【正文】 變壓器理論是電機學(xué)的一個分支。盡管變壓器是一個靜止電氣設(shè)備，但由于高電壓、大容量變壓器的出現(xiàn)，變壓器理論同樣是一門復(fù)雜的學(xué)科，所涉及知識面廣，難度也很大。本文重點放在理論與實踐的溝 通，對于每一參數(shù)的選取、每一系數(shù)的取值范圍，都經(jīng)過認真思考，并向老師詢問，再進行計算， 在計算中， 也盡量 結(jié)合工程實際 ，以及保證誤差在工程上允許的范圍內(nèi)。 關(guān)鍵詞 變壓器；短路阻抗；電磁計算 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II The calculation and design of SSFZ990000/220/115/35 three winding load variation power transformer Abstract Transformer theory is also a plex subject, involving extensive knowledge, is also very difficult。在十九世紀之前，公用供電的早期階段里，均采用直流發(fā)電系統(tǒng)，人們不得不把發(fā)電設(shè)備靠近負載地點。 我國的電力變壓器制造工業(yè)，從建國以來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，特別是隨著電力工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。 50 年代發(fā)展到 110kV 級， 60 年代發(fā)展到220kV 級， 70 年代發(fā)展到 330kV 級， 80 年代發(fā)展到 550kV 級，現(xiàn)在發(fā)展到 750kV 級、 1000kV 級。 500kV 電力變壓器的科研成果和制造技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化和逐步改善以及其他變壓器類產(chǎn)品的移植，擴散必將促進變壓器制造總體水平的進一步提高。 油浸式配電變壓器 S9 系列配電變壓器， S11 系列配電變 壓器，卷鐵心配電變壓器，非晶合金鐵心變壓器。目前，主要密封形式有空氣密封型、充氮密封型和全充油密封型。 我國現(xiàn)階段企業(yè)生產(chǎn)變壓器 狀況 制造企業(yè)通過多年的基本建設(shè)和技術(shù)改造，使電力變壓器行業(yè)有了較大改觀，我國變壓器制造業(yè)將逐步接近世界先進 水平。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國電力變壓器生產(chǎn)廠家約有 2021 個，據(jù) ―八五 ‖末期對 900個有規(guī)模的生產(chǎn)廠家統(tǒng)計，每年生產(chǎn)變壓器的容量約 億 kVA?？梢哉f，中國是世界上電力變壓器的生產(chǎn)大國，也是應(yīng)用電力變壓器的大國。 變壓器計算的一般程序 電力變壓器計算的任務(wù)在于 確定變壓器的電、磁負載、主要幾何尺寸、性能參數(shù)和各部分溫升以及變壓器重量等。 變壓器計算應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書中給定的數(shù)據(jù)進行，以下介紹變壓器設(shè)計計算步驟 ： 1. 根據(jù)技術(shù)合同，結(jié)合國家標準及有關(guān)技術(shù)標準，決定變壓器規(guī)格及其相應(yīng)的性能參數(shù)，如額定容量、額定電壓、聯(lián)結(jié)組別、短路阻抗、負載損耗、空載損耗及空載電流等。 3. 根據(jù)硅鋼片型號，初選鐵軛中磁通密度，計算每匝電勢。 5. 根據(jù)線圈的結(jié)構(gòu)型式，確定導(dǎo)線規(guī)格，進行線圈段數(shù)（層數(shù)）、匝數(shù)的排列，計算線圈軸向高度和輻向尺寸。 7. 計算變壓器負載損耗達到標準規(guī)定范圍。 9. 計算短路機械力及導(dǎo)線應(yīng)力，當超過規(guī)定值時， 應(yīng)調(diào)整安匝分布，或加大導(dǎo)線截面積。 