500KVA_10KV变压器设计开题报告

1、毕业设计开题报告题 目： 500KVA/10KV500KVA/10KV 变压器设计 _学院：电气学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：何方学号：3737指导老师：许志伟2016 年 3 月 18 日毕业设计开题报告文献综述变压器的原理从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。变压器是电子电路，它是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或者更多的绕组之 间，变换交流电压和电流而言传输交流电能的一种静止电器。变压器原理很简单顾名 思义变压器的主要作用就是变压，也就是改变电压。变压器的原理是电磁感应技术，变压器有两

2、个分别独立的共用一个铁芯的线圈。分别叫作变压器的次级线圈和初级线圈。电流的方向和大小随时间变化的，变压器初级通上交流电时，变压器的铁芯中产生了交 变的磁场，（其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。）在次级就感应 出频率相同的交流电压，变压器的初次级线圈的匝数比等于电压比。变压器只能改变 交流电压,不能改变直流电压，因为直流电流在通过变压器时不会产生交变的磁场，所 以次级线圈只能在直接接通的一瞬间产生一个瞬间电流和电压。电力变压器在电网中的应用变压器的用途很广泛，在国民经济的各部门，都十分应用着各种各样的变压器， 从电力系统角度而言，一个电力网将许多发电厂个用户连在一起。目前，已在系

3、统运 行的代表性产品包括：1150 k V、1200MV?A，735765kV、800MV?A，400500kV、 3 750MV?A或 1 550MV?A 220kV、3 1300MV?A电力变压器；直流输电 芳00kV、 400MV?A换流变压器。另一方面，当电能输送到受电端时，又必须用降压变压器将输电线路上的高电压降低 到配电系统的电压，然后经过配电变压器将电压降低到符合用户电气设备的个种电压 等级。按照我国电站向大机组发展的趋势以及当前的输电模式，未来50%以上的电站将直接与500kV输电线路相接，另外50%则与220kV输电线路连接。预计我国220kV 及以上输电网建设在2009年2

4、010年仍将高速增长，2011年220kV 及以上变压器的 需求量将达到3.52亿kV?A，2012年之后，国内220kV及以上变压器的需求也将出现 饱和，考虑到产品更新换代的问题，220kV及以上变压器年均需求量将维持在 3.5亿 kV?A。总体来说变压器在我们日常生活中运用十分广泛，它是电力系统中非常常见的器 件，小到收音机，大到我们日常生活中大型电网，用来升压降压的电力变压器，在各 种电气设备中，往往需要不同的电压电源。如我们日常生活的照明用电，家用电器的 电压一般都为220V，而各种动力的电压是380V，而线路的电压一般为： 6/10/35/110/220/500KV的电压。这些称为供

5、电点系统。3KV以上的称为高压系统。现 在化工的工业，广泛采用了电力为能源。电能是由水电站、发电厂的发电机转化来的， 发电机所发送来的电力根据输电电距将按照不同的电压等级传输出去，这种传输需要 一种特殊的专门设备。这种就是我们熟悉的电力变压器。变压器在输出配电系统中有着很重要的地位，要求他能安全可靠的运行。当变压器出现故障或损坏，将造成大面积的停电。随着技术的发展，工农业生产需要，变压器 在很多的领域也广泛的运用。如，根据需要配套的冶炼用的电炉变压器、电解化工用 的整流电压器、铁路电力机车用的牵引变压器等很多。变压器理论是电机学的一个分支。尽管变压器是一个静止电气设备，但由于高电压、 大容量变

6、压器的出现，变压器理论同样是一门复杂的学科，所涉及知识面广，难度也 很大。其基本理论是建立在电机专业和高压专业的理论基础和专业基础之上的。变压器在设计时的问题变压器设计是整个变压器制造的第一步。设计质量的高低，直接影响到产品的技 术水平、质量和制造成本。另外，即使在使用部门，也需要对变压器设计有所了解， 例如：使用部门在订购时，就需要对影响变压器性能参数的诸多因素有所了解，又如 正确决定变压器的正常与事故过负荷能力。变压器是一种静止高压电器，就其最基本的电磁感应原理而言，是与旋转电机相同 的，但是，其机械结构和在机加工方面的要求，却较旋转电机简单。二者最大区别在 于，出配电变压器之外的高压及超

