cad課程設(shè)計--小型油變

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　　課程名稱： 《電機電器及其CAD》 </p><p>　　課題名稱： 小型油變 </p><p>　　系部名稱： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電機與電器

2、 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　2012年06月20日</p><p><b>　　目 錄</b></p&

3、gt;<p>　　一、課程設(shè)計任務(wù)書…………………………………………………….3</p><p>　　二、設(shè)計方案的優(yōu)化及選擇……………………………………………..3</p><p>　　1、設(shè)計方案A的優(yōu)化及選擇</p><p><b>　?。?）性能參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　?。?）鐵心材料、

4、導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)的選取</p><p>　?。?）變壓器主縱絕緣尺寸的確定</p><p>　?。?）方案的優(yōu)化及調(diào)整</p><p>　?。?）方案的比較及選擇</p><p>　　2、設(shè)計方案B的優(yōu)化及選擇</p><p><b>　?。?）性能參數(shù)設(shè)置</b></p><p

5、>　　（2）鐵心材料、導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)的選取</p><p>　　（3）變壓器主縱絕緣尺寸的確定</p><p>　?。?）方案的優(yōu)化及調(diào)整</p><p>　　（5）方案的比較及選擇</p><p><b>　　3、問題及討論</b></p><p>　　三、變壓器結(jié)構(gòu)CAD繪制………………

6、…………………………….9</p><p>　　1、圖層、線型、文字等基本繪圖環(huán)境的設(shè)置及繪圖模板的繪制</p><p>　　2、主要結(jié)構(gòu)尺寸及配合尺寸的確定。</p><p><b>　　3、問題及討論。</b></p><p>　　四、心得體會…………………………………………………………..10</p>

7、<p>　　五、附錄一：計算單……………………………………………………11 </p><p>　　附錄二：結(jié)構(gòu)圖…………………………………………………..17</p><p>　　六、參考文獻……………………………………………………………20</p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>

8、;　　S9系列變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計</p><p><b>　　性能參數(shù)輸入；</b></p><p>　　材料、鐵心、線圈、絕緣參數(shù)的設(shè)置；</p><p>　　油箱、溫升、重量計算；</p><p><b>　　優(yōu)化計算；</b></p><p>　　調(diào)整計算單；計算單保存

9、生成；</p><p><b>　　鐵心截面優(yōu)化。</b></p><p>　　S9系列變壓器結(jié)構(gòu)CAD設(shè)計</p><p><b>　　總裝配圖</b></p><p><b>　　鐵心、鐵心裝配</b></p><p><b>　　線圈&l

10、t;/b></p><p><b>　　器身裝配及絕緣</b></p><p><b>　　夾件</b></p><p><b>　　引線裝配</b></p><p>　　設(shè)計方案的優(yōu)化及選擇</p><p>　　設(shè)計方案A的優(yōu)化及選擇</p

11、><p><b>　?。?）性能參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　額定值：SN=1600KVA，硅鋼片：DQ147-30，高壓側(cè)無勵磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍±5%。S9-1600/10 聯(lián)結(jié)組別：Y，yn0 ，U1N=10000V，U2N=400V，PK=13975W，P0=2320W，阻抗電壓：4.5%</p><p>　　高低壓導(dǎo)線及線

12、圈型式。其中高壓導(dǎo)線可采用漆包線和紙包線，低壓導(dǎo)線采用紙包線；高壓繞組采用多層圓筒式，低壓繞組結(jié)構(gòu)可采用多層圓筒式、雙螺旋或四螺旋結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）鐵心材料、導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)的選取</p><p>　　鐵心直徑 267mm</p><p>　　硅鋼片牌號 DQ147-30</p><p>　　鐵窗高度 525mm</

13、p><p>　　心柱中心距 430mm</p><p>　　疊片系數(shù) 0.970</p><p>　　磁通密度 1.690T</p><p>　　鐵軛凈截面 512.694cm?</p><p>　　心柱凈截面 512.694cm?</p><p>　　三相角重 219.3kg</

14、p><p>　　鐵心重量 1511.7kg</p><p>　　單位鐵損 1.304W/kg</p><p>　　損耗系數(shù) 1.18</p><p>　　磁化容量 3.494VA/kg</p><p>　　接縫伏安 0.453VA/cm?</p><p>　　空載損耗 2337W<

15、/p><p>　　空載電流有功分量 0.15%</p><p>　　空載電流無功分量 0.60%</p><p>　?。?）變壓器主縱絕緣尺寸的確定</p><p>　　鐵心半徑 133.5mm</p><p>　　低壓線圈內(nèi)半徑 137.5mm</p><p>　　低壓線圈輻向?qū)?35.

