电力变压器设计与计算_1_刘传彝

电力变压器设计与计算（1）

刘传彝，侯世勇，许长华

（山东达驰电气有限公司，山东成武274200）

学习之友

1电力变压器设计与计算基础知识

1.1

变压器的分类

变压器是一种静止的电磁感应设备，在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递。根据不同用途，变压器可以分为许多类型。

1.1.1电力变压器

电力变压器在电力系统中属于量大面广的产

品。二次侧电压高于一次侧电压的变压器称为升压变压器；反之，称为降压变压器。直接接发电机组的升压变压器，又称为发电机用变压器。二次侧直接接用户的变压器，称为配电变压器。把两个或三个网络连接起来，使其间可以有潮流往来、能量交换的变压器，称为联络变压器。联络变压器也可制作成自耦变压器。

1.1.2电炉变压器

工业上使用的金属材料和化工原材料很多是用

电炉冶炼生产出来的。而电炉所需的电源是由电炉变压器供给的。电炉变压器的特点是二次电压很低（一般由几十伏到几百伏），但电流却很大。电炉变压器种类很多，根据冶炼原材料的不同，电炉变压器可分为炼钢电弧炉变压器、矿热炉变压器、电阻炉变压器、盐浴炉变压器以及工频感应炉和电渣炉变压器等。我国电炉变压器一次侧的电压多为10kV 或

35kV ，个别的为110kV 。1.1.3

整流变压器

很多工业电气设备需要直流供电，如城市主要交通工具之一的电车、电机车、钢厂的轧机、冶炼厂及化工厂的电解槽等。把交流电变成直流电是需要经过整流器（水银整流器、硅整流器）进行整流的，供工业整流器用的电源变压器称作整流变压器。为了提高整流效率，整流变压器二次绕组要接成六相或十二相。整流变压器的共同特点是二次电压低，电流大。为了提高效率，二次侧相数一般不少于三相，有时采用六相、十二相或加移相绕组。另外，由于整流

的作用，整流变压器绕组中的工作电流波形是不规则的非正弦波。

1.1.4牵引变压器

给铁路牵引线路供电的变压器称为牵引变压

器。近年来我国现代电气化高速铁路发展很快，需要的牵引变压器逐年增加，牵引变压器同普通电力变压器相比，主要区别有以下几点：（1）单相负载。（2）变动负载。（3）轨道回路。（4）会有高次谐波的负载。目前变压器生产厂根据以上特点能生产出满足需要的牵引变压器。牵引变压器将电能从110kV 或

220kV 三相电力系统传输给二条27.5kV 的单相牵

引回路。110kV 多采用V/V 接牵引变压器，220kV 采用单相，低压通过中间抽头实现2×27.5kV 。1.1.5

工频试验变压器

工频试验变压器也称高压试验变压器。工频试验变压器在电气工厂、发电站、电业部门和科研等单位应用十分广泛，是不可缺少的试验设备。通过采用工频试验变压器可以对各种电工产品、电气元件、绝缘子、套管和绝缘材料等进行工频电压下绝缘强度试验。

工频试验变压器特点是一、二次绕组具有很大的电压比。一次电压通常为0.22kV 、0.38kV 、3kV 、

6kV 和10kV 等，二次电压为50kV ～2200kV 或更高。试验变压器运行持续时间都在1h 以下。也可由

几台试验变压器串联成串接试验变压器装置。

1.1.6电抗器

具有一定电感值的电器，统称为电抗器。现代的

电抗器种类很多，应用也十分广泛。总的来说，电抗器按结构可以分为两类：一类为空心抗器；另一类为铁心电抗器。用于限制短路电流的电抗器称为限流电抗器。例如，电力系统中用于限流的限流电抗器，电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器，电动机起动用的起动电抗器等。限流电抗器通常是串联连接在电路中。用于补偿电容电流的电抗器称为补偿电抗器。例如，电力系统中用的并联电抗器，中性点接地用的消弧线圈，串联谐振试验装置中用的试验电抗器等。

