10kV变压器的设计

1、10kV级变压器的设计目次i.摘要i2 变压器概述 32.1变压器原理及分类.52.2变压器设计的目的范围及意义 .52.3变压器发展概况 .52.4变压器发展方向 .62.5变压器的设计任务及要求 .73做好变压器设计应注意的问题 73.1熟悉国家标准 .73.2熟悉产品规格及用户要求 .84设计方案84.1相关变压器参数的确定 .84.2铁心直径的选择 104.3铁心截面设计 124.4低压线圈匝数计算 154.5高压线圈各分接匝数的确定和电压比较核对 164.6线圈及相关布置形式的确定 184.7导线规格的选取及层数的确定 184.8绝缘半径 194.9引线的选取及相关参数的确定 214

2、.10油箱的设计计算 225减少变压器漏磁场引起的附加损耗的措施 236变压器实验 246.1最后实验数据 26结论 .27致谢 .28参考文献 .29附录 .30附录1变压器设计图纸 30附录2变压器主要产品部件使用说明 3210kV 级变压器的设计1 变压器概述1.1 变压器的原理及分类变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。 它有一个共用的铁 心和与其交链的几个绕组， 且它们之间的空间位置不变。 当某一个绕组从电源接受交 流电能时，能通过电感生磁，磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流） ，在其余绕 组上以同一频率，不同电压传输出交流电能。变压器分为电力变压器和特种变压器。

3、电力变压器又分为油浸式和干式两种。 目 前，油浸式变压器用作升压变压器，降压变压器，联络变压器和配电变压器，干式变 压器只在部分变压器中使用。电力变压器可以按绕组耦合方式，相数，冷却方式，绕 组数，绕组导线材质和调压方式分类。1.2 变压器设计的目的范围及意义变压器是电网配电的重要设备， 主要包括运行在主干电网的输电变压器和运行在 终端的配电变压器两部分。目前，变压器产品按电压分为高端变压器， 220-550 千伏 变压器， 110-200 千伏变压器以及小于 110千伏的变压器。可以说，变压器行业的发 展与电力建设息息相关， 中国目前证处于电力建设的高峰期， 未来两年中国电力建设 将仍然呈现

4、热火朝天的局面。 电力新增装机容量的增长必然导致发电设备需求的大幅 增长，而目前发电设备与输变电设备的构成比例大约为 1：12，据此比例估计，国内 变压器市场容量接近700亿kVA我过电力行业的产业政策主旨是优化电源结构。目 前，节能减排已经成为我国的一项基本国策， 随国家有关政策的落实， 节能效果显著 的非晶合金变压器发展前景广阔。 所以现在设计变压器的原则是在保证性能良好的情 况下节材节能，降低损耗。1.3 变压器发展概况目前国内具有一定规模的变压器生产厂家有近 1000家，可制造变压器、互感器、 电抗器、调压器及其配套组件等各种产品，年产量约 1.4亿kVA产值近80亿元的 盈利制造业。

5、据统计，在变压器总产量 13383万kVA中，年产量2000万kVA的企业有1家，年产量1000-2000万kVA的企业有2家，年产量200- 600万kVA的企业有 11家，年产量100-200万kVA的企业有14家，（即年产量100万kVA以上企 业共有 28家，合计生产9983万kVA,约占当年变压器总产量的 74.6%）;总产量50-100万kVA 的企业有22家，（合计生产1321万kVA约占当年变压器总产量的 9.8%）。上述50 家企业变压器总产量约占当年变压器总产量的84%。保定天威集团有限公司其主导产品为电力变压器，电压等级涵盖 10-1000KV,其中500KV级、220K

6、V级变压器为公司 拳头产品，其经济技术水平和整机性能已达到国际先进水平。公司于 1997年通过了 ISO9001国际标准的质量体系认证，1999年又获得了南非国家标准局国家电力试验中 心（NETFA的生产能力认证书。公司是国内核电唯一供应商，同时还是国内唯一具 有壳式变压器生产能力的制造厂家， 使天威集团在输变电重大装备之一的变压器产品 及其配套设备上已经具有完整知识产权和世界领先的核心技术。1.4 变压器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

7、使用总的发展趋势是： 采用新材料，降低损耗。 采用新结构，以求重量轻、体积小。 提高产品的可靠性，减少甚至免维修。 防火防爆，安全供电。 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。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

