電氣工程及其自動化畢業(yè)設計-s9-400、10.5、0.4變壓器電磁計算(含外文翻譯)

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文檔簡介

1、　　本科畢業(yè)論文　?。?0 屆）　　S9-400/10.5/0.4變壓器電磁計算　　所在學院 　　專業(yè)班級電

2、氣工程及其自動化 　　學生姓名學號 　　指導教師職稱 　　完成日期年月 　　S9-400/10.5/0.4變壓器電磁計算

3、　　摘要　　電力變壓器是一種靜止的電氣設備，電力變壓器是電力網中的主要電氣設備。其設計和制造的好壞是直接影響其運行質量和經濟效益的關鍵所在，因此電力變壓器的電磁計算就顯得尤為重要。電磁計算的任務在于確定變壓器的電、磁負載和主要幾何尺寸，計算性能數(shù)據(jù)和各部分的溫升以及計算變壓器的重量、外型尺寸和取得比較合理的技術經濟

4、效果。計算結果必須滿足國家標準及有關技術標準的規(guī)定和使用部門的要求。　　本文對400kVA/10.5kV/0.4電力變壓器進行了電磁計算。首先對電力變壓器的發(fā)展歷史、基本的特性及變壓器的設計方法進行了簡單的闡述。在電磁計算中，最開始是鐵心的選擇，這是變壓器設計的起點也是一個關鍵點，然后是變壓器繞組材料和型式的選擇，繞組有關數(shù)據(jù)的計算，最為關鍵的是短路阻抗、負載損耗、空載電流、空載損耗等變壓器性能

5、參數(shù)的計算，最后完成變壓器油箱、變壓器溫升、短路電動力、變壓器總油量和總質量的確定與計算。其中的短路阻抗計算困難最大，需要經過反復計算才能達到技術要求。在電磁計算的全過程中較為詳細的闡明了電力變壓器計算的基本公式和計算方法，給出了一套完整的設計方案。　　關鍵詞：　電力變壓器；電磁計算；繞組；短路電動力　　S9-400/10.5 /0.4/of Elect

6、romagnetic Power Transformer Design 　　Abstract　　Power transformer is a kind of static electrical equipment in power network, it is the main electric equipment.

7、 The design and manufacturing quality is directly affecting the operation quality and the economic benefit is the key, so the electromagnetic calculation of power transformer is very important. Electromagnetic computing

8、task is to identify transformer electric, magnetic load and main dimensions, computing performance data and the various parts of the temperature rise and the calculation　　Keywords　 Power transformer;

9、 Electromagnetic calculation;　　Short-circuit force　　不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印　　目錄　　摘要I<p&

10、gt;　　AbstractII　　第1章緒論1　　1.1 課題背景1　　1.2 電力變壓器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀1　　1.3 電力變壓器的基本結構3　　1.4 電力變壓器的性能參數(shù)5&

11、lt;/p>　　1.5 變壓器計算的一般程序5　　1.6 本論文研究內容6　　第2章變壓器電磁計算7　　2.1 本設計的技術條件7　　2.2 變壓器設計7　　2.2.1 變壓器主要結構的確定

12、7　　2.2.2 硅鋼片的選用7　　2.2.3 鐵心直徑的確定7　　2.2.4 鐵心截面積確定8　　2.2.5 鐵心碟片系數(shù)確定與級數(shù)的選取8　　2.2.6 變壓器主縱絕緣8

13、　2.3 電磁計算9　　2.3.1 額定電壓和額定電流的計算9　　2.3.2 繞組匝數(shù)計算9　　2.3.3 繞組計算11　　2.3.4 絕緣半徑及導線長度計算12　　2.3.5 75℃時繞組直流電阻計算13</p

14、>　　2.3.6 繞組導線質量計算13　　2.3.7 短路阻抗計算14　　2.3.8 負載損耗的計算15　　2.3.9 繞組表面對油的溫升計算20　　2.4 油箱尺寸計算21　　2.4.1 油

15、箱尺寸估計21　　2.4.2 箱壁散熱面積計算22　　2.4.3 散熱器的選擇22　　2.5 短路電動力計算24　　2.5.1 繞組區(qū)域劃分24　　2.5.2 安匝分布計算25

16、　　2.5.3 漏磁計算25　　2.5.4 短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計算26　　2.5.5 不平衡安匝漏磁組所產生的總軸向力計算26　　2.5.6 繞組導線應力計算26　　2.5.7 總油量計算28　　2.5.8 變壓器箱體質

17、量計算29　　2.5.9 附件質量計算29　　2.5.10 變壓器總質量計算30　　2.6 本章小結30　　結論31　　致謝32</p&

18、gt;　　參考文獻33　　附錄34　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行　　緒論

19、　　課題背景　　隨著我國“節(jié)能降耗”政策的不斷深入，國家鼓勵發(fā)展節(jié)能型、低噪音、智能化的配電變壓器產品。目前在網運行的部分高能耗配電變壓器已不符合行業(yè)發(fā)展趨勢，面臨著技術升級、更新?lián)Q代的需求，未來將逐步被節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保、低噪音的變壓器所取代。2008年、2009年連續(xù)兩年我國電網建設投資超過電源

