毕业论文-SFSZ10-31500／110电力变压器的电磁计算

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨理工大学学士学位论文- PAGE II - PAGE II -SFSZ10-31500110电力变压器的电磁计算摘要本文完成了sfsz10-31500/110电力变压器电磁计算，并且详细的列出了计算公式和方法。该计算主要包括：变压器铁心的选择及几何尺寸的计算,变压器线圈材料,型式选择,高度确定,电压电流计算及线圈几何尺寸计算,短路阻抗计算,线圈损耗,引线损耗,杂散损耗,负载损耗计算,变压器温升计算,短路电动力计算,变压器重量(总油量，器身重量，油箱重量，附件重量，运输重量计算)等，并且将结果进行校核，得出电磁计算方案关键词电力变压器、短路电动力计算、变压器重

2、量SFSZ10-31500/110 power transformer electromagnetism project calculationAbstractThis text introduced the SFSZ10-31500/110 power transform calculating and basic knowledge in project in electromagnetism primarily, than clarified the calculating and basic formula in transformer in power detailed with c

3、ompute the method. Among them included choice and calculations of the transformer core, transformer coil material, pattern choice, high certain, the voltage and current computes and the coil computes, the short-circuit resistance computes, the coil exhausts, the fuse exhausts, miscellaneous spread t

4、o exhaust, load to exhaust the calculation, the transformer temperature rises the calculation, short circuit electricity the motive computes, total oil in transformer measure, total weight, conveyance the weight computes, the transformer insulates the school checkup. Synthesize the design calculatio

5、n process that introduced the SFSZ10-31500/110 power transform.Keywords power transform calculating、short circuit electricity、total weight,PAGE II- - PAGE III -目录摘要 = 1 * ROMAN IAbstract = 2 * ROMAN II TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc46631440第1章 绪论1HYPERLINK l _Toc466314411.1 电力变压器计算1HYPERLINK l _To

6、c466314411.2 电力变压器发展1HYPERLINK l _Toc466314411.3 电力变压器介绍1HYPERLINK l _Toc46631443第2章电力变压器电磁计算3 HYPERLINK l _Toc46631447 HYPERLINK l _Toc466314442.1 额定电压、电流计算3HYPERLINK l _Toc466314442.1.1 线圈相电压3HYPERLINK l _Toc466314442.1.2 线圈电流4HYPERLINK l _Toc466314442.2铁心的确定6HYPERLINK l _Toc466314442.3线圈匝数的计算6HYP

7、ERLINK l _Toc466314442.4电压比校核7HYPERLINK l _Toc466314442.5线段排列及计算9HYPERLINK l _Toc466314442.6 线圈绝缘半径及导线长度计算13HYPERLINK l _Toc466314442.7短路阻抗计算14HYPERLINK l _Toc466314442.8 负载损耗计算16HYPERLINK l _Toc466314442.9 温升计算18HYPERLINK l _Toc466314442.10 空载特性计算21HYPERLINK l _Toc466314442.11 短路电动力计算22HYPERLINK l

8、_Toc466314442.12 变压器重量计算28HYPERLINK l _Toc46631448结论34HYPERLINK l _Toc46631448致谢34HYPERLINK l _Toc46631449参考文献35HYPERLINK l _Toc46631449附录36 哈尔滨理工大学学士学位论文 -第1章 绪论1.1电力变压器的计算变压器的电磁计算方案，就是在保证满足国家和行业以及用户所提出的技术要求的基础上，在符合现行工艺条件的前提下，计算出变压器的各项主要经济技术指标、各部分的几何尺寸等。变压器的电磁计算决定了变压器的经济特性和运行特性，因此电磁计算是变压器生产制造的重要环节之

9、一。1.2电力变压器的发展我国电力变压器制造工业，从建国以来,随着国民经济建设的发展，特别是随着电力工业的大规模发展而不断发展。电力变压器单台容量和安装容量迅速增长，电压等级也相继提高。20世纪50年代发展110kV；60年代发展到220kV级；70年代发展到330kV；80年代已发展500kv级电力变压器。建国前的1936年，我国只能生产单台容量为300kVA的小型配电变压器，到建国后50年代中期已能仿制31500kVA的电力变压器，电压等级已发展到110kV。60年代初我国由仿制阶段过渡到自行设计和制造阶段，60年代中期已发展到制造220kV、120000kVA的电力变压器。到60年代末期

