250KVA油浸式变压器设计开题报告.doc

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1、 毕业设计(论文)开题报告题 目： 250Kva油浸式变压器设计 学 院： 电气与信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 孙香德 学 号： 200701010320 指导老师： 刘金泽 2011 年 03 月 10 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述通过对多篇文献的初步涉猎，我对变压器的认识由简入深，可从以下几方面进行综述。1.变压器的种类a.按用途分类： 变压器按用途可以分为电力变压器；给冶炼供电的电炉变压器；电解或化工用的整流变压器；焊接

2、用的弧焊变压器；试验用的试验变压器；交通运输用的电机车变压器，补偿用的电抗器；测量用的互感器等。其中，电力变压器是用途最多、最广泛的变压器，其他变压器又称特种变压器。b.按相数分类： 变压器按相数可以分为单相变压器、三相变压器和多相变压器（如整流用的变压器）。c.按绕组分类： 变压器按绕组可以分为双绕组变压器、自耦变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。d.按冷却条件分类： 变压器按冷却可以分为油浸变压器（又分为油浸自然风冷却、油浸吹风冷却、强油循环吹风冷却、强油循环水冷却等多种）、干式变压器和充气式变压器。2.变压器的工作原理变压器是利用电磁感应原理工作的。因此，它的结构是：两个(或两个以上)互

3、相绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间通过磁路的耦合相互联系。所以，如同旋转电机一样，变压器也是以磁场为媒介的。两个绕组中的一个接到交流电源上，称为一次绕组另一个接到负载上，称为二次绕组。当一次绕组接通交流电源时，在外加电压作用下，一次绕组中有交流电流流过，并在铁心中产生交变磁通，其频率和外加电压的频率一样。这个交变磁通同时交链一次、二次绕组，根据电磁感应定律，便在二次绕组内感应出电动势。二次绕组有了电动势，便向负载供电，实现了能量传递。3.设计思想电力变压器设计包括：电磁计算和结构设计。电磁计算的任务在于确定变压器的电磁负荷和主要尺寸，计算性能数据以及重量、外形尺寸等。计算结果必须满足有

4、关技术标准的规定和使用部门的要求。结构设计的任务是选定各种结构件的形式，核算各部分的强度。同时，应使整体结构及其零部件的制造符合节约原材料、加工方便以及便于安装、运输和维护修理等要求。进行系列产品设计时，还要做到统一技术条件、统一标准件、统一安装尺寸和连接尺寸、以及从整体系列来考虑某些设计。本设计以三相低压油浸自冷式电力变压器为例，主要阐述了变压器的电磁计算和温升计算，并涉及到部分结构设计。变压器作为一种能量转换器，广泛地应用于国民经济各部门，各领域。由于使用了变压器，使得发电机、传输电力的电网以及应用电力的用电设备，都有可能选择最合适的工作电压，安全而经济的运行。变压器类产品包括变压器、互感

5、器、调压器、电抗器等，品种规格繁多，但基本原理和结构是相似的。变压器设计包括电磁计算与结构设计。电磁计算的任务在于确定变压器的电磁负荷和主要尺寸，计算性能数据以及重量、外形尺寸等。计算的结果必须满足有关技术标准的规定和使用部门的要求。结构设计的任务是选定各种结构件的型式，核算各部分的强度。特别重要的是保证绕组的绝缘强度和动、热稳定性，以及铁心和油箱的机械强度。同时、应使整体结构及其零部件的制造符合节约原材料、加工方便以及便于安装、运输和维护修理等要求。在进行系列产品设计时，还要做到统一技术条件，统一标准件、统一安装尺寸和连接尺寸，以及从整个系列来考虑某些设计。本篇主要论述变压器的电磁计算和温升