11. 計算變壓器的重量。在設(shè)計的過程中不斷學(xué)習(xí)、消化、掌握變壓器電磁計算的全過程，掌握其計算方法，從而對變壓器有一個深入的了解，希望以后 在從事變壓器設(shè)計、制造的工作過程中，能夠更快的進入工作角色。為今后從事變壓器設(shè)計打下良好和堅實的基礎(chǔ)，爭取在變壓器設(shè)計、開發(fā)方面能有一定的貢獻。 33NII?? = NS / 3 = Y 聯(lián)接 ，線電流等于相電流。在原理上鐵心的磁導(dǎo)體是變壓器的磁路。硅鋼片總量和空載損耗隨鐵心直徑的增大而增大，而線圈導(dǎo)線的總量和負載損耗隨鐵心直徑的增大 而減小。 根據(jù)經(jīng)驗得： 40 zD K S? =60~68 4 45000 =~990 (mm) (2— 1) zNSS? /2 zS 為每柱容量 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 ? 取 900mm 鐵芯級數(shù)為 17 級 ， 疊片系數(shù)取 ， 凈面積為 2mm 。39。cB 取 帶入數(shù)據(jù) 39。3N = 39。2N = 115000/ = （ 2— 5） 2N 取 311 匝 1N = 220210/ = （ 2— 6） 1N 取 595 匝 1587 7 . 4 3 9 4 72 1 3 . 4 1 4 6zUN e?? ? ? ? （ 2— 7） 即 選擇開關(guān)位置 1 分接位置時 , 1N =655 匝 (+10%) + 1x 調(diào)壓繞組正接 2 分 接位置時 , 2N =647 匝 (+％ ) + 2x 調(diào)壓繞組正接 3 分接位置時 , 3N =640 匝 (+％ ) + 3x 調(diào)壓繞組正接 4 分接位置時 , 4N =632 匝 (％ ) + 4x 調(diào)壓繞組正接 5 分接位置時 , 5N =625 匝 (+5％ ) + 5x 調(diào)壓繞組正接 6 分接位置時 , 6N =617 匝 (+％ ) + 6x 調(diào)壓繞組正接 7 分接位置時 , 7N =610 匝 (+％ ) + 7x 調(diào)壓繞組正接 8 分接位置時 , 8N =602 匝 (+％ ) + 8x 調(diào)壓繞組正接 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 9 分接位置時 , 9N =595 匝 (額定分接時 10 分接位置時 , 10N =588 匝 (％ ) 1x 調(diào)壓繞組反接 11 分接位置時 , 11N =580 匝 (％ ) 2x 調(diào)壓繞組反接 12 分接位置時 , 12N =573 匝 (％ ) 3x 調(diào)壓繞組反接 13 分接位置時 , 13N =565 匝 (5％ ) 4x 調(diào)壓繞組反接 14 分接位置時 , 14N =558 匝 (％ ) 5x 調(diào)壓繞組反接 15 分接位置時 , 15N =550 匝 (％ ) 6x 調(diào)壓繞組反接 16 分接位置 時 , 16N =543 匝 (％ ) 7x 調(diào)壓繞組反接 17 分接位置時 , 17N =535 匝 (10％ ) 8x 調(diào)壓繞組反接 高電壓比校核 6 5 5 2 1 3 .4 1 4 6 1 3 9 7 2 0139720??=% 5 9 5 2 1 3 .4 1 4 6 1 2 7 0 2 0127020??=% 5 3 5 2 1 3 .4 1 4 6 1 1 4 3 1 0114310??=% 以上各 分接位置電壓誤差，經(jīng)計算 都小于標準規(guī)定的誤差 % 繞組的選擇 因為高壓線圈相電流為 ，又因為電流密度與負載損耗、溫升以及變壓器二次側(cè)突發(fā)短路時的動熱穩(wěn)定有關(guān)。為了提高效率，希望變壓器損耗降低，電流密度應(yīng)須適當降低。因高壓繞組為中部出線，將上下繞組并聯(lián)，并聯(lián)數(shù)為 2 2//? 。 壓線圈選取 中 壓線圈相電流為 ，電流密度初選 ，則低壓線圈導(dǎo)線導(dǎo)電面積大約為 185mm 2 ， 中 壓線圈導(dǎo)線選用 紙包扁銅線 ZB ?? ， 6 根 并聯(lián) ，導(dǎo)線的絕緣厚度為 。