10kV变压器的设计

1、10kV级变压器的设计目 次1.摘要 12 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

2、214.10 油箱的设计计算22 5 减少变压器漏磁场引起的附加损耗的措施23 6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。电力变压器又分为油浸式和干

3、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

4、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。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

5、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、220KV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ISO

6、9001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

7、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

8、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

9、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。1.5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。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

10、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(

11、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/ l094与GBT 645lGBT10228等之外，还有GB 3ll等。2. 2熟悉产品规格及用户的要求产品型号：SZ11-1600/10 额定容量：1600KVA额定电压：10000±4×2.5%/400V 相数：3额定频率：50Hz 联结组别：Dyn11 空载损耗：1.85kW 负载损耗：15.2kW 阻抗电压百分数：4.5% 绝缘等级：A级冷却方式：油浸风冷 使用形式：户内使用了解用户的要求是非常必要的前期工作,一个企

12、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

13、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Y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/ ，即图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

14、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:2.低压线圈为“y”型接线时，其线、相电压分别为：3.高压线圈为D型接线时，其线、相电流分别为： 4.低压线圈为y型接线时，其线电流和相电流相等，即： 3.2铁心直径的选择3.2.1影响铁心直径选择的主要因素：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

15、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

16、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

17、键。3.2.2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

18、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为基础，按下式求出铁心直径: K系数，由硅钢片性能和导线材料而定，采用冷轧硅钢片，铜导线时，K取5357，本设计K取57。一柱容量，三相双绕组变压每柱容量为: KVA。按标准直径取的275mm。3.2.3.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

19、据参考文献1P36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1P44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

20、缝形式的铁心片为纯450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时，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。

21、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。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1P46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+2Bi+2B2 （3-1） 2号片：L=2×M+Bi （3-2）3号片：L1=Bi/2+a L2=Bi/2-a L=H+B1+2B2 （3-3） 4号片：L= H+B1+2B2 （3-4）级号i=1，2，3，.

22、8B1为最大一级片宽B2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22501145323011054200104551801045614010457110985870985127011702号片22501150323011304200110051801080614010407110101087097012709151401303号片225089513012032308751201104200845105955180865958561409057565

23、71108756050870915403012709154号片225089532308754200845518086561409057110875870915表3-1 铁心叠片参数表3.4低压线圈匝数的计算1每匝电压的确定按电磁感应定律得每匝电压：式中：B磁通密度，千高斯；AC铁心有效截面，平方厘米。2初选每匝电压已知铁心截面AC、硅钢片牌号，即可初选每匝电压伏匝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和磁密B用和低压线圈电压初算低压线圈匝数为匝匝数不能有小数，取低压线圈匝数为13匝，故每匝电为：伏匝磁密B为千高斯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 ；2.5

24、匝数 取14匝计算高压线圈匝数，首先从-10开始。-10时的匝数实际-10时相电压与标准电压误差为：-7.5%时的匝数实际-7.5%时的相电压与标准电压误差为：-5%时的匝数实际-5%时的相电压与标准电压误差为：-2.5%时的匝数实际-2.5%时的相电压与标准电压误差为：额定时的匝数实际额定时的相电压与标准电压误差为：+2.5%时的匝数实际+2.5%时的相电压与标准电压误差为：+5%时的匝数实际+5%时的相电压与标准电压误差为：+7.5%时的匝数实际+7.5%时的相电压与标准电压误差为：-+10%时的匝数实际+10%时的相电压与标准电压误差为：额定时的相电压 伏3.6 线圈及相关布置形式的确定

25、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，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导线匝绝缘线厚线宽截面积并绕根数匝绝缘线厚线宽截面积并绕根数正常段ZB-0.4536.719

26、.551ZB-0.45310706.794×6分接段2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平首先计算低压辐向尺寸，前四层：3.5×4+0.08×24+0.83=16.75mm，后四层：3.5×4+0.08×24+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

