毕业设计KVA电力变压器设计_精品文档文档格式.doc
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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
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
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。
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