变压器的设计
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 https://www.doczj.com/doc/e22728632.html,提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率 f=38kHz； 变换器输入直流电压 Ui=310V； 变换器输出直流电压 Ub=14.7V； 输出电流 Io=25A； 工作脉冲占空度 D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应
国内外变压器的现状及发展 沈阳变压器研究所贺以燕 从1885年匈牙利三位工程师发明了变压器以来，一个多世纪里，变压器有了长足的发展，电压已达到百万伏级，使输电距离超过1000km。 变压器的发展现状 1. 电力变压器一个世纪以来，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，因而各项技术参数愈来愈先进。 （1）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100GV A；俄罗斯陶里亚第变压器厂，年生产能力40GV A，ABB公司29个电力变压器厂年生产能力80～100GV A，英法GEC-Alshtom年生产能力40GV A，日本各厂总和（三菱、东芝、日立、富士）年生产能力65GV A，德国TU集团年生产能力40GV A。全世界1986年共生产522GV A（缺南美与非洲）。 这些公司生产的已在系统运行的代表性产品：1150kV、1200MV A，735～765kV、800MV A，400～500kV、3φ750MV A或1φ550MV A，220kV、3φ1300MV A电力变压器；直流输电±500kV、400MV A换流变压器。 电力变压器主要为油浸式，产品结构有两类：心式和壳式。心式生产量占95%，壳式只占5%。 心式与壳式互无压倒性的优点，只是心式工艺简单一些，因而为大多数厂家采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量，其绝缘、机械及散热都有优点且适宜于山区水电站的运输，因而仍有其生命力。 （2）国内解放前我国只能生产配电变压器，最高电压、最大容量为33kV、2000kV A。随着国家几个五年计划，建设了沈阳变压器厂为主的专业生产厂，到“八五”末，建立了一批大中小型骨干工厂，形成了我国自己的变压器行业。我国沈阳变压器厂、西安变压器厂、保定变压器厂均已成批生产500kV级电力变压器，在500kV系统内运行，最长的已超过17年，经过十几年的不断改进，其运行指标与进口变压器完全相当，总产量达150GVA。 （3）组件 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，南京电瓷厂20世纪70年代（以下年代均指20世纪）末已试制成功750kV套管。
怎样科学配置住宅小区配电变压器 1 前言 在经济和文化持续发展，大力构建和谐社会的今天，人们的衣、食、住、行的条件正在逐步得到改善，住宅生活小区的用电成为人们关注的重要话题。既要使居民家庭用好电，又要使供电企业的供电经济、高效，尽可能地把各种电气损耗降到最低限度。因此，供电企业必须加强用电营销的精细化管理，同时，供电企业和用电单位在规划、勘察及设计用电负荷时，要切合实际加以分析并严格遵守有关的电力规程和设计规范，科学分析、计算变压器配置，合理地选择变压器容量，切实做到供电部门经济运行，同时也减轻用户不合理的投资及不必要的电损负担。不但是对新的住宅区要规范设计，而且还要对一些现有的老住宅小区变压器配置方法进行分析，对已不能适应当前实际情况的变压器配置，有必要进行重新调整，以实现供电部门与用电户的双赢。 2 推广配电室或箱变 长期以来，住宅小区供电方式一般都在附近10kV变压器台区(供电部门公变或用电单位专变)低压侧直接引电源至小区，而且一个变压器台区所带的负荷也比较大，大多数变压器台区同时供应几个小区和一些零散的住宅群的生活用电，造成变压器台区经常过载。尤其是在冬、夏季用电高峰期更加严重，甚至导致变压器过载，直至烧毁变压器现象的发生。另外，人们对供电可靠性要求也不断提高。因此，我们对新建住宅小区的供电方式应该有所改变，必须根据目前广大居民的用电需求及负荷特性进行科学的规划。 (1)新建住宅区内建设配套配电室 配电室由高低压开关柜室和变压器室组成，高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟、桥架或电缆保护管内;同时，还要在变压器的高压侧设熔断器(容量较小时)或断路器(容量较大时)，低压侧设立框架式或塑壳式断路器并合理设定保护参数，以便对变压器进行有效的保护。如果一些住宅小区公用面积较小，也可以采用箱式变电站(简称箱变)。这样，就能有效地保护变压器，大大提高供电的安全性、可靠性和稳定性。 (2)选择多种供电方式。 第一种方案：10kV高压侧双电源进线(该方式可以通过10kV进线高压开关柜互投装置来实现主备电源互为备用)，经出线开关柜后接至变压器;低压侧采用单母线分段，正常情况下分段运行。第二种方案：10kV高压侧单电源进线，低压侧单母线分段或不分段。前一种方式可靠性较高，但投资大，适用于较高档的住宅小区，特别是有高层建筑的小区;后一种方式可靠性较前一种低，但投资比较节省。