10、，电力变压器的容量已发展到260000kVA。70年代初期已达到生产330kV级、360000kVA电力变压器的水平，到80年代国内最大容量为400000kVA。1995年制造出了容量为450000kVA电力变压器，我国西北地区的输电电压除330kV外，2004年已达750kV。其他地区最高输电电压目前为500kV。系统中所用的升、降压电力变压器、联络用自耦变压器等基本上为国产品。我国生产的变压器2005年已超过4亿kVA，除供国内使用外，还向国外出口，出口变压器的电压等级最高已达220kV；容量达250000kVA。在我国电力变压器制造工业发展过程中，变压器结构与性能均在不断改进和提高。1.

11、3电力变压器介绍电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。现在较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终

12、能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。第2章 电力变压器电磁计算方案变压器的电磁计算方案，就是在保证满足国家和行业以及用户所提出的技术要求的基础上，在符合现行工艺条件的前提下，计算出变压器的各项主要经济技术指标、各部分的几何尺寸等。变压器的电磁计算决定了变压器的经济特性和运行特性，因此电磁计算是变压器生产制造的重要环节之一。本设计的技术条件本设计的基本技术条件如下，其他技术性指标均应满足国家和行业相关标准的要求。额定容量： SN =31500 kVA电压组合： 110

13、/35/10.5 kV联结组标号： YNynd11 空载损耗： P0=30.6 kW 负载损耗： Pfz=149 kW短路阻抗： Zd12=10.5%，Zd23=6.5%，Zd13=17-18%2.1额定电压、电流计算2.1.1线圈相电压一、高压线圈相电压：高压线圈为Y联结：二、中压线圈相电压：中压线圈为y联结，故其相电压为UA2=35000/3=20210 V三、低压线圈相电压：低压线圈为d联结，故其相电压为UA3=10500 V2.1.2线圈电流一、高压线圈电流：高压线圈为Y联结，其线电流等于相电流： 二、中压线圈电流： 高压线圈为y联结，故其相电流等于线电流：三、低压线圈电流：低压线圈线

14、电流：低压线圈相电流：2.2铁芯的确定变压器铁心的计算关系到正台变压器的技术经济特性，也关系到变压器的运行特性。合理的铁心尺寸可以提高变压器制造厂的经济效益，同时还可以减少变压器中的损耗，以创造良好的社会效益。硅钢片的选用：铁心采用DQ130-35冷轧硅钢片。在50HZ、1.5T时，单位损耗为0.89W/kg铁心直径计算：D=582.4mm,取D=580 mm其中K为经验系数，取K=52；S为三相双线圈变压器每柱容量，S=31500/2=15750 KVA。铁心柱截面积：铁心级数为15级，撑条数为20，迭片系数为0.96，净截面为2375 cm2根据电力变压器计算附表1查得。2.3线圈匝数计算

15、一、每匝电势初选值：V/匝二、低压线圈匝数计算： 匝 取W=115匝三、每匝电势准确值：V/匝四、磁通密度：T五、磁通：=450=0.41 Wb六、中压线圈匝数计算：匝 取=221 匝七、高压线圈匝数计算：额定匝数： W 取 QUOTE W1 =694匝调压线圈匝数： =8.68 匝 取=9 匝2.4电压比校核额定电压及各分接电压的偏差，按下式计算： 100%为各分接位置的标准相电压（V）；为各分接位置实际计算电压（V）； (为计算分接匝数) 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格2.5线段排列及计算为了减少调压时对漏抗的影响，将调

16、压线匝单独做成一个调压线圈，把额定电压下的高压基本线圈匝数做成高压基本线圈，线圈的布置为铁心-低压线圈-中压基本线圈-高压基本线圈-调压线圈，通过具有选择转换器的三相Y联结的有载分接开关，连接调压线圈和高压基本线圈，由于转换选择器可将调压线圈与高压基本线圈正反相连，故可减少一半的调压匝数。一、高压基本线圈（1）高压基本线圈的匝数为694匝，采用纠结-连续式，端部出线，20根撑条并用宽度50mm的垫块，每只高压线圈的段数是2A+2B+66E=70段。（2）各段匝数8,9,10 （3）各段线段总匝数：82+92+1066=694 QUOTE 72+72+866=694 匝 （4）导线规格：选用ZB

