电源变压器设计Word下载.docx
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事先，海内仅有多数企业能消费500千伏的超低压变压器，超低压变压器的市场份额基础被国外巨头垄断。
随着海内首条特低压实验示范工程的下马，海内变压器企业迎来了开展契机，产品电压等级和容量一举跃居世界第一，占有了行业开展的技巧制高点，同时，匆匆进了低电压等级变压器技巧的始终成熟和完美。
本文简要分析了电源变压器的设计。
所谓的电源变压器是电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。
有人根据它的主要功能是功率传送，把英文名称“PowerTransformers”译成“电力变压器”，在许多文献资料中仍然在使用。
关键词：
电源；
变压器；
特点；
方法
Abstract
WiththedevelopmentofeconomyinChina,thepowerindustryscalerapidexpansion,thesinglepowertransformercapacityandinstalledcapacityofrapidgrowth.Internationaltycoonisstronginthedomesticmarketcompetitionbefore,onehandlookisChinapowerequipmentmarketandgreatpotential;
ontheotherhand,alsoreflectstheChineseenterprisegreatprogress,especiallyintheaspectofquality,thedomesticelectricpowertransformerhasbeenmoreandmoreclosetothedomesticlevel,makingthedomesticgiantshadtocomeupwitha"
specialskill"
competeinChinamarket.
Transformerisakindofalternatingcurrentenergyconversionforelectricequipment.ItcanbeanACvoltage,ACcurrentoftheelectricenergyisconvertedintothesamefrequencyofanotherkindofalternatingvoltage,alternatingcurrentelectricalenergy.Transformerinpowersystem'
sprimaryroleistotransformvoltage,inordertofacilitatetheelectricalenergytransmission.Voltagestep-uptransformer,canreducethelineloss,improvetransmissioneconomy,achievethepurposeoflongdistancepowertransmission.Voltagestep-downtransformerstep-down,accesstoalllevelsofelectricalequipmentvoltagerequiredtosatisfytheuserneeds.
Powertransformer,amovementoftheelectricalequipment,istobeusedforanumberofswitchingvoltage（current）intoafrequencythesameoneorseveraldifferentvoltage（current）equipment.
Accordingtounderstanding,occupyworldskillcommandingelevationtransformerindustryimportanttwodigital,productcapacityandvoltagegrade.Asearlyasinthe"
elevenfive"
period,ourcountryalreadywastheworldpowertransformerproductionandusebigcountry,butnotbepowerfulnation.Previously,thedomesticonlymostenterprisecanconsume500000voltultralowvoltagetransformer,voltagetransformermarketsharebasisbyforeigngiantsmonopoly.AsChina'
sfirstspeciallow-pressureexperimentaldemonstrationprojecttodismount,domestictransformermanufacturerswelcomeddevelopmentopportunity,theproductofvoltageandvolumeinonefellswoopjumpshouseworldthefirst,occupytheindustrytocarryoutskillcommandingelevation,atthesametime,hurriedintothelowvoltagetransformerskillsalwaysripeandperfect.
Thispaperbrieflyanalyzedthepowertransformerdesign.Thepowertransformerisapowertransformer'
sfunctionistotransferpower,voltageandinsulation,asamainkindofsoftmagneticelement,inpowertechnologyandpowerelectronictechnologyhasbeenwidelyappliedin.Somepeopleaccordingtoitsmainfunctionistotransferpower,theEnglishname"
PowerTransformers"
translatesinto"
transformer"
inalotofdocumentdataisstillinuse.
