S9-400／10.5／0.4变压器电磁计算本科论文

S9-400/10.5/0.4变压器电磁计算摘要电力变压器是一种静止的电气设备，电力变压器是电力网中的主要电气设备。

其设计和制造的好坏是直接影响其运行质量和经济效益的关键所在，因此电力变压器的电磁计算就显得尤为重要。

电磁计算的任务在于确定变压器的电、磁负载和主要几何尺寸，计算性能数据和各部分的温升以及计算变压器的重量、外型尺寸和取得比较合理的技术经济效果。

计算结果必须满足国家标准及有关技术标准的规定和使用部门的要求。

本文对400kV A/10.5kV/0.4电力变压器进行了电磁计算。

首先对电力变压器的发展历史、基本的特性及变压器的设计方法进行了简单的阐述。

在电磁计算中，最开始是铁心的选择，这是变压器设计的起点也是一个关键点，然后是变压器绕组材料和型式的选择，绕组有关数据的计算，最为关键的是短路阻抗、负载损耗、空载电流、空载损耗等变压器性能参数的计算，最后完成变压器油箱、变压器温升、短路电动力、变压器总油量和总质量的确定与计算。

其中的短路阻抗计算困难最大，需要经过反复计算才能达到技术要求。

在电磁计算的全过程中较为详细的阐明了电力变压器计算的基本公式和计算方法，给出了一套完整的设计方案。

关键词：电力变压器；电磁计算；绕组；短路电动力S9-400/10.5 /0.4/of Electromagnetic PowerTransformer DesignAbstractPower transformer is a kind of static electrical equipment in power network, it is the main electric equipment. 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 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 of transformer weight, dimensions and obtain reasonable technical and economic effect. The calculation results must meet the national standards and the relevant technical standards and the use of department. The 400KVA/10.5KV/0.4KV power transformer electromagnetic computation. The power transformer development history, basic characteristic and design method of simple exposition. In the electromagnetic calculation, most beginning is core selection, which is the starting point of transformer design is also a key point, and then is transformer winding material and type selection, calculation of winding of relevant data, the most important is the short circuit impedance, load loss, no load current, no load loss of transformer performance parameters are calculated, finally finished oil tank of transformer, transformer temperature rise, power transformer short circuit, the total oil volume and total quality determination and calculation. The calculation of short circuit impedance difficulty the biggest requires repeated calculation can reach the technical requirements. In the electromagnetic calculation of whole process detailed expounds the power transformer basic calculation formula and method, given a complete set of design scheme. Power transformer; electromagnetic computing; winding short-circuit force;Keywords Power transformer; Electromagnetic calculation;Short-circuit force目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.2 电力变压器的发展及研究现状 (6)1.3 电力变压器的基本结构 (7)1.4 电力变压器的性能参数 (9)1.5 变压器计算的一般程序 (9)1.6 本论文研究内容 (10)第2章变压器电磁计算 (11)2.1 本设计的技术条件 (11)2.2 变压器设计 (11)2.2.1 变压器主要结构的确定 (11)2.2.2 硅钢片的选用 (11)2.2.3 铁心直径的确定 (11)2.2.4 铁心截面积确定 (12)2.2.5 铁心碟片系数确定与级数的选取 (12)2.2.6 变压器主纵绝缘 (12)2.3 电磁计算 (13)2.3.1 额定电压和额定电流的计算 (13)2.3.2 绕组匝数计算 (13)2.3.3 绕组计算 (15)2.3.4 绝缘半径及导线长度计算 (16)2.3.5 75℃时绕组直流电阻计算 (17)2.3.6 绕组导线质量计算 (17)2.3.7短路阻抗计算 (18)2.3.8 负载损耗的计算 (19)2.3.9 绕组表面对油的温升计算 (23)2.4 油箱尺寸计算 (25)2.4.1 油箱尺寸估计 (25)2.4.2 箱壁散热面积计算 (26)2.4.3 散热器的选择 (26)2.5 短路电动力计算 (28)2.5.1 绕组区域划分 (28)2.5.2 安匝分布计算 (29)2.5.3 漏磁计算 (29)2.5.4 短路电流稳定值倍数计算 (30)2.5.5 不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力计算 (30)2.5.6 绕组导线应力计算 (30)2.5.7 总油量计算 (32)2.5.8 变压器箱体质量计算 (33)2.5.9 附件质量计算 (33)2.5.10 变压器总质量计算 (34)2.6 本章小结 (34)结论 (35)致谢...................................................................................... 错误!未定义书签。

参考文献 (36)附录 (37)第1章绪论1.1课题背景随着我国“节能降耗”政策的不断深入，国家鼓励发展节能型、低噪音、智能化的配电变压器产品。

目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。

2008年、2009年连续两年我国电网建设投资超过电源建设投资，预示着我国电网建设落后的问题或将得到改善。

但要实现电源与电网的平衡，我国仍须提高电网的输配电能力，使之与电源规模相匹配。

可见未来几年，电网建设和城乡配电网改造仍是我国电力工业的首要任务，电力变压器的市场需求量有望保持较强劲的增涨。

1.2电力变压器的发展及研究现状电力变压器是发、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。

电力变压器主要有配电变压器、箱式变压器、高压、超高压电力变压器。

下面简单介绍一下几种电力变压器的研究现状。

配电变压器我国中小型配电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的；进入20世纪90年代，干式变压器在我国才有了很快的发展。

油浸式配电变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非晶合金铁心变压器。

为了使变压器的运行更加完全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提高了变压器的可靠性。

目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。

其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性形变做补偿。

干式变压器由于结构简单，维护方便，又有防火、难燃等特点，我国从20世纪50年代末即已开始生产，但近10来年才开始大批量生产。

干式变压器种类很多，主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器两类。

箱式变压器箱式变压器具有占地少，能伸入负荷中心，减少线路损耗，提高供电质量，选位灵活，外形美观等特点，目前在城市10Kv、35kV 电网中大量应用。

我国目前所使用的箱式变压器，主要是欧式箱变和美式箱变，前者变压器作为一个单独的部件，即高压受电部分、配电变压器、低压配电部分三位一体。

后者结构分为前后两部分，前部分为接线柜，后部分为变压器油箱，绕组、铁心、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等元器件均放置在油箱体内。

目前有些厂家，已将卷铁心变压器移置到箱式变压器中，使箱式变压器体积和质量都有所减小，实现了高效、节能和低噪声级。