變壓器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電磁裝置設(shè)計(jì)原理</b></p><p><b>　　變壓器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p&g

2、t;<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　變壓器設(shè)計(jì)綜述及其基本原理</p><p>　　變壓器是一種靜止電機(jī)，由繞在共同鐵芯上的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的繞組通過交變的磁場(chǎng)而聯(lián)系著。用以把某一種等級(jí)的電壓與電流轉(zhuǎn)換成另外一種等級(jí)的電壓與電流。其用途是多方面的，十分廣泛的應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)中，通常要將大功率的電能輸送到很遠(yuǎn)的地方去，利用低

3、電壓大電流的傳輸是有困難的，一方面，電流大引起的輸電線損耗很大；另一方面，電壓的下降也會(huì)使電能無法傳送出去。因此需要用升壓變壓器將發(fā)電機(jī)端電壓升高，而經(jīng)過高壓傳輸線到達(dá)用戶端所在城市后，再利用降壓變壓器將電壓降低，方便用戶使用。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　1、根據(jù)設(shè)計(jì)仟?jiǎng)?wù)書確定各原始技術(shù)數(shù)據(jù)；</p><p&

4、gt;　　2、計(jì)算鐵心柱直徑、鐵芯柱和鐵軛截面；</p><p><b>　　3、繞組尺寸計(jì)算；</b></p><p>　　4、繞組的確定及相關(guān)計(jì)算；</p><p>　　5、繞組的絕緣設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　6、絕緣半徑計(jì)算；</b></p><p><

5、b>　　7、鐵芯重量計(jì)算；</b></p><p><b>　　8、性能計(jì)算；</b></p><p><b>　　9、溫升計(jì)算；</b></p><p>　　10、主要部件價(jià)格計(jì)算。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p>&

6、lt;p><b>　　已知參數(shù)有：</b></p><p><b>　　額定容量 ；</b></p><p>　　額定電壓 10kV/0.4kV（高壓繞組分接頭）；</p><p>　　額定頻率 f＝50Hz；</p><p><b>　　Dy11連接模式；</b><

7、;/p><p><b>　　高壓側(cè)：；</b></p><p><b>　?。?</b></p><p>　　低壓側(cè)： </p><p><b>　?。?）技術(shù)條件</b></p><p><b>　　名稱：變壓器</

8、b></p><p>　　絕緣材料耐熱等級(jí)：H級(jí)(145℃)</p><p><b>　　容量：500kVA</b></p><p>　　電壓比：10±5%/0.4kV</p><p><b>　　頻率：50Hz</b></p><p>　　硅鋼片型號(hào)：DQ

9、122G-30</p><p><b>　　導(dǎo)線材料: 銅導(dǎo)線</b></p><p><b>　　連接組：Dy11</b></p><p><b>　　短路阻抗：4%</b></p><p>　　負(fù)載損耗（145℃）：9350w</p><p>　　空

10、載損耗：1500w</p><p><b>　　空載電流：1.8%</b></p><p><b>　?。?）鐵心計(jì)算</b></p><p>　　鐵心直徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可得。疊片系數(shù)選取0.97，硅鋼片牌號(hào)DQ122G-30。</p><p><b>　　預(yù)取磁密為，則</b>

11、</p><p><b>　　20.13匝</b></p><p>　　故取W2=20匝，得實(shí)際磁密</p><p><b>　　匝電勢(shì)：</b></p><p><b>　　高壓繞組匝數(shù)：匝</b></p><p>　　分接頭匝數(shù)：±5%&#

12、215;866=±43匝。</p><p>　　當(dāng)磁密1.6106T時(shí)，查表得鐵心毛截面為Az=339.8 cm2，凈截面為A=322.81cm2，角重=112.18kg，單位損耗為0.995W/kg，勵(lì)磁功率為1.28VA/kg，單位勵(lì)磁功率為0.219VA/ cm2。</p><p><b>　　鐵心重量：</b></p><p>

13、;<b>　　心柱重：</b></p><p><b>　　鐵軛重：</b></p><p><b>　　角重</b></p><p><b>　　總重</b></p><p><b>　　空載損耗</b></p>&l

14、t;p><b>　　空載電流：</b></p><p><b>　　無功分量： </b></p><p><b>　　有功分量：</b></p><p>　　空載電流：<1.8% </p><p><b>　　（3）繞組計(jì)算</b></p