Keywords:
powertransformer;
characteristics;
methods;
目录
摘要I
AbstractII
第1章电源变压器1
1.1电源变压器的简介1
1.1.1电源变压器的概念1
1.1.2电源变压器的工作原理2
1.1.3电源变压器的功能3
1.1.4电源变压器的材料4
1.2对于电源变压器的运行管理4
1.2.1电源变压器投运前的检测4
1.2.2电源变压器试投运5
1.2.3电源变压器的运行维护5
1.2.4电源变压器的异常运行6
1.3怎样判别电源变压器参数7
1.3.1、识别电源变压器7
1.3.2、功率的估算7
1.3.3、各绕组电压的测量7
1.4电源变压器的空载试验和短路试验8
1.4.1电源变压器的损耗8
1.4.2空载试验----->
铁损8
1.4.3短路试验----->
铜损9
1.4.4变压器空载试验和负载试验的目的9
1.4.5试验要求和注意事项9
第2章电源变压器的设计11
2.1计算变压器的额定功率11
2.2计算变压器的铁心规格11
2.3计算变压器线圈匝数12
2.4计算变压器绕组导线的规格13
2.5选用合适的变压器绝缘材料13
2.6核算变压器铁心窗口容纳绕组的情况13
第3章电源变压器的事故处理方法15
3.1电源变压器的事故处理15
3.1.1.绕组故障15
3.1.2套管故障15
3.1.3铁芯故障15
3.1.4瓦斯保护故障16
3.2变压器自动跳闸的处理16
3.3变压器着火16
结论18
参考文献19
致谢20
第1章电源变压器
1.1电源变压器的简介
1.1.1电源变压器的概念
电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。
根据传送功率的大小，电源变压器可以分为几档：
10kVA以上为大功率，10kVA～0.5kVA为中功率，0.5kVA～25VA为小功率，25VA以下为微功率。
传送功率不同，电源变压器的设计也不一样，应当是不言而喻的。
有人根据它的主要功能是功率传送，把英文名称“PowerTransformers”译成“功率变压器”，在许多文献资料中仍然在使用。
变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。
当一交流电流（具有某一已知频率）流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。
一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」（Primarycoil）;
而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。
在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈问的「匝数比」所决定的。
因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。
大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。
基于铁材的高导磁性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。
在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。
因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。
由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，吾人可以如是说，倘无变压器，则现代工业实无法达到目前发展的现况。
电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的分界线。
一般提供60Hz电力网络之电源均非常庞大，它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。
电子装置的电力限制，通常受限于整流、放大，与系统其它组件的能力，其中有些部份属放大电力者，但如与电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。
各种电子装备常用到变压器，理由是：
提供各种电压阶层确保系统正常操作;
提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离;
对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低的阻抗;
在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。
「阻抗」其中之一项重要概念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。
对于电子装置而言，重量和空间通常是一项努力追求之目标，至于效率、安全性与可靠性，更是重要的考虑因素。
变压器除了能够在一个系统里占有显著百分比的重量和空间外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因子中之一要项。
在它应用方面的差别，使得电力变压器并不适合应用于电子电路上。
1.1.2电源变压器的工作原理
1是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器，升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高。
2其实原理和普通变压器一样的，只不过他的原线圈就是它的副线圈…一般的变压器是左边一个原线圈通过电磁感应，使右边的副线圈产生电压，自耦变压器是自己影响自己。
3自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；
当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—部分线匝上。
通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，自耦变压器的其余部分称为串联绕组，同容量的自藕变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高．这个优点就越加突出。
因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用.
由电磁感应的原理可知，变压器并不要有分开的原绕组和副绕组，只有一个线圈也能达到变换电压的目的。
当变压器原绕组W1接入交流电源U1时，变压器原绕组每匝的电压降，电压平均分配在变压器原绕组1，2，变压器副绕组W2的电压等于原绕组每匝电压乘以，,4的匝数。
在U1不变的下,变更W1和W2的比例，就得到不同的U2值.这种原，副绕组直接串联，自行偶合的变压器就叫自藕变压器,又叫单圈变压器。
普通变压器的原，副绕组是互相绝缘的，只用磁的联系而没有电的联系，依线圈组数的不同，这种变压器又可分为双圈变压器或多圈变压器。
由电磁感应的原理可知，并不要有分开的原绕组和副绕组，只有一个线圈也能达到变换电压的目的。