7、高压变压器，它们的工作电压都大大高于旋转电机， 这时高压下的绝缘等问题，将上升为十分突出的矛盾，同时，高压变压器再设计、结 构、运行等方面所涉及的绝缘、损耗与发热，噪声、抗短路能力等问题，从物理学的 观点来看，都分别属于电场、磁场、温度场、声场与力场的范畴，总的来说是属于场 的问题，他们不仅理论高深，而且不依靠现代电子计算机进行数值计算，就不能得出 精确的解答，也可以说，变压器在设计，结构方面的原理，不仅不直观，而且是比较 高深的。基于这些情况，随着我国变压器制造业余电力工业的发展，有些部门早就开 始了对变压器设计和结构原理的研究。我们日常在电力系统中遇到的变压器的问题主要集中在变压器的的故障

8、上，变压 器的故障可以分为内部故障和外部故障，内部故障主要体现为高压侧和低压侧绕组的 相间短路，匝间短路、中性点直接接地系统侧的单相接地短路以及铁芯的绕损。此时 的故障时非常危险的严重时会导致变压器的爆炸，同时也会使人身受到伤害。随意在 变压器的设计时我们要考虑多方面的问题，基本的问题是磁通和电流密度，电流与容 量成正比，电流密度的大小要按照所选择的导体的发热量来考虑。再设计时我们尽量 做到，设计合理，运行安全可靠，实现经济效率的最大化。目前，有关变压器理论与设计计算的书籍不少。 其中有的书籍偏于理论的阐述和繁 杂公式的推演，较少设计实际应用，有的则是如同工厂的设计手册，不涉及参数、系 数等的

9、选取的依据以及各种简化计算公式的来源。前一种适合教学用，而后一种适合 工厂人员设计计算参考，这样的现状就往往是国内的新型的变压器研究的一个难题， 同时也对变压器的改革有很大阻力。变压器的分类按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却） 变压器。按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉 冲变压器。按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属

10、箔变压器。毕业设计开题报告开题报告一、课题的目的与意义：我国电网建设明显滞后于电源建设，加剧了电力供应紧张的局面。同时，由于主网 架相对薄弱，以及电网结构不合理，也限制了对供电资源的调配能力。为全面解决电网 建设滞后的问题，落实中央进一步扩大内需、促进经济增长的部署，国家电网将投资规 划由原来的“未来两年投资5500亿元”调整为“未来两到三年投资 1.16万亿元”，年 均投资额由2750亿元提高至3866亿元，提高幅度达到40%在电网建设中，主干电网 建设将成为电网投资的重中之重，国内 220kV及以上输电网建设在未来两三年将处于景 气周期。受益于直流超高压线路的建设，500kV及以上产品的增

11、长将有所提速，高压设 备生产企业将明显受益，其中包括超（特）高压变压器。我国目前经过两网的改革，使国内目前处于电力建设的高峰期。同时我国也在积极的改革电网的输送能力，变压器向大容量、低噪声、就近安装、美化环境、环网供电， 尽量缩短低压配电线，降低二次线损，改善电压品质。在本次设计的进行过程中，通过 查阅资料和自己的理解使自己更加深刻的掌握了变压器原理；掌握了变压器设计要求； 掌握了低压配电变压器设计的特点，加深了自己对专业知识的认识，更重要的是自主学 习了新的知识，对目前行业有了一定的认知。二、课题发展现状和前景展望1 、变压器的发展现状自新中国成立以来，尤其是改革开放后，我国的电力工业取得了

12、突飞猛进的发展。 迄今，我国的总装机容量与年发电量都已跃升到世界第一位，称为名副其实的“电力大 国”，其成就是十分巨大和惊人的。但是，由于我国人口众多，在按人均的装机容量与 年用电量方面，仍处于发展中国家的水平。今后，随着我国在新的世纪中国民经济迈向 全面的小康社会，电力工业必将取得更快的发展。目前，我国有能力生产500KV级变压器的企业不超过10家。自行独立生产技术水 平较先进国家相比还有一定差距。 而国内能生产220KV级变压器的企业不超过30家，能 生产110KV级变压器的企业则只有100多家；年产值超过100台以上的变压器企业更少。据市场数据显示，2011年全国电力变压器的产值达14.