故并聯(lián)根數(shù) 4 2//? 。 線段排列及計算 對已知的高壓總匝數(shù)進行分析，總匝數(shù)為 595 匝。 采用分數(shù)雜，中部出線。 加 28 根撐條，28 個墊塊 ，墊塊厚度為 40mm。每只中壓繞組的段數(shù)為（ 3A+10B+23E） ? 2=72 段 各段匝數(shù)： 10 128 10 228 102728 各種線段總匝數(shù)： 311 匝 壓線圈排列選擇及計算 低 壓線圈匝數(shù)為 164 匝，繞 組形式為 連續(xù)式繞 組。采用分數(shù)匝，端部出線。 加 28 根撐條， 28 個墊塊 ，墊塊厚度為 50mm 墊塊 。 總匝數(shù)為： 60 匝 繞組尺寸計算 高壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸 考 慮工廠加工系數(shù) A=? 2? 15? =132mm （ 2— 8） 高壓線圈的輻向尺寸為 132mm 導(dǎo)線軸向高 80? =956 導(dǎo)線高度 （ mm） + 370 油道寬度 （ mm） ? 18 壓縮 系數(shù) % （ mm） 1308 52 靜電環(huán)與油道 （ mm） 1360 繞組總高度 （ mm） 100 繞組到下鐵軛距離 （ mm） 120 繞組到壓板 （ mm） 50 壓板厚度 （ mm） + 60 壓板到鐵軛 （ mm） 1690 窗高 （ mm） 中 壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸 考 慮工廠加工系數(shù) A=? 2? 9? =115mm 高壓線圈的輻向尺寸為 115mm 導(dǎo)線軸向高 72? = 導(dǎo)線高度 （ mm） + 451 油道寬度 （ mm） ? 壓縮系數(shù) % 1334 26 靜電環(huán)與油道 （ mm） 1360 繞組總高度 （ mm） 100 繞組到下鐵軛距離 （ mm） 120 繞組到壓板 （ mm） 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 50 壓板厚度 （ mm） + 60 壓板到鐵軛 （ mm） 1690 窗高 （ mm） 低 壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸 考 慮工廠加工系數(shù) A=? 2? 4? =31mm 導(dǎo)線軸向高 導(dǎo)線高度 84? = 導(dǎo)線高度 （ mm） + 274 油道寬度 （ mm） ? 壓縮系數(shù) %（ mm） 1360 繞組總高度 （ mm） 100 繞組到下鐵軛距離 （ mm） 120 繞組到壓板 （ mm） 50 壓板厚度 （ mm） + 60 壓板到鐵軛距離 （ mm） 1690 窗高 （ mm） 調(diào) 壓線圈導(dǎo)線輻向尺寸 A=4? =19m （ 2— 9） 導(dǎo)線軸向高 導(dǎo)線高度 61? =729 導(dǎo)線高度 （ mm） + 665 油道寬度 （ mm） ? 34 壓縮系數(shù) %（ mm） 1360 繞組總高度 （ mm） 100 繞組到下鐵軛距離 （ mm） 120 繞組到壓板 （ mm） 50 壓板厚度 （ mm） + 60 壓板到鐵軛 （ mm） 1690 窗高 （ mm） 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 繞組絕緣半徑計算 460 紙筒內(nèi)徑 （ mm） 27 紙筒和撐條總厚度 （ mm） 487 低壓繞組內(nèi)徑 （ mm） 31 低壓繞組輻向厚度 （ mm） 518 低壓繞組外徑 （ mm） 68 紙筒和撐條總厚度 （ mm） 586 中壓繞組內(nèi)徑 （ mm） 115 中壓繞組輻向厚度 （ mm） 701 中壓繞組外徑 （ mm） 78 紙筒和撐條總厚度 （ mm） 779 高壓繞組內(nèi)徑 （ mm） 132 高壓繞組輻向厚度 （ mm） 911 高壓繞組外徑 （ mm） 70 紙筒和撐 條