8、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。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

9、变压器低压引 线的改进，变频调速绕线机。新技术的应用：现场装配型（ASA变压器，向超高压、大容量变压器发展，SF6气体绝缘变压器，硅油变压器，超导变压器等。通过国外与国内技的电力变压器设计比较，我们有应加强国内变压器设计的创 新力度,另一个角度也说明电力变压设计也是很值得我们去研究和设计的课题。i1.5变压器的设计任务及要求变压器的设计任务主要包括变压器的型式， 额定容量，冷却方式，额定电压与调 压方式以及变压器阻抗电压值的确定等。按照有关国家标准如电力变压器及三 相油浸式电力变压器技术参数和要求 和部件标准等，确定变压器电磁负载，几何尺 寸和电，热，机械方面的性能数据，以满足使用部门的要求。

10、要有良好的工艺性，使 其制造简单，产品的价格应便宜。要求设计者要综合考虑上述各种因素， 进行多方案 比较分析，选取最佳方案。2做好变压器设计应注意的问题2.1熟悉国家标准“标准”就是技术立法。任何一台产品是否能够出厂，关键在于它是否符合标 准中的各项规定。只有在产品性能满足标准的前提下， 讨论其技术经济性能才有意 义。因此，要搞好产品设计，首先应当熟悉标准。按我国现行标准体系，标准分为国家标准（GE）、行业标准（JB与ZB以及1）L） 以及企业标准达：个等级。标准又分为强制性与非强制性（又称推荐性标淮）两类。 另外、根据对外开放的需要，为使我国产品赶真甚至超过世界先进国家的水平，我 们还推广采

11、用了国际电工委员会标准。此外，对有些出口产品，有时还应参考采用其他国际先进标难。其中如英国标准(BS),美围标很(AN51, IEEE)，德目标冶(DIN , v1)t),日本标准(JEC, JEM),前苏联标很(Post),加拿大标准(CSA),法国标准(NF) 以及奥地利标难(AS)等等。与产品设计关系最密切的“国标”除前述的 GB/1094 与 GB/T 645IGB/T10228 等之外，还有 GB 311 等。2. 2 熟悉产品规格及用户的要求产品型号： SZ11-1600/10额定电压：10000 4X 2.5%/400V额定频率： 50Hz空载损耗： 1.85kW阻抗电压百分数：

12、 4.5%冷却方式：油浸风冷 了解用户的要求是非常必要的前期工作额定容量： 1600KVA相数： 3联结组别： Dyn11负载损耗： 15.2kW 绝缘等级：A级 使用形式：户内使用, 一个企业经济效益的高低在于产品是否适销对路, 是否生产成本较低、 产品质量高且销售价格合理, 尤其是在当今社会主义 市场经济条件下, 国家强调不能单纯看产值, 而应着重用效益来衡量一个企业。 不言 而喻,一个企业的产品的销售情况就成了企业的生命线。为此,在产品设计时除了考虑通用化、 系列化之外, 还应很好考虑各种用户的不 同要求,以尽量满足不同用户的需要。尤其应当着重开发在市场 1：竞争能力强的产 品。变压器的

13、电磁计算应根据产品设计任务书中所给定的技术参数来进行 其结果首先必须满足国家标准及有关技术标准中的规定以及用户的要求, 同时还应具有较好的技术经济指标。通常所说的“优化设计”,就是以实现上述要求为目标的。3 设计方案3.1 相关变压器设计参数的确定3.1.1 额定电压和额定电流的计算电压、电流及匝数的计算是在假定变压器没有电阻, 没有漏磁和没有铁耗的情况下进行的，因为这些问题对计算结果影响很小。由于三相变压器有丫接法(或YN接法)与D接法两种类型，因此在计算电压、电流时，必须注意线值与相值的关 系,下面分别介绍本设计用到的 Dyn11 接法这种情况。D（三角形）接法（见图3-1）。这种接法多用

14、于中、低压绕组。其特点为相电压等于线电压，但相电流为线电流的1/3，即0O图3-1三相变压器的D接法另外，对于有分接抽头的变压器，还应分别计算在不同分接下的电压和电流。上所述可知：根据已知的额定容量、额定电压 （包括各分接电压）、变压器绕 组的接法以及相数等，按照上述各有关公式、即可计算出所需的线、相电流可以 及各分接下的电压。额定电压和额定电流的计算过程：1.高压线圈为D接线时，其各级分接的线电压和相电压相等，即 ：U 11 1100001.111000VU11 2100001.07510750VU 11 3100001.0510500VU11 4100001.02510250VU 1 1