17、-1.35，导线绝缘厚度为1.35mm的纸包铜线，导线尺寸为（2.812.5）/（4.213.9），采用2根并联，即2 （5）线圈导线的面积：232.4=64.8 QUOTE 32.4=64.8 mm2（6）电流密度：2.55A/ mm2（7）高压线圈每匝平均长度3.5m（8）高压线圈导线总长度为2429m（9）75时高压线圈电阻为（10）三个线圈净铜线总重量为4203kg（11）三个线圈纸包铜线总重量为5205kg（12）高压线圈三相负载损耗为58.7kw（13）高压线圈尺寸计算： E线段辐向尺寸为 QUOTE 2104.21.05=88 2104.21.05=88mm A线段辐向尺寸为29

18、4.21.05=79mm9mm QUOTE 294.21.05=79mm+9mm （垫条）=88mm B线段辐向尺寸为284.21.05 QUOTE 284.21.05 =70mm+18mm（垫条）=88mm 高压线圈轴向尺寸： 963.2 导线高度 + 284 油道高度 1247.2 - 7.2 压缩系数 1240 + 26 静电板和油道高度 1266 + 95 上铁轭绝缘距离 65 下铁轭绝缘距离 65 线圈压板及间隙 1491 铁窗高度二、中压线圈 （1）中压线圈匝数为221匝 （2）连续式线圈，20根撑条并用40m宽垫块，线段数2M+73N=75段 （3）每个线段匝数为， （4）每种线

19、段总匝数为 QUOTE 73+216202= 221匝 （5）导线规格ZB-0.6，导线绝缘厚度为0.6mm的纸包铜线，导线尺寸为（2.512.5 QUOTE 12.5 ）/（3.1513.15），采用6根导线并联6 （6）导线总截面积为 QUOTE 630.7=184.2 630.7=184.2mm2 （7）电流密度为2.8A/ mm2 （8）中压线圈每匝平均长度为2.8m （9）中压线圈导线总长度为618.8m （10）75时中压线圈电阻为 （11）三个线圈净铜线总重为3043kg （12）三个纸包铜线总重为3150kg （13）中压线圈三相负载损耗为58.3kW （14）中压线圈尺寸计算

20、 正常线段辐向尺寸为6mm 加强线段辐向尺寸为6 mm 中压线圈轴向尺寸 978 导线高度+ 296 油道高度 1274 - 8 压缩系数 1266+ 95 上铁轭绝缘距离65 下铁轭绝缘距离 65 线圈压板及间隙 1491 铁窗高度三、低压线圈 （1）低压线圈匝数为115匝 （2）单螺旋式线圈，20根撑条并用宽度为30mm宽的垫块 （3）导线规格ZB0.45，导线绝缘厚度为0.45mm厚的纸包铜线，导线尺寸为（36）/（3.56.5），采用20根导线并联即20 （4）导线总截面积为16.2520=325 （5）电流密度为3.1A/ （6）低压线圈导线平均匝长为2.23m （7）低压线圈导线总

21、长度为265.45m （8）75时低压线圈电阻为 （9）低压线圈三相导线净铜线总重为2303.5kg （10）低压线圈三相导线纸包铜线总重为3200kg （11）低压线圈三相负载损耗为51kW （12）低压线圈尺寸计算 低压线圈辐向尺寸为3.520=70 QUOTE mm 低压线圈轴向尺寸： 6.5 （115+4） “424”换位 773.5 导线总高度 + 513 油道高度 1286.5 - 18.5 压缩系数 1266 + 95 上铁轭绝缘距离 65 下铁轭绝缘距离 65 线圈压板及间隙 1491 铁窗高度四、调压线圈1、有载分接开关的选择有载分接开关必须满足下列要求：（1）高压线圈的最大

22、通过电流：183.7A（2）高压线圈联结及调压方式：YN联结，中性点调压（3）有载分接开关对地绝缘水平：工频85KV，冲击时线圈最大电压不大的开关的绝缘水平（4）调压范围：20%（5）调压级数及级电压：, QUOTE 共17级调压，级电压为780V（6）开关寿命：电气寿命不低于2万次，机械寿命不低于20万次（7）有载分接开关的安全保护装置：按上述要求，选择带有转换选择器的M500110/D10193W型有载分接开关，其规格为三相中性点有载分接开关 最大额定电流500A；三秒钟热稳定电流8KA；动稳定电流20KA；级电压3000V 每级容量1500KVA；总重280kg；高度2383m；级数19

