干式变压器设计

毕业论文(设计)10KV干式变压器的设计学生的名字：讲师：合作指导教师：专业名称：电气自动化技术学院：职业技术学院2013年5月内容一、摘要第1章概述11.1干式变压器的发展与展望1.2干式变压器的应用.1.3干式变压器的分类21.4冷却方法及其标志31.5温升极限和参考温度1.6绝缘等级31.7干式变压器4的过载能力1.8干式变压器的保护方法51.9干式变压器环境保护标准5第2章设计要点62.1核心相关计算62.1.1芯径的选择62.1.2铁芯的空间填充系数72.1.3铁芯叠片系数72.1.4铁轭8截面和形状的选择2.1.5其他82.2高低压绕组匝数8的计算2.2.1每匝电压的初始计算82.2.2低压绕组匝数9的计算2.2.3通量密度和通量的计算102.2.4高压绕组10匝数的计算电压比检查2.3绕组相关尺寸和铜重量的计算122.4关于H级干式变压器的绝缘结构.132.4.1概述132 . 4 . 2 NOMEX纸14的技术性能2.4.3以NOMEX纸为原料的H级干式变压器152.5温升计算162.5.1开放式通风干式变压器温升计算原则172.5.2相关参数的补充说明20第三章10KV干式变压器的设计与计算213.1技术参数213.2铁芯直径和匝数213.3绕组计算223.4线圈22的铁芯间距和径向尺寸3.5阻抗计算243.6核心重量和损耗的计算243.7空载电流计算253.8温升的计算26第四章需要讨论的问题284.1级干变化和环氧浇注干变化的比较284.2电流密度的选择294.3温度上升时4.4能力324.5联系定律324.6低温运行环境234.7噪音和发烧的控制334.8合理利用干式变压器的过载能力以节省投资33参考文献35结束语36摘要变压器理论是电机的一个分支。虽然变压器是一种静态设备，但它可以在两个或多个线圈之间交换和传递电磁能量，线圈的匝与铁芯相连。它已经广泛应用于国民经济的各个部门和领域。变压器的使用使得选择最合适的工作电压成为可能，以保证发电机、输电电网和电力设备的安全和经济运行。变压器主要包括油箱、线圈、绝缘和结构部件等。变压器的设计主要包括变压器的电磁计算和体线圈及结构部件的计算。变压器的设计顺序是先设计铁芯，然后是夹具和线圈，最后是根据计算表中的数据设计油箱。在设计过程中，应确保装配尺寸准确。这次设计的变压器的功能主要是稳定电压。另外，本产品为S11系列，损耗小，符合节能降耗的原则。该总成的设计主要包括三个方面：一是方案的选择，二是设计计算，三是结构设计。为了确保设计零件的可靠性，应进行某些测试。关键词转换器；传输损耗；配电系统；能源节省i第1章概述1.1干式变压器的发展与展望新中国成立以来，特别是改革开放后，中国电力工业取得了快速发展。到目前为止，中国的总装机容量和年产量都已位居世界前列，并成为名副其实的“强国”。然而，由于中国人口众多，人均装机容量和年用电量仍处于发展中国家的中等水平。未来，随着我国国民经济在新世纪向小康水平迈进，电力工业必将实现更快的发展。众所周知，变压器是电力系统中一种极其重要的设备，各种类型的变压器广泛应用于发电厂、变电站、输配电网络以及广大用户和国民经济各部门。据统计，每1kw装机容量需要6-8KVA变压器。可以看出，随着国民经济的快速发展，对变压器的需求将继续增加。目前，油浸式变压器(即使用矿物油作为绝缘介质)是世界上主要的电力变压器，特别是当电压超过66kV时，几乎所有的油浸式变压器都是这种类型。由于油浸式变压器具有散热好、成本低、制造容易、技术成熟等特点，最重要的是油浸式变压器在高压等级下的绝缘性能是其他类型变压器无法比拟的。然而，在人们工作和生活的重要领域，如地铁、矿山、商业中心、机场、高层建筑、码头和发电厂，使用油浸式变压器供电是非常不安全的。因为一旦油浸式变压器发生内部故障，很容易点燃变压器油并产生爆炸，从而导致变压器油溢出和飞溅，造成更多的事故。因此，具有防火阻燃特性的干式变压器已成为城市供电的首选产品。在GB6450中，干式变压器被定义为“铁芯和线圈不浸在绝缘液体中的变压器”。因为没有液体用于绝缘，并且使用阻燃材料，所以很难燃烧。