20、建設投資，預示著我國電網建設落后的問題或將得到改善。但要實現(xiàn)電源與電網的平衡，我國仍須提高電網的輸配電能力，使之與電源規(guī)模相匹配?？梢娢磥韼啄辏娋W建設和城鄉(xiāng)配電網改造仍是我國電力工業(yè)的首要任務，電力變壓器的市場需求量有望保持較強勁的增漲。　　電力變壓器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀　　電力變壓器是發(fā)、輸、變、配電系統(tǒng)中的重要設備之一，它的性能、質量直接關系到電力系統(tǒng)

21、運行的可靠性和運營效益。　　電力變壓器主要有配電變壓器、箱式變壓器、高壓、超高壓電力變壓器。下面簡單介紹一下幾種電力變壓器的研究現(xiàn)狀。　　配電變壓器我國中小型配電變壓器最初是以絕緣油為絕緣介質發(fā)展起來的；進入20世紀90年代，干式變壓器在我國才有了很快的發(fā)展。油浸式配電變壓器S9系列配電變壓器，S11系列配電變壓器，卷鐵心配電變壓器，非晶合金鐵心變壓器。

22、為了使變壓器的運行更加完全、可靠，維護更加簡單，更廣泛地滿足用戶的需要，近年來油浸式變壓器采用了密封結構，使變壓器油和周圍空氣完全隔絕，從而提高了變壓器的可靠性。目前，主要密封形式有空氣密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型變壓器的市場占有率越來越高，它在絕緣油體積發(fā)生變化時，由波紋油箱壁或膨脹式散熱器的彈性形變做補償。干式變壓器由于結構簡單，維護方便，又有防火、難燃等特點，我國從20世紀50年代末即已開始生產，但近10來年

23、才開始大批量生產。干式變壓器種類很多，主要有浸漬絕緣干式變壓器和環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器兩類。　　箱式變壓器箱式變壓器具有占地少，能伸入負荷中心，減少線路損耗，提高供電質量，選位靈活，外形美觀等特點，目前在城市10Kv、35kV電網中大量應用。我國目前所使用的箱式變壓器，主要是歐式箱變和美式箱變，前者變壓器作為一個單獨的部件，即高壓受電部分、配電變壓器、低壓配電部分三位一體。后者結構分為前后兩部分

24、，前部分為接線柜，后部分為變壓器油箱，繞組、鐵心、高壓負荷開關、插入式熔斷器、后備限流熔斷器等元器件均放置在油箱體內。目前有些廠家，已將卷鐵心變壓器移置到箱式變壓器中，使箱式變壓器體積和質量都有所減小，實現(xiàn)了高效、節(jié)能和低噪聲級。　　目前，我國已具備了110kV、220kV、330kV和500kV高壓、超高壓變壓器生產能力。超高壓變壓器的絕緣介質仍以絕緣油為主，根據(jù)電網發(fā)展的需要，變壓器的生產技

25、術正在不斷提高。SF6氣體絕緣高壓、超高壓變壓器正在研究開發(fā)。　　從制造水平總體上講，我國電力變壓器技術處于國際20世紀90年代初的水平，少量的處于世界20世紀90年代末的水平，與國外先進國家相比，還存在一定的差距。　　電力變壓器的基本結構　　隨著變壓器技術的發(fā)展，其結構越來越趨于復雜。變壓器的品種繁多，結構型式

26、也是千變萬化，如圖1-1為一臺電力變壓器外形結構。結合電力變壓器的基本結構概況作一介紹，其結構組成部分如下圖1-2：　　圖1-1 電力變壓器外形結構　　圖1-2 電力變壓器基本構成　　變壓器是由套在一個閉合鐵芯上的兩個繞組組成的，鐵芯和繞組是變壓器最基本的組成部分。此外，還有油箱、儲油柜、吸濕器、散熱器、防爆管或

27、壓力釋放閥、絕緣套管等等。變壓器各部件的作用如下：　　鐵芯：它是變壓器電磁感應的磁通路，變壓器的一、二次繞組都繞在鐵芯上，鐵芯是用導磁性能很好的硅鋼片疊裝成的閉合磁路。為了減少渦流，鐵芯一般采用含硅1%～4.5%，厚度為0.23mm～0.35mm的硅鋼片疊裝而成。　　繞組：它是變壓器的電路部分。變壓器分高、低壓繞組，即一次、二次兩繞組。它是由絕緣銅線或鋁

28、線繞成的多層線圈套裝在鐵芯上。導線外邊的絕緣一般采用紙絕緣。　　油箱：它是變壓器的外殼，內裝鐵芯、繞組和變壓器油，同時起一定的散熱作用。　　儲油柜：當變壓器油的體積隨油溫的變化而膨脹或縮小時，儲油柜起著儲油和補油的作用，以保證油箱內充滿油。儲油柜還能減少油與空氣的接觸面，防止油被過速氧化和受潮。一般儲油柜的容積為變壓器油箱容積的1/10。儲油柜上裝有游標