15、><p><b>　?、俑邏豪@組</b></p><p>　　容量 ：500kVA</p><p><b>　　聯(lián)結(jié)組：D</b></p><p><b>　　額定電壓：10kV</b></p><p><b>　　額定電流：</b>&

16、lt;/p><p><b>　　相電流：</b></p><p>　　繞組匝數(shù)：909/866/823匝 </p><p><b>　　預(yù)取電密為，則</b></p><p>　　查表，選取線包扁銅線，知a=1.25mm,b=3.50mm</p><p><b>　　得

17、實(shí)際電密：</b></p><p>　　采用N-0.33的Nomex紙紙包絕緣，所以導(dǎo)線線規(guī)是：</p><p>　　繞組的形式采用連續(xù)式:</p><p>　　所以高壓繞組一共有78段，909匝。</p><p><b>　　幅向尺寸計(jì)算：</b></p><p>　　A段的幅向尺寸

18、為：（期中內(nèi)墊4.32mm、統(tǒng)包2mm） </p><p>　　B段的幅向尺寸為：（其中內(nèi)墊4.74mm）</p><p>　　C段的幅向尺寸為：（其中內(nèi)墊3.16mm）</p><p><b>　　E段的幅向尺寸為：</b></p><p><b>　　軸向尺寸計(jì)算：</b></p>

19、<p><b>　　線段軸向：</b></p><p>　　一共78段，462.54mm</p><p><b>　　墊塊軸向：</b></p><p>　　一共有77塊，410mm</p><p>　　所以高壓繞組軸向尺寸，即繞組高為</p><p><b

20、>　　窗高為()</b></p><p><b>　　②低壓繞組</b></p><p>　　容量 ：500kVA</p><p><b>　　聯(lián)結(jié)組：y</b></p><p><b>　　額定電壓：</b></p><p><

21、b>　　額定電流：</b></p><p><b>　　相電流：</b></p><p><b>　　繞組匝數(shù)：20匝 </b></p><p><b>　　預(yù)取電密為，則</b></p><p>　　查表，選取線包扁銅線,知a=2.65mm,b=16.00m

22、m</p><p><b>　　得實(shí)際電密：</b></p><p>　　其中公式中的”8”表示繞組是軸向2根并聯(lián)，幅向4根并聯(lián)，因此每一匝由8根導(dǎo)線并繞而成。</p><p>　　采用N-0.33的Nomex紙紙包絕緣，所以導(dǎo)線線規(guī)是：</p><p>　　繞組的形式采用雙螺旋式，中間預(yù)留12mm氣道。</p&g

23、t;<p><b>　　幅向尺寸計(jì)算：</b></p><p>　　氣道一側(cè)幅向尺寸為：</p><p>　　故低壓繞組幅向尺寸為：</p><p><b>　　軸向尺寸計(jì)算：</b></p><p>　?。ㄝS向2根并繞，共有20匝）</p><p>　　故低壓

24、繞組電抗高度為：</p><p>　　為配合高壓繞組，故低壓繞組窗高為()</p><p>　　（4）絕緣半徑計(jì)算（單位mm）</p><p>　　107.5 （107.5：鐵心直徑/2）</p><p>　　15 （15+5：鐵心到低壓繞組距離，其中5mm是H級(jí)玻璃鋼筒）</p><p><b>　

25、　122.5</b></p><p><b>　　5 </b></p><p>　　127.5 （低壓繞組內(nèi)半徑）</p><p>　　25.8 (25.8mm:低壓繞組輻向尺寸）</p><p>　　153.3 （127.5+12.9=140.4：低壓繞組輻向半徑）</p><

26、;p><b>　　23.5 </b></p><p><b>　　176.8</b></p><p>　　4 (4mm：H級(jí)玻璃鋼筒） </p><p>　　180.8 （153.3+19=172.3mm：高低壓線圈間漏磁通道平均半徑）</p><p>　　10.5 (23.5

27、+4+10.5=38mm：高低壓繞組之間的距離)</p><p><b>　　191.3</b></p><p>　　20 (20mm:高壓繞組幅向尺寸)</p><p>　　211.3 （191.3+10=201.3mm：高壓繞組幅向半徑）</p><p><b>　　2 </b>&l

28、t;/p><p><b>　　422.6</b></p><p>　　43 (43mm：2個(gè)鐵心所屬高壓繞組之間的距離）</p><p>　　465.6 ()</p><p><b>　?。?）短路阻抗計(jì)算</b></p><p>　　(1.38-0.033)14.04