13、3亿KVA，同比增长6.86%。 2011年国家电力变压器制造行业规模以上企业有 1461家，现实销售额2901.40亿元，实 现利润总额166.08亿元。2013年我国发电设备产量约1.2亿KW，约占全球总量的60%。 2014年，我国电网投资额为4118亿元，占电力总投资的53.04%。2015年7月中国变压 器产量为133,254,826.50千伏安，2015年1-7月止累计中国变压器产量 907,261,613.17 千伏安。总言之，我国变压器行业光鲜的数据，依然无法掩盖其背后的种种困局， 质量问题 突出、低端产能过剩、高端领域不足、价格战等恶性竞争严重等成为行业做大做强的不 利因素，

14、同时，企业研发投入不足、产品科技含量低、盲目投资等奖在未来的市场竞争 中进一步束缚着行业发展的脚步。2、变压器的前景展望：随着新一轮国家电网建设和经济刺激政策的拉动，我国输变电设备制造企业将在未 来几年内呈现产销两旺、景气十足的局面。而一直处于卖方市场的变压器行业特殊地位， 使得该行业保持着良性发展。不仅变压器生产水平总量位居世界前列，而且掌握了从 750KV到1000KV特高压交流、00KV特高压直流等一大批输变电关键设备研制核心 技术，国际竞争力不断增强。伴随着我国西电东送、南北互供、全国联网的实施，变压器需求仍将保持平稳增长 的态势。发展方向的电压等级将向 750KV、1000KV发展，

15、主要应用在长距离输变电线 路上。科技进步、电器电子产品更新加速，人们不断追赶潮流，一些弃置的电子产品给 人们带来了 “扔掉可惜，留着污染”的烦恼。近日，国家能源局印发配电网建设改造行动计划(2015-2020年)。考虑到特高压 直流输电线路的经济性明显好于 500KV交流线路，我国制定了大规模建设高压直流输电 线路的计划，包括800KV直流和500KV直流输电工程。根据规划，2020年800KV特高 压直流线路将建设15回，总输送功率为1.02亿KW。计划提出，通过实施配电网建设 改造行动计划，有效加大配电网资金投入在电网中涉及最大的就是电力变压器了，电力 变压器是发电厂和变电所的主要设备之一

16、。电力变压器的作用是多方面的不仅能升高电 压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要国家电网 公司的工作重心和发展战略对于整个电力产业有重大影响，配网自动化和农网改造工作的落实将带动变配电领域的快速发展，尤其是变压器市场需求总量、招投标数量将大 大增加，全球变压器市场将逐渐向中国倾斜，尖端产品的应用有望在中国取得更好效果。三、课题主要内容和要求本课题为500KVA/10KV变压器设计（三相油浸自冷式变压器）,设计系列为第9 设计系列，额定容量为500KVA，高压额定电压等级为10KV。要求：电压比（10 5%）/0.4KV;频率为50HZ ；联结组为Yyn0;短路阻抗

17、为4%负载 损耗5150W;空载损耗为960W;空载电流为1%，其他：符合GB1094,GB6451 研究方法、步骤和措施变压器的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。“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L）以及企业标准达：个等级。标准又分为强制性与非强 制性

18、（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，我们还推广采用了国际电工委员会标准。因此本次设计的最初除了查阅资料外，还要了解国家标准及有关技术标准中的规定。 首先对变压器的电磁计算，根据这样的基础，在对变压器的铁芯绕组等计算，确定变压 器的尺寸，其次是对变压器温升和绝缘的计算、选择，最后对变压器进行耐压短路的能 力校验。参考文献:【1】电机学第五版汤蕴璆著北京：机械工业出版社，2014.03【2】电机设计第二版陈世坤著.北京：机械工业出版社,2004.02【3】变压器设计原理尹克宁著.北京：中国电力出版社,2003.12【4】电力变压器计算.路长柏、朱英浩著哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1986【5】电力变压器设计计算方法与实践刘传彝.沈阳：辽宁科学技术出版社,2002.09【6】西安高压电器研究所高压电器西安：高压电器出版社，2004.02【7】沈阳变压器研究所变压器沈阳：沈阳变压器研究所，2003.12【8】中小型变压器实用书全书.姚志松著.北京：机械工业出版社，2008.01【9】500KV变电站主变压器及其低压侧设计王成立