29、管，用以監(jiān)視油位的變化，即油位計。　　散熱器：當變壓器上層油溫與下層油溫產生溫差時，通過散熱器形成油的循環(huán)，使油經散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。為提高變壓器油冷卻得效果，可采用風冷、強迫油循環(huán)和強油水冷等措施。　　高、低壓絕緣套管：它是變壓器高、低壓繞組的引線到油箱外部的絕緣裝置，起著固定引線和對地絕緣的作用。&

30、lt;p>　　附件：變壓器還有溫度計、凈油器、油位計等附件。　　電力變壓器的性能參數(shù)　　變壓器額定容量（）；　　相數(shù)；　　頻率（）；　　變壓器一、二

31、次側的額定電壓（）；　　繞組接線方式和聯(lián)結組；　　變壓器冷卻方式；　　負載特點：連續(xù)負載或短時間斷負載；　　安裝特點：戶內或戶外特點；；　　短路阻抗；&l

32、t;/p>　　負載損耗；　　空載損耗；　　空載電流。　　上述的1-8項技術參數(shù)由電力系統(tǒng)的技術條件和環(huán)境使用條件所決定；9-12項性能數(shù)據(jù)由國家標準《三相油浸電力變壓器基本

33、參數(shù)和技術要求》（GB/T 6451-1999）和有關技術條件所規(guī)定。　　變壓器計算的一般程序　　電力變壓器電磁計算的任務在于確定變壓器的電、磁負荷和主要幾何，計算性能數(shù)據(jù)和各部分的溫升以及計算變壓器的重量、外型尺寸，利用電磁計算可以比較合理確定變壓器生產和運行的經濟性、運行的可靠性等，因此變壓器的電磁計算是變壓器生產制造的基礎，也是變壓器能否安全運行的

34、基礎。變壓器計算的一般手工計算的設計程序如下：　　1.確定硅鋼片品種、牌號及鐵心結構型式，計算鐵芯柱直徑，選定標準直徑，得出鐵心柱和鐵軛截面積。　　2.根據(jù)硅鋼片牌號，初選鐵芯柱中的磁通密度，計算每匝電勢。　　3.初算低壓繞組匝數(shù)，湊成整數(shù)匝，根據(jù)整數(shù)匝再重算鐵芯柱中的磁通密度及每匝電勢，再算出高、中壓繞組匝數(shù)。

35、　　4.根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級，確定變壓器的主、縱絕緣結構。　　5.根據(jù)繞組結構型式，確定導線規(guī)格，進行繞組段數(shù)(層數(shù))、匝數(shù)的排列，計算繞組軸向高度及輻向尺寸。　　6.計算繞組負載損耗，算出阻抗電壓的有功分量()，檢查阻抗電壓是否符合標準規(guī)定值，若不符合時應調整達到標準規(guī)定值范圍。

36、　　7.計算繞組導線對油的溫差，不合格時，可調整導線規(guī)格，或調整線段數(shù)及每段匝數(shù)的分配，當超過規(guī)定值過大時，則需要變更鐵芯柱直徑。　　8.計算短路機械力及導線應力，當超過規(guī)定值時，應調整安匝分布，或加大導線截面積。　　9.計算空載性能及變壓器總損耗，計算油溫升，當油溫升過高或過低時，應調整冷卻裝置的數(shù)目。<

37、p>　　10.計算變壓器重量。　　應該指出，電力變壓器計算必須根據(jù)國家的經濟、技術政策和資源情況以及制造和運行方面的要求，合理地制定變壓器的性能數(shù)據(jù)和相應的主要幾何尺寸。由于制造和運行的角度不同，對某些性能數(shù)據(jù)的要求也往往有所不同。在進行變壓器計算時必須綜合考慮各方面因素，并應進行多種方案比較，以便從中選取最佳方案。　　目前，電子計算機在變壓器計算

38、和設計方面的廣泛應用，給快速進行變壓器計算、設計和方案比較、選擇最佳方案提供了方便條件。　　本論文研究內容　　本論文主要對S9-400/10.5/0.4型變壓器進行了電磁計算，計算出該變壓器的短路阻抗，負載損耗，空載損耗，及空載電流等主要的技術指標與要求的合格指標進行對照，校核是否符合標準為合格產品。 </p&

39、gt;　　變壓器電磁計算　　本設計的技術條件　　本設計的基本技術條件如下，其他的技術性能指標均應滿足國家和行業(yè)相關標準的要求。　　變壓器額定容量:400KVA；　　變壓器額定

