毕业设计（论文）-630kVA电力变压器的设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目： 630KVA电力变压器设计 学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 贺 毅 学 号： 200713010305 指导老师： 彭 磊 2011年 3 月 5 日 开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从电气系网页或各教研室FTB上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计说明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述前 言变压器是根据电磁感应定律，将交流电变换为同频率、不同电压交流电的非旋转式电机。变压器是随着电磁感应现象的发现而诞生，经过许多科学家不断完善、改进而形成的。同时变压器也是工厂供电系统中最重要的元件，在现实的运用中显示越来越重要的作用。随着信息技术、材料技术、新能源技术等新技术与制造技术的相互交叉渗透,融合,使传统意义上的制造技术在原有基础上得到了质的飞跃,形成了当代的先进制造技术,与传统制造技术相比,它既有继承性,又有质的区别;它既有特定的含义,又是动态发展的,是相对而言的。如今,先进制造技术已成为各国经济发展和满足人民日益增长的主要技术支撑,成为加速高新技术发展和和实现国防现代化的主要技术支撑,成为企业有激烈的市场竞争中能立于不败之地并求得迅速发展的关键因素。变压器的发展现状及发展趋势从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。变压器的发展现状1. 电力变压器 一个世纪以来，电力变压器原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日臻完善，因而各项技术参数愈来愈先进。电力变压器主要为油浸式，产品结构有两类：心式和壳式。心式生产量占95%，壳式只占5%。心式与壳式互无压倒性的优点，只是心式工艺简单一些，因而为大多数厂家采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量，其绝缘、机械及散热都有优点且适宜于山区水电站的运输，因而仍有其生命力。解放前我国只能生产配电变压器，最高电压、最大容量为33kV、2000kVA。随着国家几个五年计划，建设了沈阳变压器厂为主的专业生产厂，到“八五”末，建立了一批大中小型骨干工厂，形成了我国自己的变压器行业。我国沈阳变压器厂、西安变压器厂、保定变压器厂均已成批生产500kV级电力变压器，在500kV系统内运行，最长的已超过17年，经过十几年的不断改进，其运行指标与进口变压器完全相当，总产量达150GVA。 组 件 套管：我国南京电瓷厂、西安电瓷厂可成批量供应500kV电容式套管，南京电瓷厂20世纪70年代（以下年代均指20世纪）末已试制成功750kV套管。 有载分接开关。国产变压器及国内进口变压器已装用多台V型及M型开关，运行上基本可靠。在70年代我国也引起了MR技术，在消化的基础上，遵义长征电器厂早已做出了V型与M型分接开关，沈阳变压器厂也能生产。其产品已在国内众多的变压器上应用，运行证明也是可靠的。 冷却器。我国风、水冷却器和片式散热器都有。水冷却器也只在部分水电站用。风冷却器为肋管式，制造工艺简单，效率尚可，只是与板翅式相比，体积大、用料多。我们也曾对板翅式作过科研，具备了设计数据，只因生产工艺复杂未能投产。2. 配电变压器 我国因供电制历来只做三相变压器，目前主要产品为新S9型，容量到1600kVA。新S9有较好的经济指标（与国外不相上下），也有很高的可靠性，做了800台产品的短路试验，从1996年试制鉴定，到1999年末已有400家工厂取得生产资格。有约10家工厂生产波纹式油箱，运行的新S9约占25%。3. 干式变压器 浇注式干式变压器科研工作开始比较早，70年代中期即生产船用160kVA变压器，成批生产还是在80年代末，目前带填料、纯树脂、绕包的3种均生产，而以纯树脂的占多数，最大容量做到1620MVA/35kV，再加吹风可提高50%容量即2430MVA。从众多配电变压器看，其技术经济指标已与国外处于同一水平。