同时，由于产品铁芯和线圈的外露，维护和检修变得更加方便。因此，许多国家明确规定，在重要场所必须使用干式变压器供电。干式变压器在世界范围内的迅速发展可以追溯到20世纪中后期。1964年，第一台环氧树脂浇注干式变压器在德国诞生。这种干式变压器易于批量生产。与早期的浸渍干式变压器相比，具有明显的优势，特别是机械强度高、质量稳定性好，因此迅速推广应用。20世纪80年代末，干式变压器从国外进入中国，并以每年超过20%的速度快速增长。随着城市电网电力负荷的逐渐增加，越来越多的城市电网变电站渗透到城市和居民区。干式变压器已被广泛使用。在不断的需求中，干式变压器本身也得到了极大的发展。1989年召开第二届中国城网改造大会时，中国干式变压器年产量只有2000台MVA，1995年上升到6000台MVA，2000年达到17000台MVA，占配电变压器产量的19%。从世界各国干式变压器的发展状况来看，其产量和应用范围正在逐步扩大。在美国，干式变压器已经成为变压器和配电变压器的主体，干式变压器在整个变电站中占80% 90%。干式变压器因其诸多优点，越来越多地应用于高层建筑、商业中心、石油、化工等对防火和安全要求较高的部门。我们相信，中国加入世贸组织后，随着开放程度的进一步提高，干式变压器领域将会有更广阔的市场空间和未来。1.2干式变压器的应用干式电力变压器的选择应根据负荷情况、工程特点、现场环境、发展规划等因素合理确定容量和台数。(1)干式电力变压器应用于防火要求高的场所，人员密集的重要建筑(如地铁、高层建筑、剧院、商场、航站楼等)。)和无油配电装置(如发电厂、钢厂、石化产品等)中。)在企业的主要车间。(2)当场地较小时，如果技术经济指标合理，应选用干式电力变压器。(3)干式电力变压器应在初期投资和费用时选用排油设施、防爆隔墙、废油处理、运行、维护和损耗(6)干式电力变压器可用于室外箱式变电站，离重要建筑防火距离不足。1.3干式变压器的分类下表列出了每种温度等级下绝缘材料的最高允许温度：表1-1各温度等级绝缘材料的最高允许温度温度等级AEBFHC最高允许温度105120130155180220干式变压器根据绕组、外壳和绝缘材料的温度等级进行分类。(1)绕组分类：分为有封装绕组的干式变压器和无封装绕组的干式变压器。具有一个或几个固体绝缘封装绕组的干式变压器称为具有封装绕组的干式变压器。无固体绝缘封装绕组的干式变压器称为无封装绕组干式变压器。(2)按外壳分类：分为四种类型：密封型、全封闭型、封闭式和非封闭式干式变压器。密封干式变压器，带有密封的保护外壳，充满空气或某种气体。外壳的密封性能防止外壳内外的气体交换。全封闭干式变压器配有全封闭外壳。外壳内外的空气可以交换，但外界空气不能循环冷却铁芯和绕组。封闭式干式变压器，外壳封闭，外界空气可以循环冷却铁芯和绕组。非封闭式干式变压器，无外壳，外部空气可以循环冷却铁芯和绕组。(3)按绝缘材料的温度等级分类：A级、E级、B级、F级、H级和C级绝缘干式变压器。目前，B类、F类和H类干式变压器很常见。1.4冷却方法及其标志干式变压器的冷却介质是空气或其他气体(如氮气)。冷却介质可以通过自然循环和强制循环进行循环。前者称为自冷式，后者称为风冷式。冷却方法通常用两个字母表示。第一个字母表示冷却介质，第二个字母表示冷却介质的循环模式。当冷却介质是空气时，用字母A表示；当冷却介质是其他气体时，用字母g表示。当冷却介质自然循环时，用字母N表示；当冷却介质被迫循环时，用字母f表示。(1)对于非封闭式和封闭式干式变压器，外部空气可以循环冷却铁芯和绕组。绕组和铁芯的冷却方式能充分反映这两种干式变压器的冷却方式，所以冷却方式只用两个字母来表示。当天气冷时，用“安”来表示，当天气冷时，用“AF”来表示。(2)对于全封闭、密封的干式变压器，外部空气不能循环冷却铁芯和绕组。壳体内外的冷却介质及其循环方式可以相同也可以不同，壳体内外的冷却方式必须分别标注。这两个干式变压器的冷却方式通常用四个字母来标记。前两个字母表示外壳中绕组和铁芯的冷却模式，后两个字母表示手术的冷却模式。当干式变压器有两种冷却方式时，这两种冷却方式可在中间用斜线标记，如自动对焦/自动对焦。1.5温升极限和参考温度干式变压器