40、線電壓及分接范圍：高壓線電壓: 低壓線電壓: ；　　分接系數(shù)：　　聯(lián)接組標號：　　空載損耗：　　空載電流：&

41、lt;/p>　　負載損耗：　　短路阻抗：4.0% 　　變壓器設計　　變壓器主要結構的確定　　1.鐵心結構:采用三相三柱式鐵心,鐵心的迭積采用斜接縫疊積法以適應冷軋硅鋼片

42、的方向性。　　2.鐵軛結構:鐵軛的級數(shù)與鐵心柱級數(shù)完全一致,這樣兩者磁通分布均勻，鐵軛截面可以與鐵心柱一致節(jié)省了材料。　　硅鋼片的選用　　鐵心采用30ZH120(28H-0.3)冷軋硅鋼片。　　鐵心直徑的確定<

43、/b>　　根據(jù)結構型式和工藝特點，變壓器的鐵心可分為疊片式和漸開線式兩種。　　鐵心直徑的大小，直接影響材料的用量、變壓器的體積及性能等經濟指標。硅鋼片重量和空載損耗隨鐵心直徑增大而增大，而線圈導線重量和負載損耗隨鐵心直徑增大而減小。合理的鐵心直徑就是硅鋼片和導線材料的用量比例適當，達到最經濟的效果，故鐵心直徑的大小，與采用的硅鋼片性能和導線材料直接

44、有關。　　對于高、低各繞組容量均為100%的三繞組變壓器，每柱容量為：　　鐵心直徑估計：　　由于設計需要查表取。式中： -鐵心直徑經驗系數(shù)，對冷軋硅鋼片的鐵心及銅繞組的變壓器，一般取。　　鐵心截面積確定</b&

45、gt;　　由于鐵心截面設計是變壓器設計中的重要環(huán)節(jié),因此,鐵心設計采取節(jié)材措施具有重要意義。采用優(yōu)化設計方法以便在相同的鐵心截面半徑條件下獲取最大的鐵心截面有效面積, 鐵心柱一般制成階梯圓柱形，各小階梯（級）均為矩形。本設計采用心式變壓器，故鐵心柱制成階梯圓柱形。 　　查表，碟片系數(shù)取0.96時，有效截面積　　鐵

46、心碟片系數(shù)確定與級數(shù)的選取　　鐵心柱有效截面積等于鐵心柱總的幾何面積乘以鐵心疊片系數(shù)，即疊片系數(shù)為鐵心有效截面積與其幾何面積之比。疊片系數(shù)大，則鐵心柱有效截面積也大。國產冷軋硅鋼片的疊片系數(shù)，一般疊片涂漆的為0.95到0.96；不涂漆的為0.97，本論文選0.96。查表本設計中鐵心的級數(shù)選為7級，撐條數(shù)為8。　　變壓器主縱絕緣</

47、b>　　變壓器繞組對其本身以外的其他部分的絕緣是主絕緣，本設計中變壓器的三相容量為400kVA,故采用中部出線結構[6]。　　主絕緣尺寸的選取如下：　　鐵心到低壓繞組，取14mm；　　低壓繞組到高壓繞組，取18mm；　　相間

48、距大于20mm，取24mm；　　繞組到上鐵軛距離取25mm；　　繞組到下鐵軛距離取25mm；　　繞組本身的絕緣是縱絕緣。變壓器繞組縱絕緣通常是由梯度電壓所決定，即在沖擊電壓作用下，在繞組的線匝間、層間及線段之間出現(xiàn)的過電壓為依據(jù)[7]。　　縱絕緣尺寸的選取如下：

49、　　低壓繞組：匝絕緣取為0.45mm，匝間油道平均為：3.5mm。　　高壓繞組：匝絕緣取為0.45mm。 　　電磁計算　　額定電壓和額定電流的計算　?。?）高壓繞組相電壓：高壓繞組為Y聯(lián)接，其

50、線電壓等于倍的相電壓:　　（2）低壓繞組相電壓：低壓繞組為y聯(lián)接，　?。?）高壓繞組額定電流：高壓繞組線電流　　（4）低壓繞組線電流：　　繞組匝數(shù)計算　　每匝電勢：<

51、/b>　　-鐵心柱內磁通密度初選值（T），對于冷軋硅鋼片（小容量取小值），此處取　　低壓繞組匝數(shù)計算：　　取27匝。故　　磁通密度：

52、　　高壓繞組匝數(shù)計算：高壓繞組在額定分接時的匝數(shù)，即基本繞組匝數(shù)：　　調壓繞組匝數(shù)　　1分接位置時，匝　　2 分接位置時， 　　電壓比偏

53、差（V%）計算：　　一般　　式中：-每匝電勢（V）；　　-高壓線圈各分接位置的每相匝數(shù)；　　-高壓各分接位置的相電壓（V）　　合適

54、　　合適　　合適　　繞組計算　　低壓繞組計算　　低壓繞組匝數(shù)為27匝；<

55、p>　　2. 雙螺旋式繞組，8根撐條，30mm寬墊塊,匝間油道取為 3.5mm； 　　3.導線規(guī)格ZB-0.45，，10根并聯(lián)，即5|| ；　　電流密度：；　　5.低壓繞組尺寸計算：　　低壓繞組輻向尺寸為：53.1&