16、0mm</p><p>　　低壓線圈外半徑 172.5mm</p><p>　　主空道距離 5.0mm</p><p>　　高壓線圈內(nèi)半徑 177.5mm</p><p>　　高壓線圈輻向?qū)?34.5mm</p><p>　　高壓線圈外半徑 212.0mm</p><p>　　高壓線圈

17、相間距 6.0mm</p><p>　　鐵心柱中心距離 430mm</p><p>　　（4）方案的優(yōu)化及調(diào)整</p><p>　　額定容量 1600kVA</p><p>　　高壓繞組額定電壓 10.0kV</p><p>　　低壓繞組額定電壓 0.40kV</p><p>　　繞組

18、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 Yyn0</p><p>　　短路阻抗 3.85 [3.9%]</p><p>　　短路損耗 13955 [13975W]</p><p>　　空載損耗 2337 [2320W]</p><p>　　空載電流 0.62 [0.6%]</p><p>　　（5）方案的比較及選擇</p>

19、<p><b>　　相比方案A比較合理</b></p><p>　　2、設(shè)計方案B的優(yōu)化及選擇</p><p><b>　?。?）性能參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　額定值：SN=1600KVA，硅鋼片：DQ147-30，高壓側(cè)無勵磁調(diào)壓，</p><p>　　調(diào)壓范圍±

20、5%。S9-1600/10 聯(lián)結(jié)組別：D，yn11 ，U1N=10000V，</p><p>　　U2N=400V，PK=15409W，P0=2091W，阻抗電壓：5.5%</p><p>　　高低壓導(dǎo)線及線圈型式。其中高壓導(dǎo)線可采用漆包線和紙包線，低壓導(dǎo)線采用紙包線；高壓繞組采用多層圓筒式，低壓繞組結(jié)構(gòu)可采用多層圓筒式、雙螺旋或四螺旋結(jié)構(gòu)。</p><p>　　

21、（2）鐵心材料、導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)的選取</p><p>　　鐵心直徑 267mm</p><p>　　硅鋼片牌號 DQ147-30</p><p>　　鐵窗高度 525mm</p><p>　　心柱中心距 430mm</p><p>　　疊片系數(shù) 0.970</p><p>　　磁通密度

22、 1.690T</p><p>　　鐵軛凈截面 512.694cm?</p><p>　　心柱凈截面 512.694cm?</p><p>　　三相角重 219.3kg</p><p>　　鐵心重量 1511.7kg</p><p>　　單位鐵損 1.304W/kg</p><p>

23、　　損耗系數(shù) 1.18</p><p>　　磁化容量 3.494VA/kg</p><p>　　接縫伏安 0.453VA/cm?</p><p>　　空載損耗 2337W</p><p>　　空載電流有功分量 0.15%</p><p>　　空載電流無功分量 0.60%</p><p&g

24、t;　?。?）變壓器主縱絕緣尺寸的確定</p><p>　　鐵心半徑 133.5mm</p><p>　　低壓線圈內(nèi)半徑 137.5mm</p><p>　　低壓線圈輻向?qū)?35.0mm</p><p>　　低壓線圈外半徑 172.5mm</p><p>　　主空道距離 5.0mm</p>&l

25、t;p>　　高壓線圈內(nèi)半徑 177.5mm</p><p>　　高壓線圈輻向?qū)?34.5mm</p><p>　　高壓線圈外半徑 212.0mm</p><p>　　高壓線圈相間距 6.0mm</p><p>　　鐵心柱中心距離 430mm</p><p>　　（4）方案的優(yōu)化及調(diào)整</p>