23、级；对地绝缘水平110kv；最大工作电压125kv 本开关具有安全保护装置，可满足技术要求。2、调压线圈尺寸计算 为了保证结构的稳定性，此变压器的调压线圈采用双螺旋式线圈结构，共八级调压调压线圈匝数：8匝，串联后调压线圈匝数为64匝导线规格：导线采用ZB1.35，绝缘厚度为1.35mm的纸包铜线，导线尺寸（2.812.5）/（4.213.9），采用两根并联，即线圈导线截面积：68.9mm2电流密度，最大分接时为2.2A/mm2；额定分接时为0；最小分接时为2.6A/mm2调压线圈每匝平均长度4.1m调压线圈导线总长262.4m75时调压线圈导线串联电阻调压线圈净铜线总重：483kg调压线圈纸包

24、铜线总重：530kg调压线圈三相负载损耗：最大分接时为8.1kW；最小分接时为5.4kW调压线圈尺寸计算 调压线圈的辐向尺寸为224.21.03=17.5m 调压线圈的轴向尺寸： （16+2）13.9=250.2 导线高度+ （16+1）17=612 油道高度 862.2- 16.2 压缩系数 846 调压线圈电抗高度2.6线圈绝缘半径及导线长度计算一、线圈绝缘半径铁心柱直径为：580mm；铁心柱直径放大为594mm R 297 铁芯柱半径+ 23 筒和撑条总厚度 320 低压线圈内半径+ 70 低压线圈辐向厚度 390 低压线圈外半径+ 26 主空道厚度（a23） 416 中压线圈内半径（R

25、2）+ 57.5 中压线圈辐向厚度（B2） 473.5 中压线圈外半径+ 40 主空道厚度（a12） 513.5 高压线圈内半径（R1）+ 88 高压线圈辐向厚度 601.5 高压线圈外半径+ 40 纸筒和撑条厚度 641.5 调压线圈内半径+ 17.5 调压线圈辐向厚度 659 调压线圈外半径 2 1318 线圈总外径+ 40 相间绝缘距离 1358 相间铁心柱中心线距离2.7短路阻抗计算线圈平均电抗高度：Hx12=1253mm=125.3cmHx13=1253mm=125.3cmHx23=1266mm=126.6cm漏磁总宽度： 12=a1+a12+a2=88+40+57.5=185.5m

26、m=18.55cm13=a1+a13+a3=88+123+70=281.5mm=28.15cm23=a2+a23+a3=57.5+26+70=153.5mm=15.35cm漏磁空道总面积洛氏系数：U 查电力变压器计算表6.2得 =0.953U 查电力变压器计算表6.2得 =0.935U 查电力变压器计算表6.2得 =0.962短路阻抗的电抗分量：式中，f为频率（HZ）；W为额定匝数；I为额定电流（A）；=1.02，是估算的横向电抗系数。短路阻抗的电阻分量：式中，为高压低压运行时的负载损耗（W）式中， QUOTE 为高压中压运行时的负载损耗（W）式中，为中压低压运行时的负载损耗（W）短路阻抗百分

27、值：（标准值 10.5%） 合格（标准值 1718.5%） 合格 （标准值 6.5%） 合格 2.8负载损耗计算一、电阻损耗高压线圈： 0.858.7kW中压线圈：0.07258.3kW低压线圈：0.01751kW 式中，m为相数；I1、I2、I3为额定相电流，A。二、涡流损耗高压线圈：Kw31= QUOTE QUOTE Pw1=Pr1Kw1中压线圈：Kw2= QUOTE QUOTE Pw2=Pr2Kw2低压线圈Kw31= QUOTE QUOTE Pw31=Pr3Kw31 低压线圈为单螺旋结构，线圈采用“424”换位，不完全换位损耗为：Kw32=KbCm0.73810129024 QUOTE

28、QUOTE Pw32=Pr3Kw32Pw3=Pw31+Pw32=3.8+2.4=7.2kW三、引线损耗（1）高压线圈引线采用50mm2铜电缆，每相长度约为4m，则：Ry1=0.02135Py1=3165.320.00171=0.14kW（2）中压线圈引线采用50mm2铜电缆，每相长度约为3m，则：Ry2=0.02135Py2=4519.620.00128=1kW（3）低压线圈引线采用95mm2，每相长度约为5m，则：Ry3=0.02135Py3=3100020.001123=3.4kW四、杂散损耗高压中压运行时： =高压低压运行时： =中压低压运行时： =五、负载损耗高压中压运行时：Pfz12

