66kv变压器结构与系统设计样本

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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。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21.2变压器设计的目的范围及意义31.3变压器发展方向31.3.1铁心制造技术41.3.2.绝缘加工技术41.3.3.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7三设计方案153.1熟悉产品规格及参数153.2变压器额定电压和额定电流的计算153.3铁心直径的选择173.3.1影响铁心直径选择的主要因素: 173.3.2截面的选择173.3.3.迭片系数183.4低压线圈匝数的计算193.5

2、 线圈及相关布置形式的确定193.6 油箱的选择203.6.1油箱器身相关参数的确定20四 减少变压器漏磁场引起的附加损措施21五 变压器试验225.1最后的试验数据23六.总结23一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, 交变的磁通经过铁芯导磁作用, 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但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

3、压都必须由变压器来完成, 在过去十年的发展中, 中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。这为中国经济社会平稳较快发展提供了强大动力, 对改进人民生活起到了重要支撑和保障作用。当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经过改变电压

4、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, 一般将其转化为等效电路, 而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, 能经过电感生磁, 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, 一般将其转化为等效电路, 而且用一组电路方程来描

5、述。一般常见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: 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

6、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

7、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, 中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。这为中国经济社会平稳较快发展提供了强大动力, 对改进人民生活起到了重要支撑和保障作用。当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。因此现在设

8、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中国配电变压器的节能潜力。中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, 变压器性能不但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

9、, 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经过改进自己的剪切设备来改进铁心的生产技术, 当前铁心制造技术有以下变化: 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。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, 不但能降低变压器空载损耗1

10、5%以上, 而且能降低噪声3%4%。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。1.3.3.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

11、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它方法不能媲美的。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, 当前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%, 因此价格仍是影响S11变压器普及推广的主要因素。当前, 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

12、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、 改进供电品质、 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, 中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, 改进电压品质。中国的变压器制造业和使用总的发展趋势是: 采用新材料, 降低损耗。 采用新结构, 以求重量轻、 体积小。 提高产品的可靠性, 减少甚至免维修。 防火防爆, 安全供电。 节约原材料, 降低成本。当前变压器技术的发展目标是轻量、 高效、 高密度, 片式

13、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。二变压器结构2.1结构简介 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。 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。 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。 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,

14、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。 开关: 对变压器进行保护 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。 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。 压力释放阀: 作用是使变压器油箱不致因压力过大而变形爆炸。 蝶阀: 一般安装油浸式变压器的油箱和散热片之间, 用于控制变压器油箱和散热片之间的油流 温度计: 为防止变压器油温过高, 加速变压器的老化。故变压器一般安装温度计, 油面温度计用

15、来测量变压器油箱上层油温, 监视变压器运行状态是否正常。 吸湿器: 吸湿器用于清除和干燥由于变压器油温之变化而进入变压器( 或互感器) ; 储油柜的空气中的杂物和潮气, 以保持变压器油的绝缘强度。 继电器: 作为变压器运行时内部故障的一种保护。 高压套管: 变压器箱外的主要绝缘装置, 变压器高绕组的引出线必须穿过绝缘套管, 使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘, 同时起固定引出线的作用。 低压套管: 变压器箱外的主要绝缘装置, 变压器低绕组的引出线必须穿过绝缘套管, 使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘, 同时起固定引出线的作用。 铭牌: 变压器的额定值是制造厂对变压器正常使用所作的规定, 变压器在规定的额定值状态下运行, 能够保证长期可靠的工作, 而且有良好的性能。2.2元件示意图图 2-1变压器结构示意图( 1) 变压器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。变压器油起绝缘和散热作用。图 2-2图 2-3图 2-4( 2) 变压器油枕油枕的侧面还装有油位计,能够