从目前的情况来看，后一种方式的供电可靠性已能够满足普通的生活用电，一般采用后种方式，但考虑以后的发展，配电室应该预留有安装备用电源高、低压进线柜的位置。综合以上两点，当前新建住宅小区应该配套建立配电室或箱变;同时，10kV电源进线应该预留进线位置(以保证供电可靠性)，首期可以根据实际情况只接入1回10kV进线。 3 预测用电负荷 单位住宅小区用电负荷的特点必须考虑楼层的高低、是否安装电梯、消防水泵等设施，是否设置中央空调等因素。还要考虑除住宅外，是否存在社区办学校(幼儿园)、商场、娱乐场所等公共事业。根据这些实际情况来综合预测住宅的用电负荷。 目前，我国大部分地区新建住宅小区的套房为2房2厅、3房2厅，极少数为4房2厅。套房面积普遍为90～130m2，少数在140m2以上。随着住宅家用电器拥有量的迅速增加，特别是微波炉、电磁炉、消毒柜、电热水器等大功率电器进入普通家庭，以往常规考虑4～6kW的设计功率已不能满足现代家居的要求，根据对某城市家庭用电器的调查统计，得出
《电力电子技术》课程设计说明书 大功率电源设计 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 专业： 班级： 完成时间：2014年5月29日
摘要 主要介绍36kW 大功率高频开关电源的研制。阐述国内外开关电源的现状．分析全桥移相变换器的工作原理和软开关技术的实现。软开关能降低开关损耗，提高电路效率。给出电源系统的整体设计及主要器件的选择。试验结果表明，该装置完全满足设计要求，并成功应用于电镀生产线。 关键词：高频开关电源；全桥移相；零电压开关；软开关技术
ABSTRACT The analysis and design of 36 kW high frequency switching power supply are presented．The present state of switching power supply is explained．The operating principle of full bridge phase—shifted converter and realization of soft switching techniques are analysed．Soft switching can reduce switching loss and increase circuit s efficiency．Integer designing of power supply system and selection of main device parameters are also proposed．The experiment results demonstrate the power supply device satisfies design requirements completely．It has been applied in electric plating production line success—fully． Keywords：high frequency switching power supply；full bridge phase—shifted；zero voltage switching；soft switching tech— nlques
中小型变压器设计 一，小型单相变压器的设计 变压器容量大小与其铁心大小有一定的比例关系，计算公式有三，先说小的，后边再说其它两种。早年采用热轧硅钢片时使用的铁心计算公式，与现在相比同容量它计算的铁心面积就偏大。早年的变压器烧毁翻修就得用这个公式，它计算的容量在1KVA左右的日子型和口子型铁心。 铁心截面St=K√P,K为系数，P=0~10VA时K=2。10~50，2~1.75，50~500，1.5~1.4, 500~1000, 1.4~1.2,1000VA 以上为1。 例如：100VA计算，St=1.5√100=15cm2。 1.旧设备上一台能耗制动变压器烧毁返修实例： 把铁心拔掉，用手摇绕线机把一二次侧的匝数记一下，再用卡尺或千分尺记下两导线带绝缘和不带绝缘的直径大小，用平均匝长乘匝数或直接称得重量，到商店买不到合适导线，可根据铁窗余量大小用大一号或小一号导线代用，所以在买导线之前开始计算每层能绕几匝，多少层能绕完。层与层垫什么绝缘，垫多厚，一二次之间绝缘垫几层，与铁心柱之间采用什么绝缘骨架等，它们总厚度是多少，可得知窗口面积的余量。他们能绕下你当然也能绕下，但限于你手头材料有限，绝缘材料厚度及导线截面大小就得灵活掌控。 绕完后用铁心片试插一下，看有不合适可修正，觉得无问题可在烘箱内干燥，浸漆再烘干，线包插上铁心应通电试验一下，是否经得起考验，并把铁心夹紧后铁心四周刷漆烘干，使铁心粘紧通电不发声，到此变压器返修完毕，可以放心安放到设备上运行。 2.新设计一台能耗制动变压器： （1）.已知条件：采用磁密为10000高斯的热轧硅钢片，制动对象为7KW交流异步电动机，直流电流Id=4Io（7KW 电机空载电流为6A）=4×6=24A，直流电压Ud=Id×Rd（电机线圈直流电阻1Ω）=24×1=24V。（2）.按电感负载单相桥式整流有关系数计算：交流电压U=24÷0.9=27V,交流功率P=27V×24A=648VA（也可以交流功率P=24V×24A ×1.11=640VA。经常启动制动但不是连续工作，暂载率可取50%，不太经常取30%，取一半功率P=640VA÷2=320VA,采用前面的铁心计算公式，St=1.4√320=1.4×17.9=25cm2,每匝电压=25mm2×10÷450=0.557V/匝（10为10000高斯，450为50HZ时的系数）。