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1、*大学本科毕业设计（论文）4000kVA电力变压器的设计 学生姓名： XXX XXX 学生学号： 院（系）： 电气信息工程学院 年级专业： 指导教师： 讲师 二一年六月 *大学本科毕业设计（论文） 摘要 摘 要 电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器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，以满足各级用电的需求。 变压器的设计工作，关键在于材料的选取和变压器结构的优化。为满足完成低损耗的变压器任务，本设计选取磁通密度高、铁损低、磁化容量小的冷匝硅钢片作为铁心，减少了变压器的铁心重量和空载损耗；选取电阻小，单位电流密度大的铜导线作为线圈，降低了线圈的负载损耗；在结
2、构上合理安排线圈的排列，尽量使高低压线圈间的距离沿圆周方向一致；为使导线不出现太大的涡流损耗，导线的绕线方式采用多根并绕。通过以上的调整，就可以得到一台空载损耗低、负载损耗低、满足空载电流百分数和阻抗电压百分数条件的变压器。 关键词 电力变压器，线圈，铁心，温升，损耗I*大学本科设计（论文） ABSTRACTABSTRACT PowerS transformer substation is the main power plant and equipment. Not only can increase the voltage transformer, electric power, but
3、also to the area can use voltage levels reduced voltage for, in order to meet the needs of various electricity.Transformer design work, the key lies in the material selection and transformer structure optimization. To meet the completion of tasks, low loss, and the design of transformer selecting ma
4、gnetic flux density high, low loss, iron capacity of cold coils magnetic core manufacturing as core transformer, reduce weight and no-load loss, Selecting resistance, the current density of the big unit of copper wires and reduce the coil winding as the load loss, In the structure of reasonable arra
5、ngement of coil, try to make the distance between the winding high along the circumference direction, For wire does not appear too big, the winding wires vortex around the root and more. Through the above, can get a load of no-load loss, low loss and satisfy idle current and impedance voltage percen
6、tage of transformer percentage conditions.Key words： PowerS transformer，coil ，core，temperature，loss37*大学本科毕业设计（论文） 目录 目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1课题背景11.1.1研究意义11.1.2变压器的国内外发展历史11.1.3变压器发展趋势12 变压器设计的任务和要求52.1设计计算的要求52.2设计计算的基本步骤52.3变压器设计前的准备62.3.1主要材料62.3.2变压器主要结构的确定63 电磁设计73.1额定电压和额定电流的计算73.2铁心直径的选择83
7、.2.1影响铁芯直径选择主要因素83.2.2铁芯直径计算93.2.3铁心截面的设计93.3线圈匝数的计算123.3.1每匝电压的确定123.3.2初选每匝电压123.3.3低压线圈匝数的确定123.3.4高压线圈各分接匝数的确定123.3.5电压比校核对133.4线圈型式的选择及线圈排列143.4.1线圈高度的估计143.4.2线圈撑条数的确定143.5导线的选择153.5.1导线的尺寸的选择153.5.2段间油道163.5.3线圈高度的计算163.6线圈辐向尺寸的计算173.7绝缘半径173.8阻抗电压计算19 3.9线圈数据计算20 3.9.1高压线圈数据计算20 3.9.2低压线圈数据计
8、算21 3.10铁心计算213.11空载损耗Po的计算233.12空载电流的计算233.13涡流百分数的计算243.14线圈对油温升的计算243.15油箱尺寸的估计263.16杂散损耗计算263.17总损耗计算273.18箱壁散热面计算283.19散热器的选择283.20油的温升293.20.1油平均温升的计算293.20.3线圈平均温升的计算293.21安匝分布303.22各区域安匝占总安匝百分数313.23机械力计算323.24变压器重量计算35结论.37参考文献38附录A：变压器结构安装39附录B：变压器主要产品部件使用说明书40致谢.45本科毕业设计（论文） 绪论1 绪论1.1课题背景
9、1.1.1研究意义 现代化的工业企业，广泛地采用了电力作为能源，电能都是由水电站和发电厂的发电机直接转化出来的。发电机发出来的电,根据输送距离将按照不同的电压等级输送出去，就需要一种专门改变电压的设备，这种设备叫做“变压器”。电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益,所以电力变压设计是一个很值得我们去研究的课题。1.1.2变压器的国内外发展历史 法拉第在公元1831年8月29日发明了一个“电感环”。这是第一个变压器，但法拉第只是用它来示范电磁感应原理，并没有考虑过它可以有现实的用途。 公元1881年，戈拉尔路森和约翰狄克逊吉布斯在
10、伦敦展示一种称为“二次手发电机”的设备，然后把这项技术卖给了美国西屋公司， 这可能是第一个实用的电力变压器，但并不是最早的变压器。 公元1884年，戈拉尔路森和约翰狄克逊吉布斯在采用电力照明的意大利都灵市展示了他们的设备。早期变压器采用直线型铁心，后来被更有效的环形铁心取代。 西屋公司的工程师威廉斯坦利从乔治威斯汀豪斯、戈拉尔路森与约翰狄克逊吉布斯买来变压器专利以后，在公元1885年制造了第一台实用的变压器。后来变压器的铁心由E型的铁片叠合而成，并于公元1886年开始商业运用，从而，变压器开始了长足的发展和应用。 1.1.3变压器发展趋势 见于变压器的现状，一些新技术、新材料、新工艺的应用也层
11、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。 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
12、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。*大学本科毕业设计（论文） 变压器的设计任务和要求2 变压器设计的任务和要求2.1设计计算的要求 首先要满足有关国家标准及其它有关标准的要求，还要符合合同的要求，通常变压器的合同应包括如下技术规范：产品型号： 额定容量：4000kVA额定电压：35000 相数：3额定频率：50Hz 联结组别：空载损耗：4600W 负载损耗：25800W（75）空载电流百分数：0.7%； 阻抗电压百分数：7%冷却方式：油浸自冷 使用形式：户内使用绝缘等级：B级 最高温升： 变压器设计计算的任务，就是根据上述技术规范，按照有关国家标准如电力变压器及三相油浸式变压器技术参数和要求等，确定变压器电磁负荷、几何尺寸和电、热、机械方面的性能数