6、计算，并稍涉及与结构设计有关的问题。变压器的产品设计，尤其是系列产品设计，要根据国家的经济技术政策、资源情况以及制造和运行部门的要求，合理的制订变压器的性能数据和相应的结构。例如降低损耗可以捉高运行的经济性，但在一定的材料水平下，过份降低损耗，势必导致材料消耗量和制造成本增加。设计者要立足全局，综合考虑各方面因素，力求所设计的产品单位容量的损耗和材料消耗都达到经济合理的指标。在我国较普遍地认为，用“十年变电成本”来估价变压器的总体经济效益是合理的。所谓“十年变电成本”是指变压器的价格与变压器十年运行期内损耗费用之和。也就是说按厢“十年变电成本最低”的原则所设计的产品是最佳方案。因此，要做好变压

7、器的产品设计，必须不断完善设计理论，采用最新计算技术进行优化设计，同时应尽可能采用新材料，新工艺和新结构。参考文献1电机学 王毓东 主编 浙江大学出版社2电机设计西安交通大学 陈世坤 主编 机械工业出版社3电机设计哈尔滨电机制造学校 主编 机械工业出版社4 Analytical model of a three-phase transformer A. Proceedings of the 32nd Intersociety Energy Conversion Engineering ConferenceC. USA NJ5变压器铁心制造沈阳变压器研究所 编 机械工业出版社6变压器绕组制造沈阳

8、变压器研究所 编 机械工业出版社7电力变压器手册变压器手册编委会 编 辽宁科学技术出版社8变压器故障诊断与修理赵家礼、张庆达 等编 机械工业出版社9变压器设计计算方法与实践 刘传彝 主编 机械工业出版社10变压器装配工艺 变压器制造技术丛书编审委员会编11变压器铁心制造工艺 变压器制造技术丛书编审委员会编12变压器绕组制造工艺 变压器制造技术丛书编审委员会编13变压器设计原理 中国电力出版社14变压器绕组变形测试系统 刘连睿等 中国电力出版社15变压器铁心材料的发展 戴庆忠 中国电力出版社16工厂供电 刘介才 机械工业出版社 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义

9、；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告一、 课题目的与意义众所周知，变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能。变压器理论是电机学的分支，尽管变压器是一个静止设备，但它做为一种能量转换器已广泛地应用于国民经济各部门、各领域。使用变压器，可使得发电机、传输电力的电网以及应用电力的用电设备，都有可能选择最合适的工作电压，安全而经济的运行。随着社会经济的不断发展，电气产品的种类越来越多，对电源电压等级和质量的要求也日益增加，并且现代化的工业企业广泛地采用电力做为能源，而电力传输，电压等

10、级的改变等都必须由变压器来完成变压器在输配电系统中占着十分重要的地位，要求它能够安全可靠地运行并且随着输电线路的增加，输电功率的增加，对变压器的容量和电压等级的要求也就越来越高。当变压器在运行中损坏时，将造成停电事故，甚至造成重大的国民经济损失。二、 课题发展现状与前景展望变压器除应用在电力系统中外，在其他方面的应用也十分广泛现已形成多极化发展趋势例如冶金用的电炉变压器，电解或化工用的整流变压器，煤矿用的防爆变压器和特殊结构的矿用变压器，以及交通运输用的电力机车变压器和船用变压器等变压器也成为各行业中不可缺少的电气设备。在1995年之前全国的变压器企业只有100多家，而到2003年底全行业已经

11、发展到1000多家。500千伏以上高端变压器市场略好，价格竞争主要产生于低于差异和营销策略方面，而低端变压器生产厂家众多，市场愈显混乱，不乏有低价经销的可能。随着各厂家之间的竞争不断加剧，将来只有2030家企业可占据大部分变压器市场。一些大的跨国公司的涌入占有了我国20%30%的变压器市场，而且凭借其先进的技术、雄厚的资金和品牌优势在不断扩大市场份额，这给国内企业一个巨大的冲击。为了在市场上能分得一杯羹，许多变压器制造厂家从国外引进先进的生产技术和装备，以进一步改进产品结构，提高产品性能，在新工艺、新材料的探索方面做了不懈的努力，以适应变压器发展的需要。目前，我国变压器市场已经出现供大于求的迹