15、5100001.010000VU |1 6100000.9759750VU11 7100000.959500VU 11 8100000.9259250VU 11 9100000.9009000V2低压线圈为“ y”型接线时，其线、相电压分别为:U 12400VUp2 U12/.3 231V3.高压线圈为D型接线时，其线、相电流分别为：3I11P*10 / .3*U11 292.38A1 P1ll2 353.33A4.低压线圈为y型接线时，其线电流和相电流相等，即:Il2 lp2P*103/ .3*Ul2 1600*1000/ 3* 4002309.43.2铁心直径的选择3.2.1影响铁心直径选

16、择的主要因素：铁心是变压器的磁路和骨架。首先，从变压器原理的分析可知，在保持铁芯磁密 一定的条件下，铁芯直径的增大将使得绕组匝数减少， 换句话说，铁芯材料消耗的增 加特使得导线材料的消耗减少并使得短路阻抗、 负载损耗值降低；如果减少铁芯直径， 则会得出相反的结论。其次，如保持绕组匝数不变增大铁芯直径将使得磁密降低， 而空载电流、字载损耗均将相应下降，但铁芯材料消耗将增加；反之，如减少铁芯直 径则有可能引起铁芯过饱和以致使空载电流和空载损耗均大为增加。此外.对电力变压器来说，短路阻抗是一个很重要的性能参数， 在设计时要求严 格地控制在一定范围之内。根据计算短路阻抗公式可知，短路阻抗的电抗分量。若

17、要 维持短路阻抗为一定值，则需要使绕组电抗高度Hx减少，并使纵向漏磁等效而积增大，即增加辐向尺寸而减少绕组高度，以使绕组和整个变压器的尺寸向宽而低的方向 发展。相反，如减少铁芯直径而使绕组匝数增加时为保持短路阻抗不变，则整个变 压器的尺寸将向窄而高的方向发展。综上所述可知：铁芯直径的选取百先将关系到整个变压器的制造成本。这主要应视铁芯材料的增加（或减少）及导线材料的减少（或增加）之中哪一个量变化对制造成 本的影响更大来决定，在这一点上，变压器的设计类似于其他电机的设计， 存在一个 最优的铜铁比选择的问题。其次，铁芯直径的变化还将影响到变压器各技术件能参数 （如空载电流”空载损耗、负载损耗、短路

18、阻抗等）的改变，而在设计时这些件能参数值的变化均应符合相应国家标淮的规定。 第三，如前所述，铁芯直径的选取还影响到 整个变压器的尺寸、形状等。最后，铁芯直径的选取还要考虑系列化、 通用化的要求 因此铁芯直径的选取是一个复杂的技术经济问题， 往往也是变压器实现优化设计的关 键。322截面的选择铁心柱截面有矩形和多级圆形截面（如图 3-2 ）。矩形截面续充系数最高，心片 种类久剪切、叠积和装配均根简轧但由于我国目前还不生产壳式变压抵因而矩形截面铁心在国内用得很少图3-2铁心柱截面有矩形和多级圆形截面铁心直径的大小，直接影响材料的用量、变压器的体积及性能经济指标。 故选择 经济合理的铁心直径是变压器

19、设计的重要一环。硅钢片重量和空载损耗随铁心直径增 大而增大，而线圈导线重量和负载损耗随铁心直径增大而减小。合理的铁心直径就是 硅钢片和导线材料的用量比例适当，打破到最经济的效果，故铁心直径的大小，与采 用的硅钢片性能和导线材料直接有关。根据关系式的推导，铁心直径D与变压器容量 P的四分之一次方成正比的关系，但因为变压器分单相、三相、双绕组、三绕组、自 耦等，同样容量但肖耗材料不同。一般都按材料消耗折算成物理容量进行计算，为了计算方便，均以每柱的物理容量 Pa为基础，按下式求出铁心直径：D K 4 巳 57 4 533.3275K 取 53 -K-系数，由硅钢片性能和导线材料而定，采用冷轧硅钢片

