【正文】 壓器設(shè)計(jì)；電磁計(jì)算。文中變壓器各部件圖形及非晶合金鐵心、高低壓線圈圖形均由AUTO CAD繪制完成。摘要：本文介紹了非晶合金材料特性以及非晶合金變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀、還描述了變壓器一般的設(shè)計(jì)方法，其中著重討論了變壓器的鐵芯設(shè)計(jì)、絕緣設(shè)計(jì)、繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繞組尺寸計(jì)算、阻抗計(jì)算、空載損耗及空載電流計(jì)算、負(fù)載損耗、溫升計(jì)算等。目前，由于下游需求的旺盛，日立金屬擬近期將產(chǎn)品價格上調(diào)20%，因此，希望日立金屬來推動中國非晶合金變壓器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不現(xiàn)實(shí)。 日立金屬株式會社作為世界上最大的非晶合金材料制造商，擬投資4200萬美金將非晶生產(chǎn)能力由目前的22,000噸提高到52,000噸，預(yù)計(jì)新工廠將于2007年年初建成投產(chǎn)，但彼時全球也只能生產(chǎn)出3,058萬KVA非晶合金變壓器，折合為500KVA的配電變壓器約為6萬臺。　 據(jù)有關(guān)專家的測算，：1后，價差能夠在5年內(nèi)收回，從第6年起，可享受非晶變壓器的超低損耗所帶來的收益。 目前，非晶超微晶軟磁合金材料已制成各種各樣磁性器件代替硅鋼、鐵氧體和坡莫合金等應(yīng)用于電力工業(yè)、電子工業(yè)及電力電子技術(shù)領(lǐng)域。　 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 SH15800/ 此設(shè)計(jì)還有設(shè)計(jì)圖稿和其他文檔，有需要的朋友下載了文檔后留下你的郵箱，方便我傳給你。目　錄前言1非晶合金變壓器概述………………………………………………1 ………………………………………………………1 ………………………………………………1 ……………………………………52變壓器的電磁計(jì)算………………………………………………7 ……………………………………7 …………………………………………8 ……………………………………………10 …………………………………………………10 …………………………………………………10…………………………………………………11……………………………11…………………………………12……………………………………………13………………………………………………14…………………………………………15………………………………………………15（中壓）繞組匝數(shù)計(jì)算………………………………15…………………………………………………16……………………………………………………17……………………17……………………………18…………………………………………19……………………………21…………………………………………………21……………………………………………22……………………………………………23…………………………………23…………………………………23…………………………………………………24…………………………………………………24……………………………………2輻向尺寸及絕緣半徑計(jì)算……………………………28…………………………………………………30…………………………………………………32………………………………………………32………………………………………………33………………………………………33……………………………………………………34…………………………………34……………………………………………………34………………………………………37 變壓器總重Gz………………………………………………373 非晶合金變壓器的設(shè)計(jì)………………………………………38 ……………………………38……………………………………………38……………………………………………38…………………………………………………38…………………………………………………………38……………………………………………………39………………………………………39……………………………………………………39……………………………………………………404 SH15800/………42…………………………………………………4電流計(jì)算…………………………………………………42………………………………………………4低壓側(cè)相電壓…………………………………………42………………………………………………43………………………………………………43（迭厚）計(jì)算…………………………………………………43…………………………………………………………43……………………………………………………43………………………………………43………………………………………………44………………………………………………44……………………………………………………46…………………………………………………………46……………………………………………………47……………………………………………………48…………………………………………………………48………………………………………………………………49…………………………………………………………49…………………………………………49………………………………………49……………………………………51……………………………………51………………………………………………………52結(jié) 