26、<p>　　額定容量 1600kVA</p><p>　　高壓繞組額定電壓 10.0kV</p><p>　　低壓繞組額定電壓 0.40kV</p><p>　　繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 Yyn0</p><p>　　短路阻抗 3.85 [3.9%]</p><p>　　短路損耗 13955 [1397

27、5W]</p><p>　　空載損耗 2337 [2320W]</p><p>　　空載電流 0.62 [0.6%]</p><p>　?。?）方案的比較及選擇</p><p><b>　　相比方案一比較合理</b></p><p>　　三、變壓器結(jié)構(gòu)CAD繪制</p><

28、p>　　1、圖層、線型、文字等基本繪圖環(huán)境的設(shè)置及繪圖模板的繪制</p><p>　　2、主要結(jié)構(gòu)尺寸及配合尺寸的確定。</p><p><b>　　3、問題及討論。</b></p><p><b>　　四、心得體會</b></p><p>　　通過本次實驗學(xué)習(xí)，學(xué)會運用CAD的基本繪圖方法技

29、巧。也豐富了我們理論與實踐能力。讓我懂得書本與實訓(xùn)還是有一定差距的。在以后學(xué)習(xí)中更加注重實訓(xùn)，通過對小型油變的設(shè)計方案優(yōu)化，讓我們學(xué)會運用CAD解決實際問題。知道怎樣去選擇優(yōu)化方案，對解決一些優(yōu)化問題有了一定的處理方法。我們在繪制中，一般來說，能用編輯命令完成的，就不要用繪圖命令完成。在CAD軟件的使用過程中，雖然一直說是畫圖，但實際上大部分都是在編輯圖。因為編輯圖元可以大量減少繪制圖元不準(zhǔn)確的幾率，并且可以在一定程度上提高效率。在使用

30、繪圖命令時，一定要設(shè)置捕捉。在使用繪圖和編輯命令時，大部分情況下，都要采用正交模式。相信這次實訓(xùn)不僅增進了我們的對CAD掌握，更加鍛煉了我們的動手能力！</p><p>　　五、附錄一：計算單 </p><p>　　變 壓 器 計 算 單</p><p><b>　　一、產(chǎn)品性能</b></p&g

31、t;<p>　　額定容量 1600kVA</p><p>　　高壓繞組額定電壓 10.0kV</p><p>　　低壓繞組額定電壓 0.40kV</p><p>　　繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 Yyn0</p><p>　　短路阻抗 3.85 [3.9%]</p><p>　　短路損耗 13955 [13

32、975W]</p><p>　　空載損耗 2337 [2320W]</p><p>　　空載電流 0.62 [0.6%]</p><p><b>　　二、鐵心計算</b></p><p>　　鐵心直徑 267mm</p><p>　　硅鋼片牌號 DQ147-30</p>&l

33、t;p>　　鐵窗高度 525mm</p><p>　　心柱中心距 430mm</p><p>　　疊片系數(shù) 0.970</p><p>　　磁通密度 1.690T</p><p>　　鐵軛凈截面 512.694cm?</p><p>　　心柱凈截面 512.694cm?</p><

34、p>　　三相角重 219.3kg</p><p>　　鐵心重量 1511.7kg</p><p>　　單位鐵損 1.304W/kg</p><p>　　損耗系數(shù) 1.18</p><p>　　磁化容量 3.494VA/kg</p><p>　　接縫伏安 0.453VA/cm?</p>&

35、lt;p>　　空載損耗 2337W</p><p>　　空載電流有功分量 0.15%</p><p>　　空載電流無功分量 0.60%</p><p><b>　　三、線圈計算</b></p><p>　　高壓線圈結(jié)構(gòu)型式 多層圓筒式</p><p>　　低壓線圈結(jié)構(gòu)型式 雙螺旋圓

36、筒式</p><p>　　高壓繞組分接線電壓(V) 10500 10250 10000 9750 9500 </p><p>　　高壓繞組分接相電壓(V) 6062 5918 5774 5629 5485 </p><p>　　低壓繞組電壓 400/231V</p><p>　　高壓線圈額定電流 92.38A<