29、=Pr1+Pr2+Py1+Py2+Pw1+Pw2+Pzs12=139.5kW149kW 合格高压低压运行时：Pfz13=Pr1+Pr3+Py1+Py3+Pw1+Pw3+Pzs13=148.31kW149kW 合格中压低压运行时：Pfz23=Pr3+Pr2+Py3+Py2+Pw3+Pw2+Pzs23=129.16kW149kW 合格2.9温升计算一、线圈对油的温差计算高压线圈：根据国家标准规定，有载调压变压器的高压线圈表面单位热负荷按其在-10%的分接位置计算。在-10%分接位置时：A/，I1=183.7A式中，K1为系数，铜导线K1=22.1；K2为线匝绝缘修正系数，K2=1；K3为导线中总的

30、附加损耗百分数（85）；K4为线饼的遮盖系数，K4=1； QUOTE L1为线饼的周长（mm）正常线段导线杂绝缘厚度的校正温升q1=0.00305（1.350.45）755.52.07K线段油道宽度得校正温升 q1/1550=1755.5/15500.49K式中，为校正温度（），电力变压器计算由图8.12查得。线圈对油的温升 1=0.159中压线圈：中压线圈表面单位热负荷： QUOTE 式中，K1为系数，铜导线K1=22.1；K2为线匝绝缘修正系数，K2=1；K3为导线中总的附加损耗百分数（85）；K4K4=1； QUOTE L1为线饼的周长（mm）正常线段导线杂绝缘厚度的校正温升:=0.00

31、305（）q2=0.00305（0.60.45）967.270.44K线段油道宽度得校正温升 q2/1550=3967.27/1550K式中，为校正温度（），由电力变压器计算图8.12查得。线圈对油的温升 =0.159低压线圈：低压线圈表面单位热负荷： 式中，K1为系数，铜导线K1=22.1；K2为线匝绝缘修正系数，K2=1；K3为导线中总的附加损耗百分数（85）；K4为线饼的遮盖系数，K4=1；L1为线饼的周长（mm）正常线段导线杂绝缘厚度的校正温升 =0.00305（）q3=0.00305（0.450.45）967.270K线段油道宽度得校正温升q3/1550=4613.35/15501.

32、58K式中，为校正温度（），由电力变压器计算图8.12查得。线圈对油的温升=0.159二、油箱尺寸油箱高度：Hb=窗高+2倍铁轭高+垫脚高度+铁芯至箱盖距离=1491+2580+25+110=2786mm油箱宽度：Bb=调压线圈外径+线圈到箱壁间距离=1318+520=1838mm油箱长度：Lb=2M0+调压线圈外径+间隙=21358+1318+400=4434mm三、油箱有效散热面拱顶箱盖几何面积：A1=8R2+RL1=（88592+8592826）10-62箱壁几何面积： A2=H（2R+2L1）=（1941859）（2859+22826）10散热器有效散热面积：选用120管散热器5只，联

33、管中心距为2885m散热面积为： A3=mAg=537.9=189.5m带散热器的拱顶油箱总散热面积: A= A1+1.05A2+A3=13.53+1.057+189.5=210.38m四、油对空气的平均温升油箱单位热负荷： =857.67W/m油对空气的平均温升： QUOTE y=0.1917=35.2K油面对空气的最高温升：温升修正值按油箱发热中心h1=1266+580+25+65=1936mm与散热中h2=580+ QUOTE ，之比（1936/1922.51.007）,由电力变压器计算图8.19查得： ym=1.2y+m=42.24+11=53.24K55K 合格五、线圈的平均温升高压

34、线圈：=y+=35.2+19=54.2K中压线圈：=y+=21.87+35.2=57.07K低压线圈：=y+=15.8+35.2=51K2.10空载特性计算一、空载损耗铁心柱重量： GF1=3H0Ac10-4=37.652375149110铁轭重量： GF2=4M0Ae10-4=47.652375135810-49869.25kg总重量： GF= GF1+ GF2+G=8126.88+9869.265+2219.820215.945kg式中，为硅钢片比重，冷轧硅钢片=7.65kg/dm3空载损耗：P0=Kp0 GFp0=1.1520215.9451.32式中，Kp0为空载损耗附加系数，Kp0=