TRANSFORMER

第48卷第2期2011年2月Vol.48February No.22011

刘传彝、侯世勇、许长华：电力变压器设计与计算（1）第2期

补偿电抗器有的并联连接在电力系统中，有的串联连接在电力系统中。

1.1.7调压器

调压器的特点是二次侧电压变化范围很大，一般可以从零值调到额定电压。调压器因结构特点不同，可分为自耦式调压器、移圈调压器、感应调压器及磁饱和调压器等。大容量调压器一般同试验变压器和整流变压器配套使用。

1.1.8矿用变压器

矿用变压器用在煤矿井下，为各种动力设备和各种用电装置提供电源。

矿用变压器分为油浸式和干式两类。考虑到安装在矿坑下面，为防止矿石打碎套管和防止受潮，一般制成密封式结构，即一次侧和二次侧是通过焊在箱壁两侧电缆盒中电缆线引出的。一次侧设有无励磁调压，调压范围±5%，二次绕组引出六个端子，可以进行Y-D改接，得到690V/400V电压。

为适应矿井下使用，要求变压器结构坚固，外形低矮，变压器不带储油柜，油箱内油面以上留有适当的空间，以防止箱盖上的通气孔堵塞时箱内产生过大的压力。

1.1.9其他特种变压器

适应不同用途的特种变压器种类很多，如冲击变压器、隔离变压器、电焊机变压器、X光变压器、无线电变压器、换相器、增波器和互感器等。

以上是根据变压器用途进行分类，实际上根据结构以及其他方式还可进行分类。

1.2电力变压器性能参数的确定

在进行电力变压器设计之前，必须明确设计技术任务中各项技术参数。

（1）变压器额定容量：对于三绕组变压器，必须指明各绕组的额定容量。

（2）相数：单相或三相。

（3）频率。

（4）变压器一、二次侧的额定电压。调压方式及调压范围。

（5）绕组接线方式和联结组。

（6）变压器冷却方式。

（7）绝缘水平。

（8）负载特点：连续负载或短时间断续负载，对于短时间断续负载要指明负载大小和持续时间。

（9）安装特点：户内或户外安装。

以上几点技术参数是由电力系统技术条件和环境及使用条件决定的。

（10）短路阻抗。

（11）负载损耗。

（12）空载损耗。

（13）空载电流。

最后四项性能参数是由“三相油浸式电力变压器技术参数和要求”规定的，或者由用户同制造厂共同协商而定的。

另外，用户对局放量、噪音或温升有要求，制造厂也应满足要求。

1.2.1短路阻抗

短路阻抗包括两个分量，即有功分量和无功分量。当负载功率因数一定时，变压器电压调整率基本上与短路阻抗成正比，另外变压器的负载损耗、成本也随短路阻抗的增加而增加，所以从降低成本和减少损耗这一角度出发，短路阻抗小些为好。但变压器短路时的稳态电流增长倍数与短路阻抗成反比，为了限制变压器动热稳定，短路阻抗大些为好。短路阻抗的选定，一般按国家标准规定来选，如果有特殊要求，必须在技术协议中注明。

1.2.2变压器负载损耗

负载损耗包括基本损耗和附加损耗。基本损耗是指直流电阻损耗。降低电流密度，增加导线截面就可以降低直流电阻损耗；附加损耗主要是指导线中涡流损耗和漏磁在钢结构件中引起的结构损耗。附加损耗通过改进结构，采用新工艺、新材料来降低。总之，大幅度降低负载损耗必然增加制造成本。

1.2.3变压器空载损耗

空载损耗主要是指磁滞损耗和涡流损耗。这两种损耗均与硅钢片材质、磁密取值有关，与硅钢片加工也有很大的关系。由于目前大量采用高牌号优质硅钢片，加之利用先进纵、横剪线剪切，使硅钢片空载损耗大幅度降低。

1.2.4变压器空载电流

变压器在空载运行时的电流称为空载电流。空载电流包括励磁电流和铁损电流两个分量，也称为空载电流的无功分量和有功分量。其中无功分量是当变压器空载运行时在铁心中产生磁通的励磁电流，而有功分量是空载运行时在一次绕组和铁心中产生有功损耗的电流。无论从变压器安全运行或从变压器经济运行角度看，都希望空载电流小些。随着铁心结构和制造工艺的改进，以及硅钢片性能的改善，目前变压器空载电流已大大降低了。