56、#215;1.02=16mm；　　低壓繞組軸向尺寸為：279.952=537.3——導線高度,mm　　35 ——油道高度,mm　　572.3　　- 72.3——（12.6%）壓縮系　　50

57、0——電抗高度,mm　　+ 25——繞組到上軛的距離,mm　　+ 25——繞組到下軛的距離,mm　　550——鐵窗高度,mm　　高壓繞組計算　　1.高壓繞組匝數(shù)為713匝；

58、　　2.層式繞組，8根撐條；　　3.導線規(guī)格ZB-0.45，；　　4.電流密度：；　　5.高壓繞組尺寸計算　　高壓繞組輻向尺寸：（6×2.81+4×1+7）×1.02=27</

59、p>　　高壓繞組軸向尺寸：1254.45=556——導線高度,mm　　- 56——（10.8%）壓縮系數(shù)　　500——電抗高度,mm　　25——繞組到上軛的距離,mm　　+ 25——繞組到下軛的距離,mm

60、;　　550——鐵窗高度,mm　　絕緣半徑及導線長度計算　　線圈絕緣半徑計算：　　圖2-1 繞組尺寸示意圖　　90 —— 鐵心柱半徑,mm　　+ 14 —— 低壓繞組到鐵心的距離d1,

61、mm 　　104 —— 低壓繞組內半徑,mm 　　+ 16 —— 低壓繞組輻向厚度,mm　　120 —— 低壓繞組外半徑，mm 　　+ 18 —— 高低壓繞組主空道距離d2,mm　　138 —— 高壓繞

62、組內徑,mm　　+ 30 —— 高壓繞組輻向厚度,mm　　168—— 高壓繞組外徑,mm 　　2 　　336—— 高壓繞組外直徑,mm　　+ 24 —— 相間主空道距離,mm

63、 　　360—— 鐵心中心距,mm　　繞組平均半徑　　1.低壓繞組平均半徑：　　mm　　2.高壓繞組平均半徑：&

64、lt;b>　　mm　　繞組平均匝長計算　　式中：-各線圈平均半徑　　1.低壓繞組：　　m&

65、lt;b>　　2.高壓繞組：　　m　　繞組導線總長計算　　1.低壓繞組：　　m</p&g

66、t;　　2.高壓繞組：　　m　　75℃時繞組直流電阻計算　　式中：-導線電阻系數(shù)，銅導線：　　-線圈導線總截面積

67、　　1.低壓繞組：　　2.高壓繞組：　　繞組導線質量計算　　裸導線質量計算　　式中：

68、-相數(shù)　　-線圈導線的密度，銅導線：　　1.低壓繞組:　　2.高壓繞組:　　帶絕緣導線質量計算&

69、lt;b>　　， kg　　式中：——絕緣紙占裸導線質量的百分數(shù)；　　紙包扁銅線：　　，%　　式中：<p

70、>　　——導線每邊匝絕緣厚度，mm；　　——裸導線的厚度，mm；　　——裸導線的寬度，mm；　　——單根導線截面積，。　　1.低壓繞組　　%<

71、/p>　　2.高壓繞組　　%　　短路阻抗計算　　當線圈幾何尺寸確定后，應首先計算阻抗分量。短路阻抗由電阻分量%和電抗分量%兩部分組成，但對較大容量變壓器，因為電阻分量%很小

72、，計算時可以略去。電抗分量Xd%都是以額定電壓的百分數(shù)表示的，其計算公式如下：　　，%　　式中：　　——低壓線圈安匝數(shù)（或取高壓線圈安匝數(shù)），安匝；　　——每匝電勢，V；<

73、/b>　　——繞組平均有效電抗高度，cm；　　——洛式系數(shù)，；　　——漏磁場總寬度,cm；　　——漏磁寬度，cm，　　式中：

74、　　，，分別為繞組1，主絕緣空道，繞組2的輻向尺寸；　　，，分別為繞組1，主絕緣空道，繞組2的平均半徑。　　漏磁寬度有關計算：　　cm　　cm</b&

75、gt;　　%　　負載損耗的計算　　一對繞組運行時的負載損耗:　　式中：-被計算的一對繞組的導線電阻損耗之和　　-被計算的一對繞組的導線附加損耗之和<

76、/p>　　-被計算的一對繞組的引線損耗之和　　-被計算的一對繞組的雜散損耗　　繞組導線電阻損耗計算　　式中：-相數(shù)；　　-分接的相電流；<

77、p>　　-分接的想電阻。　　1.高壓繞組電阻損耗　　2.低壓繞組電阻損耗　　附加損耗計算　　雙螺旋繞組的附加損耗，包括繞組的渦流損耗及不完全換位是的附加損耗，可按下式計算：

