8000kva油浸式变压器设计论文

8000kva油浸式变压器设计论文内容摘要：

e manufacturing level of the transformer in our country, analyze the margin and development direction of transformer in our country and carry on theories analysis to each part. Then we begin to investigate how to carry out low exhaust, highefficient and lownoise to the transformer, and carry on the theories analysis to 8000KVA immerse type transformer which include the design of the iron heart project and winding project and the electromagism calculating. Finally, according to the electric voltage size and craft method, we choose the winding project, and carry on temperature increased calculation, choose the form of heat dissipation. With low cost design a transformer of high performance and draw the plotting of each engineering diagram part. KEYWORDS： Transformer, Design, Higher efficiency， Lower waster and Lower Cost 湖南工程学院毕业设计论文 1 第 1 章 概述 变压器是电机学的一个分支。 它是一个静电电气设备，其基本理论是建立在电机专业和高压专业之上的。 电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，而它的损耗在电力系统中占到 20%～ 25%，其中中小型变压器的损耗占系统全部变压器的总损耗的 40%～ 50%。 节约能源对实现国民经济可持续发展战略有重要意义，降低能源生产和使用过程中的损耗是节约能源的重要任务。 随着电力 企业不断跳高经济效益以及全社会对于节约能源、保护环境意识的提高，降低电力变压器的损耗成为降低电网损耗率、节约能源的有效途径之一，也成为电力行业发展所要解决的重要课题之一。 20世纪 50 年代以来，我国电力行业通过采用新材料和新工艺，特别是 80 年代以来，电力变压器取得了长足的发展，从 S7 到 S9，再到新 S9， S11，箱式变压器，干式变压器，在我国的城乡电网中起到了一定的节能环保作用。 但在新材料的采用上，特别是在新材料的加工工艺、测试手段上，我们与国外还有一定的差距。 本课题旨在通过对电力变压器各个部分结构的了解， 对其参数研究，并对变压器各部分计算的探讨，试图找到能降低电力变压器空载损耗、负载损耗、降低噪音、节能环保的途径。 同时根据实际技术参数，设计一台三相油浸式电力变压器，对其铁心方案设计和绕组方案设计以及电磁计算。 根据损耗大小和国标选择铁心；由电压大小和工艺方法选择绕组方案；并进行电磁计算。 进行温升计算、选择散热形式，并画出变压器各种结构图。 本课题着重从对各种方案的选择上和变压器的各类计算出发，对影响变压器性能的各种参数进行比较，对常用结构进行分析，并具体设计 8000KVA 电力变压器 电力变压器性能 参数的确定 在电力变压器在设计之前，必须明确设计技术任务书中的各项技术参数。 包括变压器的容量、相数、频率、变压器一二次侧的额定电压、绕组接线方式和联结组、变压器的冷却方式、绝缘水平、负载特点、安装特点以及由“三相油浸式电力变压器技术参数和要求”规定的或由用户和制造厂共同商定的四项性能参数：短路阻抗、负载损耗、空载损耗和空载电流。 [1] 短路阻抗 短路阻抗包括两个分量，即有功分量和无功分量。 当负载功率因数一定时 ,变压器电压调整率基本上与短路阻抗成正比，变压器的负载损耗、成本也随短路阻抗的增加而 增加，所以从降低成本、减少损耗这一角度出发，短路阻抗小些为好。 但变压器短路时的8000KVA 油浸式变压器设计 ） 2 稳态电流增长倍数与短路阻抗成反比，为了限制变压器动热稳定，短路阻抗大一些为好。 短路阻抗的选定一般按国家标准规定来选；如有特殊要求，必须在技术任务书上注明。 [1] 负载损耗 负载损耗包括基本损耗和附加损耗。 基本损耗指直流电阻损耗。 降低电流密度，增加导线截面就可以降低直流电阻损耗。 附加损耗主要时指涡流损耗和漏磁在钢结构件中引起的损耗。 附加损耗通过改进结构，采用新工艺、新材料来降低。 总之，大幅降低附加损耗必然回增加制造成本。 [1] 负载损耗 变压器的空载损耗主要是指磁滞损耗和涡流损耗。 这两种损耗都与硅钢片的材质、磁密取值有关，同时与硅钢片的加工也有很大的关系。 目前大量采用高牌号优质硅钢片，利用先进的纵、横剪线剪切，使硅钢片的空载损耗大幅度降低。 [1] 负载电流 变压器在空载运行时的电流就是空载电流。 空载电流包括励磁电流和铁损电流两个分量，也称为空载电流的无功分量和有功分量。 其中无功分量时当变压器空载运行时在铁心中产生磁通的励磁电流，而有功分量是空载运行时在一次线圈和铁心中产生有功损耗的电流。 无论 从变压器的安全运行还是从变压器的经济运行的角度去考虑，都希望空载电流小些。 随着铁心结构和制造工艺的改进，以及硅钢片的性能的改善，目前变压器的空载电流已经大大降低了。 因此，要降低变压器的负载电流就必须选择合适的铁心结构和适当的加工工艺，同时对硅钢片的性能也必须认真考虑。 [1] 变压器设计计算步骤 变压器的电磁计算任务在于确定变压器的电、磁负载、主要几何尺寸、性能参数和各部分温升以及变压器的重量等。 但最终的计算结果必须符合国家标准规定和技术任务书的要求。 在变压器的设计中，用户和生产厂家的目标应 该是一致的。 都是要合理地制定性能参数、设计相应的主要几何尺寸，降低制造成本，降低能耗，提高效率。 但用户的经济性运行与厂家的制造成本也有一定的矛盾，所以，在变压器设计过程中也要综合考虑多方面因素，以便选择最佳方案。 [1][2] 设计变压器前，首先要明确变压器产品的规格 ： 湖南工程学院毕业设计论文 3 变压器的型式 电力变压器按其结构、用途和冷却方式可分为：单相或三相；双绕组或三绕组；升压、降压、联络或配电变压器；自耦变压器；油浸自冷、油浸风冷、强油风冷或强油水冷。 变压器的额定容量 三绕组 变压器的高压、中压和低压的相对容量依次排列有三种： a、 100%， 100%， 100%； b、 100%， 100%， 50%； c、 100%， 50%， 100%。 三绕组变压器的额定容量是指三个绕组中容量最大的一个绕组的容量。 另外，对于三绕组变压器或自耦变压器还应注明第三绕组的容量。 自耦变压器第三绕组容量取决于是否带负载，如果仅仅考虑为三次谐波电流和零序电流构成回路，所需容量为额定容量的 1/41/3。 变压器的额定电压及电压组合 高压、中压及低压的额定电压；无励磁调压还是 有载调压及调压范围；有载调压范围；有载调压应注明是在线端调压还是在中性点调压。 变压器绕组的联结组标号 电压分接范围及级数 变压器的阻抗电压 对于三绕组或自耦变压器，还应包括在一定容量下的高中、高低以及中低之间阻抗电压。 变压器的空载电流、空载损耗及负载损耗 电力变压器的设计计算任务，就是根据这些规格，按照国家标准 ～ 5— 85和有关性能标准等，确定变压器的几何尺寸、电磁负载和电、热、机械方面的性能数据，以满足安全运行要求。 而且在一定可靠性的基础上价格要便宜、制造要简单。 变压器设计计算应注意的问题 设计在计算前，应仔细审阅合同规定的详细条款与有关标准的规定，尤其对非标准产品和某些特殊要求的产品，应引起足够的重视，常见非标准及特殊要求如下： 变压器是否在正常条件下使用，如环境温度、海拔高度等。 1. 三绕组变压器及自耦变压器的容量组合。 2. 电压组合、调压范围及有载调压变压器级电压的选取。 3. 变压器绝缘水平有无特殊要求（主要指高压变压器）。 8000KVA 油浸式变压器设计 ） 4 4. 阻抗电压有无特殊要求（主要指高压变压器）。 