27、.2×80+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4×6根轴向并绕。首先绕线的辐向尺寸3.5×3+0.5+5+3.5×3+0.5=27mm，两层之间要加油道，采用瓦楞纸板厚5mm。轴向尺寸：10.5×56+6=594mm，其中包括余量和工艺系数。3.8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

28、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。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

29、压器来。主绝缘距离是根据试验数据和制经验确定的。图3-4 绝缘半径R1铁心柱半径R2低压线圈内半径R23低压线圈内半径R3低压线圈平均半径R34高低压线圈间空隙平均半径R4高压线圈内半径R45高压线圈平均半径Dx高压线圈处径Mo两铁心柱的中心距离B1低压线圈辐向尺寸B2高压线圈辐向尺寸其它数据见主绝缘距离表3.9引线的选取及相关参数的确定线圈的套装形式是低压线圈在内，高压线圈在外的形式套装。一是根据线圈轴向尺寸大小来定，二是因为高压线圈外侧要有分接开关引线出头，高压线圈套在外面保证出头方便。对于低压线圈来说首先，低压线圈出头均在上侧，出头引线用原线，输入端和输出端引线因为都在上侧出头所以距离较

30、近，所以为了避免两引线出头相接触，在两引线之间用绝缘纸板隔开。下面根据电流强度来选取接出引线，因为低压三相采用y接法，所以相电流和线电流均为2309.4A。所以根据此数据查参考文献1P322引线的型式和截面采用10×80（厚×宽）铜排，中性点零线电流偏小，低压零线上的线电流是其它三相线电流的三分之一，所以线电流为769.8A，所以根据该电流值从参考文献1中第328页中选用油中外套纸管圆铜线引线，引线的直径为16mm。高压端线圈采用D接型式，要有8个分接区间，所以要有9个分接头来保证接入8种不同的匝数，因为是D接，所以在最后一层绕线是应接入一段绕线，匝数为14匝，具体如图4-

31、1所示。图4-1 绕组绕线及油道示意图若是Y接的话就不用另外接入一段线，这主要取决与接线方式的不同。分接引线从侧面引出，但引出位置并不是最外侧，而是偏离正侧向水平距离50mm的一个位置，具体偏离方向是向左还是向右是根据油箱箱盖上的分接开关来确定的。偏离50mm的水平距离是本公司采用的较保险的距离。之所以偏离正侧面一定的距离的原因一是因为为了更靠近分接开关而节约材料，二是为了使引线与箱壁有较远的绝缘距离，另外根据计算中的各分接开关的电流值来选取高压分接开关引线型式。根据计算单中电流分接引线中线电流最大的是92.38A，根据参考文献4中第326页按长期负载温升选取油中纸包铜电缆引线的截面，所以可查

32、出选用每边包绝缘厚度为3mm的规格为25mm2的铜电缆较为合适，通过的额定电流为120A,选择引线的原则是在保证电流不超过额定电流的情况下尽量减少绝缘纸的厚度，是为了更好的保证该引线的散热。3.10 油箱的设计计算变压器在运行时，铁心中通过的磁通会在铁心中产生损耗，绕组中通过的电流在绕组中也会产生损耗。除此以外，绕组电流引起的漏磁通，铁心过励磁时在铁心外的漏磁通，会在各个结构件，如线圈，铁心结构件，油箱中产生附加损耗，冷却装置的油泵和风扇也有损耗。各种损耗都转变为热能，这些热量的一部分用来提高各个部分的温度，另一部分则向各个部件附近的冷却介质散出热量，变压器所用的绝缘材料都有一定的热寿命。所以

33、油箱的附部件中散热部分占很大比例。变压器的油箱有两种基本形式，平顶油箱和拱顶油箱。平顶油箱为桶形结构，下部主体为油桶状，顶部为平面箱盖；拱顶油箱为钟罩式结构，下底为盘形或槽形，上部为钟形箱罩，其间用箱沿和胶条结合成整体。平顶油箱适用于容量较小的产品，铁心加绕组的重量不是很大的情况下采用平顶油箱。本变压器采用平顶油箱。3.10.1油箱器身相关参数的确定油箱尺寸是由线圈尺寸,线圈对油箱的距离、开关、套管、引线尺寸的布置决定的,油箱尺寸的最后确定,是由布置图来定,介在计算时也应尽量估计准确.因为高压侧电压较低,套管小,故油箱尺寸主要由开关决定.开关是WSP型,线圈对箱壁的距离按35KV级绝缘距离取5