78、;　　，W　　式中：　　——被計算繞組的導線電阻損耗，W；　　——被計算繞組的附加損耗系數(shù)，%；　　——被計算繞組的渦流損耗百分數(shù)，%；<p&g

79、t;　　——被計算繞組的環(huán)流損耗百分數(shù)，%。　　，% （2—1）　　式中：　　=3.8（銅導線時）；　　——每段匝數(shù)并聯(lián)根數(shù)（連續(xù)式繞組）；　　——段數(shù)（連

80、續(xù)式繞組）；　　——延輻向單根導線厚度，mm；　　——繞組電抗高度，mm；　　——繞組單根導線截面積，。　　，% （2—2）　　式中：

81、　?。ㄣ~導線）；　?。ㄟm用于只有一次標準換位，為垂直于漏磁場方　　向的并聯(lián)根數(shù)）；　　=連續(xù)式繞組的總匝數(shù)。　　低壓繞組:</p&

82、gt;　　(1)低壓繞組渦流百分數(shù)計算：　　，，，，，　　；　　代入式（2—1）得：　　%

83、(2）低壓繞組環(huán)流百分數(shù)計算：　　，，，，，　　；　　代入式（2—2）得：　　(3)低壓繞組附加損耗計算：　　W&l

84、t;/p>　　2.高壓繞組: 　　引線損耗計算　　有時為了計算簡便起見，引線損耗可用引線損耗占繞組導線電阻損耗的百分數(shù)來估計：　　式中：-引線損耗占繞組導線電阻損耗的百分數(shù)，查表高壓繞組，低壓繞組。</p

85、>　　1.高壓繞組:　　低壓繞組:　　雜散損耗計算　　對于及以下的小型變壓器，一般采用層式線圈結構，由于它的漏磁不大，故將雜散損耗一并在附加損耗中予以考慮，不在單獨計算。&

86、lt;/p>　　負載損耗小計　　空載損耗計算　　式中：-空載損耗工藝附加系數(shù)，鐵心為全接縫時，查表取；　　-鐵心硅鋼片單位損耗，根據(jù)鐵心柱磁通密度。查表取；<b&

87、gt;　　-鐵心硅鋼片總重量　　式中：-鐵心柱重；　　-鐵軛重；　　-窗高；　　-兩鐵心柱中心距；&

88、lt;/p>　　-鐵心柱截面積；　　-鐵軛截面積，；　　-角重；　　-硅鋼片比重，冷軋硅鋼片為　　空載電流計算&

89、lt;/b>　　空載電流由兩部分組成。一部分電流使鐵心產生主磁通，稱勵磁電流（）。另外在鐵心接縫處有間隙存在，磁阻增大也要消耗一部分勵磁能量，需要供給一部分電流，這部分電流稱為接縫勵磁電流（）。這兩部分電流的總和稱為空載電流的無功分量（）。另外，變壓器鐵心中有空載損耗存在，此損耗需要電源供給能量，即需要一部分電流。由于此電流是損耗所要求，作了功，故稱為空載電流的有功分量（）。</p&

90、gt;　　有功分量（）計算:　　，%　　式中：　　——空載損耗，W；　　——變壓器額定容量，。&l

91、t;/p>　　故　　%　　無功分量（）計算：　　，%　　式中：</b

92、>　　——鐵心柱單位勵磁容量，；　　——鐵心柱接縫處單位勵磁容量，；　　——鐵心柱中總的接縫數(shù)；　　——勵磁電流附加系數(shù)。　　故　　空載電流規(guī)定

93、為1.3%，大于標準值6.9%，而空載電流允許偏差為22%，符合標準。　　繞組表面對油的溫升計算　　繞組熱負荷計算：　　，（2—3）　　式中：<

94、;p>　　——系數(shù)，85時銅導線:=22.1；　　——線段中的電流，A；　　——繞組沒段匝數(shù)；　　——線匝絕緣修正系數(shù)；　　當時：=1；<b

95、>　　當時：；　　——裸導線厚度，mm；　　——帶絕緣導線厚度，mm；　　——導線中總的附加損耗百分數(shù)（）；　　——線餅的遮蓋系數(shù)； 　　——線餅的周長，mm；&

96、lt;p>　　——繞組輻向并聯(lián)根數(shù)；　　——帶絕緣導線寬度，mm。　　2.繞組的溫差計算　　（1）低壓繞組：　　1.表面熱負荷計算：　　=22.1，

97、=577.38，=1，=1，=2.34，　　，；　　代入式（2—3）得：　　2.繞組對油的平均溫升計算：　　K　　3.繞組的絕緣校正溫差計算：</p

98、>　　因匝絕緣厚度為0.45mm，故　　4.線段油道寬度的校正溫升計算：　　K　　5.繞組對油的溫升按式（2—6）計算：　?。?)高壓繞組：&l

99、t;p>　　1.表面熱負荷計算：　　，，，，，　　，；　　代入式（2—3）得：　　2.繞組對油的平均溫升計算：　　K</b&

100、gt;　　3.線圈的層間絕緣校正溫差計算：　　4.線段油道寬度的校正溫升計算：　　K　　5.層式繞組表面最熱點對油的平均溫升計算 <b&g

101、t;　　KK　　油箱尺寸計算　　油箱尺寸估計　　油箱尺寸是由線圈尺寸、線圈對油箱的距離、開關、套管、引線尺寸的布置決定的，油箱尺寸的最后確定，是由布置圖來定，但在計算時也應該盡量估計準確。本設計采用矩形油箱</p

