下载文档原格式
变压器的设计计算方法变压器的设计计算方法变压器的设计计算方法 1 .电压计算公式（1）.Y 丫0型U相=U线/ V 3相=1线（2）.△ 型U 相=U线I相=1线/ V 3欲心直径的估算D=K K——经验系数（一般取52〜57）P——每柱容量（P=Se/3）通过查表：得AC铁心的截面面积3 .低压线圈匝数计算（1）.初算每匝的电压Et' Et ' =BX At/450-B磁通密度（通常为17.1〜17.5）（2）.初算低压线圈匝数Wd Wd‘ =1相/Et '相-----低压线圈相电压按照公式计算低压线圈匝数Wd不一定是整数，若舍去小数位时，磁通密度B将比初算Et时大，若进位为整数匝时，磁通密度B将比初算Et时小。
（3）.确定每匝的电压Et Et=U相/ Wd式中：Et值算至小数点后三位（4）.磁通密度的计算B=450Et /At=Et XI05 / 222 怒式中：B的单位为千高斯（5）.磁通的计算少m=450Et式中：少m的单位为千线4 .高压线圈匝数计算（1）.首选计算最大和最小分接相电压=U相X （1 ±5%）（2）.根据分接电压计算分接匝数WG仁U相/Et U相----高压额定相电压W G仁U相/Et U相----高压最大分接相电压W G2=U相/Et U 相----高压最小分接相电压（WG1、W G1、W G2都取整数匝）（3）.电压校核根据匝数WG1计算计算电压U相'＜0.25%最大或最小分接电压的计算公式同上 5 .低压层式线圈的导线选择（1）.选用导线时应注意宽厚比：层式为1.5〜3（2）.导线截面积的计算A=I相/ J I相---低压相位电流A-----导线截面积J——电流密度（电流密度一般取2.3~2.5）#由导线截面积A查得导线宽度和厚度（指带绝缘的）（3）.一般来说容量在630KVA以下线圈形式用双层式。
一般来说容量在2000KVA〜630KV A线圈形式用单层式。
变压器结构图解变压器的基本结构部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的器身。
为了改善散热条件，大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。
为了使变压器平安牢靠地运行，还设有储油柜、气体继电器和平安气道等附件。
(一)铁心铁心既作为变压器的磁路;又作为变压器的机械骨架。
为了提高导磁性能、削减交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器的铁心都采纳厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装而成。
电工钢片的两面涂有绝缘层，起绝缘作用。
大容量变压器多采纳高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。
电力变压器的铁心一般都采纳心式结构，其铁心可分为铁心柱(有绕组的部分)和铁轭(联接两个铁心柱的部分)两部分。
绕组套装在铁心柱上，铁轭使铁心柱之间的磁路闭合。
在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时，多采纳交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，这样能削减励磁电流，但缺点是装配简单，费工费时。
在一般变压器中，铁心柱截面采纳外接圆的阶梯形。
只有当变压器容量很小时才采纳方形。
沟通磁通在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗，使铁心发热。
在大容量变压器的铁心中，往往设置油道。
铁心浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁心中的热量带走。
(二)绕组绕组是变压器的电路部分，用来传输电能，一般分为高压绕组和低压绕组。
接在较高电压上的绕组称为高压绕组;接在较低电压上的绕组称为低压绕组。
从能量的变换传递来说，接在电源上，从电源汲取电能的绕组称为原边绕组(又称一次绕组或初级绕组);与负载连接，给负载输送电能的绕组称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。
绕组一般是用绝缘的铜线绕制而成。
高压绕组的匝数多、导线横截面小;低压绕组的匝数少、导线横截面大。
为了保证变压器能够平安牢靠的运行以及有足够的使用寿命，对绕组的电气性能、耐热性能和机械强度都有肯定的要求。
绕组是根据肯定规律连接起来的若干个线圈的组合。
依据高压绕组和低压绕组相互位置的不同，绕组结构型式可分为同心式和交叠式两种。
前言变压器是根据电磁感应定律，将交流电变换为同频率、不同电压交流电的非旋转式电机。
变压器是随着电磁感应现象的发现而诞生，经过许多科学家不断完善、改进而形成的。
同时变压器也是工厂供电系统中最重要的元件，在现实的运用中显示越来越重要的作用。
随着信息技术、材料技术、新能源技术等新技术与制造技术的相互交叉渗透,融合,使传统意义上的制造技术在原有基础上得到了质的飞跃,形成了当代的先进制造技术,与传统制造技术相比,它既有继承性,又有质的区别;它既有特定的含义,又是动态发展的,想对而言的.如今,先进制造技术已成为各国经济发展和满足人民日益增长的主要技术支撑,成为加速高新技术发展和和实现国防现代化的主要技术支撑,成为企业有激烈的市场竞争中能立于不败之地并求得迅速发展的关键因素。
继电保护装置是电力系统密不可分的一部分，是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。
国内外实践证明，继电保护一旦发生不正确动作，往往会扩大事故，造成严重后果，而继电保护装置既各种不同类型的继电器，以一定的方式连接与组合，在系统发生故障时，继电保护装置动作，作用与断路器脱扣线圈或给出报警信号。
以达到对系统进行保护的目的。
三相油浸式变压器机构设计及电磁计算总体设计思路图概述变压器作为一种能量转换器，广泛地应用于国民经济各部门，各领域。
由于使用了变压器，使得发电机、传输电力的电网以及应用电力的用电设备，都有可能选择最合适的工作电压，安全而经济的运行。