（待续）

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油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999) 6负载损耗计算

目录 1 概述SB-007.6 第 1 页 2 绕组导线电阻损耗（P R）计算SB-007.6 第 1 页 3 绕组附加损耗（P f）计算SB-007.6 第1页3.1 层式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 1 页3.2 饼式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 2 页3.3 导线中涡流损耗系数（K w %）计算SB-007.6 第 2 页 3.3.1 双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 2 页3.3.2 降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 3 页 SB-007.6 第3 页3.3.3 升压三绕组（或高-低-高双绕组）变压器联合运行方式的最大纵向漏 磁通密度（B m）计算 3.3.4 双绕组运行方式的涡流损耗系数（K w %）简便计算SB-007.6 第4 页3.4 环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第 4 页3. 4.1 连续式绕组的环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第4 页3.4.2 载流单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数（K C1 %）计算SB-007.6 第5 页 SB-007.6 第5 页3.4.3 非载流(处在漏磁场中间)单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数 （K C2 %）计算 3.4.4 载流双螺旋―交叉‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第6 页 SB-007.6 第7 页3.4.5 非载流(处在漏磁场中间)双螺旋―交叉‖ 换位的绕组环流损耗 系数（K C2 %）计算 4引线损耗（P y）计算SB-007.6 第7 页5杂散损耗（P ZS）计算SB-007.6 第8 页5.1小型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第8 页5.2中大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第9 页5.3 特大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第10 页

电力变压器主要技术参数

电力变压器主要技术参数 变压器在规定的使用环境与运行条件下,主要技术数据一般都都标注在变压器的铭牌上。主要包括:额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据(阻抗电压、 空载电流、空载损耗与负载损耗)与总重。 A、额定容量(kVA):额定电压、额定电流下连续运行时,能输送的容量。 B、额定电压(kV):变压器长时间运行时所能承受的工作电压、为适应电网电压变化的需要, 变压器高压侧都有分接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压、 C、额定电流(A):变压器在额定容量下,允许长期通过的电流、 D、空载损耗(kW): 当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端子上,其余绕组开路时所吸 取的有功功率。与铁心硅钢片性能及制造工艺、与施加的电压有关、 E、空载电流(%): 当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流、一般以额 定电流的百分数表示、 F、负载损耗(kW): 把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此 时变压器所消耗的功率、 G、阻抗电压(%):把变压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电 流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压、一般以额定电压的百分数表示、 H、相数与频率:三相开头以S表示,单相开头以D表示。中国国家标准频率f为50Hz。国外 有60Hz的国家(如美国)。 I、温升与冷却:变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称为绕组或上层油面的温升、油浸式变压器绕组温升限值为65K、油面温升为55K。冷却方式也有多种:油浸自冷、 强迫风冷,水冷,管式、片式等。 J、绝缘水平:有绝缘等级标准。绝缘水平的表示方法举例如下:高压额定电压为35kV级,低压额定电压为10kV级的变压器绝缘水平表示为 LI200AC85/LI75AC35,其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压为200kV,工频耐受电压为85kV,低压雷电冲击耐受电压为75kV,工频耐受电压为35kV、奥克斯高科技有限公司目前的油浸变压器产品的绝缘水平为

变压器计算公式

变压器计算公式已知容量，求其各电压等级侧额定电流 口诀a ： 容量除以电压值，其商乘六除以十。 说明：适用于任何电压等级。 在日常工作中，有些只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。将以上口诀简化，则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀： 容量系数相乘求。 已知变压器容量，速算其一、二次保护熔断体（俗称保险丝）的电流值。 口诀b ： 配变高压熔断体，容量电压相比求。 配变低压熔断体，容量乘9除以5。 说明： 正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时，熔体的正确选用更为重要。 这是电工经常碰到和要解决的问题。 已知三相电动机容量，求其额定电流 口诀（c）：容量除以千伏数，商乘系数点七六。 说明： （1）口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的，即电压千伏数不一样，去除以相同的容量，所得“商数”显然不相同，不相同的商数去乘相同的系数，所得的电流值也不相同。若把以上口诀叫做通用口诀，则可推导出计算220、380、660、电压等级电动机的额定电流专用计算口诀，用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时，容量千瓦与电流安培关系直接倍数化， 省去了容量除以千伏数，商数再乘系数。 三相二百二电机，千瓦三点五安培。 常用三百八电机，一个千瓦两安培。 低压六百六电机，千瓦一点二安培。

