电力变压器电磁计算

哈尔滨理工大学学士学位论文哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书学生姓名：杨会鹏学号：0403010229学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化任务起止时间：2008年3月1日至2008年6月15日毕业设计（论文）题目：电力变压器电磁计算设计一台OSFZ9-130000/242发电机升压变压器，额定电压高压侧242+2/-2x2.5%kV；额定电压低压侧10.5kV；额定容量130MVA；阻抗电压14%，允许误差±10％；负载损耗：330kW；空载损耗：70kW；冷却方式：ONAF；空载电流:0.2%；变压器为发电机用，要求能够在120%负载的情况下连续运行；其他指标全部满足现有GB标准及用户要求。毕业设计工作内容：设计一台电力变压器的电磁计算，计算出变压器的全部电气性能，包括阻抗电压，空载损耗，负载损耗，主要外形尺寸，重量等等。并在对铁心直径进行微微调整的情况下，对变压器性能表现出来的差异进行分析。得出结论。资料：《电力变压器计算》路长柏《电力变压器设计计算与实践》刘长彝《变压器设计（电磁计算部分）》沈阳变压器研究所指导教师意见：签名：年月日系主任意见：签名：年月日教务处制表哈尔滨理工大学学士学位论文I电力变压器电磁计算摘要本文介绍了变压器的发展现状及130MVA/242kV发电机升压变压器电磁计算的两种方案及其分析比较。根据给定的技术任务要求和环境使用条件，确定变压器的电磁负载和主要尺寸，计算性能数据包括阻抗电压、空载损耗、负载损耗、各部分温升、机械短路电动力、导线应力及变压器重量，确定外形尺寸，取得合理的技术经济效果。计算结果满足国家标准及有关技术标准和使用部门的要求。从运行的经济性考虑，我们要求变压器损耗低，效率高，但在实际生产中，降低损耗必然导致材料和制造成本的增加，所以应综合考虑各方面因素，从中选择最优方案。关键词：电力变压器；电磁计算；方案分析哈尔滨理工大学学士学位论文IIPowerTransformerElectromagneticDesignAbstractThisarticleintroducesthedevelopmentofpowertransformerinpresentyearsandtwoplansofthe130MVA/242kVgeneratorstep-uptransformerelectromagnetismdesign.Ialsocomparethemwitheachother.Accordingtotechnologymissionrequirementandenvironmentexploitationconditionswhichassigns,determinethetransformer’selectromagneticloadandthemaindimensionoftheoutline.Theestimatedperformancedataincludingtheimpedancevoltage,theno-leadloss,theloadloss,thetemperaturerisesofvarioustransformerpart,theshortcircuitforce,thewirestressandthetransformerweight,externaldimensions,obtainingthereasonabletechnicaleconomiceffect.Thecomputedresultsatisfiesthenationalstandardsandtherelatedtechnicalstandardanduserdepartment’srequest.Consideredfromthemovementefficiencythatwerequestthetransformerlosstobelow,theefficiencyishigh.Butintheactualproduction,reducingthelosstocausethematerialandproductioncostincreaseinevitably,thereforeweshouldtheoverallevaluationvariousaspectsfactor,choosethesynergy.Keyword:powertransformer；electromagneticdesign；plananalyze哈尔滨理工大学学士学位论文-1-目录摘要…………………………………………………………………………….…IAbstract……………………………..………………………..……………….…II第1章绪论1.1课题研究的背景...…………………………………………………………11.2问题的提出及研究的意义…...……………………………………………11.3变压器计算的一般程序...…………………………………………………11.4本课题的目的...……………………………………………………………2第2章发电机用电力变压器电磁计算方案一2.1技术条件...…………………………………………………………………32.2额定电压电流计算…………...………………………………………….32.2.1高低压线圈相电压计算…………………………………..………….32.2.2高低压线圈电流计算.....…………………………………..…………32.2.3铁芯的确定…...………………………………………………………42.2.4线圈匝数计算…………………………………………………………42.2.5电压比校核......…………………………………………………..……52.2.6绕组排列及计算...…………………………..…………………..……52.2.7导线选取...…………………………………………………..