20、，铜导线时,57,本设计K取57。Pa 柱容量，三相双绕组变压每柱容量为a533 . 3 KVA。按标准直径取的275mm323.迭片系数迭片系数是由硅钢片的标称厚度，波浪性、绝缘膜厚度及铁心夹紧程度而定。一 般主要根据波浪性来确定迭片系数，因其他因系变化不大。本设计迭片系数取0.97。故铁心有效截面积为539.902平方厘米3.3铁心截面的设计首先根据参考文献1P 36表2 “常用心柱截面的特征和适用范围”选取“多级圆 形截面”，该截面是用的最广泛的心柱截面形状。级数越多，截面越接近于圆形，填 充系数越大，理论上可以接近与100%，但级数增多，铁心片的规格多，加工，叠积 困难，因此填充系数实

21、际上只能达到 90%然后选取常用的铁心叠积形式，根据天威公司具体生产情况，采用三相三柱式标 准全接缝不断轭片铁心叠积形式， 该形式电工钢片剪切方便，利用率较高，工艺相对 简单，是小型铁心采用的形式。铁心的角接缝结构可根据参考文献1P 44表2-11 “常见的铁心边柱角接缝的结构 特征和使用情况”可以查出本变压器铁心从用料和生产工艺考虑用“标准斜接缝（带尖斜接缝）”较适合。该接缝形式的铁心片为纯45斜角片，铁轭外侧有尖角伸出，但角部内侧有与尖角相同的空穴，局部提高了磁密，搭接面积受尖角大小的影响，剪 切方便，电工钢片利用率也高，是近几年来公司采用最多的接缝形式。3.3.1铁心级数的确定铁心柱截面

22、为一多阶梯形，外形接近于一个圆。这个阶梯开的级数愈多，有效截 面愈大，但制造工时也愈多。根据材料供应情况和制造工艺水平，尽力增加铁心柱级数。根据参考文献1附录二可以查出当铁心直径是 275mm寸，本计设铁心柱直径取 8级。从第1级到第8级各级的片宽B1 -B7分别是270, 250, 230, 200，180，140, 110,70。迭厚分别为28，30，17，19，10，14,8,6。根据上述数据可以确定铁心截 面图。图3-3铁芯直径级数3.3.2铁心片尺寸的计算这种截面的铁心片不能是每片宽度都不相同，按照上述的数据可以得出截面级铁 共分了 8级，每组铁片都具有相同的宽度，才便于剪切和加工。

23、铁心级数越多，铁心 的填充系数越大，但电工钢片的规格越多，不容易制作。根据参考文献1P 46电工钢片片型尺寸的计算公式，可以得出该三相三柱式铁心 所需的四种规格：1 号片：L=H+2B+2B(3-1 )2 号片：L=2X M+B(3-2)3 号片：Li=B/2+a L 2=B/2-a L=H+B i+2R(3-3)4 号片：L= H+B+2B(3-4)级号 i=1，2, 3,.8Bi为最大一级片宽R为与主级的高度差a为电工钢片在搭接时出角宽，根据本公司生产规格 a=5mm 相关尺寸标号均在图纸上标出。铁心截面各级电工钢片的具体尺寸如下表所示:级号BLL1L2片型127011851号片22501

24、145LLuL323011054200104551801045614010457110985870985127011702号片22501150L/2子H胪L也323011304200110051801080614010407110101087097012709151401303号片2250895130120L3230875120110L Ll1420084510595,Jd表3-1铁心叠片参数表3.4低压线圈匝数的计算 1每匝电压e的确定按电磁感应定律得每匝电压：U BAC etW 450式中：B磁通密度，千高斯；AO铁心有效截面，平方厘米。2初选每匝电压etI 已知铁心截面AC硅钢片牌号，即

25、可初选每匝电压 etet14.8 539.90245017.757伏/匝3低压线圈匝数的确定低压线圈匝数的确定最后求得每匝电压 et和磁密B 用et和低压线圈电压初算低压线圈匝数 W2为23117.75713.00匝匝数不能有小数，取低压线圈匝数为 13匝，故每匝电et为:et2311317.77伏/匝磁密B为错误!未找到引用源。千高斯3.5高压线圈各分接匝数的确定和电压比较核对2.5 %相电压 U2.5%250 ;2.5 %匝数错误!未找到引用源取14匝计算咼压线圈匝数，首先从-10 %开始。-10 %时的匝数实际-10 %时相电压U = 507 X 17.77 = 9009.39与标准电压

