高压油浸式变压器设计及研究

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1、高压油浸式变压器设计及研究目 录摘要Abstract第1章 概述- 1 -1.1 变压器的分类- 1 -1.2 电力变压器性能参数- 1 -1.2.1 短路阻抗- 2 -1.2.2负载损耗- 2 -1.2.3空载损耗- 2 -1.2.4空载电流- 2 -第2章 原理- 3 -2.1 变压器的空载运行- 3 -2.2 变压器的负载运行- 3 -第3章 变压器的结构- 4 -3.1 铁心的作用及分类- 4 -3.2 铁心的叠积形式和叠积图- 6 -3.3变压器绕组- 6 -3.3.1变压器绕组的基本要求- 6 -3.3.2同心式绕组的几种形式- 7 -第4章 变压器油箱- 10 -第5章 变压器设

2、计计算- 12 -5.1 技术要求- 13 -5.2 额定电压和电流的计算- 13 -5.3 主要材料- 14 -5.4 铁心直径的选择- 14 -5.5 线圈计算- 14 -5.5.1 线圈匝数的计算- 14 -5.5.2 线圈型式的选择及排列- 15 -5.6 导线的选择及线圈辐向尺寸的计算- 16 -5.7 绝缘半径计算- 18 -5.8 阻抗电压计算- 19 -5.9 线圈数据计算- 20 -5.10 铁心计算- 21 -5.11 空载损耗、涡流损耗百分数Kw和空载电流的计算- 22 -5.12 油温升计算- 23 -5.13 油箱尺寸的估计- 25 -5.14 损耗计算- 25 -5

3、.15 散热计算及散热器的选择- 26 -5.16 各部分对油温升计算- 27 -5.17 安匝分布- 27 -5.18 机械力- 30 -5.19 变压器重量计算- 32 -参考文献- 35 -结 束 语- 36 -致 谢- 38 -附录附录A 铁心图附录B 总装图附录C 高压引线高压油浸式变压器设计及研究摘 要：本文从电力变压器的发展历史，综合我国变压器的发展简况，及目前我国变压器的制造水平，分析我国电力变压器的差距及发展方向，对电力变压器的前景予以展望；对变压器的各部分进行理论分析，探究变压器如何实现低损耗、高效率、低噪音；同时针对6300kVA油浸式变压器进行理论分析，包括铁心方案和绕

4、组方案设计以及电磁计算；由电压大小和工艺方法选择绕组方案；并进行温升计算、选择散热形式；并绘制出各部分的工程图纸。关键词：电力变压器; 设计; 连续式绕组; 冷却方式 High-pressure oil soak type transformer Design and research Abstract: This text summarize the development of the transformer in our country from the developmental history of the power transformer, and current manufac

5、turing level of the transformer, to analyze the margin of the power transformer and the direction of development, give the outlook to the foreground of the electric power transformer. Give each part of the transformer an analysis of theories, and investigating the transformer how to make the transfo

6、rmer achieve the function of low exhausting, high-efficiency and low noise. At the same time, it has an analysis about oil immerse type transformer, including the design of iron heart project and coil project and the electromagnetism computes. The coil project would be chosen according to the voltag

7、e size and the craft method. Then have the calculation of the temperature rise, and choosing the cooling form, at last, drawing the engineering diagram of each part.Keywords: power transformer; Design; successional coil; the way of cooling - 37 -第1章 概述1.1 变压器的分类按照单台变压器的相数来区分,可以分为三相变压器和单相变压器。在三相电力系统中

8、,一般应用三相变压器，当容量过大且受运输条件限制时，在三相电力系统中也可以应用三台单相式变压器组成变压器组。按照绕组的多少来分，可分为双绕组变压器和三绕组变压器。通常的变压器都为双绕组变压器，即在每相铁芯上有两个绕组，一个为原绕组，一个为副绕组。三绕组变压器为容量较大的变压器（在5600千伏安以上），用以连接三种不同的电压输电线。在特殊的情况下，也有应用更多绕组的变压器。按照结构形式来分类，则可分为芯式变压器和壳式变压器。如绕组包在铁芯外围则为铁芯式变压器；如铁芯包在绕组外围则为壳式变压器。二者不过在结构上稍有不同，在原理上没有本质的区别。电力变压器都系心式。按照绝缘和冷却条件来分，可分为油浸

9、式变压器和干式变压器。为了加强绝缘和冷却条件，变压器的铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中。在特殊情况下，例如在路灯，矿山照明时，也用干式变压器。此外，尚有各种专门用途的特殊变压器。例如，试验用高压变压器，电炉用变压器，电焊用变压器和可控硅线路中用的变压器，用于测量仪表的电压互感器与电流互感器。油浸式电力变压器在运行中，绕组和铁芯的热量先传给油，然后通过油传给冷却介质。油浸式电力变压器的冷却方式，按容量的大小，可分为以下几种：1、自然油循环自然冷却（油浸自冷式） 2、自然油循环风冷（油浸风冷式）3、强迫油循环水冷却4、强迫油循环风冷却1.2 电力变压器性能参数在电力变压器在设计之前，必须

10、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。1.2.1 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

11、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。1.2.2负载损耗当变压器二次侧绕组短路，由一次侧通入额定频率的低电压，使电流和为额定，这时因在一、二次绕组中流过电流、时，则在其中产生电阻损耗，即铜耗。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。附加损耗主要是由于漏磁场引起导线的集肤效应和多根导线并绕时环流以及结构件中产生的涡流损耗，在配电变压器中附加损耗约占基本铜耗的0.5%-5%。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。1.2.3空载损耗变压器