热轧硅钢片磁密可取14000左右，冷轧硅钢片取16000~17500高斯，磁密变动后每匝电压=25×15÷450=0.833V/匝，当f=60HZ时，每匝电压Et=25mm2×15÷375=1.0V/匝，当f=50KHZ时，Et=25mm 2×15×50k×10ˉ3/22500也可Et=25mm2×15×1000÷450=834V/匝（故频率越高铁心越小）。380V÷0.57=682匝，27V÷0.57=49匝，320VA÷27V=11.85A，320VA÷380V=0.842A。 （3）.电流密度及导线选取： 在空气中自冷的漆包铜导线电密取2~2.5A/mm2。 在油中自冷的纸包铜导线电密取3.5~4.5A/mm2。 在空气中自冷的双玻璃丝包线电密取3.5~4.5A/mm2 高压导线截面选取=0.842A÷2.5A/mm2=0.337mm2，QQ铜漆包导线Φ0.67/Φ0.75（实有面积0.3526mm2）。 低压导线截面选取=11.85A÷2.5A/mm2=4.74mm2,QQ铜漆包导线Φ2.44/Φ2.74（实有面积4.676mm2）。（4）.导线及绝缘在窗口内的排布： 第一步：铁心选宽150mm高125mm中柱宽50mm窗口高75mm宽25mm，铁心有效面积25cm2,实际面积=25÷0.95=26.3mm2铁心厚度=26.3÷5cm=53mm。 第二步：预计绕组骨架，用2mm玻璃布板，这样窗口面积由75×25变成71×23，高压导线排列=71÷Φ0.75×1.05（余量系数）=90根，682匝÷90=7.6≈8层。低压导线排列=71÷Φ2.74×1.05=24匝，49匝÷24匝=2.04≈3层（当然遇到这种情况还可以调整铁心尺寸）。 第三步：计算高低压绕组幅向宽度，高压幅向=8层×Φ0.75×1.05=6.5mm，低压幅向=3层×Φ2.74×1.05=9mm，层间绝缘用0.12mm厚电缆纸，绝缘厚度=（11×2层+5层）×0.12=3.5mm，总幅向=6.5+3.5+9=19mm。 以上设计不是最佳方案，如是一台还可以，是批量生产得反复调整直到最佳，也就是用料最省，成本最小，线包绕好后的工序同返修变压器一样。 （5）绕制时的其它注意事项：在绕制较小变压器时，原线直接引出容易折断，这时引出头用粗导线引出。需要电磁干扰屏蔽的变压器在高低压绕组之间放上一层铜或铝箔，由于它引出接地，它与高压绕组之间的绝缘厚度等于高低压之间绝缘厚度，它与低压之间绝缘厚度相应薄一些。金属箔首尾不留间隙但必须用绝缘隔开，不得形成短路回路。 二，焊机类变压器设计 1，点焊、对焊等低压只有一匝的变压器设计 它与磷铜焊机一样具有输出电流大阻抗低的特性，所不同的磷铜焊机低压为3~5匝，它们铁心外形尺寸是高≥宽的日字形，如果宽≥高为高阻抗特性，输出电流小不好用或用不成。 点焊机、对焊机为了焊接不同厚度的铁皮和对焊不同粗细的钢筋，它的低压电压要在较大的范围内变化，因低压只有一匝，只能在高压匝数上变化。高压绕组分成几个单元，通过不同的串并连来改变低压电压，无论那种串并连，高压每个单元绕组全都得利用。 点焊、对焊机还有一个特点就是不连续工作，存在一个暂载率问题，所以在铁心截面计算及导线截面计算上都得乘上一个暂载率系数。下面设计一台25KVA的点焊对焊机，暂载率取40%，冷轧硅钢片磁密取17500高斯。
电力变压器继电保护技术的应用与发展 【摘要】本文首先论述了电力变压器的继电保护措施，继而分析了继电保护装置在电力变压器故障中的应用，接着就继电保护装置在实际应用中应考虑的问题和应对措施进行了简要阐述，最后对继电保护的未来发展趋势谈了一点看法，仅供参考。 【关键词】电力变压器；继电保护技术；应用；发展 继电保护是一个自动化的装置设备，它的目的是当其保护的系统中电路或元器件出现故障或不正常运行时，这个系统的额保护装置能及时根据设定的程序在系统相应的部位实现跳闸或短路等既定操作，使故障电路或元器件从系统中脱离或者发出信号通知管理人员处理，以达到最大限度地降低电路或元器件的损坏，使被保护系统稳定运行。在电力系统中，电力变压器作为其大量使用的关键设备，其运行的可靠性是整个电力系统安全运行的重要保证。一旦其发生故障，却又无相应的保护装置对其进行保护，就会使整个电力系统无法正常运行。为此，应用继电保护装置对其进行保护显得尤为重要。 1.电力变压器的继电保护措施 1.1瓦斯保护 瓦斯保护是大中型变压器不可缺少的安全保护，其分为轻瓦斯保护动作于信号、重瓦斯保护动作于断路器跳闸。（1）轻瓦斯保护动作：当变压器局部产生击穿或短路故障时，其变压器内会产生气体，这时继电保护装置会根据气体的速度、特征以及成分等，来推测其故障的原因、部位和严重程度。当因为是滤油、加油或气动强油循环装置而产生气体，或是因温度下降或漏油使油面下降，再或是因为变压器轻微故障而产生气体等原因时，保护装置会发出瓦斯信号。（2）重瓦斯保护动作：当变压器内油面剧烈下降或保护装置二次回路故障，或是检修后油中空气分离太快等，均会导致瓦斯动作于跳闸。 1.2差动保护 差动保护是电力系统中，被保护设备发生短路故障，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，从而产生差电流，当产生的差电流大于差动保护装置的整定值时而动作的一种保护装置。 1.3后备保护 当回路发生故障时，回路上的保护将在瞬间发出信号断开回路的开断元件（如断路器），这个立即动作的保护就是主保护。当主保护因为各种原因没有动作，在延时很短时间后（延时时间根据各回路的要求），另一个保护将启动并动作，将故障回路跳开。这个保护就是后备保护。