26、误差为:nnonWC =孔日*二 旳日卩二0,104% E25斑-7.5%时的匝数N_7-EW = 507 + 14 = 521实际-7.5%时的相电压U = 9009.39 + 14X 17.77 = 9258.17与标准电压误差为:WC =如巴二= 0.038% 025%-5%时的匝数实际-5%时的相电压U = 920.17+ 14 X 17.77 = 9506.95与标准电压误差为:ybUb.yb -neonWC = 0.063 a25i-2.5%时的匝数N_3.s = 535+14 = 549实际-2.5%时的相电压U = 9506.95 + 14X 17.77 = 9755.73；与

27、标准电压误差为:叽=刃勺送二= 0059% 1 = 10252弓与标准电压误差为：一 1UZ5UWC = 0.033% a25如1 er 匚 hi+5%寸的匝数血=577 + 14 = S91实际+5%寸的相电压U = 10253,29 + 14 X 17.77 = 10502.07与标准电压误差为：一 1U5UUWC = 0.020% 0.2S%d rtutrifi+7.5%时的匝数N+7.5 = 591 + 14= 605实际+7.5%时的相电压U = 10502.07 -f 14X 17.77 = 10750.85与标准电压误差为：一 1U750WC =二 0.003( 0.2Sj-+1

28、0%时的匝数H砸=60S -14 = 619实际+10%寸的相电压U = 10750.65 -f 14X 17.77 = 10999.63与标准电压误差为：- 11UUUWG = -0D03% 025畅1 r nrini额定时的相电压错误!未找到引用源。 伏3.6线圈及相关布置形式的确定线圈是变压器输入和输出电能的电气回路，是变压器的基本部件，也是变压器检修的主要部件，它是由铜，铝和圆扁导线绕制，再配置各种绝缘件组成的。变压器容 量和电压等级的不同，线圈所具有的结构特点亦各不相同，其中包括匝数，导线截面, 并联导线换位，绕向，线圈的连接方式等。线圈必须具有足够的电气强度，耐热强度 和机械强度，

29、以保证制造或修理后的变压器能够可靠的运行根据经验可得本台变压器 高压线圈为多层圆筒式，低压线圈为螺旋式。高压在外，低压在内的布置形式。3.7导线规格的选取及层数的确定根据设计需要，选取导线规格见表4-1导匝绝线线截面并绕根匝绝线线截面并绕根线缘厚宽积数缘厚宽积数正ZB-03619.51ZB-031706.4 X 6常段.45.75.45079分2接段高压低压表3-1导线规格线圈辐向尺寸的计算首先，高压线圈采用纸包扁铜线，规格为厚3mm线宽6.7mm双边总绝缘厚为0.45mm绕制方式为一根轴向并绕，总匝数为 619匝，共绕8层。第一到七层为79匝，第八层为66匝，其中不满79匝的部分均用纸垫条垫

30、平首先计算低压辐向尺寸， 前四层：3.5 X 4+0.08 X 24+0.83=16.75mm 后四层：3.5 X 4+0.08 X 24+0.83=16.75mm, 第三层和第四层之间要加油道，采用瓦楞纸板厚5mm,相关数据中包括余量和工艺系数，轴向尺寸为 7.2 X80+5=581mm对于低压线圈，绕线规格为纸包扁铜线，线厚为 3mm线宽为10mm双边总绝缘 厚为0.45mm并绕根数为4X 6根轴向并绕。首先绕线的辐向尺寸3.5 X 3+0.5+5+3.5 X 3+0.5=27mm两层之间要加油道，采用瓦楞纸板厚5mm轴向尺寸：10.5 X56+6=594mm其中包括余量和工艺系数。3.8

31、绝缘半径（见图3-4）变压器绝缘是电力变压器，特别是高压和超高压电力变压器的重要组成部分。从变压器结构设计方面来说，通常分为六大部分，即绕组、铁心、引线、器身、油箱重 量。其中，绕组、引线、器身和总装（涉及外绝缘）四大部分直接与绝缘有紧密的联系， 铁心和油箱也涉及到绝缘问题。另外，绝缘问题无论是在变压器制造过程中，还是在变压器运行中.往往都是最敏感、最直观地表现出来，所以变压器绝缘成为变压器制 造厂家和使用部门员为关注、最为重视的问题。制造和运行经验表明，电力变压器绝缘结构及其绝缘材科的可靠性， 直接影内到 变压器运行的可靠性。在保证运行可靠性的前提下，缩小变压器绝缘距离，具有明显 的经济意义

