66kv变压器结构与系统设计

毕业论文题目：66kv变压器结构仿真系统设计目录一．变压器概述......................................................11.1变压器的原理及分类...........................................11.2变压器设计的目的范围及意义...................................21.3变压器发展方向...............................................31.3.1铁心制造技术...........................................31.3.2.绝缘加工技术...........................................31.3.3.绝缘干燥和油处理技术...................................41.3.4.节能技术...............................................4二．变压器结构......................................................52.1结构简介.....................................................52.2元件示意图...................................................6三．设计方案.......................................................143.1熟悉产品规格及参数..........................................143.2变压器额定电压和额定电流的计算..............................143.3铁心直径的选择..............................................163.3.1影响铁心直径选择的主要因素：..........................163.3.2截面的选择............................................163.3.3.迭片系数..............................................173.4低压线圈匝数的计算..........................................183.5线圈及相关布置形式的确定...................................183.6油箱的选择.................................................193.6.1油箱器身相关参数的确定................................19四．减少变压器漏磁场引起的附加损措施..............................20五．变压器试验....................................................215.1最后的试验数据..............................................22六.总结............................................................231一．变压器概述电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之，升压与降压都必须由变压器来完成，在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。因此系统设计在电力系统的规划以及电力系统保护和控制等方面起着越来越重要的作用。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。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器内部，既有磁路问题，也有电路问题，而且彼此之间还有耦合关系。为了研究方便，通常将其转化为等效电路，并且用一组电路方程来描述。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。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器内部，既有磁路问题，也有电路问题，而且彼此之间还有耦合关系。为了研究方便，通常将其转化为等效电路，并且用一组电路方程来描述。一般常用变压器的分类可归纳如下：(1)、按相数分：单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。三相变压器：用于三相系统的升、降电压。（2）、按冷却方式分：2干式变压器：依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器。油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。（3）、按用途分：电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。特种试验：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器、电容式变压器、移相变压器等。（4）、按绕组形式分：双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。三绕主变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。（5）、按铁芯形式分：芯式变压器：用于高压的电力变压器。非合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低地方。壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。1.2变压器设计的目的范围及意义在过去十年的发展中，我国电力建设快速发展，成绩斐然。其中，发电装机容量高速增长，电网建设速度突飞猛进，电源结构调整不断优化，技术装备水平大幅提升，节能减排降耗效果显著，电力建设实现了跨越式发展。这为我国经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。目前在网运行的部分高能耗配电变压器已不符合行业发展趋势，面临着技术升级、更新换代的需求，未来将逐步被节能、节材、环保、低噪音的变压器所取代。因此系统设计在电力系统的规划以及电力系统保护和控制等方面起着越来越重要的作用。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。31.3变压器发展方向随着市场经济的发展和科技的不断进步，新材料、新工艺的不断应用，新的低损耗配电变压器相继开发成功。国内许多变压器制造厂商投入了大量资金引进国外先进的制造技术及设备，不断研制开发低损耗变压器和各种结构形式的变压器，如油浸变压器已出现比新S9系列更节能的S10、S11系列，新干式变压器的SC9系列以及非晶合金铁心等低损耗等产品都显示了我国配电变压器的节能潜力。我国配电变压器行业经过不断努力，在90年代以后较过去有了突破性的进展，变压器性能不仅是铁心硅钢片材质的改进，而且在容量结构和制造工艺都有所突破，因而在节能降耗、降低空载电流和噪音都取得较大进展。总体来看，中国变压器行业总体产品技术水平有了明显进步，但与国外产品相比，还存有一定差距，某些核心技术和产品对进口的依赖性依然很高。1.3.1铁心制造技术国内各企业主要是通过改善自己的剪切设备来改进铁心的生产技术，目前铁心制造技术有以下变化：①铁心柱采用嵌下轭工艺。与常规工艺相比可节省大量的芯柱叠装时间，提高铁心叠装质量，该工艺适用于配电变压器铁心的自动化生产。②多级接缝铁心的应用。近年来，设计上为降低铁心接缝处的空载损耗，逐渐将传统的单一接缝改为多级接缝。国内变压器企业多采取局部阶梯接缝的做法，不仅能降低变压器空载损耗15%以上，而且能降低噪声3%～4%。③铁心片加工技术。20世纪70年代初，国内各变压器生产企业均采用国产硅钢片纵剪线和多剪床组成的简易硅钢片横剪线。1.3.2.绝缘加工技术20世纪80年代，随着产品电压等级容量的提高和实验项目的增加，绝缘加工逐渐从金属加工中分离出来。41.3.3.绝缘干燥和油处理技术油浸式变压器采用的是油纸绝缘结构。其核心工艺是绝缘材料的干燥处理，以及变压器的真空脱水。气相干燥：20世纪80年代中期，国内沈变、西变和保变三大变压器厂率先从瑞士Microfilm公司引进气相干燥设备。近年来煤油蒸发器又开发出内置式新产品，与传统的外置式蒸发器相比，两者各有利弊。变压器油处理：进入上个世纪80年代，随着国外先进油过滤设备的引进，国内油净化技术得到了长足发展。企业大多采用了先进的真空喷雾净油法，它的去杂质和脱水效果是其他方法不能媲美的。1.3.4.节能技术就变压器节能技术发展历程看，中国变压器历经了S6、S7、S9、S11等几个系列的替代过程，目前S9型节能产品成为市场主流，而S11节能型产品的市场规模正在增长。在推广S11的市场过程中，S11的销售价格比S9的平均高出14.2%，所以价格仍是影响S11变压器普及推广的主要因素。目前，新S9产品虽已占据大部分市场，但随着经济的发展，用户对“11”型产品的需求逐步增长。S11型叠铁心变压器是在新S9成熟的技术基础上设计开发的，在保持产品可靠性的前提下，其性能指标有了较大提高。与传统的叠片式变压器相比，S11卷铁心配电变压器具有节约原材料、节能、改善供电品质、噪音低和机械化程度高等特点。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，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。目前变压器技术的发展目标是轻量、高效、高密度，片式化产品将获得进一步发展，高频、低损耗、小尺寸和低价位的电源变压器将占有大量市场，高压电源变压器市场前景广阔。5二．变压器结构2.1结构简介①油箱：油箱是变压器的外壳，内装铁芯和绕组并充满变压器油，使铁芯和绕组浸在油内。②油枕：油枕装在油箱的斜上方，有油管和油箱相通。当变压器油的体积随油温变化而膨胀缩小时，油枕起着储油和补油的作用。③密封件：密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件。④散热器：变压器运行时要产生热量一是铁损，就是变压器铁芯中的涡流缺失产生的热量，二是负载电流流经变压器绕组产生的热量，此发热量与电流的平方成正比。这此热量必须要及时散发掉，否则会损坏变压器，因此变压器需要安装散热器。⑤开关：对变压器进行保护⑥油位表：变压器油位计工作原理是采用悬浮的原理，油位计里面有个浮标，当油面到浮标时则有一个标志，未到有另外一标志。⑦波纹管：变压器的渗漏油是一个普遍存在的问题，波纹管在部件和管路联结处,在油箱与附件及管道对装处进行连接。⑧压力释放阀：作用是使变压器油