35、1.15；p0为硅钢片单位损耗。空载损耗的标准值为30.6kW，因此合格；二、空载电流有功分量：I0y= QUOTE 100%= QUOTE 0.097%无功分量：I0w=K10 QUOTE =1.2式中，K10为励磁电流附加系数；N为铁芯中总的接缝处；Aj为接缝处净截面积（cm2）；为铁芯接缝处单位面积的励磁容量（VA/cm2）。2.11短路电动力计算变压器在正常运行时，铁心中的磁通密度及绕组中的平均电流均为或接近于额定值，但这种运行情况不是永远不变的。当系统中出现过电压或由于误操作及保护装置出现故障时，因断路器跳闸需要一段时间，就会使变压器的正常运行遭受到较大的扰动。另外变压器也难免受到短

36、路电流的冲击，变压器设计时，若短路强度不够，尽管这种暂态运行时间很短，变压器也往往会因此而遭到损坏。这很可能是由于变压器短路强度计算方法不完善，不能满足设计要求所致。近十多年来，国内外有关部门对这个问题进行了大量研究和试验工作，在实践中已逐步解决了很多问题，但目前还没有充分符合于实际情况的统一理论，各国的变压器制造厂往往各有自己的经验和计算方法。不平衡安匝分布图根据上面的电磁计算可将各线圈的安匝分布列于表2.1，根据表2.1中的数据可以作出在+10%，额定及-10%时的安匝分布图，如图21所示。在图2.1中，不平衡安匝百分数的各点计算如下；在+10%时：a1=-1.70；a2=-1.70+2.

37、35=+0.65；额定分接时：a1=-0.95；a2=-0.95+0.75=-0.20；在-10%时：a1=-0.15；a2=-0.15-0.90=-1.05； 表2.1（a）区域划分4区域高压（220kV）中压（35kv）低压（10.5kv）匝数高度（mm）匝数高度（mm）匝数高度（mm）11010=10010段 100匝64+45=44 0.9 39.6 + 10 13.9=139 178.6+26 204.612+2=匝 13段412=48 0.9 43.2+ 170.95 214.1520匝=20段4.519=85.5 0.9 76.95+206.5=130 206.9524510+2

38、9+28=48449段 484匝448=192 0.9172.8+4913.9=681.1 853.9512= 匝51段450=200 0.9 180+ 5113.15=670.65 850.6581匝=81段4.580=360 0.9 324+ 6.581=526.5 850.531110=11011段110匝410=40 0.9 36+ 1113.9=152.9 188.9112= 匝11段410=40 0.9 36+1113.15=144.65 180.6519匝=19段4.517=76.5 0.9 68.85+6.518=117 185.85 图2-1 不平衡安匝分布图表2.1（b）安

39、匝分布计算区域高压安匝（%）中压安匝（%）低压安匝（%）+10%额定-10%112.9a1=14.416b1=17.3c1=16.8272.9a2=69.766.4b2=68c2=68.1314.2a3=15.917.6b3=14.7c3=15.1总和100100100100100区域不平衡安匝（%）平均高度+10%额定-10%1-1.70a1-b1=-0.95-0.15hp1=209.06252+2.35a2-b2=0.75-0.9hp2=851.38753-0.65a3-b3=-0.2+1.05hp3=184.9125总和000Hp=1245.3625区域平均安匝（%）+10%额定-10%

40、115.95Cp1=16.32516.725269.275Cp2=68.47567.65314.775Cp3=15.20015.625总100100100二、漏磁计算根据图21可知，在+10%时具有最大漏磁组，计算如下（按表2.1）漏磁高度：hd=hpl+a1hp2/（a1+a2）=209.0625+横向洛式系数：=7+12.35+8.8=28.15；s=3+0.0358+0.135/2=4.8075；u=/ hd0.15；查图6.29所示曲线可得s=0.35。漏磁总安匝（%）三、路电流稳定值倍数Uz=Ud2+ QUOTE =-0.82+ QUOTE K1=21.74倍式中，Uz为变压器阻抗电