5. 空载损耗和负载损耗之比是否有特殊要求。 [1][2] 变压器设计计算步骤 1. 决定基本的电磁参数：决定高压、中压及低压绕组的线电压、相电压、线电流、相电流及绕组中电流。 2. 铁心直径估计和绕组匝数的确定。 3. 绕组计算及主纵绝缘的确定：主要包括高、中及低压绕组型式的选择，绕组尺寸的计算，主、纵绝缘距离的确定，对于高电压大容量变压器应进行冲击分布和绝缘强度的计算。 4. 阻抗电压计算。 5. 绕组数据、铁心数据及油箱尺寸的计算。 6. 损耗计算：空载损耗、负载损耗计算，而负载损耗 中主要是涡流损耗、不完全损耗及结构损耗的分析计算。 7. 温升计算：包括绕组对油的温升以及不同冷却方式的温升计算。 8. 绕组机械力的计算。 9. 重量计算。 10. 夹件、压板、油箱等部位机械强度的分析计算。 [1][2] 湖南工程学院毕业设计论文 5 第 2 章 变压器的 结构 变压器的分类 变压器的分类及用途 电力变压器： 电力系统 传输电能的升压变压器 /降压变压器 /配电变压器等。 电炉变压器 (专用 ) 给电炉 (如炼钢炉 )供电。 电焊变压器 (专用 )给电焊机供电。 整流变压器 (专用 )： 给直流电力机车供电。 仪用变压器：用在测量设备中。 电子变压器：用在电子线路中。 其他分类方法 除了按以上用途分类外，变压器还可以按相数 /绕组数目 /铁心形式 /冷却方式等特征分类。 按相数分 ：单相 /三相 /多相等 按绕组数 ：双绕组 /自耦 /三绕组 /多绕组 铁心形式 ：心式 /壳式 冷却方式 ：干式 /油浸式等 ......................................................................[1][2] 变压器的结构 变压器主要部件是绕组和铁心 (器身 )。 绕组是变压器的电路，铁心是变压器的磁路。 二者构成变压器的核心即电磁部分。 除了电磁部分，还有油箱 /冷却装置 /绝缘套管 /调压和保护装置等部件。 铁心 变压器铁芯是由铁柱及上下铁轭组成，铁芯柱截面是外接圆内阶梯形，铁轭截面是随铁芯直径大小而不同。 铁芯是由优质冷轧晶粒取向的硅钢片叠积而成，叠 片之中设有供散热用的油道。 铁芯柱用无纬环氧玻璃粘带绑扎，铁轭通过空心螺杆用夹件夹紧。 铁芯的四角冲矩形槽，内装方铁与夹件相连，供拉紧夹件，吊起器身和承受线圈短路机械应力用。 上夹件焊有吊环，供吊运变压器器身用。 强油导向的变压器，下夹件装有导油管，使冷却器打入油箱的油大部分导入绕组。 所有 7或 8型产品铁芯均为 45176。 全斜接缝无孔结构，芯柱用无纬环氧玻璃粘带绑8000KVA 油浸式变压器设计 ） 6 扎，上下铁轭通过装在夹件上的拉带夹紧。 上下夹件利用铁芯两头的低磁钢接板牢固地连接在一起，构成钢性较强的框架式铁芯结构 铁心的 作用 铁心是变压器的基本部件，是变压器的磁路和基本骨架。 它把一次电路的电能转化为磁能，又把磁能转变为二次电路的电能，是转换的媒质。 铁心由磁导率很高的硅钢片制成，硅钢片很薄（ ~），且有绝缘。 铁心的分类 铁心常有心式、壳式叠铁心和心式卷铁心三中类型。 电力变压器心式叠铁心常有单相二柱式、单相单柱旁轭式、单相二柱旁轭式、三相三柱式、三相三柱式旁轭式等几种。 单相二柱式 ，它有两个铁芯柱， 用上、下两个铁轭将芯柱连接起来，构成磁路。 将绕组分别套装在两个铁芯柱上，这两个铁芯柱上 的绕组可以接成串联，也可以接成并联。 通常将低压绕组放在内侧，即靠近铁芯，而把高压绕组放在外侧，即远离铁芯，这样便于绝缘和其它方面的要求，例如便于处理绕组的分接抽头等 . 三相三铁芯柱 , 它是将 A、 B、 C 三相的三个绕组分别套装在三个铁芯柱上，三个铁芯柱也由上、下两个铁轭连接起来，构成磁回路，绕组的布置方式也同单相一样，将低压绕组放在内侧，而把高压绕组放在外侧。 三相五铁芯柱 , 它与三相三铁芯柱相比较，在铁芯柱的左右两个尽头端， 多了两个分支铁芯柱，它称为旁轭，各电压级的绕组分别按相套装在中间三个铁芯柱上，而旁轭 是空的铁芯，没有绕组，这样就构成了三相五铁芯柱变压器，也就是我们常说的三相五柱变压器。 铁心的截面又有三种形状：矩形截面、多级圆形截面、多级椭圆形截面。 其中多级圆形截面广泛适用于各种变压器。 对于叠铁心来说，铁心由硅钢。