变压器的选择与容量计算 电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。选用配电变压器时，如果 把容量选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资，而且还会使变压 器长期处于空载状态，使无功损失增加。如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与 过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量，密布点”的原则，配电变压器应尽量位于负荷 中心，供电半径不超过0.5千米。配电变压器的负载率在0.5?0.6之间效率最高，此时变压器的 容量称为经济容量。如果负载比较稳定，连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。对于仅向 排灌等动力负载供电的专用变压器，一般可按异步电动机铭牌功率的 1.2倍选 用变压器的容量。一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍，变压器应能承受住这种冲击， 直接启动的电动机中最大的一台的容量，一般不应超过变压器容量的30就右。应当指出的 是：排灌专用变压器一般不应接入其他负荷，以便在非排灌期及时停运，减少电能损失。对 于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择，要考虑用电设备的同时功率，可按实 际可能出现的最大负荷的 1.25倍选用变压器的容量。根据农村电网用户分散、负荷 密度小、负荷季节性和间隙性强等特点，可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷 大小进行无负荷调整容量的变压器，它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于 变电所或用电负荷较大的工矿企业，一般采用母子变压器供电方式，其中一台（母变压器）按 最大负荷配置，另一台（子变压器）按低负荷状态选择，就可以大大提高配电变压器利用率，降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外，长时间处于低负荷运行状态实际情况，对有条件的用户，也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时，根据电能损耗最低的原则，投入不同容量的变压器。变压器的容 量是个功率单位（视在功率），用AV （伏安）或KVA（千伏安）表示。它是交流电压和交流
随着新增发电装机的不断增长，我国对各类变压器的需求也持续增长。近年来，国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器等。此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器，以适应市场发展。 1变压器行业规模和市场结构分析 目前，我国注册的变压器生产企业1000多家，有能力生产500kV 变压器的企业不超过10家，其中包括特变电工的沈阳变压器厂、衡阳变压器厂、西安变压器厂、保定天威保变电气股份有限公司、常州 压器有限公司等；能生产220kV变压器的企业不超过30家，生产110kV级的企业则有100家左右，其中年产超过百台的企业有特变电工衡变、沈变，保变、青岛青波、华鹏等厂家；生产干式配电变压器的企业约有100家，生产能力在100万kV?A以上的企业有顺德、金乡、许继、华鹏等厂家；生产箱式变压器的企业有600~700家。
我国变压器行业规模庞大，但中小企业居多。根据截止2008年11月的统计，我国变压器行业内共有企业1589个，工业总产值超过1亿的只有130多家，员工人数超过2000人的只有16家。根据统计，销售收入最高的保定天威达到了107.9亿元，占全行业的5.86%，前10名企业的累计份额为20.6%。近年来，通过技术改造、兼并重组和扩张等方式，我国变压器类产品的生产能力大幅度提升。例如，特变 生产厂，保定天威拥有保定、秦皇岛、合肥等生产厂。三个集团变压器类产品的生产能力均接近或超过80000MV?A。与此同时，以华鹏、达驰、青岛、钱江等企业为代表的生产企业也在逐步地扩大自己的生产规模，提高自己的生产能力，年生产能力均在千万千瓦时以上。 中国投资，近年来在我国建立的变压器合资生产企业，如ABB、西门子、阿海珐、东芝、晓星等，在中国变压器市场上尤其是在高电压等级产品上占有一定的份额。 目前，在中国境内生产变压器的企业主要分为四大阵营：ABB、阿海珐、西门子、东芝等几大跨国集团公司以绝对优势形成了第一阵营，占据20%～30%的市场份额，且市场份额仍在不断扩大；保变、西变、特变等国内大型企业通过提升产品的技术水平和等级，占有
