnologyapplicationsareendless.Thecurrenttransformerindustryofthenewmaterialsandnewtechnologiesindevelopment,withtheexceptionoflow-losstransformers,amorphousandthecoretransformers,dry-typetransformers,allsealedtransformers,fortransformercapacity,minetransformers,woundcoretransformer,R-typetransformers,single-Phasetransformer,OLTCtransformers,modulartransformers,box-typetransformers,therearesiliconeoiltransformers,SF6transformers,suchassuperconductingtransformer.

Itisapowertransformer,lose,change,powerdistributionsysteminoneofthekeyequipment,anditsperformance,quality,directlyrelatedtothereliabilityofpowersystemoperationsandoperatingefficiency,transformerdesignisaveryworthyofourstudyofSubject.

Keywordstransformers,core,coil,loss,thefueltank,temperature,weight

Ⅰ

目录

摘要………………………………………………………………………………………ⅠABSTRACT…………………………………………………………………………………… Ⅱ

1课题背景 1

1.1研究意义 1

1.2国内外发展状况 1

1.2.1国外发展状况 1

1.2.2国内发展状况 1

1.3变压器的发展方向 2

2变压器设计前的准备 4

2.1做好变压器设计应注意的问题 4

2.1.1．熟悉国家标准与- 4

2.1.2熟悉产品规格及技术用户的要求 4

2.1.3变压器设计计算步骤 5

2.2主要材料、结构的确定 5

2.2.1主要材料 5

2.2.2变压器主要结构的确定 5

3电磁计算 7

3.1额定电压和额定电流的计算 7

3.2铁心直径的选择 8

3.2.1影响铁芯直径选择主要因素 8

3.2.1截面的选择 8

3.2.2铁心截面的设计 9

3.3线圈匝数的计算 11

3.3.1每匝电压的确定 11

3.3.2初选每匝电压 11

3.3.3低压线圈匝数的确定 11

3.3.4高压线圈各分接匝数的确定和电压比校核对 12

3.4、线圈型式的选择及线圈排列 12

3.4.1线圈高度的估计 12

3.4.2线圈的确定 13

3.5导线的选择 14

3.6线圈辐向尺寸的计算 15

3.7绝缘半径（见图3-4） 15

3.8阻抗电压计算 17

3.9高压线圈数据计算 18

3.10低压线圈数据计算 19

3.11铁心计算（见图3-6） 19

3.12空载损耗Po的计算 21

3.13空载电流 21

3.14涡流百分数的计算 21

3.14线圈对油温升的计算 22

3.15油箱尺寸的估计（见图3-7） 23

3.16杂散损耗计算 24

3.17总损耗计算 24

3.18箱壁散热面计算 26

3.19四散热器的选择 26

3.20油的温升 27

3.20.1油平均温升的计算（见图3-9） 27

3.20.3线圈平均温升的计算 28

3.21安匝分布 28

3.22各区域安匝占总安匝百分数 29

3.23机械力计算 30

3.24变压器重量计算 32

4三种不同方案的比较 34

4.1三种不同方案中安匝分布和及阻抗电压进行优化 34

4.1.1优化理由 34

4.1.2阻抗电压计算 38

4.2方案三对变压器重量以及散方面的优化 39

4.2.1优化理由 39

5 总结 41

参考文献 42

附录A：

变压器结构安装图 43

附录B：

变压器主要产品部件使用说明书 44

Ⅱ

课题背景

1课题背景

1.1研究意义

现代化的工业企业，广泛地采用了电力作为能源，电能都是由水电站和发电厂的发电机直接转化出来的。

发电机发出来的电,根据输送距离将按照不同的电压等级输送出去，就需要一种专门改变电压的设备，这种设备叫做“变压器”。

电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益,所以电力变压设计是一个很值得我们去研究的课题。

1.2国内外发展状况

1.2.1国外发展状况

一个世纪以来，电力变压器原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日臻完善，因而各项技术参数越来越先进。

国外在世界范围内形成了几大集团：

乌克兰扎布洛斯变压器厂，年生产能力100GVA；俄罗斯陶里亚第变压器厂，年生产能力40GVA，ABB公司29个电力变压器厂年生产能力80-100GVA，英法GEC－Alshtom年生产能力40GVA，日本各厂总和（三菱、东芝、日立、富士）年生产能力65GVA，德国TU集团年生产能力40GVA。

这些公司生产的已在系统运行的代表性产品：

1150kV、1200MVA，735-765kV、800MVA，400-500kV、3-750MVA或1-550MVA，220kV、3-1300MVA电力变压器；直流输电±500kV、400MVA换流变压器。

1.2.2国内发展状况

与国外相对比我国的变压器组件的发展:

①套管。

国外原全苏电瓷厂（现在乌克兰境内）已生产供应1150kV电容式套管，日

本NGK已生产供应1100kV电容式套管。

我国南京电瓷厂、西安电瓷厂可成批量供应500kV电容式套管。

②有载分接开关。

德国MR分接开关厂是世界著名工厂，已做出了一系列有载分接开

关，如V型、M型，供应世界各国，国产变压器及国内进口变压器已装用多台V型及M型开关，运行上基本可靠。

遵义长征电器厂早已做出了V型与M型分接开关，沈阳变压器厂也能生产。

其产品已在国内众多的变压器上应用，运行证明也是可靠的。

③冷却器。

国外风、水冷却器和片式散热器都有，但水冷却器用得不多。

风冷为板翅式，由专业工厂钎焊，用料少、冷却效率高。

我国这三种冷却器都有。

水冷却器也只在部分水电站用。

风冷却器为肋管式，制造工艺简单，效率尚可，只是与板翅式相比，体积大、用料多。

1.3变压器的发展方向

从当前城乡电网改造的情况来看，我国供电电网要求配电变压器小容量化，降低噪声，就近安装，美化环境，环网供电，以尽量缩短低压配线，降低二次线损，改善电压品质。

我国的变压器制造业和使用总的发展趋势是：

①采用新材料，降低损耗。

②采用新结构，以求重量轻、体积小。

③提高产品的可靠性，减少甚至免维修。

④防火防爆，安全供电。

⑤节约原材料，降低成本。

针对我国目前电网用电峰谷进一步加大的现状，要提高配电变压器的过载能力，要求其具有较强的超铭牌运行能力。

研究科学的效率曲线，尽可能按高效运行的原则合理选用。

跟踪国际潮流，进一步简化配电变压器的结构，取消无功励磁，分接开关做到高度的通用化、标准化、互换化，增加自身的保护功能。

见于变压器的现状和发展趋势，一些新技术、新材料、新工艺的应用也层出不穷。

目前变压器行业的新材料和新技术在不断发展，除低损耗变压器、非晶和金铁心变压器、干式变压器、全密封变压器、调容量变压器、防雷变压器、卷铁心变压器、R型变压器、单相变压器、有载调压变压器、组合式变压器、箱式变压器外还有硅油变压器、六氟化硫变压器、超导变压器等。

新材料的应用：

非晶和金和速冷法制成的硅钢片，激光照射和机械压痕的高导磁取向硅钢片，HI-B高导磁取向电工钢片，菱格上胶绝缘纸。

新工艺的应用：

阶梯叠铁心工艺，圆柱矩轭铁心的应用，贴心自动叠装生产线，铁心硅钢片的专业生产，用激光刀作切割刀，绕组整体套装，绕组用恒压装置压紧处理，采用垫块预压。

改进技术的应用：

采用椭圆形绕组，采用半油道结构，解决直流电阻不平衡率问题，不同硅钢片搭配使用的性能变化，一种新的D联结方法，配电变压器低压引线的改进，变频调速绕线机