变压器计算课件.ppt

第一章第一章 概述概述1-1 电力变压器在电力工业中的作用电力变压器在电力工业中的作用1.1.变压器与电机2.2.电力变压器的应用 容量匹配关系：发电机功率(kW)；发电机的功率因数；变压器容量(kVA)第1页，共73页1-2 我国电力变压器制造工业的发展我国电力变压器制造工业的发展n n1.我国电力变压器的发展简况第2页，共73页n n5050年代初期年代初期,热轧硅钢片热轧硅钢片热轧硅钢片热轧硅钢片,各种损耗很大各种损耗很大n n7070年代开始年代开始,冷轧硅钢片冷轧硅钢片冷轧硅钢片冷轧硅钢片,变压器损耗降低变压器损耗降低n n“八五八五”期间期间,非晶合金材料非晶合金材料非晶合金材料非晶合金材料,损耗大幅度降低损耗大幅度降低n n目前目前,我国已具备我国已具备110kV110kV、220kV220kV、330kV330kV、500kV500kV高压、高压、超高压变压器生产能力超高压变压器生产能力n n超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主SF6SF6气体绝气体绝缘的高压、超高压变压器正在研究开发中缘的高压、超高压变压器正在研究开发中第3页，共73页。

2.我国电力变压器的发展方向及趋势我国电力变压器的发展方向及趋势n n中小型变压器优化设计n n城网用变压器应向难燃降噪方向发展n n大型变压器向超高压（500kV、750kV）、特高压（1000kV及以上等级）方向发展n n高温超导变压器用超导线圈取代铜线圈，小型制冷系统取代常规的油浸热交换系统,该技术是使变压器发生变革的重大关键第4页，共73页n n 总之，电力变压器正朝着降低损耗水平、提高单台容量、电压向1000-1500kV的超高压方向发展n n总体讲,我国电力变压器的制造水平处于国际20世纪90年代初的水平,少数处于20世纪90年代末的水平,与技术先进的国家相比,还存在一定的差距第5页，共73页1-3电力变压器的分类电力变压器的分类1 1按变压器的容量分：按变压器的容量分：500kVA 500kVA及以下的为小型变压器；及以下的为小型变压器；630 630一一6300kVA6300kVA中型变压器；中型变压器；8000 8000一一63000kVA63000kVA的变压器称为大型变压器；的变压器称为大型变压器；90000kVA 90000kVA及以上的称为特大型变压器及以上的称为特大型变压器。

2 2按线圈数：按线圈数：可分为双线圈与三线圈变压器可分为双线圈与三线圈变压器3 3按高低压线圈有无电的联系：可分为普通电力变压器与自耦变压器按高低压线圈有无电的联系：可分为普通电力变压器与自耦变压器4 4按变压器的调压方式：可分为无载调压与有戴调压变压器按变压器的调压方式：可分为无载调压与有戴调压变压器在不励磁条件下调压的变压器称在不励磁条件下调压的变压器称无载调压变压器无载调压变压器无载调压变压器无载调压变压器；在负载下调压的变压器称；在负载下调压的变压器称有载调压有载调压有载调压有载调压变压器变压器变压器变压器5 5按相数：可分为单相与三相变压器按相数：可分为单相与三相变压器6 6按冷却方式：可分为油浸自冷、油浸风冷、强油风冷与强油水冷变压器按冷却方式：可分为油浸自冷、油浸风冷、强油风冷与强油水冷变压器7.7.按绝缘介质分：油浸式变压器和干式变压器按绝缘介质分：油浸式变压器和干式变压器第6页，共73页常用的品种有常用的品种有1 110kV10kV级级 6300kVA 6300kVA及以下及以下 三相双线圈油浸自冷电力变压器三相双线圈油浸自冷电力变压器10kVA 10kVA）2 235kV35kV级级 31500kVA 31500kVA及以下及以下 三相双线圈油浸电力变压器。