配电变压器节能设计选型 发表时间：2017-03-28T09:31:58.897Z 来源：《电力设备》2017年第2期作者：汪一波 [导读] 本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。 （北京大学北京 100871） 摘要：变压器经济运行是采取各种措施减少各种损失来提高变压器的运行效率。变压器损耗可分为空载损失和负荷损失两部分，运行中的空载耗损是恒定的。若负载损耗发生变化，压力调节器的工作效率也随之变化。尽管配电变压器是一个高效的设备，但由于其数量庞大，以及空载耗电的固定性，变压器本体的节能潜力巨大。因此，本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。 关键词：配电变压器；节能设计；选型 前言 在学校高速发展的今天，电力成为我们平时生产生活中最重要的能源之一。现在国家对公共机构节能要求越来越高，节能减碳工作势在必行。校内变压器数量现达到140余台，总装机容量10万KVA，应用节能变压器可以有效的降低用电量，而变压器的工作环境、负荷大小不一样，选择合理的变压器型号又成为重中之重。 1变压器的分类 除了干式变压器和油浸式变压器外，变压器还有很多分类方法，下面简单介绍几种： 1.1根据变压器相数，可将其分为三相变压器和单相变压器。三相变压器主要用于三相电力系统中，容量大且运输受限的情况下，也可使用三台单相式变压器组成变压器组来替代三相变压器。 1.2根据变压器绕组数，可将其分为双绕组变压器和三绕组变压器。每相铁芯上有原绕组和副绕组两个绕组的称之为双绕组变压器，它的应用相对广泛。当容量变压器在5600kVA以上时，一般采用三相绕组变压器，以实现三种电压输电线的连接。 1.3根据变压器结构，可将其分为芯式变压器和壳式变压器。铁芯式变压器的绕组处于铁芯的外围，壳式变压器的铁芯处于绕组外围。它们在结构有细微的区别，但是在原理是相似的。 2配电变压器节能设计 通过前文分析不难看出配电变压器节能的重要性和必要性，配电变压器节能是提升供配电系统社会效应、经济效益、环境效益的必经之路。下面通过几点来分析配电变压器的节能措施。 2.1用新工艺、新材料降低损耗 2.1.1改进工艺。通过改进工艺来降低运行损耗，最主要的是控制变压器的硅钢片精度。为此，可通过数控加工，利用自动化技术来精确控制硅钢片的形状、规格、厚度等。目前，加工精度达到0.18mm，就可大大降低变压器的空载损耗。 2.1.2重设结构。降低变压器损耗的重要手段之一是重设结构布局。目前，常见的结构布置方式有新型绕组和新型线圈。传统的绕组结构，在抗谐波、节能方面的效果不理想；若根据不同的配电电压来确定绕组结构，则可控制绕组的损耗，如漏磁走向的控制可采用自粘型换位导线。新型线圈结构是控制涡流损耗的理想手段，按涡流流向选择合理的纵向或横向的布置方式，可有效降低涡流损耗，进而达到理想的运行效果。 2.1.3新材料应用。制造变压器时，若选择的材料质量不好，其电阻率就会产生变化，引起损耗，同时变压器中铜铁材料的用量较大且用于关键部件，因此材料的质量将直接影响变压器的传输效率。新材料的突破使得优化变压器材料成为可能，将原有的铜铁材料替换为新型材料，能有效降低损耗，提高转换效率，制成高效节能变压器。磁体材料的优化，也是解决磁滞损耗的理想方法，如非晶合金，相比传统材料制成的磁体，在磁化和消磁性能方面明显胜出。利用非晶合金制作铁芯，能有效控制损耗，提高效益，但成本高，并未大面积推广。 2.1.4新型导线。使用无氧铜制作的导线，可有效降低变压器线圈内阻，从而降低铁损和铜损。如高温超导配电变压器，就是利用超导线材替换了铜芯线材，有效降低了损耗，同时还使变压器具备理想的抗短路性能。 2.2注意干式变压器的负载控制 目前我校对干式变压器的应用还比较多，但这种变压器过负荷时阻抗电压增幅较大，负载损耗十分严重。因此，建议对干式变压器的使用范围和使用数量进行控制，对已使用干式变压器的区域进行定期维护，提高变压器稳定性，避免过负载的发生，这样才能有利于电力节能的实现。 2.3优化配电变压器的选型 目前我国市面上的主流节能配电变压器主要有S7、S9、S11等等，这一系列变压器经过不断技术改良，其空载损耗有明显下降。电力工程中配电变压器的选型应注意优选，要综合考虑电网经济运行参数，根据变压器容量利用率来选择，以降低配电变压器运行中的无功损耗与有功损耗。虽然使用大容量变压器会增加一次性投资量，但却可以降低损耗，节约后续运行成本，所以建设中应根据优化需求来选择型号，电压偏移较大的区域应选择SZL7和SZ9系列，若对电能质量要求较高的区域应选择S11，若雷灾区，要选择防雷配电变压器。 2.4合理配置电网的补偿装置，合理安排补偿容量 2.4.1增加无功补偿的设备，以提高功率的因数 在线路中可以合理的运用电容器来实现提高电网中的无功补偿的能力，电容器充电、放电两大基本功能就可以帮助线路中提高无功功率补偿的能力，从而提高供电系统中的功率因数，降低供电变压器以及输送线路的损耗，提高供电效率。 2.4.2无功功率的合理分布 对于无功功率也要高度的重视，无功功率的存在降低了发电机和电网的供电效率，所以对于无功功率要合理的配置，减少无功功率的运输距离，除此之外还要注意其他方式的损耗进行计算和补偿。 2.4.3合理计划并联补偿电容器的运行 从大量的经验中表现出变压器的节能降耗主要是投入使用电容器。但是人们只是意识到了电容器的积极作用却忽视了其也会造成电网整体的损耗，所以在现实的节能降耗中要考虑整体的耗能来合理的设计电容器的投入。
胆机输出变压器制作图解 所以叫烂牛，是因为铁心是采用经挑选的二手旧铁心，全部材料成本撑死不足100元，设备也落后,一台不足30元的手动绕线机,绕制手法也比较原始与传统。但以价论声，性价比倒也不俗，效果不说出色，也过的去，可以满足一般普通受众的要求，故整理贴上，以期对初入胆坛而囊中羞涩同学有所帮助。 1、做线框，0.4mm弹性纸两层，见图1； 图1 做线框 2、线框绝缘，缠绕0.08电缆纸和0.12黄腊绸各一层，用只胶带粘住，见图2； 图2 线框加绝缘纸 3、用0.08电缆纸包裹初级漆包线线头，出线端打折（防止绕开头几匝时拉出线头），用纸胶带粘住，见图3；