32、。因此，合理地确定变压器绝缘结构和正确选用绝缘材科， 具有重要的技 术经济意义。研究变压器绝缘，就是要把握住变压器绝缘的内在联系， 做到合理地确定变压器 绝缘结构和正确选用绝缘材料，以便在保证可靠性的前提下。设计出性能先进，且是 最经济的变压器来。主绝缘距离是根据试验数据和制经验确定的。% = 137 R2= R +也玄 + C = 13A5 + 7 = 144.SRZ3 = Rr +学二 14.5 + 8 = 15ZJRi= R2 + bi = I44 占 + 16 = 160R34 = Rj + 2 =占 +W = 170.5% =+77= 180,5 + 19.25 = 199J5Rs=

33、 R4 + B: = 1EQ + 38.5 = 219D: 219 - 172 =油箱的长度 L 2 M O D 602 450 438300 2221860MOM0X-1厂I1 / 1|VX11A.1tk11/X图3-7油箱尺寸的估计2. 油箱高度垫脚厚取16mm垫脚绝缘厚取3mm上铁轭至油箱顶端一般为200-300mn,本设计 中取281mm.油箱高度=垫脚厚+垫绝缘厚+窗高+2铁轭高+上铁轭至油臬顶端距离H HO 2He He Hd H1645 2 270 19 281 1485H 1485 5 1480mm上面我们已经算出了油箱的内侧尺寸，油箱长为1860mm宽为610mm高为1485

34、mm根据参考文献 第373页“ 10kv级及以下桶式油箱箱壁，盖，底以及箱沿 螺拴，螺孔间距”中可查出该变压器容量为1600kva时油箱箱壁厚6mm箱底厚8mm 箱盖厚10mm所以根据此数据可以得出该油箱器身的外形尺寸分别为油箱长1872mm宽 622mm.4减少变压器漏磁场引起的附加损耗的措施漏磁场引起的损耗降低变压器效率，引起变压器个别部件的过热。随着变压器容 量增大，漏磁场引起的损耗的绝对值和相对值均增大，散热越来越困难。所以应该采 取专门措施以减少这种损耗。减少漏磁场引起的损耗的最有效措施是减少漏磁场本 身。这种措施虽然是可行的， 但是这将导致短路电流增大， 限制了标准中规定阻抗电 压

35、数值。在漏磁场数值为一定的前提下，采取下列措施可以减少损耗：a. 改善漏磁场图形并使漏磁通沿着引起最小损耗的路径通过（控制漏磁场）b. 正确地选择变压器个别元件的结构和尺寸；c. 采用某些不导电和不导磁材料代替导电和导磁材料。1改善漏磁场图形在同心式绕组中存在横向 （径向）漏磁场，它使绕组导线损耗增大。 横向漏磁场还 能在油箱壁中引起很大的损耗。 由此得出结论： 所有绕组的磁势分布应使横向漏磁场 最小。以前认为在损耗方面最适宜的情况是沿绕组高度方向磁势不平衡度最小。 但是 近来的研究表明， 这个结论并不与实际相符， 因为漏磁感应的分窃与磁势的分布差别 很大。应该采用计算的方法和对比 （即将几个

36、漏磁感应分布方案进行比较 ）的方法来确 定绕组磁势最佳分布。当绕组端部存在很强的横向漏磁场时， 例如在双同心式绕组中， 有时采用由变压 器钢片制成的成分路，放置在绕组端部，这种磁分路能改善磁场，吸引磁力线，使之 更直些。在可能产生较大损耗的地方， 采用磁分路使漏磁通绕过这些元件， 这样可使漏磁 场引起的损耗大大降低。 流过下夹件支板的漏磁通， 大部分流向铁心， 并且垂直叠片 表面进入铁心边缘叠片组。 为了减少损耗， 可以采用硅钢片制成的磁分路. 布置在夹 件的支板上。这时流过一相夹件肢板的漏磁通大部分沿纵向磁分路流向相邻的一相。 沿着油箱壁放置磁分路， 并使流向油箱壁的大部分漏磁通流入磁分路，