变压器类产品包括变压器、互感器、调压器、电抗器等，品种规格繁多，但基本原理和结构是相似的。
变压器设计包括电磁计算与结构设计。
电磁计算的任务在于确定变压器的电磁负荷和主要尺寸，计算性能数据以及重量、外形尺寸等。
计算的结果必须满足有关技术标准的规定和使用部门的要求。
结构设计的任务是选定各种结构件的型式，核算各部分的强度。
特别重要的是保证绕组的绝缘强度和动、热稳定性，以及铁心和油箱的机械强度。
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ABSTRACTModernization of industrial enterprises, the wider use of electricity as a source of energy, electricity from hydropower stations and power plants are the generators directly into them. Sent to the electric generator, according to transmission distance in accordance with the different voltage transmission out, we need a change in voltage specialized equipment, such equipment is called "Transformer." Transformer seen at the current situation and development trends, new technologies, new materials, new technology applications are endless. The current transformer industry of the new materials and new technologies in development, with the exception of low-loss transformers, amorphous and the core transformers, dry-type transformers, all sealed transformers, for transformer capacity, mine transformers, wound core transformer, R-type transformers, single - Phase transformer, OLTC transformers, modular transformers, box-type transformers, there are silicone oil transformers, SF6 transformers, such as superconducting transformer.It is a power transformer, lose, change, power distribution system in one of the key equipment, and its performance, quality, directly related to the reliability of power system operations and operating efficiency, transformer design is a very worthy of our study of Subject.Keywords transformers, core, coil, loss, the fuel tank, temperature, weight目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (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 (3)2.1做好变压器设计应注意的问题 (3)2.1.1．熟悉国家标准与- (3)2.1.2熟悉产品规格及技术用户的要求 (3)2.1.3变压器设计计算步骤 (4)2.2主要材料、结构的确定 (4)2.2.1主要材料 (4)2.2.2变压器主要结构的确定 (4)3 电磁计算 (5)3.1额定电压和额定电流的计算 (5)3.2铁心直径的选择 (5)3.2.1影响铁芯直径选择主要因素 (5)3.2.1截面的选择 (6)3.2.2铁心截面的设计 (6)3.3线圈匝数的计算 (7)3.3.1每匝电压te的确定 (7)3.3.2初选每匝电压'et (7)3.3.3低压线圈匝数的确定 (8)3.3.4高压线圈各分接匝数的确定和电压比校核对 (8)3.4、线圈型式的选择及线圈排列 (8)3.4.1线圈高度的估计 (8)3.4.2线圈的确定 (9)3.5导线的选择 (10)3.6线圈辐向尺寸的计算 (11)3.7绝缘半径(见图3-4) (11)3.8阻抗电压计算 (12)3.9高压线圈数据计算 (13)3.10低压线圈数据计算 (13)3.11铁心计算(见图3-6) (13)3.12空载损耗Po 的计算 (14)3.13空载电流%O I (15)3.14涡流百分数WK 的计算 ............................................................................................... 15 3.14线圈对油温升的计算.. (15)3.15油箱尺寸的估计(见图3-7) (16)3.16杂散损耗计算 (16)3.17总损耗计算 (17)3.18箱壁散热面计算 (19)3.19四散热器的选择 (19)3.20油的温升 (19)3.20.1油平均温升s T 的计算(见图3-9) (19)3.20.3线圈平均温升x T 的计算 (20)3.21安匝分布 (20)3.22各区域安匝占总安匝百分数 (21)3.23机械力计算 (21)3.24变压器重量计算 (22)4 三种不同方案的比较 (24)4.1三种不同方案中安匝分布和及阻抗电压进行优化 (24)4.1.1优化理由 (24)4.1.2阻抗电压计算 (27)4.2方案三对变压器重量以及散方面的优化 (28)4.2.1优化理由 (28)5总结 (30)参考文献 (31)附录A：变压器结构安装图 (32)附录B：变压器主要产品部件使用说明书 (33)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。