图3 引出线头 4、绕初级线圈第一段，等线圈压住线头和纸框绝缘层时，扯掉纸胶带，见图4； 图4 初级绕线 5、绕满一层后，用纸胶带粘住线尾，在线圈两端用牛皮封箱带裁成的窄胶带粘贴防塌护边，见图5； 图5 加防塌贴边 6、加层间绝缘0.05电话纸一层，加纸时，先在绝缘纸靠头位置剪一豁口，把漆包线通过豁口拉到上一层开始的一边，用纸胶带粘住绝缘层后，再在绝缘纸靠尾部的位置剪一豁口，引出漆包线绕下一层，这就是所谓的Z型绕法。参见图6、图 7、图16—图18；
图6 加层间绝缘纸 图7 Z型绕法 图16 Z型绕法分解一
图17 Z型绕法分解二 图18 Z型绕法分解三 7、在绕完一段初级还有50匝左右的位置，压入6—8毫米宽对折的电缆纸条。待绕完后将线尾穿入纸条，把纸条拉紧进行收尾，见图8； 图8 初级第一段收尾 8、焊接出线焊片，套黄蜡套管，包裹0.08电缆纸绝缘，见图9—图10；
图9 引出焊片 图10 焊片套黄腊管垫绝缘纸 9、组间绝缘，缠绕0.08电缆纸2层，0.12黄蜡绸1层，黄蜡稠夹在电缆只中间，见图11； 图11 组间加绝缘纸 10、绕次级第一段，用黄蜡套管套住线头和焊片，并包裹电缆纸后再绕，见图12；
电力变压器 、电力变压器的结构组成 电力变压器的主要结构是由铁芯、绕组、油箱、附件等这几部分组成。其中铁芯和绕组装在一起构成的整体叫器身。在当今市场中，运用高端技术造就的复杂结构的变压器具有容量大、电压高、重量受到严格限制等优点，这是设计师在数年成功制造电力变压器积累了丰富经验的基础上，对那些不合理的落后的结构进行了改进同时采用新型技术的结晶，使得现在的变压器在结构上更加趋于合理，经济，耐用。 1.电力变压器各部分的结构组成: （1）铁芯 铁芯是电力变压器的磁路部分，也是器身的骨架，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯以形成闭合磁路）组成。为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采用0.35mm-0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。小型变压器铁芯截面为矩形或方形，大型变压器铁芯截面为阶梯形，这是为了充分利用空间。 为缩短绝缘距离，降低局部放电量，在铁芯外面置一层由金属膜复合纸条黏 制而成的金属围屏。金属膜本身厚度很薄，宽度也仅有50mn而已，因此，一方面不会在自身中形成较大的涡流，另一方面对铁芯的尖角产生了较好的屏蔽作用。与此同时，在铁芯的旁轭内侧也置有金属膜围屏，用以保护高压线圈。 夹件则多采用大板式腹板和鱼刺状支板结构，这在很大程度上降低了金属构件垂直线圈顶部的漏磁面积。再配上纸板结构，将大大降低杂散损耗。线圈引线的引出结构也在不断被简化，不仅省去了夹件加强板，还方便中低压引线的排布, 从而可将强油导向循环的导油管和下夹件连为一体。这也促进了杂散损耗值的降低，对大型电力变压器来讲意义更为重大。因为杂散损耗在变压器总损耗中所占比例会随着容量的增大而增大。因此，有效提高了线圈的电流密度，减轻电力变压器的重量。 上铁轭下部用楔形绝缘撑紧，进一步加强器身短路的机械强度；下铁轭垫块分块制造分块安装，在器身装配完成以后，仍能方便地固定在铁轭上均匀分布的夹紧钢带螺栓。 铁芯油道共4层，为提高散热效率，使用6mn厚纸板直接黏在铁芯片上，并在铁芯每隔100mn放置一层0.5mm的纸板，防止铁芯片的相对滑动。 （2）绕组 绕组是电力变压器的电路部分，采用绝缘铜线或铝线绕制而成，一般有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈（或原绕组），其余的绕组叫次级线圈（或副绕组），原、副绕组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。线圈以及匝绝缘高压线圈使用高密度的电缆纸包导线：中压线圈和低压线圈分别采用绝缘强度较好的高密度电缆纸包换位导线、丹尼森纸包换位导线。线圈配置了内外导向隔板，目的是提升油的冷却效率。高压线圈的两端以及中压线圈的首端都安装了 30mn厚、馒头状均压环, 这极大地改善了端部的电场分布。并且所有的线圈端部出头和第
配电变压器保护配置设计 摘要:文章简要说明配电变压器各种保护配置类型,通过分析比较,提出加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性。 关键词:配电变压器;熔断器;负荷开关;断路器 中图分类号:tm41文献标识码:a 文章编号:1009-0118(2012)09-0278-01 变压器是配电网的主要设备,应用面广量大,其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前,配电变压器保护配置方面还存在许多问题,其中配电变压器与保护不匹配或存在动作死区,造成越级跳闸、拒动导致的事故相当多,因此,加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性,有效防止主线路出口断路器保护误动。 一、配电变压器采用熔断器作为保护 熔断器是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备,它具有经济、操作方便、适应性强等特点,被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kva以下时,采用熔断器保护,高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护,低压侧使用熔断器作为过负荷保护。 使用跌落式熔断器确定容量时,既要考虑上限开断容量与安装地点的最大短路电流相匹配,又要考虑下限开断容量与安装地点的最