41、压（%）；为内线圈阻抗（%）；Ud2为中线圈阻抗（%）；为外线圈阻抗（%）负荷分配系数：1=%=30.6%2=%=69.4%四、不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力 =式中，Kd为由于直流电流分量而使轴向力增大的倍数。五、线圈导线应力计算（1）高压线圈导线应力的计算：由轴向力引起的拉应力： /cm2式中，m为每个线圈并联分支数；n为线段中导线并联根数；H为线圈有效高度（cm）；为单根导线截面积（cm2）；Kd为短路电流冲击系数，Kd=1.6。由轴向力引起的导线弯曲应力：cm2式中，a为导线轴向宽度（cm）；b为线圈轴向厚度（cm）；R为被计算线圈的外半径（cm）；Z为沿圆周分布的垫块数；A为垫块宽

42、度（cm）；为最大漏磁组的不平衡安匝百分数。线圈受的总应力：194kg/cm21600kg/cm2（2）低压（内）线圈导线应力的计算：由轴向力引起的导线弯曲应力：190.63kg/cm2式中，a为导线轴向宽度（cm）；b为线圈轴向厚度（cm）；R为被计算线圈的外半径（cm）；Z为沿圆周分布的垫块数；A为垫块宽度（cm）；a为最大漏磁组的不平衡安匝百分数。由轴向力引起的导线压缩应力： QUOTE 76.73kg/cm2由轴向力引起的导线弯曲应力： 4kg/cm2线圈受的总应力：130.7kg/cm21600kg/cm2由以上计算可知，各线圈的导线应力均小于许用应力，因此计算合格。2.12变压器重

43、量计算一、总油重量1.器身排油量计算：5758kg式中，G为硅钢片重量（kg）；G为带绝缘的铜导线重量（kg）2.油箱装油重量：（1）油箱断面积S=2RbL2+R2=29.16526.45+8.592716.64dm2（2）油箱装油重量GKy=0.9 =0.9（10.82511.8） 17487.9kg式中，H2为拱顶油箱的直线高度（dm）；h、b、l为油箱下节槽高、宽、长（dm）（3）油箱内油量：GNy=GKyGPy=17487.95758=11729.9 kg（4）散热器中油重：Gey=Negey=5231=1155kg式中，Ne为散热器数目；gey为每只散热器中油重量（kg）（5）总油重

44、：Gy=GNy+Gey+Ggy+Gjy+G，=14040kg（储油柜9202500；净油器331，中心距2285mm）式中，Ggy为储油柜油重量；Gjy为净油器中油重量；G，其他杂类重量。二、器身总量Gg=k（GFe+GCu）=1.15（20210.945+12085）37140.34kg三、油箱重量1.箱盖重量： 式中，R为由箱平均半径（dm）；为箱盖厚度（dm）；为油箱直线部分长度（dm）。2.箱底重量：Gd=7.85=7.850.12（1620）式中，为箱底厚度（dm）；Ad为箱底面积（dm2）3.槽壁：Gb，=7.85式中，为槽壁厚度（dm）；l为槽长度（dm）；h为槽高度（dm）。4

45、.油箱壁：Gb=7.85=7.850.06（28.59+226.45）24.5式中，b为油箱壁厚度（dm）；H为油箱壁高度（dm）。5.油箱总重：Gx=式中，为杂类系数，=1.15 QUOTE 。四、附件重量计算Gf=Gch+Gt+Gc+Gg+Gj+GF=5680+675+130+3406+158+505=6653kg式中，Gch为储油柜重量；Gj为净油器重量；Gg为散热器重量；GF为散热器电动机重量；Gc为小车重量；Gt为套管总重量。五、变压器总重量=Gg+Gx+Gf+Gy=14040+37140.34+2961.12+6653=60794.5kg六、变压器运输重量1.拱顶形顶盖下200mm

46、油重：Gdy=0.9（L2+2R）Ag=0.9（26.45+8.59）15.5kg式中，Ag为拱顶下200mm的弓形面积（dm2）；L为拱顶顶油箱总长度（dm）2.运输时箱内装油重量：GZ=GNyGdy=11241kg式中，GNy为油箱内总油重量；Gdy为箱盖下空隙部分的油重量。3.加添油重量：Gt=GyGZ=1404011241=2799kg4.拆卸零件重量：Gc=Gx+Gt+Gch+GF+Gj=4613kg5.运输重量：Gzm= QUOTE 60794.5（2799+4613）53382.5kg结论在最初计算短路阻抗是，取34mm,中低绕组短路阻抗为10.08%，通过增加漏磁主空道距离=4

