电磁装置设计 华中科技大学电气学院

电气与电子工程学院

2009级

《电磁装置设计原理》

大作业报告

SG400/10干式变压器设计

专业班级：电气班

姓名：

学号： U2009

指导老师：孙剑波

完成日期： 2012/6/23

目录

一、参数表 (3)

二、整体设计图 (4)

三、设计历程 (6)

四、具体计算 (7)

五、心得体会 (11)

一、参数表

心柱直径D (mm) 中心距Mo

(mm)

窗高Ho

(mm)

磁密B

(T)

空载损耗

P0

(W)

空载电流

I0

(%)

200 501 900 1.55 1180 1.333

低压绕组匝数W2 高压绕组匝

数W1

低压导线

高度BB2

(mm)

低压导线

厚度AA2

(mm)

低压绕组截

面积SL

(mm2)

低压绕组

电流密度

JL

(A/mm2)

23 575 13.2 2.5 259.6 2.224

平均绕组高度HHL (mm) 高压导线高

度BB1

(mm)

高压导线

厚度AA1

(mm)

高压绕组

截面积SH

(mm2)

高压绕组电

流密度JH

(A/mm2)

负载损耗

Wk

(W)

693.47 6.70 1.4 9.165 2.52 5968.1

短路阻抗

uk (%) 高压绕组温

升TOH

(K)

低压绕组

温升TOL

(K)

铁心重量

GFe

(kg)

铜线重量

GCu

(kg)

成本MM

(元)

4.39 38.4 111.4 1157.76 356.2 88611

二、整体设计图

三、设计历程

设计过程中，有很多方面是我们在计算之前无法预料的，只有不断的尝试，再根据计算结果进行修正才能把想要的参数调整出来。下面简单叙述我在设计过程中所经历的主要问题以及自己如何通过分析解决问题。

1、由于给定容量较大，在两个例子间比较了之后，开始套用第二个例子进行计算。

高压线圈连续式47段 低压线圈双螺旋式 3x11+1x12+43x13=604 23

N-0.33 1.9x5.00 N-0.33 3.0x10.60 垫块厚度都取为6mm 问题：短路阻抗太大。

2、短路阻抗大，由

2

11

4

1149.610010

rp h rp x rp

rp

I x fI W u D U hU ρ-=

⨯=

⨯∑

决定主要修改平均电抗高度。

于是增加导线的长宽比，增大垫块厚度。

经过反复计算取得：N-0.33 1.4x6.70 N-0.33 2.5x13.2 高压绕组垫块厚度取为9mm

算得短路阻抗满足要求。 问题：低压绕组温升太高。

3、低压绕组散热面积并不大，当乘以气道修正系数之后有效散热面积更小。

于是决定将低压绕组幅向并联的线圈中间全开12mm 的气道，在不改变散热系数的条件下，大大增加散热面积。

四、具体计算

产品型号：SG10-400/10

1、技术条件：

容量：400kVA

电压比：10±5%/0.4kV

频率：50Hz

联接组：Yyn0

绝缘材料耐热等级：H级(145℃)

短路阻抗：4%（允许在3.6%~4.4%以内）

负载损耗(145℃)：≤7800W

空载损耗：≤ 1300W

空载电流：≤ 1.8%

绕组温升：≤125K

铁心材料：DQ122G-30

导线材料：铜导线ρ145℃=0.02616Ω·mm2/m

核算成本时按硅钢片55元/kg，铜导线70元/kg计算。

2、铁心计算

铁心直径根据经验公式D=K*（P柱）1/4计算可得D=￠200mm（K取的57，应该是193.7）。

叠片系数取0.97，铁心净截面为292.0cm2，角重G1 =86.36kg。

硅钢片牌号30Q120，磁密为1.55T，单位损耗为0.917W/kg，励磁功率（磁化容量）为1.10VA/kg，单位励磁功率为1.104VA/cm2。

铁心重量：心柱重=3*900*292.0*7.8*10-4=615.0kg

铁轭重=4*501*292.0*7.8*10-4=456.4kg

角重=86.36kg

总重=1157.76kg

空载损耗=1157.76*1.12* 0.91 =1180.0W ≤ 1300W

空载电流：

无功分量：I or=1.3*(1.10*1157.76+6*21/2*292.0*1.104 )/（400*10）=1.30% 有功分量：I oa=1180.0/（10*400）=0.295%

空载电流：I0 =(1.302+0.2952)1/2=1.333% ≤ 1.8%

3、绕组计算

高压低压

容量（kVA）400 400

联结组Y y

匝电压（V/匝）10.0435