12、象，价格竞争也日益激烈和残酷。这点从国内外变压器企业利润率偏低可略见一斑。拿干式变压器来说，1995年其平均利润率为22%，由于生产企业大量涌入，6年后已下降到5%左右，而且由于钢材、铜线等原材料价格的持续走高，变压器行业并没有因为市场好了就高枕无忧。现在，干式变压器因生产能力严重过剩，已被列入限制发展之列。目前，提高能源利用效率、降低能耗已成为工业发展的方向，在电网建设的过程中，变压器担当了非常重要的角色。对变压器制造商而言，将节能环保理念融入产品设计、原材料、制造工艺，为客户提供绿色产品，已经是产品发展的必由之路。变压器的节能环保，一方面要求有效降低运行中的能耗和噪声，另一方面应最大限度降

13、低铜、铁、油、绝缘件等原材料的使用，避免不可再生资源的过度浪费。如在设计过程中准确计算变压器的各种技术参数，优选铁心和导线，确定合适的铜铁比例，使导线产生较小的涡流，铁心和结构件的附加损耗尽量控制在较低水平。这样可以有效减少铜和硅钢片的使用量，同时降低负载损耗。选用高导磁、低损耗的进口优质硅钢片制造铁芯，则可从原材料上保证变压器具有较低的空载损耗和低噪声性能。此外，先进工艺也是制造节能环保变压器必不可少的。如合理的线圈设计，广泛使用换位导线制造低压大电流线圈，普通导线间进行完全换位，有效降低线圈的涡流损耗和环流损耗；先进的密封结构设计，选用优质的密封元器件，严格密封部位金属件的加工精度，焊接面

14、采用双面焊工艺，严格油箱检验过程，最大限度控制变压器在运行过程中的渗油漏油。三、 课题主要内容和要求设计内容：1、 额定容量：S=250KVA;2、 频率：f=50Hz3、 额定电压：U/U=10000V/400V;4、 相数：m=3;5、 连接组别：Y,Yn0;6、 阻抗电压：U=4%7、 空载损耗：P=640W;8、 负载损耗：P=4000W;9、 空载电流：I=1.020%;10、 线圈对空气的温升：Q=65C;11、 油顶层对空气的温升：Q=55C;12、 油对空气的平均温升：Q=40C13、 冷却方式：油浸自冷式；14、 装置方式：户外。设计要求：通过本次低压变压器设计应掌握变压器结

15、构原理及其设计方法，完成以下设计内容：1、确定总体方案，完成变压器铁心设计和绕组设计2、 确定变压器的电磁设计方案；3、进行通风散热设计、计算4、试比较普通变压器和节能型变压器设计的不同。四、 研究方法步骤和措施a、根据技术合同，结合国家标准及有关技术标准，决定变压器规格极其相应的性能参数，如额定容量、额定电压、连接组别、短路阻抗、负载损耗、空载损耗及空载电流等；b、确定硅钢片牌号及铁心结构形式，计算铁心直径；c、初步确定磁通密度，计算每匝电势；d、初选低压匝数，凑成整匝数，根据此匝数再重新计算磁通密度及每匝电势、再算出高压绕组额定分接及其他分接的匝数；e、根据变压器额定容量及电压等级，计算或

16、从设计手册中选定变压器主、从绝缘结构；f、根据绕组结构形式，确定导线规格，进行绕组层数、匝数的排列，计算绕组的轴向高度及辐向尺寸；g、计算绝缘半径，确定变压器铁心中心距C，计算高压绕组及其引线电阻和损耗，并估算线圈的附加损耗；h、计算绕组短路损耗，算出短路阻抗的有功分量，检查短路阻抗是否符合标准规定值；i、确定铁心的几何尺寸，计算心柱、铁轭截面积及铁心重量；j、计算空载性能及变压器的效率，计算变压器的油箱尺寸及冷却油管的数目、尺寸和总长度；k、计算油的温升，当油温升过高或过低时，应调整冷却器数目，计算绕组对油的温升，不合格时，可调整导线规格或调整每层匝数，当超过规定值过大时，则需要调整变更铁心柱直径。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日