37、;/p><p>　　低壓線圈額定電流 2309A</p><p>　　高壓線圈電流密度 3.434A/mm?</p><p>　　低壓線圈電流密度 2.751A/mm?</p><p>　　匝電壓 19.2450V</p><p>　　高壓線圈匝數(shù) 315 308 300 293 285 </p&

38、gt;<p>　　低壓線圈匝數(shù) 12</p><p>　　高壓線圈每層匝數(shù) 83*3+66*1=315</p><p>　　低壓線圈每層匝數(shù) 12*1=12</p><p>　　高壓線圈導(dǎo)線尺寸 2.80*5.00/3.25*5.45mm 2*1=2</p><p>　　低壓線圈導(dǎo)線尺寸 5.30*16.00/5.7

39、5*16.45mm 5*2=10</p><p>　　高壓線圈導(dǎo)線截面 13.451*2=26.90mm?</p><p>　　低壓線圈導(dǎo)線截面 83.942*10=839.42mm?</p><p>　　高壓線圈平均匝長 1.162/1.277m</p><p>　　低壓線圈平均匝長 0.974m</p><p

40、>　　高壓線圈總長 364.0/383.2m</p><p>　　低壓線圈總長 12.19m</p><p>　　高壓線圈導(dǎo)線電阻 0.28375Ω</p><p>　　低壓線圈導(dǎo)線電阻 0.00030444Ω</p><p>　　高壓線圈導(dǎo)線重量 275.21/281.59kg</p><p>　　低

41、壓線圈導(dǎo)線重量 273.13/275.83kg</p><p>　　導(dǎo)線總重量 548.34/557.42kg</p><p>　　高壓線圈軸向高度 472mm</p><p>　　低壓線圈軸向高度 433mm</p><p>　　高壓線圈輻向厚度 15.0+4.5+15.0=34.5mm</p><p>　

42、　低壓線圈輻向厚度 35.0mm</p><p>　　高壓線圈層間絕緣 K-8 7+5/2 首加2 末加1</p><p>　　低壓線圈層間絕緣 無</p><p>　　高壓線圈層間油道 4.5mm 位于2層與3層之間</p><p>　　低壓線圈層間油道 無</p><p>　　低壓線圈對鐵心柱的絕緣

43、距離 4.0mm</p><p>　　壓板厚度及對鐵軛的空隙之和 無線圈壓板</p><p>　　低壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 46.0mm</p><p>　　低壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 46.0mm</p><p>　　高低壓線圈絕緣距離＋靜電屏 5.0mm</p><p>　　高壓線圈對上鐵軛的絕緣距離

44、 30.5mm 有無靜電屏自定</p><p>　　高壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 22.5mm</p><p>　　相鄰高壓線圈的相間絕緣距離 6.0mm</p><p><b>　　四、絕緣半徑</b></p><p>　　鐵心半徑 133.5mm</p><p>　　低壓線圈內(nèi)半徑 1

45、37.5mm</p><p>　　低壓線圈輻向?qū)?35.0mm</p><p>　　低壓線圈外半徑 172.5mm</p><p>　　主空道距離 5.0mm</p><p>　　高壓線圈內(nèi)半徑 177.5mm</p><p>　　高壓線圈輻向?qū)?34.5mm</p><p>　　高壓

46、線圈外半徑 212.0mm</p><p>　　高壓線圈相間距 6.0mm</p><p>　　鐵心柱中心距離 430mm</p><p><b>　　五、短路阻抗</b></p><p>　　高壓電抗高度 466.5mm</p><p>　　低壓電抗高度 400.0mm</p&g

47、t;<p>　　平均電抗高度 433.2mm</p><p>　　漏磁寬度 71.33mm</p><p>　　洛氏系數(shù) 0.948</p><p>　　等值漏磁總面積 45.721cm?</p><p>　　額定安匝 27712.8A</p><p>　　額定頻率 50Hz</p>

48、;<p>　　短路電阻 0.87%</p><p>　　附加電抗系數(shù) 1.05</p><p>　　短路電抗 3.75%</p><p>　　短路阻抗 3.85%</p><p><b>　　六、油箱計算</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)型式 平頂長方形桶式油箱</p

