SFSZ10-31500／110电力变压器的电磁方案计算及减小局部放电措施的研究(优秀毕业设计)

SFSZ10-31500/110电力变压器的电磁方案计算及减小局部放电措施的研究摘要本文完成了SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案的计算，文中较为详细地阐述了电力变压器计算的基本公式和计算方法。

SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案计算，主要包括变压器铁心的选择及几何尺寸计算、变压器线圈材料、型式选择、高度确定、电压电流计算及线圈几何尺寸计算、短路阻抗计算、线圈损耗、引线损耗、杂散损耗、负载损耗计算、变压器温升计算、短路电动力计算、变压器重量（总油量、器身重量、油箱重量、附件重量、运输重量计算）等，并进行了绝缘校核，得出SFSZ10-31500/110电力变压器的电磁计算方案。

本文同时对高电压变压器局部放电产生的原因进行了分析综述，在查阅文献的基础上，对减小变压器的局部放电在设计、制造、装配等方面提出了一些改进措施。

关键词电力变压器；电磁计算；局部放电SFSZ10-31500/110 power transformerelectromagnetism project calculationAbstractThis text introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer calculating and basic knowledge in project in electromagnetism primarily, than clarified the calculating and basic formula in transformer in power detailed with compute the method. Among them included choice and calculations of the transformer core, transformer coil material, pattern choice, high certain, the voltage and current computes and the coil computes, the short-circuit resistance computes, the coil exhausts, the fuse exhausts, miscellaneous spread to exhaust, load to exhaust the calculation, the transformer temperature rises the calculation, short circuit electricity the motive computes, total oil in transformer measure, total weight, conveyance the weight computes, the transformer insulates the school checkup. Synthesize the design calculation process that introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer.Because it is main reason partial discharge that next emergence trouble in normal work in power transformer electric voltage with stop to carry. Though at affect the degree top, actually is partial discharge the size of the deal、Frequency number of times, take place still the part which influence is big still needs the research inquiries into, but reduce it is target that everybody pursue together that partial discharge. The for this reason a text returned to turn on electricity the proceeding the research to the part of the transformer, explaining the principle that partial discharge and affecting the factor that partial discharge, the reasons which caused the partial discharge in 110kV and above extra large power transformer are analysis From the respect of design and technology, the measures for decreasing the partial discharge are expounded.Keywords Power transformer ；Electromagnetism calculation ；Partial discharge目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 论文研究的内容 (1)第2章电力变压器电磁计算方案 (2)本设计的技术条件 (2)2.1 额定电压﹑电流计算 (2)2.1.1 线圈相电压 (2)2.1.2 线圈电流 (3)2.2 铁芯的确定 (5)2.3 线圈匝数计算 (5)2.4 电压比校核 (6)2.5 线段排列及计算 (7)2.6 线圈绝缘半径及导线长度计算 (11)2.7 短路阻抗计算 (12)2.8 负载损耗计算 (14)2.9 温升计算 (16)2.10 空载特性计算 (19)2.11 短路电动力计算 (20)2.12 变压器重量计算 (27)2.13 绝缘校核 (30)第3章局部放电的减小措施 (32)3.1 局部放电机理 (32)3.2 减小局部放电的措施 (36)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)第1章绪论1.1课题背景电力变压器是电力系统中的重要设备之一。

随着我国社会主义现代化建设的发展，特别是随着电力网向超高压、大容量方向的发展，对电力变压器提出了新的更高的要求。

近年来，我国在变压器的理论研究和生产实践方面取得了可喜的成就。

随着国民经济建设的发展，特别是随着电力工业的大规模发展而不断发展。

电力变压器单台容量和安装容量迅速增长，电压等级也相继提高。

50年代发展到110kV级；60年代发展到220kV级；70年代发展到330kV 级；80年代已发展到500kV级电力变压器。

建国前我国只能生产单台容量为300kV A的小型配电变压器，建国后50年代中期已能仿制31500kV A 的电力变压器，电压等级已发展到110kV。

60年代初我国由仿制阶段过渡到自行设计和制造阶段，60年代中期已发展到制造220kV、120000kV A电力变压器。

到60年代末期，电力变压器的容量已经发展到260000kV A。

70年代初期已达到生产330kV级、360000kV A电力变压器的水平(我国西北地区的刘关线330kV系统中所用的升、降压电力变压器、联络用自耦变压器，全部为国产品)，到80年代国内变压器的最高电压等级为500kV、最大容量为400000kV A，1995年制造出了容量为450000kV A电力变压器，本世纪初我国已能够生产740MV A/500kV的电力变压器和900MV A/500kV的自耦变压器。