47、0mm。短路阻抗百分数达到了标准要求。在进行中压绕组温升计算时，I选取899.9A,没有理解线段中电流的含义，因为高压线圈为y联结，故其相电流等于线电流。 QUOTE =0.159将直接代入后 QUOTE =0.159 我坚信，此次毕业设计对今后的工作有很大帮助。致谢本人的毕业设计论文是在张教授的精心指导下完成的。在这里特别感谢张老师，在近17周的学习中，张老师对工作的认真负责，对学生的严格要求以及知识的渊博无一不对我产生了深刻的印象，她不仅在学习上给了我很大帮助，在生活中也平易近人，对于我不懂的问题总是不厌其烦的一一解答，因为有了她的帮助我的毕业设计论文才得以顺利完成。同时也感谢学校为我们提

48、供了良好的学习环境，使我们能够对问题有更深的认识和自己的见解，在此感谢学校对我的培养。参考文献路长柏、朱英浩等编.电力变压器计算.黑龙江科学技术出版社，1990年哈尔滨理工大学.电气绝缘结构设计.哈尔滨电工学院1966年路长柏编著.电力变压器绝缘技术.哈尔滨工业大学出版社邱昌容、曹晓珑主编.电气绝缘测试技术（第三版）.机械工业出版社，2001年尹克宁编著.变压器设计原理. 中国电力出版社，2003年电力变压器手册编写组.电力变压器手册.辽宁科学技术出版社，1990年附录1：外文资料翻译A1.1原文TRANSFORMER1. INTRODUCTIONThe high-voltage transm

49、ission was need for the case electrical power is to be provided at considerable distance from a generating station. At some point this high voltage must be reduced, because ultimately is must supply a load. The transformer makes it possible for various parts of a power system to operate at different

50、 voltage levels. In this paper we discuss power transformer principles and applications.2. TWO-WINDING TRANSFORMERSA transformer in its simplest form consists of two stationary coils coupled by a mutual magnetic flux. The coils are said to be mutually coupled because they link a common flux.In power

51、 applications, laminated steel core transformers (to which this paper is restricted) are used. Transformers are efficient because the rotational losses normally associated with rotating machine are absent, so relatively little power is lost when transforming power from one voltage level to another.

52、Typical efficiencies are in the range 92 to 99%, the higher values applying to the larger power transformers.The current flowing in the coil connected to the ac source is called the primary winding or simply the primary. It sets up the flux in the core, which varies periodically both in magnitude an

53、d direction. The flux links the second coil, called the secondary winding or simply secondary. The flux is changing; therefore, it induces a voltage in the secondary by electromagnetic induction in accordance with Lenzs law. Thus the primary receives its power from the source while the secondary sup

54、plies this power to the load. This action is known as transformer action.3. TRANSFORMER PRINCIPLESWhen a sinusoidal voltage Vp is applied to the primary with the secondary open-circuited, there will be no energy transfer. The impressed voltage causes a small current I to flow in the primary winding.

55、 This no-load current has two functions: (1) it produces the magnetic flux in the core, which varies sinusoidally between zero and m, where m is the maximum value of the core flux; and (2) it provides a component to account for the hysteresis and eddy current losses in the core. There combined losse

56、s are normally referred to as the core losses.The no-load current I is usually few percent of the rated full-load current of the transformer (about 2 to 5%). Since at no-load the primary winding acts as a large reactance due to the iron core, the no-load current will lag the primary voltage by nearl

57、y 90. It is readily seen that the current component Im= I0sin0, called the magnetizing current, is 90 in phase behind the primary voltage VP. It is this component that sets up the flux in the core; is therefore in phase with Im.The second component, Ie=I0sin0, is in phase with the primary voltage. I

58、t is the current component that supplies the core losses. The phasor sum of these two components represents the no-load current, orI0 = Im+ IeIt should be noted that the no-load current is distortes and nonsinusoidal. This is the result of the nonlinear behavior of the core material.If it is assumed

59、 that there are no other losses in the transformer, the induced voltage In the primary, Ep and that in the secondary, Es can be shown. Since the magnetic flux set up by the primary winding，there will be an induced EMF E in the secondary winding in accordance with Faradays law, namely, E=N/t. This sa

60、me flux also links the primary itself, inducing in it an EMF, Ep. As discussed earlier, the induced voltage must lag the flux by 90, therefore, they are 180 out of phase with the applied voltage. Since no current flows in the secondary winding, Es=Vs. The no-load primary current I0 is small, a few p