49、><p>　　油箱長度 1350mm</p><p>　　油箱寬度 515mm</p><p>　　油箱高度 1210mm</p><p>　　油箱周長 3730mm</p><p><b>　　箱壁厚度 2mm</b></p><p><b>　　箱底厚度

50、 6mm</b></p><p>　　箱蓋厚度 10mm</p><p>　　儲油柜直徑 310mm</p><p>　　儲油柜長度 900mm</p><p>　　散熱管總長度 260.3m=1.454*106+1.154*92</p><p>　　散熱管尺寸 L*C=150*1000+75*

51、850</p><p>　　散熱油管上管口中心至箱蓋距離 80mm</p><p>　　散熱油管下管口中心至箱底距離 130mm</p><p>　　散熱油管彎曲內(nèi)半徑 120mm</p><p>　　箱壁上每排散熱油管管間中心距 35mm</p><p><b>　　七、溫升計算</b>

52、</p><p>　　高壓繞組有效散熱面積 5.556m?</p><p>　　高壓線圈表面單位熱負(fù)荷 1504W/m?</p><p>　　高壓線圈表面對油的溫升 22.6K</p><p>　　高壓絕緣校正溫升 1.4K</p><p>　　高壓層數(shù)校正溫升 0.0K</p><p&g

53、t;　　高壓線圈對油的平均溫升 24.0 [24.0K]</p><p>　　高壓線圈對空氣的平均溫升 62.9 [65.0K]</p><p>　　低壓繞組有效散熱面積 3.494m?</p><p>　　低壓線圈表面單位熱負(fù)荷 1603W/m?</p><p>　　低壓線圈表面對油的溫升 23.8K</p><

54、;p>　　低壓絕緣校正溫升 0.0K</p><p>　　低壓層數(shù)校正溫升 0.0K</p><p>　　低壓線圈對油的平均溫升 23.8 [24.0K]</p><p>　　低壓線圈對空氣的平均溫升 62.8 [65.0K]</p><p>　　箱蓋幾何散熱面積 0.695m?</p><p>　　箱

55、壁幾何散熱面積 4.513m?</p><p>　　散熱管幾何散熱面積 32.700m?</p><p>　　油箱有效散熱面積 31.400m?</p><p>　　油箱表面單位熱負(fù)荷 519W/m?</p><p>　　油平均溫升 38.9 [39.0K]</p><p>　　油溫升修正值 6.9K<

56、;/p><p>　　油頂層溫升 53.6 [55.0K]</p><p><b>　　八、重量計算</b></p><p>　　器身排油重 317.7kg</p><p>　　空箱裝油重 881.8kg</p><p>　　油箱內(nèi)油重 564.2kg</p><p>　

57、　儲油柜中油重 30.0kg</p><p>　　總油重 594.2kg</p><p>　　硅鋼片重 1511.7kg</p><p>　　銅導(dǎo)線重 557.4kg</p><p>　　器身重 2276.0kg</p><p>　　箱壁重 70.9kg</p><p>　　箱蓋重

58、 54.6kg</p><p>　　箱底重 32.7kg</p><p>　　散熱管重 395.7kg</p><p>　　儲油柜重 74.0kg</p><p>　　套管重 58.3kg</p><p>　　油箱及附件重 741.6kg</p><p>　　變壓器總重 3611.8

59、kg</p><p>　　九、片形尺寸 (mm)</p><p>　　ABbL1L2L3L4L5cd</p><p>　　63.0260130.01120560.01045525785125.0135.0</p><p>　　22.0245122.51105552.510305407851

60、17.5127.5</p><p>　　18.5225112.51085542.51010560785107.5117.5</p><p>　　14.0205102.51065532.599058078597.5107.5</p><p>　　13.018090.01040520.096560578585.09

61、5.0</p><p>　　10.015577.51015507.594063078572.582.5</p><p>　　10.512060.0980490.090566578555.065.0</p><p>　　9.57035.0930465.085571578530.040.0</p>&l

62、t;p><b>　　附錄二：結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　[1]張啟明.CAD技術(shù).人民交通出版社,2005.09</p><p>　　[2]王定標(biāo)，郭茶秀，向颯.CAD/CAE/CAM技術(shù)與應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社,2005.06</p><p