近年来随着我国经济建设的不断发展，电网的电压等级不断提高，2005年9月西北750kV线路已经投入运行，线路中的变压器、电抗器等主要设备均为国内生产。

现在我国正在进行交流1000kV直流±800kV输电线路的研究与输变电设备的研制工作，在不久的将来我国的输电网络将会以交流1000kV直流±800kV作为主要框架，使我国的输变电技术走在世界的前列。

1.2论文研究的内容本论文对目前电力网中经常使用的SFSZ10-31500/110电力变压器进行了电磁方案计算，计算出了该变压器的各项技术指标及各部分的几何尺寸，计算结果满足国家标准规定值。

在进行SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案计算的同时，本文还对变压器局部放电的产生原因及减小局部放电的措施等进行了讨论。

第2章 电力变压器电磁计算方案变压器的电磁的方案计算，就是在保证满足国家和行业以及用户所提出的技术要求的基础上，在符合现行工艺条件的前提下，计算出变压器的各项主要经济技术指标、各部分的几何尺寸等。

变压器的电磁计算决定了变压器的经济特性和运行特性，因此电磁计算是变压器生产制造的重要环节之一。

本设计的技术条件本设计的基本技术条件如下，其他技术性能指标均应满足国家和行业相关标准的要求。

额定容量： S N =31500 KVA电压组合： 11025.18⨯±%/35/10.5 KV联结组标号： 11N n Y y d空载损耗： P 0=30.6 KW负载损耗： P fz =149 KW短路阻抗： Z 12d =10.5% , Z 23d = 6.5%, Z 13d =17-18%2.1 额定电压﹑电流计算2.1.1 线圈相电压一、高压线圈相电压：高压线圈为Y 联结：3%25.1811U U ⨯+=3121000≈69860 V 3%25.1711U U ⨯+=3119630≈69070 V3%25.1611U U ⨯+=3118250≈68270 V 3%25.1511U U ⨯+=3116880≈67480 V3%25.1411U U ⨯+=3115500≈66680 V 3%25.1311U U ⨯+=3114130≈65890 V 3%25.1211U U ⨯+=3112750≈65110 V 3%25.1111U U ⨯+=3111380≈64300 V 31U =3110000≈63510 V 3%25.1111U U ⨯-=3108630≈62710 V 3%25.1211U U ⨯-=310725061920 V 3%25.1311U U ⨯-=3105880≈61270 V 3%25.1411U U ⨯-=3104500≈60340 V 3%25.1511U U ⨯-=3103130≈59540 V 3%25.1611U U ⨯-=3101750≈58750 V 3%25.1711U U ⨯-=3100380≈57950 V 3%25.1811U U ⨯-=399000≈57160 V 二、中压线圈相电压：中压线圈为y 联结，故其相电压为2A U =35000/3=20210 V三、低压线圈相电压低压线圈为d 联结，故其相电压为3A U =10500 V2.1.2 线圈电流一、高压线圈电流：高压线圈为Y 联结，其线电流等于相电流：1I =31013U S N ⨯=()%25.1831013⨯+⨯U S N ≈150.3 A ()%25.1731013⨯+⨯U S N ≈152.0 A ()%25.1631013⨯+⨯U S N ≈153.8 A()%25.1531013⨯+⨯U S N ≈155.6 A()%25.1431013⨯+⨯U S N ≈157.5 A ()%25.1331013⨯+⨯U S N ≈159.4 A()%25.1231013⨯+⨯U S N ≈161.3 A()%25.1131013⨯+⨯U S N ≈163.3 A 31013U S N ⨯≈165.3 A()%25.1131013⨯-⨯U S N ≈167.4 A()%25.1231013⨯-⨯U S N ≈169.6 A ()%25.1331013⨯-⨯U S N ≈171.8 A()%25.1431013⨯-⨯U S N ≈174.0 A()%25.1531013⨯-⨯U S N ≈176.4 A ()%25.1631013⨯-⨯U S N ≈178.7 A()%25.1731013⨯-⨯U S N ≈181.2 A()%25.1831013⨯-⨯U S N ≈183.7 A二、中压线圈电流：高压线圈为y 联结，故其相电流等于线电流：2I =31023U S N ⨯=35000310315003⨯⨯≈519.6A 二、低压线圈电流：低压线圈线电流：3I =31033U S N ⨯=38500310630003⨯⨯≈1732.1 A 低压线圈相电流：03I =33I =31.1732≈1000 A 2.2 铁芯的确定变压器铁心的计算关系到整台变压器的技术经济特性，也关系到变压器的运行特性。