束 語……………………………………………………………53參考文獻(xiàn)………………………………………………………………54謝 辭………………………………………………………………55附 錄前言非晶合金材料70年代問世的一種新型合金材料，它采用國際先進(jìn)的超急冷技術(shù)將液態(tài)金屬以℃/，得到原子排列組合上具有短程有序，長程無序特點(diǎn)的非晶合金組織，種合金具有許多獨(dú)特性能特點(diǎn)，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高硬度、高強(qiáng)度、高電阻率等。非晶合金變壓器的總擁有成本(TOC)低于9型變壓器10%。隨著非晶變壓器生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和電價的上漲，非晶變壓器將獲得更低的TOC值。 非晶合金帶材是最上游的關(guān)鍵性材料，也是我國大規(guī)模推廣非晶合金變壓器的最大障礙。預(yù)計(jì)到2010年，我國10%配電變壓器改用非晶材料，非晶材料需求量將高達(dá)7萬噸?？傮w上，鐵芯及變壓器的生產(chǎn)技術(shù)并不是制約我國推廣非晶合金變壓器的關(guān)鍵性因素，非晶合金帶材的突破才能促成質(zhì)的飛躍。如果我國在非晶合金帶材的關(guān)鍵性技術(shù)上無法突破，整個非晶合金變壓器行業(yè)將集體為日立金屬打工。并通過查詢手冊，選取合適參數(shù)與本設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，確定運(yùn)用文中介紹方法設(shè)計(jì)完成的SH15800/，在電氣性能、節(jié)能效果等各方面性能均符合國家相關(guān)規(guī)定。關(guān)鍵詞：SH15800/10。Abstract：In this paper, the material properties of amorphous alloys, and the development of amorphous alloy transformer status quo, but also describes the general design method of the transformer, which focused on the transformer core design, insulation design, structural design of winding, winding size calculation, the impedance calculation, Noload loss and noload current calculation, load loss, temperature rise calculation. Manual by inquiries, select the appropriate parameters to pare with the design to determine the use of text designed to introduce the pletion of the SH15800/ amorphous alloy foil transformers, electrical performance, and other energysaving performance results are in line with the relevant provisions of the country. Text and graphics ponents transformer amorphous alloy core, highlow voltage coil graphics drawn by the pletion of AUTO CAD.Keyword：SH15800/10；Amorphous alloy；Transformer Design；Electromagnetic puting。所謂晶態(tài)材料，是指材料內(nèi)部的原子排列遵循一定的規(guī)律?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，金屬在熔化后，內(nèi)部原子處于活躍狀態(tài)。如果冷卻過程很快，原子還來不及重新排列就被凝固住了，由此就產(chǎn)生了非晶態(tài)合金,制備非晶態(tài)合金采用的正是一種快速凝固的工藝。鋼水以每秒百萬度的速度迅速冷卻，僅用千分之一秒的時間就將1300℃的鋼水降到200℃以下，形成非晶帶材。以鐵元素為主的非晶態(tài)合金為例，它具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低損耗的特點(diǎn)。例如，用于航空航天領(lǐng)域，可以減輕電源、設(shè)備重量，增加有效載荷。微型鐵芯可大量應(yīng)用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN中的變壓器。（1）非晶合金鐵心1）非晶合金鐵心片厚度極薄，不到常用硅鋼片的1/10；疊片系數(shù)較低，；帶材有14170、213mm3種寬度。