102、>　　（1）油箱內壁長度估算：　　mm　?。?）油箱寬度估算：　　mm　?。?）油箱內壁直線長度估算：　　m

103、m　　（4）油箱內壁周長估算：　?。?）油箱高度估算：　　式中：　　-鐵心中心距；　　-調壓繞組外直徑；</b

104、>　　-至油箱兩邊空隙；　　-延繞組寬度方向至油箱兩邊總空隙；　　-鐵軛高度；　　-墊腳總高度；　　-鐵心頂部

105、至油箱空隙。　　箱壁散熱面積計算　　1.箱蓋幾何面積的計算　　2. 箱蓋幾何面積的計算　　散熱器的選擇　　選用片式散熱器5ET.423.345.39；共選

106、用5組10片散熱器，自冷式的每片散熱面積4.89，每片散熱器油重=28.5，每片散熱器本體重=77。則有：有效散熱面積：　　式中：-箱蓋有效散熱系數(shù)，??；　　-箱蓋有效散熱系數(shù)，查表取0.85；　　-箱蓋幾何面積；

107、　　-箱壁集合面積；　　-片式散熱器總有效散熱面積　　式中：-片式散熱器只數(shù)；　　-片距修正系數(shù)　??；　　-半片寬與片間空隙之比，；&

108、lt;/p>　　-片式散熱器寬度，取350；　　-片間中心距，取50；　　-片厚，取10。　　-片式散熱器中心距　　-片數(shù)修正系數(shù)，

109、;　??；　　-片高修正系數(shù)：　　-對流散熱面：　　-輻射但熱面，　　-表面系數(shù)

110、，自冷式：　　-每只片式散熱器片數(shù)　　油箱單位總熱負載計算　　油對空氣的溫升計算　　油對空氣的平均溫升：　　繞組對空氣的平均溫升計算

111、　　1.低壓繞組：　　2.高壓繞組：　　短路電動力計算　　線圈的機械力是由交變的漏磁通引起的（變壓器正常運行時，高、低壓線圈中都有漏磁通存在，并隨電流的加大而增加），高、低壓電流的方向相反，作用于線圈上的力的方向將把兩

112、個線圈推開，稱輻向力。漏磁通的方向并不完全垂直線圈的輻向，而有一部分橫向漏磁通穿過線圈，這是將產生所謂軸向力，使線圈壓縮。軸向力沿線圈的高度分布是不均勻的，其大小與線圈所在位置的橫向磁場的磁通密度成正比。對于輻向力，沿線圈圓周高度，都可以看成是均勻分布的。一般結構的變壓器，其輻向力大于軸向力。　　當變壓器接有正常的負載運行時，作用在線圈導線上的力很小。當變壓器發(fā)生突然短路的故障時，短路的沖擊電流

113、高達額定電流的30多倍，導線上的應力要增大1000倍。這樣大的力，可能使線圈損壞，所以設計變壓器時，必須對線圈的機械強度加以核算。　　繞組區(qū)域劃分　　安匝分布計算　　圖2-2 不平衡安匝分布圖&l

114、t;b>　　漏磁計算　　漏磁高度　　橫向洛式系數(shù)計算　　查電力變壓器理論與計算書圖6-29　　漏磁總安匝計算：

115、　　=197　　短路電流穩(wěn)定值倍數(shù)計算　　式中：-變壓器短路阻抗；　　-線路阻抗；　　式中：-系統(tǒng)短路容量，查表取　　不平衡安匝漏磁組

116、所產生的總軸向力計算　　式中：-短路電流沖擊系數(shù)，一半計算時取1.6；　　-繞組平均半徑。　　繞組導線應力計算　　高壓繞組導線應力計算　　（1）由輻向力引

117、起的拉應力：　　式中：-額定相電流；　　-每相額定匝數(shù)；　　-每個繞組并聯(lián)分支數(shù)；　　-線段中導線并聯(lián)根數(shù)；　　-繞組有效高度；&

118、lt;p>　　-單根導線截面積。　?。?）由軸向力引起的彎曲應力：　　式中：-最大漏磁組的不平衡安匝百分數(shù)；　　-導線軸向寬度、導線幅向厚度；　　-被計算繞組的外半徑；　　-沿圓周分布的

119、墊塊數(shù)；　　-墊塊寬度　?。?）高壓繞組導線上受到的總應力：　　低壓繞組導線應力計算　　由軸向力引起導線的彎曲應力計算：　?。?）由輻向力引起的導線壓縮力計算：<