高压三千伏电机，四个千瓦一安培。 高压六千伏电机，八个千瓦一安培。 （2）口诀c 使用时，容量单位为kW，电压单位为kV，电流单位为A，此点一定要注意。 （3）口诀c 中系数是考虑电动机功率因数和效率等计算而得的综合值。功率因数为，效率不，此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机，对常用的10kW以下电动机则显得大些。这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差，此误差对10kW以下电动机按额定电流先开关、接触器、导线等影响很小。 （4）运用口诀计算技巧。用口诀计算常用380V电动机额定电流时，先用电动机配接电压数去除、商数2去乘容量（kW）数。若遇容量较大的6kV电动机，容量kW 数又恰是6kV数的倍数，则容量除以千伏数，商数乘以系数。 （5）误差。由口诀c 中系数是取电动机功率因数为、效率为而算得，这样计算不同功率因数、效率的电动机额定电流就存在误差。由口诀c 推导出的5个专用口诀，容量（kW）与电流（A）的倍数，则是各电压等级（kV）数除去系数的商。专用口诀简便易心算，但应注意其误差会增大。一般千瓦数较大的，算得的电流比铭牌上的略大些；而千瓦数较小的，算得的电流则比铭牌上的略小些。对此，在计算电流时，当电流达十多安或几十安时，则不必算到小数点以后。可以四舍而五不入，只取整数，这样既简单又不影响实用。对于较小的电流也只要算到一位小数即可。 *测知电流求容量 测知无铭牌电动机的空载电流，估算其额定容量 口诀： 无牌电机的容量，测得空载电流值， 乘十除以八求算，近靠等级千瓦数。 说明：口诀是对无铭牌的三相异步电动机，不知其容量千瓦数是多少，可按通过测量电动机空载电流值，估算电动机容量千瓦数的方法。 测知电力变压器二次侧电流，求算其所载负荷容量 口诀： 已知配变二次压，测得电流求千瓦。 电压等级四百伏，一安零点六千瓦。

电力变压器容量的计算方法 电力变压器容量规格0kva

电力变压器容量的计算方法电力变压器容量规 格0kva 电力变压器容量的计算方法 变压器容量选择的计算，按照常规的计算方法：是小区住宅用户的设计总容量，就是一户一户的容量的总和，又因为住宅用电是单相，我们需要将这个数转换成三相四线用电，那么，相电流跟线电流的关系就是根号3的问题，也就是就这个单相功率的总和除于，变换为三相四线的功率。 比如现在有一个小区，200户住宅，每户6-8KW用电量，一户一户的总和是1400÷ ≈808KW，这个数是小区所有电器同时使用时的最大功率。但是，实际使用时，这种情况是不会发生的。那么，就产生了一个叫同时用电率，一般选择70-80%，这是根据小区的用户结构特征所决定的。一般来说，变压器的经济运行值为75%。那么，我们可以将这二个值抵消，就按照这个功率求变压器的容量。所以，这个变压器的容量就是合计的总功率 1400÷≈808KW。根据居民用电的情况，功率因数一般在，视在功率Sp = P÷ =808/ ≈951KVA 。 还可以这么计算，先把总功率1400分成三条线的使用功率，就是单相功率，1400÷3=467KW；然后，把这个单相用电转换成三相用电，即467× ≈808KW, 再除于功率因数也≈951KVA。

按照这个数据套变压器的标准容量，建议选择二台变压器；总容量为945KVA，一台630KVA的，另一台315KVA的，在实际施工过程中还可以分批投入使用。如果考虑到今后的发展，也可以选择二台500KVA的变压器，或者直接选择一台1000KVA的变压器。 10KV/的电压，1KVA变压器容量，额定输入输出电流如何计算： 我们知道变压器的功率KVA是表示视在功率，计算三相交流电流时无需再计算功率因数，因此，Sp=√3×U×I ，那么，I低=Sp/√3/=1/≈ 也就是说1KVA变压器容量的额定输出电流为，根据变压器的有效率，和能耗比的不同而选择大概范围。高压10KV 输入到变压器的满载时的额定电流大约为；I 高=Sp/√3/10=1/≈ 也就是说1KVA容量的变压器高压额定输入电流为。

