10kV变压器的设计

南京理工大学毕业设计说明书(论文)作者:学号：教学点:沙洲职业工学院专业:10级机械电子工程题目:10kV级电力变压器的设计指导者：评阅者：二零一二年四月南京理工大学毕业设计（论文）评语学生姓名：班级、学号：题目：综合成绩：指导者评语：指导者(签字)：年月日毕业设计（论文）评语评阅者评语：评阅者(签字)：年月日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会（小组）负责人(签字)：年月日毕业设计说明书（论文）中文摘要变压器理论是电机学的分支，尽管变压器是一个静止的设备，在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递，已广泛的应用于国民经济各部门，各领域。使用变压器，可使得发电机，传输电力的电网以及应用电力的用电设备，都有可能选择最合适的工作电压，安全而经济的运行。变压器主要包括油箱，线圈，绝缘和结构件等，变压器的设计主要进行的是变压器的电磁计算和器身线圈，结构件的计算。变压器的设计顺序是根据计算单中的数据首先进行铁心的设计，然后是夹件和线圈的设计，最后是油箱的设计，设计过程中要保证装配尺寸的准确。此次设计的变压器的功能主要是用来稳定电压，另外本台产品为S11系列，损耗较小，符合节能降耗的原则。完成此总成的设计主要包括三方面的工作第一是方案的选择，第二是设计计算，第三是结构的设计。为保证所设计零部件的可靠性，还应进行一定的试验。关键词变压器传输损耗配电系统节能降耗毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleThedesignofthecoverinthetransformerof10kvAbstractThetheoryofelectricaltransformerisabranchoflearning,butithasbeenwidelyusedinnationaleconomicdepartmentsinvariousfieldsasanenergyconverter.Theuseofthetransformer,canmakeelectricitytransmissiongridandtheapplicationoftheelectricalequipmentschoosethemostappropriateoperatingvoltageforthesafeandeconomicoperation.Transformerincludesthefueltank,coil,insulationandpiecesofthestructure,thedesignofthetransformeriscalculatedfortheelectromagneticandthestructureofthecalculation.Theorderofthetransformerdesignisbasedonthedatainthecalculation,thefirstisthedesignofthecore,thenfolderandcoil,andfinallythefueltankdesign,inthedesignprocesswemustensuretheexactsizeofassembly.Themainfunctionsofthistransformeristostabilizevoltage,andthistransformerbelongstoS11,smallerloss,inlinewiththeprincipleofsavingenergyandreducingconsumption.Ihavetodoseveralmissionsforfinishingthedesign.First,choosingaproperprogrammerofthedesign;Second,finishingthedesignandcalculation;Third,finishingtheconfigurationofthedesign.Wehavetodosomeexperimentsforthedesigntoassuretheabilityoftheassembliesandparts..Keywordstransformertransmissionlossdistributionsystemsavingenergy.本科毕业设计说明书（论文）第6页共38页目次1.摘要………………………………………………………………12变压器概述……………………………………………………32.1变压器原理及分类…………………………………………………………….52.2变压器设计的目的范围及意义………………………………………………….52.3变压器发展概况………………………………………………………………….52.4变压器发展方向………………………………………………………………….62.5变压器的设计任务及要求……………………………………………………….73做好变压器设计应注意的问题………………………………………………………73.1熟悉国家标准…………………………………………………………………….73.2熟悉产品规格及用户要求……………………………………………………….84设计方案……………………………………………………………………………84.1相关变压器参数的确定………………………………………………………….84.2铁心直径的选择…………………………………………………………………104.3铁心截面设计……………………………………………………………………124.4低压线圈匝数计算………………………………………………………………154.5高压线圈各分接匝数的确定和电压比较核对…………………………………164.6线圈及相关布置形式的确定……………………………………………………184.7导线规格的选取及层数的确定…………………………………………………184.8绝缘半径…………………………………………………………………………194.9引线的选取及相关参数的确定…………………………………………………214.10油箱的设计计算…………………………………………………………………225减少变压器漏磁场引起的附加损耗的措施………………………………………236变压器实验…………………………………………………………………………246.1最后实验数据……………………………………………………………………26结论…………………………………………………………………………………….27致谢…………………………………………………………………………………….28参考文献……………………………………………………………………………….29附录…………………………………………………………………………………….30附录1变压器设计图纸………………………….