120、p>　　（3）由輻向力引起的彎曲應力計算：　?。?）內繞組導線總應力計算：　　銅導線的許用應力，可以得出結論總應力遠小于許用應力合格 　　總油量計算　　器身總油量計算

121、　　式中：-硅鋼片質量；　　-戴絕緣的銅導線質量。　　油箱裝油質量計算　　油箱橫截面積：　　油箱裝油量計算：<

122、p>　　油箱內油質量：　　附件中油質量計算　　冷卻裝置油質量：　　儲油柜中的油質量：一般為變壓器總油量的4%-5%　　凈油器中油質量：

123、　　總油質量計算　　變壓器箱體質量計算　　器身質量計算　　油箱質量計算<

124、;p>　　箱蓋質量：　　箱底質量：　　箱壁質量：　　油箱總質量：　　附件質量計算</b&g

125、t;　　散熱器質量：　　儲油柜質量：　　凈油器質量：　　散熱器電動機質量：&l

126、t;b>　　附件總質量：　　變壓器總質量計算　　本章小結　　本章我通過給定的技術指標對變壓器進行了初步的計算包括空載損耗，負載損耗，短路阻抗，空載電流在內的諸多主要技術指標進行了計算，計算結果符合國家標準，綜上所

127、訴S9-400/10.5/0.4電力變壓器為合格產品。　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y論”以前的所有正文內容都要編寫在此行之前。　　結論　　經過了反復的計算和校核S9-400/10.5/0.4電力變壓器的基本技術指標均已經合格，一下列出主要技術要求及本變壓器

128、的技術指標　　綜合上表可知S9-400/10.5/0.4電力變壓器的各項技術指標符合國家標準為合格產品。　　致謝　　經過四個月的學習和研究，我的論文終于完成了。本課題是趙大偉老師的悉心指導下完成的，并且還有很多同學的幫助，在我的論文的研究工作中無不傾注了導師辛勤的汗水和心血。

129、指導老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和無私的奉獻精神給我留下了深刻的印象。從尊敬的趙老師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，更學到了做人的道理。在此，我要向趙老師致以最衷心的感謝和深深的敬意，趙大偉老師在論文選題、資料的收集和撰寫的過程中，趙老師都給予我耐心的指導和幫助，使我受益匪淺。在治學的態(tài)度上一點都不會放松，對我們要求也很嚴格。趙老師這種嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高深的學術造詣更將影響到我的求學態(tài)度和人生目標。再次向趙老師致以我最崇高的敬

130、意和最真誠的感謝。　　這篇論文馬上就要完成了，在此向參加論文答辯和評審的老師和對我的論文提出意見和建議的人表示衷心的感謝！　　參考文獻　　路長柏.電力變壓器理論與計算.遼寧科學技術出版社，2007　　電力變壓器手冊編寫組.電力變壓器手

131、冊.遼寧科學技術出社，1990　　崔立君.特種變壓器理論計算.北京：科學技術出版社，1996:12～50　　劉志珍.電力變壓器漏磁場及附加損耗計算方法的研究.西安交通大學博士論文,2001:2～10　　尹克寧編著.變壓器設計原理.中國電力出版社，2006：20～21　　湯

132、蘊璆,史乃.電機學.第二版.機械工業(yè)出版社，2005.1：31～47　　Muramatsu K, Takahashi N, Mimura T. Magneto ther-mal fluidanalysis taking account of natural convection using semi-lagrange coordinate system[J].IEEE Trans.Magn. 1

133、999, 35(3):1670～1673　　王建民,周文濤.大型變壓器漏磁場及附加損耗的研究.華北電力大學學報,1997,24(1):17～22　　張安紅.電力變壓器的損耗研究與優(yōu)化設計.湖南大學碩士論文,2005：20～45　　劉傳彝.電力變壓器設計計算方法與實踐.遼寧科學技術出版社，2002

134、;　　電機工程手冊編輯委員會.電機工程手冊(第25篇).北京，機械工業(yè)出版社，1978：7～10　　中華人民共和國國家標準.國家技術監(jiān)督局發(fā)布，1996.03.31　　K. Eckholz，E.Kirchenmayer,W.Knorr.電力變壓器—現(xiàn)代技術及最新發(fā)展.第三屆北京輸配電技術國際會論文.1998,493～498</

135、p>　　湯蘊璆,史乃.電機學.第二版.機械工業(yè)出版社，2005.1：31～47　　陳玉慶.大型變壓器漏磁場、電場和應力場有限元分析.山東大學碩士論文,2005:5～7　　賀以燕.國內外變壓器現(xiàn)狀及發(fā)展.電器工業(yè),2002,40(4):43~47　　附錄</b&g

136、t;　　Reducing Losses in Distribution Transformers　　Juan Carlos Olivares, Member, IEEE, Yilu Liu, Senior Member, IEEE, Jose M. Cañedo, Member, IEEE,　　Rafa

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