0背景在变压器的产品设计中,铁心截面设计非常关键,为了达到节材降耗的目的,应对铁心直径更细分档,并使某一直径的铁心截面最大化,这对于规模较大的中小型变压器厂尤为重要。
本文将对改进及如何改进铁心截面设计,提高使用效果的同时减低变压器的成本做重点论述。
1约束条件变压器的心柱截面一般采用多级圆形截面,为了提高心柱截面的利用率,必须增大心柱的几何截面与外接圆截面的比例。
为达到此目的,有两条途径,其一是提高叠压系数,其二是在给定直径D 时,增加多级圆形截面的几何面积。
提高叠压系数,受到工厂剪切、叠压等工艺条件限制,在一定工艺水平下,它是一个常数。
然而在给定直径下,增大铁心几何截面积确实一个较为有效的办法。
采用优化设计得方法,在给定直径时,铁心的多级圆形截面的几何面积达到最大。
如果通过优化,能使给定直径的圆形几何截面积增大1%,其意义也是很大的。
假设原铁心中磁密1.74T,比较饱和,而优化后,截面增大1%,则磁通密度可下降至1.72T,饱和情况会得到较大的缓解。
铁心截面优化有以下三方面内容:1)对应于某铁心直径的级数不变时,在该直径下多级圆形截面的几何面积达到最大。
2)级数增加一级,若给定直径的最大几何面积较原级数对应的几何面积有较大增加,可以考虑增加一级。
3)级数减少一级,若给定直径的最大几何面积较原级数对应的几何面积无明显减少,可考虑减少一级。
当然,对于标准化的铁心截面系列,其级数要符合递变规律。
2模型由于制造工艺的要求,硅钢片的宽度一般取为5或10的倍数(单位:毫米)。
因为在多级阶梯形和线圈之间需要加入一定的撑条来起到固定的作用,所以一般要求第一级的厚度最小为26毫米,硅钢片的宽度最小为20毫米。
令S πr2为铁心利用率。
对直径d,以(x 1,x 2,…,x n )为其各级的宽度,(y 1,y 2,…,y n )为相应的厚度。
面积函数为S i =2x i y i ,x 与y 的关系为y i =(r 2-x 2)12-i -1t =1∑y ti=1,2,…,n ,可得以下模型:max S i =2x i y i x iω[]=x iω各级宽度必须为ω的倍数y i ≧26第一级厚度必须大于26mm x n ≧20第n 级宽度大于20mm x 1≧x 2≧…≧x n 各级宽度逐级递增此模型为非线性整数规划。
S9—500／10配电变压器计算与设计摘要：10kV级S9系列三相油浸自冷式电力变压器，供交流50Hz的供电系统中作为分配电能、变换电压之用，也可供户内外连续使用。
变压器的计算与设计，是依据变压器的额定容量、额定电压、联结组别、短路阻抗、负载损耗、空载损耗和空载电流等产品主要技术参数，按照国家标准及有关技术标准，对S9-500/10配电变压器进行的一次模拟性计算设计。
主要通过变压器的电路、磁路和漏磁效应分析，确定绕组的基本形式、参数和尺寸，选择铁心结构，计算铁心的尺寸和重量，进行空载损耗、空载电流、短路阻抗和温升计算，以及绝缘类型的选择。
关键词：变压器；铁心；绕组；窗高；中心距The Design and Calculation Of S9-500/10 Distribution TransformerAbstract：10kV series of S9 three-phase oil-immersed cold-power transformers, for the exchange of 50 Hz as the power supply system in the distribution of power, transform voltage use, but also for indoor and outdoor continuous use. Transformer calculation and design, is based on the rated capacity of the transformer, rated voltage, linked groups, short-circuit impedance, load loss, no-load loss and no-load current major products such as technical parameters, in accordance with national standards and related technical standards, the S9 - 500/10 distribution transformers for the calculation of a mock design. Mainly through the circuit transformers, magnetic circuit and leakage magnetic effect analysis, the basic form of winding, parameters and size, choice of core structure, the calculation of core size and weight, no-load loss, no-load current, temperature rise and short-circuit impedance calculations and insulation types of choices.Key words: Transformers, Core, Winding, The height of windows, The center distance技术参数额定容量： 500KVA 额定电压： 10±5%／0.4KV频率： 50HZ 联结组别： Yyno短路阻抗： 4% 负载损耗： 5150W空载损耗： 960W 空载电流： 1%其它：符合GB1094， GB6451S9—500／10产品是全国统一设计的新产品，是目前国内技术经济指标最先进的铜线系列配电变压器。