34、5mm即可,但考虑降低杂散损耗,最小取100-200 mm.按图中要求的距离估算油箱尺寸.1.油箱的宽度;172油箱的长度图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200-300mm，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1485mm，根据参考文献5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

35、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

36、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

37、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，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

38、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。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

39、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；

40、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；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

41、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±10%范围以内：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&#

42、177;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。结 论在本次设计过程中，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

43、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

44、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

45、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

46、 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 SemiconductorsDesign of HF wideband power transformersNetherlands： 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

47、.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.071.000.3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高压线圈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

48、.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高压引线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338WZT.022.000.3底座345WZT.180.00

49、0法兰358WZT.051.000.1-2箱壁365WZT.312.000箱盖378WZT.084.000箱沿385WZT.384.000油箱附录B：变压器主要产品部件使用说明书1. 适用范围本说明书适用额定容量6300KVA及以下，电压等级35KV及以下的油浸式电力变压器。2.产品型号SZ11-1600/10表示：1600KVA,10KV级,有载，11型三相油浸自冷式电力变压器；3主要结构及特点3.I 本系列变压器铁芯采用厚度为O35mm优质冷轧硅钢片，柱轭均为圆柱型等截面，45度全斜接，无冲孔以半干无纬玻璃丝带绑扎，有效降低空载损耗和运行噪声。3.2 线圈为铜导线绕制，其中扁导线采用碾压技

50、术成型新产品，具有密度高、质地均匀、尺寸偏差小、电阻率低等优点，加之合理的线圈结构，保证产品有良好热稳定性能和较低的负载损耗。3.3 合理的器身结构各部位均有可靠铆锁，具有良好的整体佳和足够的轴向压力，保证了产品可靠的动稳定性能。3.4 器身与油箱可靠限位与定位措施，将器身位移限定在最小范围内，实现正常运输下产品一般不需运行现场吊芯检查。3.5 油箱外型美观、结构合理，均有足够的散热面积，保证了满负衙连续运行的温升限值。4. 起吊运输4.1 变压器起吊应使用箱壁上全部吊攀(箱盖吊环仅供起吊器身之用，不能起吊整个产品)，起吊绳索与垂线间夹角不得大于30度。4.2 变压器至安装地点的运输方法，以公

51、路、铁路或水运为主。小型产品整体运输，较大型产品允许拆卸部分组件运输(散热器、储油柜、套管等)但均需装满油运输。拆卸组件、配套件及附带零件应另包装成箱与主机一起发运。4.3 全部运输过程，变压器倾斜度不得大于15度。5 验收贮存5.1 用户收到变压器后，应立即按铭牌查对所收到的产品规格、型号是否与订货合同相符，并按出厂文件一览表核对出厂技术文件是否齐全；安装箱清单和拆卸一览表核对附件、拆卸件是否齐全。5.2 随之对运到产品做如下检查：a.有无渗油、漏油现象；b.外观及各零部件有无缺损；c.各易损部件完好状况：压力释放阀、吸湿器玻璃筒、气体继电器视窗及开关动作是否灵敏及温度控制器和瓷套等。5.3 完成上述检查后如变压器不立即投入运行而长时间存放时(一个月以上)，油面线必须保持在箱盖以上，对拆卸运输的产品必须装上储油柜及吸湿器等附件，并注人同牌号变压器油相当于当时油温的油面线上，以适应外界温度变化时储油柜内油量及油箱内油压。6. 不经吊芯和不经干燥投入运行条件6.1 本系列产品经规范运输条件运抵安装地