電力變壓器設計要點

1、1變壓器設計及計算要點—蔣守誠—一概述概述1.變壓變壓器發(fā)展史展史(1)發(fā)明階段(1831～1885)變壓器是利用電磁感應原理來變換電能的設備故變壓器一定在電磁感應原理發(fā)現(xiàn)后出現(xiàn)。1831年英國人法拉第(M.Farady)在鐵環(huán)上纏繞兩個閉合線圈在一個線圈中突然接上或斷開電池另一個線圈所接儀表指針發(fā)生偏轉從而發(fā)現(xiàn)電磁感應原理。1837年英國人曼生(Masson)用薄鐵片做電磁線圈的鐵心從而減少損耗。1881年法國人愛維(Jaewin)發(fā)

2、現(xiàn)磁滯現(xiàn)象美國人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)發(fā)現(xiàn)磁滯損耗是磁密的1.6次方成正比例。1882年英國人格拉特(Goulard)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的開路鐵心的單相變壓器。同年法欒(S.Z.Ferranti)和湯姆生(A.Tomson)制成電流互感器。1884年英國人戈普生兄弟開始采用具有閉合鐵心的變壓器作照明電源。1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齊彼爾

3、斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘茲(Ganz)工廠制造一臺1400VA12072V40Hz單相閉合磁路的變壓器。至1887年底甘茲(Ganz)工廠就生產(chǎn)24臺總容量達3000kVA。1885年才把這種電器叫做”變壓變壓器”。(2)完善完善階段(1886～1930)1887年英國人配萊(Belry)發(fā)明了單相多軛的分布式鐵心。1888年俄國人多利沃—多勃羅沃爾斯基(M.O.Dolivo－Dobrowolsky)提出交流三相制。

4、并于1890年發(fā)明了三相變壓器。同年布朗（Brown）又制造出第一臺油冷、油絕緣變壓器。1890年德國人威士頓(Wenstrom)做成對稱三相鐵心。1891年德國西門子(SiemensSohucrerf)做成不對稱三相鐵心。美國人斯汀蘭(W.Stanley)在西屋公司(WestingHouse)做成單相殼式鐵心。瑞士的勃朗—鮑佛利(B.B.C)公司的創(chuàng)始人勃朗(E.F.Brown)做成三相殼式鐵心。1891年德國生產(chǎn)30kVA的油浸變壓

5、器(1878年美國人勃勞克斯(D.Brdoks)開始用油做絕緣。)1900年德國人夏拉(Schalley)做成三相五柱式鐵心。1900年英國人哈特菲爾德(Hodfeild)發(fā)明了硅鋼片1903年開始用硅鋼片制造變壓器鐵心。(德國在1904年美國在1906年俄國在1911年日本在1922年分別用硅鋼片制造變壓器鐵心)1905年德國人洛果夫斯基(W.Rowgowski)研究漏磁場提出漏磁系數(shù)。1915年華納(K.W.Wagner)研究線圈內(nèi)

6、部電磁振蕩的基本理論提出了過電壓保護一種方式。1922年美國人維特(J.M.Weed)研究過電壓理論時提出了過電壓保護另一種方式。1930年前后變壓器的基本理論已基本形成。(3)提高提高階段(1930～至今～至今)1930年以后變壓器進入改進提高階段即采用新材料、改進結構、改進工藝、不斷擴大變壓器的使用范圍。3二鐵心設計設計及計算1.鐵心的作用心的作用:變壓器是根據(jù)電磁感應原理制造的磁路是電能轉換的媒介由于鐵心是采用導磁率較高的硅鋼片疊

7、積而成只要通入較小的勵磁電流就能得到所需要的磁通。2.鐵心的材料心的材料:常用冷軋硅鋼片的牌號及疊片系數(shù)如下表。由于硅鋼片表面已有附著性較好的絕緣薄膜故可不涂漆。疊片系數(shù)取決于絕緣膜厚度、波浪度、同板差及毛剌的大小。日本新日鐵(川崎)中國國標疊片系數(shù)適用范圍35Z155(35RG155)35Q1550.9735Z145(35RG145)35Q1450.97常規(guī)產(chǎn)品30Z140(30RG140)30Q1400.9630ZH120(30RG

8、H120)30QG1200.96要求損耗較低或噪聲較低的產(chǎn)品27ZH100(27RGH100)27QG1000.955要求損耗極低的產(chǎn)品(需經(jīng)批準)3.鐵心截面形狀心截面形狀:鐵心柱截面形狀為圓內(nèi)接階梯形鐵心直徑?70～?1600的級數(shù)為6～26級(14圓內(nèi))。當鐵心直徑為?70～?395時鐵軛截面形狀與鐵心柱截面形狀相同當鐵心直徑為?340～?1600時鐵軛截面形狀為D形。4.鐵心直徑心直徑:D0=KDPzh0.25式中:KD－直徑經(jīng)

9、驗系數(shù)冷軋硅鋼片銅導線KD=52～57Pzh－每柱容量(kVA)5.鐵心疊心疊積圖積圖及接及接縫:鐵心疊片的搭接長度:b≈0.03Do一般如下表:鐵心結構無拉板結構拉板結構鐵心直徑Do(mm)≤φ160φ165～φ395φ340～φ580φ590～φ740φ750～φ910≥φ920搭接長度b(mm)51015202530三相三柱式全斜有臺階疊片圖③③④④②①①bb③⑤④⑤④②①bb③⑤④⑤④②①bb三相三柱式全斜有尖角疊片圖三相三柱式