小短路电流的容量关系。目前,户外跌落式熔断器分为50a、100a、200a三种型号,200a跌落式熔断器的开断容量上限是200mva,下限是20mva,其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行,也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配,熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流,可选为额定负荷电流的1.5-2倍,此外,应按被保护系统三相短路容量,对所选定的熔断器进行效验,保证被保护设备三相短路容量小于熔断器额定开断容量上限,但必须大于额定开断容量的下限。笔者曾经参与过事故调查,发现部分配电变压器所配置熔断器的额定开断容量(一般指上限)过大,或者在线路末段t接的配电变压器,选定熔断器造未经过短路容量效验,造成被保护变压器三相短路熔断器熔断时难以灭弧,最终引起容管烧毁、爆炸,导致主线路跳闸事故。 二、配电变压器采用负荷开关加熔断器组合电器作为保护 负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5ka的短路电流,其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器短路有单相、两相、三相短路,无论哪种故障,任意一相熔断后,撞针触发负荷开关的脱扣器,负荷开关三相联动,及时隔离故障点,防止缺相运行,顺序是先熔断熔丝,后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护,经济实用,既可以开断负荷电流,实现安全操作需要,还可以在10ms内开断短路电流,切除故障并限制短路电流,能够有效保护配电变压器短路故障。
最佳低频变压器设计方法 热轧硅钢片选铁心型号和叠厚：比如E I型的，中部舌宽，叠厚每伏匝数：N0=4、510^5/BmQ0=4、510^5/(11000Q0) Bm：磁通密度极大值，10000～12000Gs一次匝数：N1=N0U1二次匝数：N2=N0U 21、0 61、06为补偿负载时的电压下降一次导线截面积： S1=I1/δ=P1/U1δ，δ：电流密度，可选2～3A/mm^2二次导线截面积：S2=I2/δ=P2/U2δ舌口32MM,厚34MM,E宽96MM,问功率,初级220,多少匝,线粗多少,次级51V 双组的,最大功率使用要多粗的线,告口是指＜EI型变压器铁芯截面积是指E片中间那一横（插入变压器骨架中间方口里的）的宽度即铁芯舌宽与插入变压器骨架方口里所有E片的总厚度即叠厚的乘积最简单的就是指变压器骨架中间方口的面积，变压器铁芯截面积是指线圈所套着的部分：舌宽叠厚＝截面积，单位：C㎡＞,第一种方法：计算方法：（1）变压器矽钢片截面：3、2CM*3、4CM*0、9=9、792CM^2(2)根据矽钢片截面计算变压器功率：P=S/K^2=(9、79/1、25)^2= 61、34瓦(取60瓦）（3）根据截面计算线圈每伏几匝： W=4、5*10^5/BmS=4、5*10^5/(10000*9、79)=4、6匝/伏（4）初级线圈匝数：220*4、6＝1012匝（5）初级线圈电流： 60W/220V=0、273A(6)初级线圈线径：d=0、715根号0、273＝0、
37(MM)（7）次级线圈匝数：2*（51*4、6*1、03）＝2*242（匝）（1、03是降压系素，双级51V=2*242匝）（8）次级线圈电流：60W/(2*51V)=0、59A(9)次级线径：d=0、715根号0、59＝0、55（MM)第二种方法：计算方法：E形铁芯以中间舌为计算舌宽的。计算公式：输出功率：P2＝UI考虑到变压器的损耗，初级功率：P1＝P2/η(其中η＝0、7～0、9，一般功率大的取大值)每伏匝数计算公式：N(每伏匝数)＝4、510(的5次方)/BS（B＝硅钢片导磁率，一般在8000～12000高斯，好的硅钢片选大值，反之取小值。S＝铁芯舌的面积，单位是平方CM）如硅钢片质量一般可选取10000高斯，那么可简化为：N＝45/S计算次级绕组圈数时，考虑变压器漏感和导线铜损，须增加5% 绕组余量。初级不用加余量。由电流求线径：I＝P/U (I＝A，P＝W，U＝V)以线径每平方 MM≈2、5～2、6A选取。第三种方法：计算方法首先要说明的是变压器的截面积是线圈所套住位置的截面积、如果你的铁心面积(线圈所套住位置)为32*34=1088mm2= 10、88cm2 我没有时间给你计算、你自己算、呵呵!给你个参考,希望对你有帮助:小型变压器的简易计算：1，求每伏匝数每伏匝数=55/铁心截面例如，你的铁心截面=3、5╳1、6=5、6平方厘米故，每伏匝数=55/5、6=9、8匝2，求线圈匝数初级线圈 n1=220╳9、8=2156匝次级线圈n2=8╳9、8╳1、05= 82、32 可取为82匝次级线圈匝数计算中的1、05是考虑有负荷时的压降3，求导线直径你未说明你要求输出多少伏的电流是
