10KV电力变压器毕业设计

内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书1摘 要设 计 任 务 和 程 序首 先 满 足 国 家 有 关 标 准 规 定 的 要 求 ， 还 要 同 时 符 合 设 计 要 求 ， 通 常 变 压 器 设 计 要求 包 括 如 下 技 术 规 范 。变 压 器 形 式 ： 相 数 、 绕 组 数 、 是 否 为 自 偶 、 升 压 或 降 压 。变 压 器 额 定 容 量 ： 对 于 三 相 变 压 器 或 自 偶 变 压 器 ， 应 说 明 个 绕 组 的 额 定 容 量 ， 或在 不 同 的 冷 却 方 式 下 的 容 量 。变 压 器 冷 却 方 式 ： 油 浸 自 冷 、 油 浸 风 冷 、 强 迫 油 循 环 风 冷 、 强 迫 油 循 环 水 冷 、 强迫 油 导 向 循 环 风 冷 、 强 迫 油 导 向 循 环 水 冷 。 当 存 在 两 种 冷 却 方 式 是 在 不 同 冷 却 方 式 下的 额 定 容 量 。变 压 器 额 定 电 压 与 调 压 方 式 ： 高 压 、 中 压 或 低 压 的 额 定 电 压 ， 是 有 载 调 压 或 无 励磁 调 压 级 其 分 接 范 围 、 分 接 级 。 若 为 有 载 调 压 时 ， 应 注 明 是 中 性 点 调 压 ， 还 是 线 端 调压 。其 他 规 范 ： 变 压 器 阻 抗 电 压 值 ； 联 结 组 标 号 ； 变 压 器 附 载 损 耗 ； 空 载 损 耗 及 空 载电 流 ； 套 管 型 电 流 互 感 器 的 技 术 数 据 ； 额 定 频 率 ； 安 装 地 点 海 拔 。特 殊 要 求 ： 如 防 污 要 求 ； 低 噪 声 及 运 输 要 求 等 。关 键 词 ： 电 力 变 压 器 ； 电 磁 计 算 ； 冷 却 方 式 ； 结 构 改 进内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书2AbstractDesign tasks and proceduresFirst meet the requirements of the relevant standards of the state, but also meet the design requirements, usually the transformer design requirements include the following technical specifications.1) the form of the transformer: the number of phase, the number of windings, whether for self - even, to boost or buck.2) the rated capacity of the transformer: for a three-phase transformer or a self even transformer, the rated capacity of the windings, or the capacity of the different cooling methods.3) cooling methods of transformers: oil immersed natural cooling, oil cooling, forced oil circulation air cooling, forced oil circulation cooling, forced directed oil circulation air cooling, forced directed oil circulation water cooling. When there are two types of cooling is the rated capacity in different ways.4) transformer rated voltage and the voltage regulation mode: high, medium or low rated voltage is on load voltage regulating or no excitation voltage regulating pressure of the tap, tap class. If there is a load voltage regulation, it should be noted that the neutral point of the voltage regulator, or the end of the line voltage regulation.5) other specification: transformer impedance voltage value; connection; transformer load loss; no-load loss and no-load current; technical data of bushing type current transformer; rated frequency; installation elevation sites.6) special requirements: such as anti pollution requirements, low noise and transport requirements, etc.Key words: power transformer; electromagnetic calculation; cooling mode; structure improvement内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书I摘 要 .- 1 -Abstract.- 2 -第 一 章 电 力 变 压 器 概 述 .- 1 -1.1 课 题 背 景 .- 1 -1.2 国 内 外 研 究 动 态 .- 1 -1.3 变 压 器 的 工 作 原 理 .- 2 -第 二 章 铁 芯 尺 寸 的 计 算 .- 5 -2.1 基 本 参 数 确 定 .- 5 -2.1.1 已 知 电 气 数 据 .- 5 -2.1.2 性 能 参 数 .- 5 -2.2 材 料 的 选 择 .- 5 -2.2.1 额 定 电 压 和 额 定 电 流 的 计 算 .- 6 -2.3 铁 心 直 径 的 选 择 .- 7 -2.4 铁 芯 温 升 .- 8 -2.5 铁 芯 级 数 确 定 .- 10 -第 三 章 线 圈 匝 数 的 计 算 .- 11 -3.1 初 算 每 匝 电 压 .