29、/3=6.3040 λ=13.8+38+20+12-0.33=83.47mm (3.8+0.033)17.23=66.0426</p><p>　　(2.0-0.033)20.13/3=13.1986</p><p>　　(1.2+0.033)14.04/4=4.3278</p><p>　　漏磁面積：∑D=6.3049+66.0426+13.198

30、6+4.3278=89.873</p><p><b>　　平均電抗高度: </b></p><p><b>　　洛氏系數(shù)：</b></p><p>　　電抗修正系數(shù):K=1.03</p><p><b>　　電抗分量：</b></p><p><

31、b>　　電阻分量: </b></p><p><b>　　短路阻抗: </b></p><p>　?。?）損耗計(jì)算（145℃）</p><p><b>　　①高壓繞組</b></p><p><b>　　平均匝長(zhǎng)：</b></p><p&g

32、t;<b>　　總長(zhǎng)：</b></p><p><b>　　導(dǎo)線重：</b></p><p><b>　　145℃電阻：</b></p><p><b>　　電阻損耗：</b></p><p>　　75℃下渦流損耗： </p><p&g

33、t;　　折算到145℃： </p><p><b>　?、诘蛪豪@組</b></p><p><b>　　平均匝長(zhǎng)：</b></p><p><b>　　總長(zhǎng)：</b></p><p><b>　　導(dǎo)線重：</b></p>

34、<p><b>　　145℃電阻：</b></p><p><b>　　電阻損耗：</b></p><p>　　75℃下渦流損耗： </p><p>　　折算到145℃： </p><p><b>　　負(fù)載損耗： </b></p>

35、;<p><b>　　空載損耗： </b></p><p><b>　　總損耗：</b></p><p><b>　?。?）溫升計(jì)算</b></p><p>　　低壓繞組(400V)</p><p>　　內(nèi)層散熱面：(繞組繞在5mm骨架筒上不計(jì)散熱面) </

36、p><p>　　繞組氣道內(nèi)層散熱面: </p><p>　　繞組氣道外層散熱面：</p><p><b>　　繞組外層散熱面：</b></p><p><b>　　總散熱面：</b></p><p><b>　　低壓溫升：</b></p>&l

37、t;p>　　高壓繞組(10000V)</p><p>　　內(nèi)層軸向氣道修正系數(shù)：</p><p>　　水平軸向氣道修正系數(shù)：</p><p>　　里段：內(nèi)層軸向有效散熱高度（除去內(nèi)墊8餅線匝）</p><p>　　外段：外層軸向有效散熱高度（除去統(tǒng)包2餅線匝）</p><p><b>　　S：</

38、b></p><p><b>　　內(nèi)層有效散熱面：</b></p><p><b>　　水平有效散熱面：</b></p><p><b>　　外層有效散熱面：</b></p><p><b>　　總有效散熱面：</b></p><

39、p><b>　　高壓溫升：</b></p><p><b>　　（8）重量計(jì)算</b></p><p><b>　　鐵心重</b></p><p><b>　　電磁線重</b></p><p><b>　　總重</b></

40、p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　額定容量 ；</b></p><p>　　額定電壓 10kV/0.4kV（高壓繞組分接頭）；</p><p>　　額定頻率 f＝50Hz；</p><p><b>　　Dy11連接模式；</b

41、></p><p><b>　　心柱直徑 ；</b></p><p>　　中心距 440mm；</p><p>　　窗高 1010mm；</p><p><b>　　磁密 ；</b></p><p><b>　　空載損耗 ；</b><

42、;/p><p>　　空載電流 <1.8%；</p><p><b>　　低壓匝數(shù) ；</b></p><p>　　高壓匝數(shù) （主抽頭）；(高壓抽頭)；（低壓抽頭）；</p><p>　　低壓導(dǎo)線尺寸 ； </p><p>　　低壓導(dǎo)線截面積 ；</p><p>

43、　　低壓線圈高度 677.24mm； </p><p><b>　　低壓電密 ；</b></p><p>　　高壓導(dǎo)線尺寸 ；</p><p>　　高壓導(dǎo)線截面積 ；</p><p>　　高壓線圈高度 850mm ； </p><p><b>　　高壓電密 ；</b

44、></p><p>　　負(fù)載損耗： 6510.43W；</p><p>　　短路阻抗 3.965%；</p><p><b>　　低壓繞組溫升 ；</b></p><p><b>　　高壓繞組溫升 ；</b></p><p>　　鐵心重 1320.36kg；&l