三相双线圈油浸电力变压器50kVA 50kVA）6300kVA 6300kVA及以下为油浸自冷式，及以下为油浸自冷式，8000kVA8000kVA及以上为油浸风冷式及以上为油浸风冷式3 360 kV60 kV级级 63000kVA 63000kVA及以下及以下 三相双线圈油浸式电力变压器三相双线圈油浸式电力变压器630kVA 630kVA）6300kVA 6300kVA及以下为油浸自冷式，及以下为油浸自冷式，8000 8000一一40000kVA40000kVA为油浸风冷式，为油浸风冷式，50000kVA 50000kVA及以上为强迫油循环风冷式或水冷式及以上为强迫油循环风冷式或水冷式4 4110 kV110 kV级级 63000kVA 63000kVA及以下及以下 三相双线圈或三相三线圈油浸式三相双线圈或三相三线圈油浸式3150kVA 3150kVA）6300kVA6300kVA及以下及以下为油浸自冷式，为油浸自冷式，8000 8000一一40000kVA40000kVA为油浸风冷式，为油浸风冷式，50000kVA 50000kVA及以上为强迫油循环风冷式或水冷式；及以上为强迫油循环风冷式或水冷式；5 5220 kV220 kV级级 360000kVA 360000kVA及以下及以下 三相双线圈、三相三线圈、三相自耦油浸式电力变压器。

三相双线圈、三相三线圈、三相自耦油浸式电力变压器一般都采用强迫油循环风冷式或水冷式一般都采用强迫油循环风冷式或水冷式31500kVA 31500kVA）第7页，共73页重点介绍油浸式电力变压器的一般设计方法重点介绍油浸式电力变压器的一般设计方法重点介绍油浸式电力变压器的一般设计方法重点介绍油浸式电力变压器的一般设计方法 1一高压套管；2一分接开关；3一低压套管；4一气体继电器；5一安全气道；6储油柜；7一油表；8一吸湿器；9散热器；10一名牌；11一接地螺栓；l 2一油样活门；13一放油阀门；14一活门；15一线圈；16一信号温度计；17一铁心；18一净油器；19一油箱；20一变压器油图1-3 油浸式电力变压器结构概况第8页，共73页第二章第二章 电力变压器结构简介电力变压器结构简介 2-1 2-1 电力变压器铁心结构电力变压器铁心结构电力变压器铁心结构电力变压器铁心结构图2-1 变压器铁心结构（a）心式结构（线包铁）（b）壳式结构（铁包线）第9页，共73页表表2-1 铁心结构特点及适用范围铁心结构特点及适用范围第10页，共73页续续续续表表表表2-1 2-1 铁铁铁铁心心心心结结结结构构构构特特特特点点点点及及及及适适适适用用用用范范范范围围围围第11页，共73页。

续表续表续表续表2-1 2-1 铁心结构特点及适用范围铁心结构特点及适用范围铁心结构特点及适用范围铁心结构特点及适用范围第12页，共73页在一个周期内的交变磁通分布在一个周期内的交变磁通分布 第13页，共73页三三.铁心材料、截面及其迭积图铁心材料、截面及其迭积图1.1.材料材料材料材料 热轧硅钢片、冷轧硅钢片、热轧硅钢片、冷轧硅钢片、热轧硅钢片、冷轧硅钢片、热轧硅钢片、冷轧硅钢片、非晶合金新型材料非晶合金新型材料2.2.铁心迭积图铁心迭积图#对装式铁心（心柱、轭分别迭装）对装式铁心（心柱、轭分别迭装）#迭装式铁心迭装式铁心迭装式铁心迭装式铁心 铁心迭积图：铁心迭积图：指迭装式铁心迭片的布置与排列方式指迭装式铁心迭片的布置与排列方式 第14页，共73页a)一直接缝 (b)一半直半斜接缝 (c)一68斜接缝 (d)一全斜接缝图2-5 三相心式铁心迭积图第15页，共73页3.铁心与铁轭截面形状 图2-6 铁心柱截面形状图2-7 铁轭截面形状第16页，共73页四四.铁心绑扎铁心绑扎图2-8 穿心螺杆夹紧铁心 图2-9 绑扎铁心第17页，共73页2-2 电力变压器绕组结构电力变压器绕组结构 一.线圈分类及结构特点第18页，共73页。