37、 这样就可以减 少油箱壁中的损耗 c 有时亦在油箱内侧采用由铜板或铝板等非导磁材料制成的屏蔽 代替磁分路，这种屏蔽内的祸流屏蔽了企图进入油箱的漏磁通，从而可降低损耗。2. 正确选择元件的结构和尺寸 减少损耗的第二项措施包括选用横截面尺寸不大的导线的尺寸 ），采用并联导线进行换位或直接采用换位导线。 （特别是在垂直漏磁场方向 ）另外，大电流引线布置必须符合下列规定， 铜排应以窄面对箱壁。 为了减少引线 漏论用 铜排相互间距离应尽可能缩小，相邻铜排的电流应互相补偿。以上这些办法都是能减少由于漏磁引起的损耗 c3. 采用新型的材料采用新型的非传统材料来制造个别结构元件，以大大地降低漏磁场引起的损耗。

38、 这项措施包括采用绝缘材料 （层压木、玻璃钢 ）来制造压板及其它零件， 此外采用非导 磁材料来制造油箱等。5 变压器试验 变压器试验主要是验证变压器产品的性能是否符合有关标准或技术条件的规定 和要求，发现变压器结构和制造上是否存在影响变压器正常运行的缺陷， 考核产品采 用的新结构、 新工艺和新材料是否合理， 为开发新产品和改进产品提供数据。 通过试 验可以验证变压器能够在额定条件下长期运行， 并且能够承受预期的各种过电压及过 电流的作用而不影响变压器的寿命。 试验一般均在变压器制造厂内进行。 所有性能试 验均应以额定条件为基准。 试验过程中，凡能影响变压器性能的外部组件应安装就位。变压器试验环

39、境温度为10-40 C。应用与变压器试验的所有测量仪器必须是通过计 量检定并在有效期限内。 当试验测量的数据需校正到参考温度时， 对于油浸式变压器， 其参考温度取 75 C。根据标准规定，变压器试验分为例行试验，型式试验和特殊试验三类。1. 例行试验 每台变压器都要进行的试验。例行试验的目的是检验设计，工艺，制造的质量。a. 绕组电阻测量；b. 电压比测量和联结组标号检定；c. 短路阻抗和负载损耗测量；d. 空载电流和空载损耗测量。2. 型式试验在一台有代表性的变压器产品上所进行的试验， 以证明被代表的变压器也符合规 定要求。型式试验的目的是检查结构性能是否满足标准和技术条件。a. 温升实验；

40、b. 绝缘型式试验。3. 特殊试验 除型式试验和例行试验外，按制造厂和用户协议所进行的试验。a. 绝缘特殊试验；b. 绕组对地和绕组件的电容测定；c. 暂态电压传输特性测定；d. 三相变压器零序阻抗测量；e. 短路承受能力试验；f. 声级测定；g. 空载电流谐波测量；h. 风扇和油泵电机所吸取功率测量。变压器的主要性能参数变压器的主要的性能参数的选取，应保证变压器可靠运行为基础，综合考虑技术 参数的先进性和合理性，结合损耗评价，提出变压器的技术经济指标。同时要考虑系 统的安全运行，运输和安装空间的需要，要考虑提出高性能参数的同时，变压器的制 造成本也相应的增加。主要包括以下几个方面：1短路阻抗

41、2负载损耗3空载损耗等。5.1最后的试验数据最后根据本公司变压器试验站的测试，国家标准规定的该变压器的数据如下，试验值可以在标准值的土 10%围以内：实验数据表实验值裕度标准值结论空载损耗W1764 10%1850合格负载损耗W15806 10%15200合格总损耗W17534 10%17571合格短路阻抗%4.46 10%4.5合格经确定该变压器各数据符合国家标准，试验结果合格在本次设计过程中，相关变压器的设计和图纸的绘制均按照国家的相关标准执 行，其中的图纸包括两部分：一是变压器的总装配图，二是变压器的零件图。对于其 他与本设计的箱盖的设计不太相关的组部件出于篇幅的限制只给出了图纸而没有在