…..……62.2.8线圈计算…...…………………………………………………………62.2.9铁芯中心距的计算…...………………………………………………62.2.10窗高的计算…..………………………………………………………72.3阻抗电压的计算…..…………………………….…………………………72.4导线重量和电阻阻值的计算…..……………………………...…………102.4.1导线长度的计算……..………………………………………………102.4.2导线电阻阻值的计算…..……………………………………………102.4.3导线重量的计算……..………………………………………………102.5负载损耗的计算..…..………………………………….…………………112.5.1电阻损耗……..………………………………………………………112.5.2涡流损耗……..………………………………………………………112.5.3油箱尺寸计算……..…………………………………………………122.5.4杂散损耗…..…………………………………………………………122.5.5引线损耗……..………………………………………………………132.6空载损耗和空载电流的计算…..…….……..……………………………132.6.1铁芯硅钢片总重.…..………………………...………………………132.6.2空载损耗的计算…..…………………………………………………132.6.3空载电流的计算…..…………………………………………………13哈尔滨理工大学学士学位论文-2-2.7温升计算....……………………………………………………………….142.7.1线圈对油的温升计算…..……………………………………………142.7.2油对空气的温升计算…..……………………………………………142.7.3绕组对空气的温升计算…..…………………………………………152.8短路电动力的计算..…………………………………………………162.8.1安匝分布的计算…..……………………..…..………………………162.8.2漏磁计算……..………………………………..………………..……172.8.3短路电流稳定倍数…..……………………………....………………172.8.4不平衡安匝漏磁组所产生的总轴向力…..…..…………………..…182.8.5导线应力的计算…..…………………………..…………..…………182.9变压器重量的计算…..………………………………………….…..……192.9.1总油量的计算…..………………………………….…………..……192.9.2器身重量…..……………………..……………………………..……202.9.3油箱重量……..………………………………..……………..………202.9.4附件重量...……………………………………………………..…….212.9.5总重量的计算…..…………………………………………..……….21第3章发电机用电力变压器电磁计算方案二3.1技术条件…..…………………………………………………………...…223.2额定电压电流计算…….………………………………………….……223.2.1高低压线圈相电压计算….…………………………………………223.2.2高低压线圈电流计算………………………….……………………223.2.3铁芯的确定…..…………………………………...…………………233.2.4线圈匝数计算…..……………………………………………………233.2.5电压比校核…..………………………………………………………243.2.6绕组排列及计算…..…………………………...……………………243.2.7导线选取…..………………………………………...………………253.2.8线圈计算…..…………………………………………...……………253.2.9铁芯中心距的计算…..…………………………………...…………253.2.10窗高的计算…..………………………………………..……………263.3阻抗电压的计算…..…………………………………………...…………263.4导线重量和电阻阻值的计算…..…………………………...……………293.4.1导线长度的计算…..…………………………………………………293.4.2导线电阻阻值的计算…..……………………………………………293.4.3导线重量的计算…..…………………………………………………293.5负载损耗的计算…..………………………………………..…….………303.5.1电阻损耗…..…………………………………………………………303.5.2涡流损耗…..…………………………………………………………303.5.3油箱尺寸计算…..……………………………………………………31哈尔滨理工大学学士学位论文-3-3.5.4杂散损耗…..…………………………………………………………313.5.5引线损耗…..…………………………………………………………313.6空载损耗和空载电流的计算…..…………………………………...……323.6.1铁芯硅钢片总重…..…………………………………………………323.6.2空载损耗的计算…..…………………………………………………323.6.3空载电流的计算…..…………………………………………………323.7温升计算…..……………………………………………...………………333.7.1线圈对油的温升计算.…….…………………………………………333.7.2油对空气的温升计算…..……………………………………………343.7.3绕组对空气的温升计算…..…………………………………………353.8短路电动力的计算….…..………………………………………..………353.8.1安匝分布的计算…..…………………………………………………352.8.2漏磁计