1.1.圆筒式线圈基本结构圆筒式线圈基本结构圆筒式线圈基本结构圆筒式线圈基本结构 图2-8 圆筒式线圈结构示意图第19页，共73页表表表表2-2 2-2 为圆筒式线圈的结构形式、特点及其适用范围为圆筒式线圈的结构形式、特点及其适用范围为圆筒式线圈的结构形式、特点及其适用范围为圆筒式线圈的结构形式、特点及其适用范围第20页，共73页2.2.饼式线圈基本结构饼式线圈基本结构饼式线圈基本结构饼式线圈基本结构 图2-9 连续式线圈示意图 图2-10 纠结式线圈示意图图2-11 单螺旋线圈示意图 图2-12双螺旋线圈示意图 第21页，共73页表表表表2-32-3为饼式线圈的结构形式、特点及其适用范围为饼式线圈的结构形式、特点及其适用范围为饼式线圈的结构形式、特点及其适用范围为饼式线圈的结构形式、特点及其适用范围第22页，共73页饼式线圈的结构形式、特点及其适用范围饼式线圈的结构形式、特点及其适用范围第23页，共73页3.3.并联导线换位并联导线换位并联导线换位并联导线换位图2-13 变压器漏磁场分布 图2-14纵向漏磁场 图2-15 并绕导线换位方式 第24页，共73页二.线圈材料 铜线、铝线铜线、铝线三.对线圈设计的基本要求四.电气强度、耐热强度、机械强度2-3 电力变压器绝缘与散热第25页，共73页。

二二油浸式电力变压器绝缘等级及绝缘材料油浸式电力变压器绝缘等级及绝缘材料 A A级绝缘；变压器油和绝缘纸板级绝缘；变压器油和绝缘纸板三三.有关绝缘的几个基本概念有关绝缘的几个基本概念 绝缘结构；绝缘配合；绝缘击穿绝缘结构；绝缘配合；绝缘击穿四四.油箱及散热器结构油箱及散热器结构五五.油箱是变压器的容器、散热装置应具备足够的机械强度油箱是变压器的容器、散热装置应具备足够的机械强度六六.油箱结构随容量增大而有所改变油箱结构随容量增大而有所改变七七.两种主要结构型式：平顶式两种主要结构型式：平顶式(图图2-16)2-16)八八.拱顶式拱顶式(图图2-172-17钟罩式钟罩式)第26页，共73页平顶式油箱平顶式油箱平顶式油箱平顶式油箱 拱顶式油箱拱顶式油箱拱顶式油箱拱顶式油箱 第27页，共73页第三章第三章第三章第三章 变压器设计概述变压器设计概述变压器设计概述变压器设计概述3-13-1变压器设计的任务变压器设计的任务变压器设计的任务变压器设计的任务n n电磁设计和结构设计电磁设计和结构设计 3-2变压器主要技术参数 电力变压器设计任务书一.了解变压器型号二.变压器技术参数1 1变压器额定容量变压器额定容量 ；2 2相数；相数；3 3 频率频率 ；4 4一次和二次侧线圈的额定电压；一次和二次侧线圈的额定电压；5 5联结组；联结组；6 6调压方式及调压范围；调压方式及调压范围；7 7负载特点；负载特点；8 8使用条件和海拔高度使用条件和海拔高度变压器技术性能数据变压器技术性能数据 9 9阻抗电压；阻抗电压；10 10负载损耗；负载损耗；11 11空载损耗；空载损耗；12 12空载电流空载电流第28页，共73页。

a.a.阻抗电压（表中为双线圈电力变压器的阻抗电压值）阻抗电压（表中为双线圈电力变压器的阻抗电压值）阻抗电压（表中为双线圈电力变压器的阻抗电压值）阻抗电压（表中为双线圈电力变压器的阻抗电压值）b.空载电流 c变压器损耗 第29页，共73页3-3变压器设计的一般程序变压器设计的一般程序n n(l)(l)根据设计任务书确定各原始技术数据根据设计任务书确定各原始技术数据;n n(2)(2)计算铁芯柱直径、选择计算铁芯柱直径、选择 铁芯柱和铁轭截面铁芯柱和铁轭截面:n n(3)(3)根据硅钢片牌号，初选根据硅钢片牌号，初选 铁芯柱磁密，计算每匝电势铁芯柱磁密，计算每匝电势;n n(4)(4)计算高低压绕组匝数计算高低压绕组匝数 n n(5)(5)根据正常及过电压下的根据正常及过电压下的 电气计算，进行绕组铁芯等部分电气计算，进行绕组铁芯等部分 的绝缘设的绝缘设计，确定变压器的主、计，确定变压器的主、纵绝缘结构纵绝缘结构;n n(6)(6)高、低压绕组设计，高、低压绕组设计，n n(7)(7。