42、 正文中叙述， 只是对一些相关较紧的关键零件的设计给出了论述。 另外，在本次设计 过程中有一部分的设计是根据本公司的相关设计经验而得的， 并没有什么标准或具体 参考出处可查，但在实际生产中已经得到证实。本次设计的产品属于S11系列，特点是性能较S9和S10系列产品较高，而且损 耗较少， 符合节能降耗的原则要求， 但由于本人的设计水平有限， 所以在设计过程中 顾虑较多， 所以为了保证本产品能够顺利达标， 在给的一些余量尺寸方面都较大， 这 样就会导致变压器的耗材较多， 成本会相应的增多， 所以在节材这方面是我将继续努 力的，在保证变压器性能的情况下尽量降低成本，另外我的设计水平还有待提高。本次设

43、计是一次进行较为全面的设计， 但还有很多的欠缺， 比如公司的相关设计 方法与国家标准稍有差别， 另外我在论述设计过程的过程中组织语言的能力欠佳， 往 往感觉虽然设计计算合理， 但总是不能用文字将其完全表示出来， 但这些困难我在老 师和公司相关领导的帮助下都一一克服了， 通过这次毕业设计使我的能力有了显著的 提高，同时也发现了我的许多不足。致谢在进行本次设计的过程当中， 几乎综合运用了大学三年的所有专业课程， 当然完 成本次设计必须综合运用这些知识， 感谢三年以来各位老师对我的谆谆教诲， 使我的 专业知识既扎实又丰富，所以我们才能顺利地完成本次毕业设计， 而且在本次毕业设 计的过程当中我们学到了

44、课本上无法学到的东西，使我们受益匪浅，使我们将来可以 顺利的从事相关工作。在本次设计过程中我要特别感谢指导教师郭琳老师对我的大力支持和帮助，在此表示诚挚的感谢。在本次设计过程中，郭琳老师对我的设计过程提出了很多良好的建 议，使我的设计更加合理符合要求，另外在图纸的绘制过程中，郭工程师曾多次对我 的图纸进行批阅，并及时将需要修改的地方一一指出， 同样我每次提出的问题郭工程 师都一一详细的做出了解答，及时督促我们要按照要求和相关进度要求高质量，高效率的完成毕业论文设计，及时纠正我们设计过程中出现的问题， 使我们的的设计能够 达到论文设计的要求，在此再次表示忠心的感谢。参考文献1 变压器手册编写组电

45、力变压器手册辽宁：辽宁科学出版社，1989.05 ，14802 姚志松，姚磊中小型变压器实用全书北京：机械工业出版社， 2003.7 ，111333 沈阳变压器研究所变压器设计手册1985.09 ， 11714 变压器制造技术丛书编审委员会 变压器处理工艺 北京：机械工业出版社， 1999.03 ，11295 保定天威保变电气股份有限公司组编 电力变压器手册 北京： 机械工业出版社， 2003.01 ， 16786 西安高压电器研究所高压电器西安： 高压电器出版社， 2004.02 ， 11527 徐勇高电压技术湖北： 高电压技术编辑部， 2003.09 ， 1588 沈阳变压器研究所变压器沈

46、阳：沈阳变压器研究所， 2003.12 ， 1469 国家技术监督局技术制图与机械制图北京：中国标准出版社， 1996.4 ， 134610 Philips Semiconductors Design of HF wideband power transformers Netherlands ： 2008.4 ， 123附录附录1变压器设计图纸附录1序号图号图纸名称11WZT.710.000变压器21WZT.710.000MP铭牌31WZT.710.000JT技术条件48WZT.641.000铁心55WZT.071.000.1高压上夹件65WZT.071.000.2低压上夹件75WZT.071

47、.000.3下夹件85WZT.750.000夹件绝缘95WZT.022.000.1垫脚105WZT.022.000.2垫脚118WZT.786.000垫脚绝缘128WZT.193.000.1垫脚垫块135WZT.541.000铁心装配146WZT.602.000.1咼压线圈158WZT.711.000.1-2绝缘端圈168WZT.770.000.1硬纸筒176WZT.602.000.2低压线圈188WZT.751.000层间绝缘195WZT.193.000.1垫块205WZT.193.000.2垫块215WZT.750.000.2端绝缘228WZT.123.000.1-2撑板238WZT.090.000.1压板248WZT.090.000.2压板255WZT.711.000.1上铁轭绝缘265WZT.711.000.2下铁轭绝缘275WZT.700.000.器身绝缘285WZT.517.000.1咼压引线298WZT.111.000.1-7导线夹305WZT.517.000.2低压引线318WZT.111.000.8-9导线夹328WZT.516.000.1-2接线片338WZ