其他的变压器如：（1）非晶合金变压器 （2）难燃油变压器 （3）SF6变压器 （4）组合式变电站与组合式变压器在我国也有一定的生产，并在某些技术上以达到世界先进水平。变压器技术与产品发展趋势 1. 发展趋势 变压器行业是一个相对老的行业，其技术与产品是成熟与完善的。在第二次世界大战以后，由于用电量的骤增，材料工业的进步，变压器的容量大增，其产品品种和技术可以说有了重大的变革，但因其基本原理未变，还不会产生革命性的变化。今后20年内：（1）变压器类产品的技术经济指标将愈趋先进，非晶合金将在配变范围内逐步取代传统硅钢片；（2）组合式变压器和全自保护变压器（CSP）在配变范围内所占的比例会逐年增加；（3）难燃油变压器不久将在国内生产推广；（4）三峡500kV、840MVA主变将在下一个十年工程中生产出来，其交流变电容量将达24750MVA；（5）500kV换流变压器将有一定的生产；（6）百万伏级系统及其变压器将在我国21世纪20年代内出现。在下个20年左右，超导用于变压器生产在技术、经济上将是可行的。多年以来，国内外厂商为国内电网提供了大批的电力变压器产品，大多数设备至今运行良好，在电网中发挥着应有的作用。但不容否认的事实是：国内电力变压器（包括进口变压器）事故率和国外相比仍然较高，缺陷较多，渗漏油问题始终未能得到很好地解决，电力变压器事故依然是威胁电网安全运行的主要方面。 特别应强调指出的是除了一些偶发事故，和一些由于电力系统运行人员操作维护不当或天灾引起的事故之外，还存在成批次发生的由于产品制造质量不良引发的恶性事故。例如：早期部份变压器产品存在的匝间短路事故、围屏树枝状爬电事故、500kV变压器主绝缘击穿事故，厂用双分裂变压器事故。以及近年来普遍存在的110kV变压器抗短路能力不足引起的事故，绝缘油质劣化故障等。电力系统被迫针对以上不同时期带有倾向性的电力变压器事故类型采取应急办法，制订相应措施，并将意见反馈到有关的制造厂。而问题在于，电力变压器的某些质量事故，往往在开始的时候难以查觉，直到运行若干年后才逐渐暴露出来，这种事故的滞后现象让我们一次次地为其付出了昂贵的代价，并使电力部门处于十分被动的境地，实在发人深省。从事变压器运行管理的专业人员从多年处理事故的经验中得出了一些有益的启示：变压器产品的质量是要靠从选型订货开始的全过程的质量管理中得到保证的，出厂例行试验合格是必须的，但它只是整个质保体系中的一个环节；电力变压器在满足基本的使用功能的前提之下，应该尽量地简化产品结构，选用合理的性能参数，不能偏废；作为整个变压器结构系统中某一环节的改进，应尽量采用成熟技术、先行验证实验，才能大面积推广；结构设计要做到和工厂的工艺、材质状况相适应，先进的设计要靠工艺过程来保证等。 电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，其性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。自改革开放以来，为满足我国电力工业的发展建设需要，电力变压器行业得到了较快发展。1.1 我国电力变压器的发展简况 根据电力工业技术政策和装备政策要求，我国电力变压器的发展从低压、高压直至超高压，从单一品种发展到系列化生产；随着技术进步，在材料性能、结构原理、制造工艺、工装设备及检测技术、检测手段等方面都有较大的进步、提高和创新。 20世纪50年代初期，国产变压器基本采用热轧硅钢片，各种损耗很大。20世纪70年代开始，我国变压器制造开始采用冷轧硅钢片，才使国产变压器损耗有所降低。但是，由于当时硅钢片生产技术水平不高，材料技术性能不稳定，电力变压器损耗没能实现大幅度下降厂家按照JB 500仍和JBl30073变压器系列标准进行大批量生产，使我国电网运行维持在高损耗的水平上。 “八五”期间，我国农村电网拥有配电变压器约193万台，其中JB 500仍系列50多万台，JBl30073系列70多万台，两种高损耗变压器合计占配电变压器总数的62以上，农网高低压综合线损率达30以上。 针对我国农村电网高损耗的现状，面对农网负荷分散和季节性强的特点，大幅度降低变压器空载损耗具有重要意义。原电力部曾提出采用低损耗配电变压器，更新改造高能耗配电变压器的农网技术装备政策，也曾提出设计农网专用变压器的要求。设计计算任务 产品设计应符合国家标准，或者用户在合同中提出的标准和要求。在合同中通常包括以下一些技术规范： a.变压器的型式 相数、绕组数、冷却方式、调压方式、耦合方式。 b.额定容量，各绕组的容量，不同冷却方式下的容量。 