变压器经典计算

1. 反激式开关电源电路 2. 开关变压器功能 a. 磁能转换（能量储存） b. 绝缘 c. 电压转换 3. 工作流程 a. 根据PWM(脉宽调制法)控制,当晶体管（例功率MOSFET）打开时电流流过变压器初级绕组,这时变压器储存能量（在磁心GAP）,与此同时,因为初级绕组和次级绕组极性不同,整流二极管断开时电流流过次级绕组; b. 因为次级绕组极性是不同于初级绕组,当晶体管关闭（例功率MOSFET）时存储的能量将被释放（从磁心GAP）. 同时整流管也打开.所以，电流将流过开关电源变压器的次级绕组; c. 反馈绕组提供PWM工作电压（控制）, 所以反馈绕组的圈数是依照PWM 的工作电压来计算;例如, UC3842B（PWM）工作电压是10-16Vdc ,你必须是依照这个电压计算反馈圈数,否则UC3842B（PWM）将不能正常工作!一般, UC3842B（PWM）损坏时，反馈电压是超过30Vdc. 4. 主要参数对整个路的影响 a. 电感:如果初级电感太低,变压器将储存的能量少，使输出电压不连续;如果次级电感也低,变压器的能量将不能完全释放,所以，输出电压将是非常低;这时PWM将不能正常工作.此时反馈绕组的电感也是过低或过高, b. 漏电感: 如果漏电感太高,它将产生一个高的尖峰电压在初级绕组. 它是非常的危险.因为高的尖峰电压可以损坏晶体管!另一方面,漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测试,它对整个电流将产生更多的噪音;所以开关变压器要求低漏电感. c. 绝缘强度:因为初级地是不同次级地;它有一个高电压在初级与次级之间,所以，它有很好的绝缘! 一。基本设计条件 1. 输入85-264V ac /输出5Vdc 2A 2. 最大工作比40% (晶体管关闭和打开的时间比率) 3. 工作频率75kHz 4. 温度等级: class B 二。基本的设计步骤 1.变压器尺寸 Ae*Ap=PB*102/2f*B*j*?*K Ae---- 有效截面积 Ap---- 磁芯绕线面积 PB ---- 输出功率 f ----- 工作频率 B ----- 有效饱和磁通 j ----- 电流密度 ? ----- 变压器效率 K ----- 骨架绕线系数 Ae*Ap=2(5.0+0.7)*102/2*75*103*0.17*2.5*0.8*0.2

变压器的选择与容量计算

变压器的选择与容量计算 电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。选用配电变压器时，如果 把容量选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资，而且还会使变压 器长期处于空载状态，使无功损失增加。如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与 过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量，密布点”的原则，配电变压器应尽量位于负荷 中心，供电半径不超过0.5千米。配电变压器的负载率在0.5?0.6之间效率最高，此时变压器的 容量称为经济容量。如果负载比较稳定，连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。对于仅向 排灌等动力负载供电的专用变压器，一般可按异步电动机铭牌功率的 1.2倍选 用变压器的容量。一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍，变压器应能承受住这种冲击， 直接启动的电动机中最大的一台的容量，一般不应超过变压器容量的30就右。应当指出的 是：排灌专用变压器一般不应接入其他负荷，以便在非排灌期及时停运，减少电能损失。对 于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择，要考虑用电设备的同时功率，可按实 际可能出现的最大负荷的 1.25倍选用变压器的容量。根据农村电网用户分散、负荷 密度小、负荷季节性和间隙性强等特点，可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷 大小进行无负荷调整容量的变压器，它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于 变电所或用电负荷较大的工矿企业，一般采用母子变压器供电方式，其中一台（母变压器）按 最大负荷配置，另一台（子变压器）按低负荷状态选择，就可以大大提高配电变压器利用率，降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外，长时间处于低负荷运行状态实际情况，对有条件的用户，也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时，根据电能损耗最低的原则，投入不同容量的变压器。变压器的容 量是个功率单位（视在功率），用AV （伏安）或KVA（千伏安）表示。它是交流电压和交流