电力变压器故障检测技术的现状与发展趋势白文海 发表时间：2019-05-31T09:38:19.970Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：白文海[导读] 摘要：在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。 （江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司江苏省 226246）摘要：在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。因此，本文对电力变压器故障检测技术 的现状与发展趋势进行分析。 关键词：电力变压器；故障检测技术；现状；发展趋势作为电力系统中的关键组成部分，变压器的稳定运作对发挥电气设备的作用以及价值有着关键的影响，只有为电力变压器的正常运作营造良好的环境，才能够提高整个电力系统的稳定性。对于电力公司来说，在实践运作的过程之中需要积极地引进先进的变压器设备，严格按照各项工作落实的实质要求，采取水平较高的变压器故障检测技术，通过建立良性运作的管理机制来发挥电力变压器应有的作用，只有这样才能够从整体上促进电力系统的稳定性，实现安全供电以及正常供电。 1变压器常见故障产生原因 1.1变压器渗油 密封材料的工艺质量较差，密封结构的设计和制造工艺比较粗糙，变压器在出厂前没有试装；剪裁、下料的工艺质量差和焊工水平低导致焊接质量差，假焊现象、背面焊接不好导致焊结构不合理；采购人员不了解相关的技术参数随意采购不合标准的部件；由于专业班组管理不到位、技术不过关导致变压器安装和大修后渗油率超过2%；装配过程中密封胶垫压得过紧、法兰和箱盖紧偏、密封面不平等都会使装配程序不符合专业标准。 1.2短路故障 变压器的短路故障一般是发生在变压器的出口电路。若发生短路故障，变压器绕组可能通过额定电流数十倍的短路电流，短路电流会在绕组上产生大量的热及电动力，从而使绕组变形甚至绝缘损坏，还会使其内部的压紧装置、引线、套管和油箱发生变形、位移等损伤，更甚者还会产生火灾。 1.3绝缘故障 变压器绝缘是变压器在正常工作、运行的基本条件。电力变压器绝缘有主绝缘和绕组纵绝缘，主绝缘一般是指辐向主绝缘和绕组端部主绝缘以及引线至接地体和其相对应部分的绝缘等，绕组纵向绝缘是指满足变压器运行中沿线段间及匝间电位梯度而采取的绝缘措施。电力变压器通常采用矿物油作为绝缘和散热的媒质，采用绝缘纸及纸板来绝缘。在长时间运行中，这些化合物由于受电场，水分、温度、机械力的作用，会逐渐劣化，引起故障，并最终导致变压器寿命的终结。 2变压器故障检测技术 2.1在线监测技术 在线监测技术主要使用的是振动分析法和局部放电检测法等两种。一是，振动分析法。该分析方法指的是变压器运行时，要监测变压器的振动信号的强弱，并且分析总结出现这样监测结果的原因，进而可以对变压器的运行状态进行实时的检测，有利于及时发现故障问题，在小故障酿成大故障前，便得到解决。二是，局部放电检测法。该检测方法指的是变压器在运行过程中的机械内部出现故障，进而引发了局部的放电现象，这样会影响放电的水平和放电的速度。所以有必要针对变压器的局部放电情况，加强日常地有效地判断，检测变压器安全隐患是否存在，并对这些问题进行有针对性地解决，来确保机械的安全稳定运行。 2.2气相色谱仪技术 许多的电力企业在稳定运作的过程之中，为了有效地避免各类故障所带来的影响以及损失开始积极的采取气相色谱仪技术，通过这种技术来分析检测混合气体之中的不同组成部分。不可否认，该技术的应用能够有效的促进工作效率的提升，同时还能够真正的实现安全可靠和操作简便。另外结合相关的实践调查可以看出，气相色谱仪技术获得了广泛的应用。在进行气体检测技术应用的过程之中，许多工作人员可以通过高分子膜来实现油气的有效分离，另外高分子聚合物还能够直接透过变压器油中溶解的气体来平衡整个变压器设备，保证变压器设备的稳定运作。当然，如果情况较为特殊并且需要用到变压器，对不同的气体进行检测就可以采取纳米晶型半导体传感器，通过这种形式来促进气体的扩散，更好地实现整个设备的稳定运作。 2.3感器列阵技术 对于感器列阵技术而言，在变压器故障检测技术中该技术也起到了十分重要的作用。为此，电力检测维修工作人员需要熟练地掌握该项技术，并将该项技术科学合理地运用到检测故障的工作，可以有效提高变压器的安全运行指数，使得运行的状态不受到外界干扰。并且由于这项传感器具有以下的优点∶选择性高、敏感度高等优点，使用传感器进行在线检测，进而提高检测故障气体的浓度的速度，有利于含量的检测，可见不但可以提高检测的速度，而且还可以提升变压器故障检测技术水平，降低变压器的检测故障的出现的几率。 2.4红外光谱技术 检修人员可以利用红外光谱来进行有效的检测，该技术的运用以及精确度相对比较高，同时检测速度快，后期的维修环节较为简单，因此能够有效的保障整个电力变压器故障的及时检测，充分地发挥不同技术的作用。从目前来看，在应用红外光谱技术的过程之中，电力检修人员可以结合不同的检测仪器将定量分析与定性分析相结合，了解电力变压器产生故障的真实原因，对不同的气体属性进行有效的监测，了解检测之后气体能量的具体变化，从目前来看，红外光谱技术的应用也十分普遍。 2.5其他监测措施的运用 低压脉冲测试也可作为一项实用、有效的变压器实时状态的探测方案，经实践验证已应用在检测变压器能否通过短路试验的有效措施。另外，电路绕组间运行的漏感测试、绝缘电阻验测及油的相对性湿度检测等也可作为变压器状态的监测实用方案。 3变压器状态检修技术的发展趋势