c.变压器额定电压、分接范围。 d.额定频率。 e.各绕组的首末端的绝缘水平。 f.变压器的阻抗电压百分值。 g.绕组结线方式及连接组标号。 h.负载损耗、空载损耗、空载电流百分值。 i.安装地点海拔高度。 j.套管型电流互感器技术参数。此外，用户可能还有一些特殊参数。变压器计算的任务，就是根据上述技术规范，按照国家标准，如电力变压器、三相油浸式电力变压器技术参数和要求、高压输变电设备的绝缘配合及高电压试验技术和其它专业标准，确定变压器电磁负载，几何尺寸、电、热、机械方面的性能数据，以满足使用部门的要求。对方案进行优化计算，在满足性能指标前提下，具有良好的工艺性和先进的经济指标。 1.2计算步骤 a.产品型号及绕组结线方式。 b.电压计算。 c.电流计算。 d.铁心直径的确定。 e.线圈匝数计算。 f.主绝缘及纵绝缘的确定。 g.线圈计算。 h.阻抗计算。 i.损耗计算。 j.温升计算。 k.电动力计算。 l.油箱尺寸的确定。 m.重量计算。产品型号及绕组结线方式 计算之前，必须弄清楚产品的型号、额定频率及绕组的结线方式。 1产品的额定频率有50Hz及60Hz两个档次，我国是50 Hz。合同中不指明的均是50Hz，如果是60Hz，要在合同中明确标出。 2变压器型号由产品型号字母、阿拉伯数字及性能水平等级号组成，电力变压器型成形式参考文献：1 刘传彝电力变压器设计计算方法与实践M.沈阳：辽宁科学技术出版社2002.92 尹克宁变压器设计原理M北京：中国电力出版社2003.3 谢毓城电力变压器手册M北京：机械工业出版社2003.7.4 陈世坤电机设计M北京：机械工业出版社1982.1.5 沈阳变压器研究所变压器铁芯制造M北京：机械工业出版社1983.7.6 沈阳变压器研究所变压器线圈制造M北京：机械工业出版社1983.2.7 李发海,朱东起电机学M北京：科学出版社2004.8 姚志松主编中小型变压器实用全书M北京：机械工业出版社20039 张波主编油浸式配电变压器优化选型M重庆：重庆机械制造学校出版社200010 陈琴生主编变压器计算M天津：天津科技出版社198811 路长柏、朱英浩主编电力变压器计算M黑龙江：黑龙江科学技术出版社200012 Kar.Astrom,BjornWittenmark.ComputercontrolledSystemsM.Prenti-ceHall.Inc,1984 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告一、 目的与意义了解并熟悉高压变压器的发展概况、技术动向和新的应用领域，使其具有分析和设计的初步能力，并使我们对继电保护有一定的认识。使我们用综合分析解决问题。电能是现代工业生产的主要能源和动力。它既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代化工业及整个社会生活中应用极为广泛。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并搞好能源节约，就必须达到以下基本要求：1、安全；2、可靠；3、优质；4、经济。电力系统中的所有电气设备，都是在一定的电压和频率下工作的。电力系统的电压和频率直接影响电气设备的运行。可以说，电压和频率是衡量电力系统电能质量的两个基本参数。一般中型的工厂的电源进线电压是6-10V，先经高电压配电线路将电能输送给各车间，降成一般用电设备所需电压。变压器作为电力系统中的最主要的电气设备。其主体及其附件和连接设备的性能对整个电力系统的经济性能有至关重要的影响。变压器及其连接设备的研究和性能改善有利于整个国民经济的发展。二、发展现状和前景展望从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。1变压器的发展现状：一个世纪以来，变压器原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日臻完善，因而各项技术参数愈来愈先进。1.电力变压器；2配电变压器；3. 干式变压器；4. 非晶合金变压器；5难燃油变压器；6. SF6变压器；7组合式变电站与组合式变压器；2. 发展趋势 变压器行业是一个相对老的行业，其技术与产品是成熟与完善的。在第二次世界大战以后，由于用电量的骤增，材料工业的进步，变压器的容量大增，其产品品种和技术可以说有了重大的变革，但因其基本原理未变，还不会产生革命性的变化。今后20年内：