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1、河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称： 电机电器及其CAD课题名称： 100KVA变压器的设计系部名称： 电气工程系 专 业： 电机与电器 班 级： 姓 名： 学 号： 2012年06 月22日目 录一、课程设计任务书.1二、设计方案的优化及选择.1、设计方案A的优化及选择（1）性能参数设置（2）铁心材料、导体材料及结构的选取（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定（4）方案的优化及调整（5）方案的比较及选择2、设计方案B的优化及选择（1）性能参数设置（2）铁心材料、导体材料及结构的选取（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定（4）方案的优化及调整（5）方案的比较及选择3、问题及讨论三、变压器结构CAD绘制
2、.1、图层、线型、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制2、主要结构尺寸及配合尺寸的确定。3、问题及讨论。四、心得体会五、附录一：计算单 附录二：结构图六、参考文献一、课程设计任务书(一)S9系列变压器电磁优化设计1、 性能参数输入；2、 材料、铁心、线圈、绝缘参数的设置；3、 油箱、温升、重量计算；4、 优化计算；5、 调整计算单；计算单保存生成；6、 铁心截面优化。（二）S9系列变压器结构CAD设计1、 总装配图2、 铁心、铁心装配3、 线圈4、 器身装配及绝缘5、 夹件6、 引线装配二、设计方案的优化及选择1、设计方案A的优化及选择（1）性能参数设置额定容量 100kVA高压绕组额定电
3、压 10.0kV低压绕组额定电压 0.40kV绕组联结组标号 Dyn11短路阻抗 4.02 4.0%短路损耗 1500 1500W空载损耗 285 290W空载电流 1.00 1.0%（2）铁心材料、导体材料及结构的选取 铁心直径 139mm硅钢片牌号 DQ147-30铁窗高度 310mm心柱中心距 265mm叠片系数 0.970磁通密度 1.601T铁轭净截面 135.315cm?心柱净截面 135.315cm?三相角重 28.6kg铁心重量 234.6kg单位铁损 1.101W/kg损耗系数 1.10磁化容量 1.906VA/kg接缝伏安 0.298VA/cm?空载损耗 285W空载电流有
4、功分量 0.29%空载电流无功分量 0.96%（3） 变压器主纵绝缘尺寸的确定 铁心半径 69.5mm低压线圈内半径 72.5mm低压线圈辐向宽 13.5mm低压线圈外半径 86.0mm主空道距离 8.0mm高压线圈内半径 94.0mm高压线圈辐向宽 34.2mm高压线圈外半径 128.2mm高压线圈相间距 8.6mm铁心柱中心距离 265mm（4）方案的优化及调整（5）方案的比较及选择2、设计方案B的优化及选择（1）性能参数设置（2）铁心材料、导体材料及结构的选取（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定（4）方案的优化及调整（5）方案的比较及选择3、问题及讨论三、变压器结构CAD绘制.1、图层、线型、
5、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制2、主要结构尺寸及配合尺寸的确定。3、问题及讨论。四、心得体会手写（说明：以上正文内容，根据不同选题自行安排标题及数目，但最后一项“心得体会”必须总结）五、附录一：计算单 变 压 器 计 算 单一、产品性能额定容量 100kVA高压绕组额定电压 10.0kV低压绕组额定电压 0.40kV绕组联结组标号 Dyn11短路阻抗 4.02 4.0%短路损耗 1500 1500W空载损耗 285 290W空载电流 1.00 1.0%二、铁心计算铁心直径 139mm硅钢片牌号 DQ147-30铁窗高度 310mm心柱中心距 265mm叠片系数 0.970磁通密度 1