S9-400／10.5／0.4变压器电磁计算本科论文

S9-400/10.5/0.4变压器电磁计算 摘要 电力变压器是一种静止的电气设备，电力变压器是电力网中的主要电气设备。其设计和制造的好坏是直接影响其运行质量和经济效益的关键所在，因此电力变压器的电磁计算就显得尤为重要。电磁计算的任务在于确定变压器的电、磁负载和主要几何尺寸，计算性能数据和各部分的温升以及计算变压器的重量、外型尺寸和取得比较合理的技术经济效果。计算结果必须满足国家标准及有关技术标准的规定和使用部门的要求。 本文对400kV A/10.5kV/0.4电力变压器进行了电磁计算。首先对电力变压器的发展历史、基本的特性及变压器的设计方法进行了简单的阐述。在电磁计算中，最开始是铁心的选择，这是变压器设计的起点也是一个关键点，然后是变压器绕组材料和型式的选择，绕组有关数据的计算，最为关键的是短路阻抗、负载损耗、空载电流、空载损耗等变压器性能参数的计算，最后完成变压器油箱、变压器温升、短路电动力、变压器总油量和总质量的确定与计算。其中的短路阻抗计算困难最大，需要经过反复计算才能达到技术要求。在电磁计算的全过程中较为详细的阐明了电力变压器计算的基本公式和计算方法，给出了一套完整的设计方案。 关键词：电力变压器；电磁计算；绕组；短路电动力 S9-400/10.5 /0.4/of Electromagnetic Power

Transformer Design Abstract Power transformer is a kind of static electrical equipment in power network, it is the main electric equipment. The design and manufacturing quality is directly affecting the operation quality and the economic benefit is the key, so the electromagnetic calculation of power transformer is very important. Electromagnetic computing task is to identify transformer electric, magnetic load and main dimensions, computing performance data and the various parts of the temperature rise and the calculation of transformer weight, dimensions and obtain reasonable technical and economic effect. The calculation results must meet the national standards and the relevant technical standards and the use of department. The 400KVA/10.5KV/0.4KV power transformer electromagnetic computation. The power transformer development history, basic characteristic and design method of simple exposition. In the electromagnetic calculation, most beginning is core selection, which is the starting point of transformer design is also a key point, and then is transformer winding material and type selection, calculation of winding of relevant data, the most important is the short circuit impedance, load loss, no load current, no load loss of transformer performance parameters are calculated, finally finished oil tank of transformer, transformer temperature rise, power transformer short circuit, the total oil volume and total quality determination and calculation. The calculation of short circuit impedance difficulty the biggest requires repeated calculation can reach the technical requirements. In the electromagnetic calculation of whole process detailed expounds the power transformer basic calculation formula and method, given a complete set of design scheme. Power transformer; electromagnetic computing; winding short-circuit force;

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。

电力变压器继电保护设计

1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求

通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图

设计变压器的基本公式精编版

设计变压器的基本公式 为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作，可用下式计算最大磁通密度（单位：T） Bm=(Up×104)/KfNpSc 式中：Up——变压器一次绕组上所加电压（V） f——脉冲变压器工作频率（Hz) Np——变压器一次绕组匝数（匝） Sc——磁心有效截面积（cm2） K——系数，对正弦波为4.44,对矩形波为4.0 一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。 变压器输出功率可由下式计算（单位：W） Po=1.16BmfjScSo×10－5 式中：j——导线电流密度（A/mm2） Sc——磁心的有效截面积（cm2) So——磁心的窗口面积（cm2） 3对功率变压器的要求 （1）漏感要小 图9是双极性电路（半桥、全桥及推挽等）典型的电压、电流波形，变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。 图9双极性功率变换器波形 功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关，仅就变压器而言，减小漏感是十分重要的。 （2）避免瞬态饱和