- 11 -3.2 低 压 线 圈 匝 数 确 定 ： .- 11 -3.3 校 正 每 匝 电 压 及 磁 通 密 度 .- 11 -3.4 高 压 线 圈 匝 数 确 定 .- 12 -3.5 调 压 抽 头 匝 数 确 定 .- 12 -第 四 章 绝 缘 半 径 计 算 .- 13 -4.1 绕 组 电 磁 线 截 面 积 计 算 及 选 择 .- 13 -4.2 电 磁 线 选 择 .- 13 -4.2.1 绕 组 形 式 及 布 置 选 择 .- 13 -4.3 绕 组 尺 寸 计 算 .- 15 -内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书II4.3.1 低 压 轴 向 尺 寸 （ 不 连 端 圈 在 内 的 实 高 、 换 位 ） .- 15 -4.3.2 高 压 轴 向 高 度 （ 不 换 位 ） .- 15 -4.3.3 线 圈 有 效 高 度 （ 计 算 短 路 阻 抗 及 散 热 面 使 用 ） .- 16 -4.4 幅 向 尺 寸 计 算 .- 16 -4.4.1 低 压 幅 向 尺 寸 .- 17 -4.5 油 道 .- 17 -第 五 章 损 耗 及 短 路 阻 抗 .- 21 -5.1 绕 组 数 据 计 算 .- 21 -5.1.1 平 均 匝 长 .- 21 -5.1.2 导 线 长 度 计 算 .- 21 -5.1.3 每 相 电 阻 .- 22 -5.2 导 线 质 量 计 算 .- 22 -5.2.1 裸 导 线 质 量 .- 22 -5.2.2 带 绝 缘 时 导 线 质 量 计 算 .- 23 -5.3 绕 组 电 阻 损 耗 、 负 载 损 耗 计 算 .- 24 -5.3.1 电 阻 损 耗 .- 24 -5.3.2 负 载 损 耗 ： .- 24 -5.4 短 路 阻 抗 计 算 .- 24 -5.4.1 计 算 电 抗 压 降 .- 24 -5.5 铁 芯 数 据 计 算 .- 26 -5.5.1 铁 芯 窗 高 .- 27 -5.5.2 铁 轭 高 度 .- 27 -5.5.3 铁 轭 截 面 .- 27 -5.6 铁 芯 质 量 .- 27 -5.6.1 芯 柱 质 量 .- 27 -内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书III5.6.2 铁 轭 质 量 .- 27 -5.6.3 四 角 质 量 .- 27 -5.7 空 载 损 耗 计 算 .- 28 -5.7.1 空 载 电 流 计 算 .- 29 -第 六 章 油 箱 及 热 计 算 .- 31 -6.1 油 箱 高 度 .- 31 -6.2 油 箱 长 度 .- 31 -6.3 油 箱 宽 度 .- 31 -6.4 油 箱 壁 面 积 .- 31 -6.5 油 箱 盖 面 积 .- 31 -6.6 油 管 设 计 .- 32 -6.7 温 升 计 算 .- 34 -6.7.1 发 热 中 心 高 度 .- 34 -6.7.2 散 热 中 心 高 度 .- 34 -6.7.3 油 箱 单 位 散 热 负 荷 .- 34 -6.7.4 油 箱 对 空 气 平 均 温 升 .- 34 -6.7.5 油 面 最 高 温 升 .- 35 -6.8 线 圈 对 油 平 均 温 升 .- 36 -6.8.1 线 圈 校 正 温 度 计 算 ， 由 线 段 厚 度 造 成 内 温 差 .- 36 -6.8.2 线 圈 对 空 气 平 均 温 升 .- 36 -第 七 章 变 压 器 重 量 计 算 .- 38 -7.1 油 重 .- 38 -7.1.1 变 压 器 器 身 占 空 体 积 VT .- 38 -7.1.2 油 箱 容 积 .- 38 -7.1.3 油 箱 内 油 重 .- 38 -内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书IV7.1.4 油 管 内 油 重 .- 38 -7.2 油 箱 重 .- 39 -7.3 箱 壁 重 .- 39 -7.4 箱 盖 重 .- 39 -7.5 箱 底 重 .- 39 -7.6 油 管 重 量 .- 40 -7.6.1 套 管 重 量 .- 40 -7.7 铁 芯 及 绕 组 重 量 .- 40 -结 论 .- 41 -参 考 文 献 .- 42 -致 谢 .- 43 -内 蒙 古 科 技 大 学 矿 业 与 煤 炭 学 院 专 科 毕 业 设 计 说 明 书1第 1 章 电力变压器概述1.1 课题背景变 压 器 是 电 力 系 统 中 极 其 重 要 的 输 变 电 设 备 ， 可 将 一 种 电 压 电 能 转 换 为 另 一 种 电压 电 能 ， 国 内 变 压 器 行 业 通 过 引 进 国 外 先 进 技 术 ， 使 变 压 器 产 品 品 种 、 水 平 及 高 电 压变 压 器 容 量 都 有 了 大 幅 提 高 。 此 外 随 着 新 型 材 料 、 新 工 艺 的 不 断 应 用 ， 我 国 各 变 压 器制 造 企 业 不 断 研 制 开 发 出 了 多 种 结 构 形 式 的 变 压 器 。我 国 在 小 容 量 变 压 器 方 面 已 经 拥 有 雄 厚 的 实 力 ， 并 在 国 际 市 场 中 占 有 重 要 的 地 位 ，但 在 高 容 量 、 超 高 容 量 变 压 器 方 面 我 国 技 术 和 实 力 还 非 常 薄 弱 ， 造 成 我 国 无 法 进 入 欧美 发 达 国 家 的 高 容 量 、 超 高 容 量 变 压 器 市 场 ， 与 此 同 时 我 国 变 压 器 供 大 于 求 价 格 竞 争激 烈 生 产 厂 家 为 夺 取 市 场 份 额 压 低 产 品 价 格 ， 生 产 厂 家 没 有 足 够 的 资 金 向 新 工 艺 新 材料 方 面 做 研 究 。 综 合 导 致 了 我 国 变 压 器 行 业 在 该 方 面 发 展 缓 慢 。由 于 变 压 器 数 量 众 多 ， 变 压 器 本 身 消 耗 的 电 能 严 重 ， 据 先 关 数 据 显 示 ， 目 前 我 国所 有 变 压 器 自 身 消 耗 的 电 能 占 全 国 发 电 总 量 的 3%10%,而 且 占 配 电 网 总 损 耗 的 40%60%,在 变 压 器 节 能 方 面 有 巨 大 的 发 展 潜 力 。1.2 国内外研究动态目 前 变 压 器 向 两 大 方 面 发 展 ： 一 、 向 特 大 型 超 高 压 方 面 发 展 。 二 ： 向 节 能 化 、 小型 化 、 低 噪 声 、 高 阻 抗 、 防 爆 型 发 展 。 实 现 向 大 容 量 发 展 的 目 标 ， 减 少 变 压 器 在 输 配电 系 统 中 对 电 能 的 消 耗 ， 降 低 变 压 器 工 作 的 噪 声 ， 减 少