6、.601T铁轭净截面 135.315cm?心柱净截面 135.315cm?三相角重 28.6kg铁心重量 234.6kg单位铁损 1.101W/kg损耗系数 1.10磁化容量 1.906VA/kg接缝伏安 0.298VA/cm?空载损耗 285W空载电流有功分量 0.29%空载电流无功分量 0.96%三、线圈计算高压线圈结构型式 多层圆筒式低压线圈结构型式 多层圆筒式高压绕组分接线电压(V) 10500 10250 10000 9750 9500 高压绕组分接相电压(V) 10500 10250 10000 9750 9500 低压绕组电压 400/231V高压线圈额定电流 3.333A低压线
7、圈额定电流 144.3A高压线圈电流密度 2.165A/mm?低压线圈电流密度 2.768A/mm?匝电压 4.81125V高压线圈匝数 2182 2130 2078 2026 1975 低压线圈匝数 48高压线圈每层匝数 138*15+112*1=2182低压线圈每层匝数 16*3=48高压线圈导线尺寸 1.40/1.51mm 1*1=1低压线圈导线尺寸 3.55*7.50/4.00*7.95mm 1*2=2高压线圈导线截面 1.5394*1=1.539mm?低压线圈导线截面 26.076*2=52.15mm?高压线圈平均匝长 0.620/0.735m低压线圈平均匝长 0.477m高压线圈总
8、长 1448.1/1524.5m低压线圈总长 24.40m高压线圈导线电阻 19.726低压线圈导线电阻 0.0098117高压线圈导线重量 62.66/63.80kg低压线圈导线重量 33.98/34.55kg导线总重量 96.64/98.34kg高压线圈轴向高度 213mm低压线圈轴向高度 276mm高压线圈辐向厚度 9.5+3.7+21.0=34.2mm低压线圈辐向厚度 13.5mm高压线圈层间绝缘 K-8 3+2/2 首加2 次首加1 末加1低压线圈层间绝缘 K-8 3高压线圈层间油道 3.7mm 位于5层与6层之间低压线圈层间油道 无低压线圈对铁心柱的绝缘距离 3.0mm压板厚度及对
9、铁轭的空隙之和 无线圈压板低压线圈对上铁轭的绝缘距离 17.0mm低压线圈对下铁轭的绝缘距离 17.0mm高低压线圈绝缘距离静电屏 8.0mm高压线圈对上铁轭的绝缘距离 48.5mm 有无静电屏自定高压线圈对下铁轭的绝缘距离 48.5mm相邻高压线圈的相间绝缘距离 8.6mm四、绝缘半径铁心半径 69.5mm低压线圈内半径 72.5mm低压线圈辐向宽 13.5mm低压线圈外半径 86.0mm主空道距离 8.0mm高压线圈内半径 94.0mm高压线圈辐向宽 34.2mm高压线圈外半径 128.2mm高压线圈相间距 8.6mm铁心柱中心距离 265mm五、短路阻抗高压电抗高度 211.5mm低压电
10、抗高度 260.0mm平均电抗高度 235.7mm漏磁宽度 54.14mm洛氏系数 0.927等值漏磁总面积 23.119cm?额定安匝 6928.2A额定频率 50Hz短路电阻 1.50%附加电抗系数 1.15短路电抗 3.73%短路阻抗 4.02%六、油箱计算结构型式 平顶长方形桶式油箱油箱长度 855mm油箱宽度 325mm油箱高度 740mm油箱周长 2360mm箱壁厚度 3mm箱底厚度 4mm箱盖厚度 6mm储油柜直径 250mm储油柜长度 400mm散热管总长度 20.9m=0.804*26散热管尺寸 L*C=75*500散热油管上管口中心至箱盖距离 80mm散热油管下管口中心至箱
11、底距离 160mm散热油管弯曲内半径 120mm箱壁上每排散热油管管间中心距 35mm七、温升计算高压绕组有效散热面积 1.401m?高压线圈表面单位热负荷 554W/m?高压线圈表面对油的温升 10.2K高压绝缘校正温升 0.0K高压层数校正温升 4.6K高压线圈对油的平均温升 14.8 24.0K高压线圈对空气的平均温升 53.0 65.0K低压绕组有效散热面积 0.536m?低压线圈表面单位热负荷 1350W/m?低压线圈表面对油的温升 20.8K低压绝缘校正温升 0.2K低压层数校正温升 0.5K低压线圈对油的平均温升 21.5 24.0K低压线圈对空气的平均温升 59.8 65.0K箱盖几何散热面积 0.278m?箱壁几何散热面积 1.746m?散热管几何散热面积 2.626m?油箱有效散热面积 3.513m?油箱表面单位热负荷 508W/m?油平均温升 38.3 39.0K油温升修正值 4.2K油顶层温升 50.1 55.0K八、重量计算器身排油重 51.9kg空箱装油重 195.1kg油箱内油重 143.2kg储油柜中油重 8.0kg总油重 15