……………………………………30附录2变压器主要产品部件使用说明……………………………………………32本科毕业设计说明书（论文）第7页共38页10kV级变压器的设计1变压器概述1.1变压器的原理及分类变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。它有一个共用的铁心和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。当某一个绕组从电源接受交流电能时，能通过电感生磁，磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流），在其余绕组上以同一频率，不同电压传输出交流电能。变压器分为电力变压器和特种变压器。电力变压器又分为油浸式和干式两种。目前，油浸式变压器用作升压变压器，降压变压器，联络变压器和配电变压器，干式变压器只在部分变压器中使用。电力变压器可以按绕组耦合方式，相数，冷却方式，绕组数，绕组导线材质和调压方式分类。1.2变压器设计的目的范围及意义变压器是电网配电的重要设备，主要包括运行在主干电网的输电变压器和运行在终端的配电变压器两部分。目前，变压器产品按电压分为高端变压器，220-550千伏变压器，110-200千伏变压器以及小于110千伏的变压器。可以说，变压器行业的发展与电力建设息息相关，中国目前证处于电力建设的高峰期，未来两年中国电力建设将仍然呈现热火朝天的局面。电力新增装机容量的增长必然导致发电设备需求的大幅增长，而目前发电设备与输变电设备的构成比例大约为1：12，据此比例估计，国内变压器市场容量接近700亿kVA。我过电力行业的产业政策主旨是优化电源结构。目前，节能减排已经成为我国的一项基本国策，随国家有关政策的落实，节能效果显著的非晶合金变压器发展前景广阔。所以现在设计变压器的原则是在保证性能良好的情况下节材节能，降低损耗。1.3变压器发展概况目前国内具有一定规模的变压器生产厂家有近1000家，可制造变压器、互感器、电抗器、调压器及其配套组件等各种产品，年产量约1.4亿kVA、产值近80亿元的盈利制造业。据统计，在变压器总产量13383万kVA中，年产量2000万kVA的企业本科毕业设计说明书（论文）第8页共38页有1家，年产量1000-2000万kVA的企业有2家，年产量200-600万kVA的企业有11家，年产量100-200万kVA的企业有14家，（即年产量100万kVA以上企业共有28家，合计生产9983万kVA,约占当年变压器总产量的74.6%）；总产量50-100万kVA的企业有22家，（合计生产1321万kVA，约占当年变压器总产量的9.8%）。上述50家企业变压器总产量约占当年变压器总产量的84%。保定天威集团有限公司其主导产品为电力变压器，电压等级涵盖10-1000KV，其中500KV级、220KV级变压器为公司拳头产品，其经济技术水平和整机性能已达到国际先进水平。公司于1997年通过了ISO9001国际标准的质量体系认证，1999年又获得了南非国家标准局国家电力试验中心（NETFA）的生产能力认证书。公司是国内核电唯一供应商，同时还是国内唯一具有壳式变压器生产能力的制造厂家，使天威集团在输变电重大装备之一的变压器产品及其配套设备上已经具有完整知识产权和世界领先的核心技术。1.4变压器发展方向从当前城乡电网改造的情况来看，我国供电电网要求配电变压器小容量化，降低噪声，就近安装，美化环境，环网供电，以尽量缩短低压配线，降低二次线损，改善电压品质。我国的变压器制造业和使用总的发展趋势是：①采用新材料，降低损耗。②采用新结构，以求重量轻、体积小。③提高产品的可靠性，减少甚至免维修。④防火防爆，安全供电。⑤节约原材料，降低成本。针对我国目前电网用电峰谷进一步加大的现状，要提高配电变压器的过载能力，要求其具有较强的超铭牌运行能力。研究科学的效率曲线，尽可能按高效运行的原则合理选用。跟踪国际潮流，进一步简化配电变压器的结构，取消无功励磁，分接开关做到高度的通用化、标准化、互换化，增加自身的保护功能。见于变压器的现状和发展趋势，一些新技术、新材料、新工艺的应用也层出不穷。目前变压器行业的新材料和新技术在不断发展，除低损耗变压器、非晶和金铁心变压器、干式变压器、全密封变压器、调容量变压器、防雷变压器、卷铁心变压器、R型变压器、单相变压器、有载调压变压器、组合式变压器、箱式变压器外还有硅油变压器、六本科毕业设计说明书（论文）第9页共38页氟化硫变压器、超导变压器等。新材料的应用：非晶和金和速冷法制成的硅钢片，激光照射和机械压痕的高导磁取向硅钢片，HI-B高导磁取向电工钢片，菱格上胶绝缘纸。新工艺的应用：阶梯叠铁心工艺，圆柱矩轭铁心的应用，贴心自动叠装生产线，铁心硅钢片的专业生产，用激光刀作切割刀，绕组整体套装，绕组用恒压装置压紧处理，采用垫块预压。改进技术的应用：采用椭圆形绕组，采用半油道结构，解决直流电阻不平衡率问题，不同硅钢片搭配使用的性能变化，一种新的D联结方法，配电变压器低压引线的改进，变频调速绕线机。新技术的应用：现场装配型（ASA）变压器，向超高压、大容量变压器发展，SF6气体绝缘变压器，硅油变压器，超导变压器等。通过国外与国内技的电力变压器设计比较,我们有应加强国内变压器设计的创新力度,另一个角度也