3）非晶合金的硬度較大，是取向硅鋼片的5倍，因此，加工剪切很困難，對設(shè)備、刀具要求較高。4）非晶合金在成材過程中急速冷卻和卷繞鐵心時會產(chǎn)生應(yīng)力，為了獲得良好的損耗特性，非晶合金鐵心成型后必須在一定的磁場條件下進(jìn)行退火處理。5）非晶合金鐵心材料退火之后的脆性（易產(chǎn)生碎屑）也是設(shè)計(jì)制造時需關(guān)注的問題，需要采取一定的工藝措施。這需要在器身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中予以充分考慮。 三相非晶合金鐵心結(jié)構(gòu)示意圖（2）非晶合金鐵心變壓器運(yùn)行后的空載損耗非晶合金片磁滯損耗和渦流損耗都明顯低于取向硅鋼片，因此非晶合金鐵心配電變壓器的空載損耗只有S11型配電變壓器空載損耗的40％，甚至更少。此問題早在開發(fā)非晶合金變壓器期間已經(jīng)有所考慮?，F(xiàn)場試驗(yàn)的測試數(shù)據(jù)表明，運(yùn)行2年后其空載電流和空載損耗與交付試驗(yàn)時的極為接近。他們從1991年起對不同容量的200臺非晶變壓器進(jìn)行了加速老化、現(xiàn)場運(yùn)行、短路、沖擊等試驗(yàn)，還進(jìn)行了負(fù)荷和振動對變壓器空載特性的影響測試。我國對此問題亦有研究。鐵心材料被制作成形鐵心后已經(jīng)過了約400℃高溫的退火處理，這對于正常運(yùn)行溫度、短路熱穩(wěn)定溫度都已是足夠高的了，所以不必?fù)?dān)心材質(zhì)會在30年壽命期內(nèi)因溫度而發(fā)生變化。（3）非晶合金變壓器噪聲研究表明，鐵心片的磁滯伸縮現(xiàn)象是產(chǎn)生變壓器噪聲的主要原因，這與鐵心的尺寸和磁通密度有關(guān)系。但是，冷軋硅鋼片的飽和磁通密度較高，而非晶合金的飽和磁通密度較低。但是，非晶合金鐵心變壓器與同規(guī)格傳統(tǒng)鐵心變壓器相比，其鐵心質(zhì)量大40%左右，有效截面積大50％以上，這在一定程度上會使變壓器噪聲增大。非晶合金鐵心表面涂覆有環(huán)氧樹脂，如果樹脂涂覆不好或由于樹脂質(zhì)量差或調(diào)配比例不當(dāng)而引起樹脂脫落，或者接縫疊裝不整齊等都會增加變壓器噪聲。所以，非晶合金鐵心變壓器的聲級很難控制?！比欢湓肼暡⒉皇遣豢梢钥刂频?，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，若在非晶合金變壓器設(shè)計(jì)、工藝、制造、使用過程中多加注意，精心控制，則非晶合金鐵心變壓器也可達(dá)到傳統(tǒng)鐵心變壓器的聲級水平。（4）聯(lián)結(jié)組由于三相非晶合金配電變壓器采用三相四框五柱式鐵心結(jié)構(gòu)，每個相繞組套在磁路獨(dú)立、相鄰的兩框上。一個繞組的兩個鐵心框內(nèi)的三次諧波磁通在相位上正好相反，數(shù)值上相等，因此每一組繞組內(nèi)的3次諧波的磁通相量和為零。當(dāng)然，每個框內(nèi)的空載損耗還是會受到各自框內(nèi)二次諧波磁通的影響，因而其聯(lián)結(jié)組一般采用Dyn聯(lián)結(jié)。（5）抗短路能力上文已介紹非晶合金鐵心的損耗會隨著壓力的增大而迅速上升。因此，在器身結(jié)構(gòu)上，不能采用將鐵心作為主承重結(jié)構(gòu)件的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，低壓繞組應(yīng)自保持，一般將低壓繞組繞在硬筒上，將高壓繞組直接套繞在低壓繞組上，裝配時將繞組支撐在單獨(dú)的繞組支撐系統(tǒng)上并壓緊固定，這樣可使鐵心不受壓力，減少了變壓器短路時徑向的內(nèi)縮或外擴(kuò)，從而有效地確保了變壓器的抗短路能力。（6）產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性非晶合金變壓器的節(jié)能效果已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面的論證已見諸報(bào)道。推廣應(yīng)用非晶合金鐵心變壓器不僅有良好的節(jié)能效益，而且還有環(huán)保效益。非晶合金鐵心配電變壓器在國外早已使用并取得了成功經(jīng)驗(yàn)。我國從二十世紀(jì)九十年代初開始生產(chǎn)和應(yīng)用非晶合金變壓器，但發(fā)展較為緩慢，推廣的效果不很理想。按目前材料價格計(jì)。另外，采購變壓器不能只看價格，應(yīng)對總費(fèi)用（TOC）進(jìn)行評估，看其在壽命期內(nèi)的總成本是否最低。2005年6月，國家電網(wǎng)公司農(nóng)電工作部在組織討論非晶合金變壓器標(biāo)準(zhǔn)時，已將此方法作為該標(biāo)準(zhǔn)的附錄。比如，三相非晶合金鐵心配電變壓器與新S9型配電變壓器相比，其年節(jié)約電能量是相當(dāng)可觀的。由于油箱又設(shè)計(jì)成全密封式結(jié)構(gòu)，使變壓器內(nèi)的油與外界空氣不接觸，防止了油的氧化，延長了產(chǎn)品的使用壽命，為用戶節(jié)約了維護(hù)費(fèi)用。同時，還可帶來少建電廠的良好的環(huán)保效益，少向大氣排放溫室氣體，這樣會大大地減輕對環(huán)境的直接污染，使其成為新一代名副其實(shí)的綠色環(huán)保產(chǎn)品。2 變壓器的電磁計(jì)算 變壓器電磁計(jì)算的一般流程