当原绕组W1接入交流电源U1时，原绕组每匝的电压降，电压平均分配在原绕组1、2，副绕组W2的电压等于原绕组每匝电压乘以3、4的匝数。
在U1不变的下，变更W1和W2的比例，就得到不同的U2值。
这种原副绕组直接串联，自行偶合的变压器称为自耦变压器，又叫单圈变压器。
自耦变压器中的电压，电流和匝数的关系和变压器既：
U1/U2=W1/W2=I2/I1=K
自耦变压器最大特点是，副绕组是原绕组的一部分自藕变压器原，副绕组的电流方向和普通变压器一样是相反的.。
在忽略变压器的激磁电流和损耗的下，可如下关系式
降压:
I2=I1+I,I=I2-I1
升压:
I2=I1-I,I=I1-I2
P1=U1I1,P2=U2I2
式中：
I1是原绕组电流，I2是副绕组电流
U1是原绕组电压，U2是副绕组电压
P1是原绕组功率，P2是副绕组功率
1.1.3电源变压器的功能
电源变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。
因此，电源变压器区分为升压与降压变压器两种。
大部份的电源变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。
电源变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的分界线。
1.1.4电源变压器的材料
1、铁芯材料
电源变压器使用的铁芯材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。
我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，电源变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-16000，
2、绕制电源变压器通常用的材料
漆包线，纱包线，丝包线，最常用的漆包线。
对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。
一般情况下最好用QZ型号的高强度的聚脂漆包线。
3、绝缘材料
在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的电源变压器框架材料可用酚醛纸板制作，层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离，绕阻间可用黄腊布作隔离。
4、浸渍材料
电源变压器绕制好后，还要过最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，它能增强电源变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命，一般情况下，可采用甲酚清漆作为浸渍材料。
1.2对于电源变压器的运行管理
1.2.1电源变压器投运前的检测
为保障变压器的安全运行，变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下：
①变压器本体、冷却装置及所有附件均完整无缺陷、不渗漏、油漆完整。
②变压器油箱、铁心和夹件外引接地线均可靠接地。
③储油柜、冷却装置、净油器等油系统上的阀门均在开的位置，储油柜油温标示线清晰可见。
④高压套管的接地小套管应接地，套管顶部将军帽应密封良好，与外部引线的连接接触良好并涂有电力脂。
⑤变压器的储油柜和电容式套管的油位正常，隔膜式储油柜的集气盒内应无气体。
⑥有载分接开关的油位需略低于变压器储油柜的油位。
⑦进行各升高座的放气，使其完全充满变压器油，气体继电器内应无残余气体。
⑧吸湿器内的吸附剂数量充足、无变色受潮现象，油封良好，能起到正常呼吸作用。
⑨无励磁分接开关的位置应符合运行要求，有载分接开关动作灵活、正确、闭锁装置动作正确。
⑩温度计指示正确，整定值符合要求。
冷却装置试运行正常。
进行冷却装置电源的自动投切和冷却装置的故障停运试验。
继电保护装置应经调试整定，动作正确。
1.2.2电源变压器试投运
变压器投运前的检测全部合格后，需对变压器进行试投运，其主要内容如下：
①变压器应进行五次全电压冲击合闸，无异常现象发生，励磁涌流不应引起保护装置的误动作。
②变压器并列前，应先核对相位，要求相位一致。
③检查变压器及冷却装置所有焊缝和结合面，不应有渗油现象，变压器无异常振动或放电声。
④试运行时间一般不少于24h。
⑤变压器试运行无异常后，逐步增加负荷，开始带负载运行。
在带负载24h后，变压器的主体及附件均属正常，则试运行工作结束。
生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来极大的便利。
教学单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。
1.2.3电源变压器的运行维护
1.变压器的巡视检查对于有值班人员的变电站，值班人员随时监视控制盘上的仪表指示，抄表次数由现场规程规定。
当变压器过载运行时，要增加抄表次数，加强监视。
变压器容量为315kVA及以下者，每天检查一次；
容量在560kVA及以上者，每班检查一次，容量在1800kVA及以上者，每2h检查一次。
对于无值班人员的变电站，安装在变压器室的315kVA及以下的变压器和柱上变压器，每两个月至少检查一次。
容量在3150kVA以下者每月至少检查一次，容量在3150kVA及以上者每10天至少检查一次。
2.变压器的日常巡视检查内容正常运行变压器的日常巡视检查内容包括：
①变压器声音正常，无异常声响发生。
②储油柜、充油套管外部清洁，油位、油色正常；
套管无破损裂纹、无放电痕迹及其它异常现象。
③安全气道保护膜是否损坏。
④引线接头、电缆、母线应无发热现象。
⑤水冷却器的油压应大于水压，从旋塞放水检查，应无油迹。
⑥吸湿器完好，吸附剂干燥。
⑦变压器各密封件和焊缝无渗漏油现象。
⑧变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油位应与温度相对应。
3.变压器的定期检查内容 应对变压器进行定期检查，新增以下检查内容：
①外壳及箱沿应无异常发热。
②各部位的接地应完好。
③强迫循环冷却的变压器应作冷却装置的自动切换试验。
④各油门的铅封应完好。
⑤有载调压装置的动作情况应正常。
⑥各种标志应齐全明显。
⑦各种保护装置应齐全、良好。
⑧各种温度计应在检定周期内，超温信号应正确可靠。
4.变压器的特殊巡视检查 在下列情况下应对变压器进行特殊巡视检查，增加巡视检查次数：
①大修或改造后的变压器投运时。
②大风、大雨、大雪、冰雹等可能危及安全运行的环境下。
③高温季节、高峰负载期间。
1.2.4电源变压器的异常运行
1声响异常 变压器声响的辨别很重要，通过声响，可了解变压器运行安全情况，正常运行的变压器，由于硅钢片磁滞伸缩，会发出均匀的“嗡嗡”声。
当有异常声响时，应根据声响查找故障的原因，以下分析几种异常声响及其起因：
①变压器内部有很重而且特别沉闷的“嗡嗡”声时，可能是由于变压器负荷较大或系统电压超过额定值，使铁心硅钢片振动增加。
②内部和外部同时发出特别大的“嗡嗡”声和其它振动杂音时，可能是系统发生了短路故障，变压器整个箱体受到强大的电动力而振动。
③内部声
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