一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B－H曲线接近拐点处，因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。它衰减得很快，持续时间一般只有几个周期。对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大，在通电瞬间就会发生磁饱和。由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压，脉冲变压器的饱和，即使是很短的几个周期，也会导致功率开关管的损坏，这是不允许的。所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。 （3）要考虑温度影响 开关电源的工作频率较高，要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小，随着工作温度的升高，饱和磁通密度的降低应尽量小。在设计和选用磁心材料时，除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外，还要特别注意它的温度特性。一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小，一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响，按开关电源工作环境温度为40℃考虑，磁心温度可达60～80℃，一般选择Bm=0.2～0.4T，即2000～4000GS。 （4）合理进行结构设计 从结构上看，有下列几个因素应当给予考虑： 漏磁要小，减小绕组的漏感； 便于绕制，引出线及变压器安装要方便，以利于生产和维护； 便于散热。 4磁心材料的选择 软磁铁氧体，由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点，而被广泛应用于开关电源中。 软磁铁氧体，常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列，锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等，用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，NiO，ZnO 等，主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。 在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心，而且视其用途不同，材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心，其材料牌号多为R4K～R10K，即相对磁导率为4000～10000左右的铁氧体磁心，而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料，其Bs为0.5T（即5000GS）左右。 开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求：

电力变压器基本型号及参数知识

电力变压器基本型号及参数知识 干式变压器: 例如,(ＳＣＢ１０－１０００ＫＶＡ／１０ＫＶ／０.４ＫＶ): Ｓ的意思表示此变压器为三相变压器,如果Ｓ换成Ｄ则表示此变压器为单相。 Ｃ的意思表示此变压器的绕组为树脂浇注成形固体。 Ｂ的意思就是箔式绕组,如果就是Ｒ则表示为缠绕式绕组,如果就是Ｌ则表示为铝绕组,如果就是Ｚ则表示为有载调压(铜不标)。 １０的意示就是设计序号,也叫技术序号。 １０００ＫＶＡ则表示此台变压器的额定容量(１０００千伏安)。 １０ＫＶ的意思就是一次额定电压,０.４ＫＶ意思就是二次额定电压。 电力变压器产品型号其它的字母排列顺序及涵义。 (１)绕组藕合方式,涵义分:独立(不标);自藕(Ｏ表示)。(２)相数,涵义分:单相(Ｄ);三相(Ｓ)。(３)绕

组外绝缘介质,涵义分;变压器油(不标);空气(Ｇ):气体(Ｑ);成型固体浇注式(Ｃ):包绕式(ＣＲ):难燃液体(Ｒ)。(４)冷却装置种类,涵义分;自然循环冷却装置(不标):风冷却器(Ｆ):水冷却器(Ｓ)。(５)油循环方式,涵义:自然循环(不标);强迫油循环(Ｐ)。(６)绕组数,涵义分;双绕组(不标);三绕组(Ｓ);双分裂绕组(Ｆ)。(７)调压方式,涵义分;无励磁调压(不标):有载调压抑(Ｚ)。(８)线圈导线材质,涵义分:铜(不标);铜箔(Ｂ);铝(Ｌ)铝箔(ＬＢ)。(９)铁心材质,涵义;电工钢片(不标);非晶合金(Ｈ)。(１０)特殊用途或特殊结构,涵义分;密封式(Ｍ);串联用(Ｃ);起动用(Ｑ);防雷保护用(Ｂ);调容用(Ｔ);高阻抗(Ｋ)地面站牵引用(ＱＹ);低噪音用(Ｚ);电缆引出(Ｌ);隔离用(Ｇ);电容补偿用(ＲＢ);油田动力照明用(Ｙ);厂用变压器(ＣＹ);全绝缘(Ｊ);同步电机励磁用(ＬＣ)。 变压器型号 一、电力变压器型号说明如下:

电力变压器设计与计算_1_刘传彝

电力变压器设计与计算（1） 刘传彝，侯世勇，许长华 （山东达驰电气有限公司，山东成武274200） 学习之友 1电力变压器设计与计算基础知识 1.1 变压器的分类 变压器是一种静止的电磁感应设备，在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递。根据不同用途，变压器可以分为许多类型。 1.1.1电力变压器 电力变压器在电力系统中属于量大面广的产 品。二次侧电压高于一次侧电压的变压器称为升压变压器；反之，称为降压变压器。直接接发电机组的升压变压器，又称为发电机用变压器。二次侧直接接用户的变压器，称为配电变压器。把两个或三个网络连接起来，使其间可以有潮流往来、能量交换的变压器，称为联络变压器。联络变压器也可制作成自耦变压器。 1.1.2电炉变压器 工业上使用的金属材料和化工原材料很多是用 电炉冶炼生产出来的。而电炉所需的电源是由电炉变压器供给的。电炉变压器的特点是二次电压很低（一般由几十伏到几百伏），但电流却很大。电炉变压器种类很多，根据冶炼原材料的不同，电炉变压器可分为炼钢电弧炉变压器、矿热炉变压器、电阻炉变压器、盐浴炉变压器以及工频感应炉和电渣炉变压器等。我国电炉变压器一次侧的电压多为10kV 或 35kV ，个别的为110kV 。1.1.3 整流变压器 很多工业电气设备需要直流供电，如城市主要交通工具之一的电车、电机车、钢厂的轧机、冶炼厂及化工厂的电解槽等。把交流电变成直流电是需要经过整流器（水银整流器、硅整流器）进行整流的，供工业整流器用的电源变压器称作整流变压器。为了提高整流效率，整流变压器二次绕组要接成六相或十二相。整流变压器的共同特点是二次电压低，电流大。为了提高效率，二次侧相数一般不少于三相，有时采用六相、十二相或加移相绕组。另外，由于整流 的作用，整流变压器绕组中的工作电流波形是不规则的非正弦波。 1.1.4牵引变压器 给铁路牵引线路供电的变压器称为牵引变压 器。近年来我国现代电气化高速铁路发展很快，需要的牵引变压器逐年增加，牵引变压器同普通电力变压器相比，主要区别有以下几点：（1）单相负载。（2）变动负载。（3）轨道回路。（4）会有高次谐波的负载。目前变压器生产厂根据以上特点能生产出满足需要的牵引变压器。牵引变压器将电能从110kV 或 220kV 三相电力系统传输给二条27.5kV 的单相牵 引回路。110kV 多采用V/V 接牵引变压器，220kV 采用单相，低压通过中间抽头实现2×27.5kV 。1.1.5 工频试验变压器 工频试验变压器也称高压试验变压器。工频试验变压器在电气工厂、发电站、电业部门和科研等单位应用十分广泛，是不可缺少的试验设备。通过采用工频试验变压器可以对各种电工产品、电气元件、绝缘子、套管和绝缘材料等进行工频电压下绝缘强度试验。 工频试验变压器特点是一、二次绕组具有很大的电压比。一次电压通常为0.22kV 、0.38kV 、3kV 、 6kV 和10kV 等，二次电压为50kV ～2200kV 或更高。试验变压器运行持续时间都在1h 以下。也可由 几台试验变压器串联成串接试验变压器装置。 1.1.6电抗器 具有一定电感值的电器，统称为电抗器。现代的 电抗器种类很多，应用也十分广泛。总的来说，电抗器按结构可以分为两类：一类为空心抗器；另一类为铁心电抗器。用于限制短路电流的电抗器称为限流电抗器。例如，电力系统中用于限流的限流电抗器，电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器，电动机起动用的起动电抗器等。限流电抗器通常是串联连接在电路中。用于补偿电容电流的电抗器称为补偿电抗器。例如，电力系统中用的并联电抗器，中性点接地用的消弧线圈，串联谐振试验装置中用的试验电抗器等。 TRANSFORMER 第48卷第2期2011年2月Vol.48February No.22011

电力变压器课程设计

1 前言 随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加。为了解决热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区远离用电比较集中的城市和工矿区这个矛盾，需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。 电力系统是有各种电力系统元件组成的，它们包括发电、输变电、负荷等机械、电气主设备以及控制、保护等二次辅助设备。WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验系统是一个完整的电力系统典型模型，它为我们提供了一个自动化程度很高的多功能实验平台，是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而研制的电力类专业新型教学试验系统。 本设计所要完成的工作是利用VC语言开发WDT电力系统综合自动化实验台监控软件，主要是完成准同期控制器监控软件的编写，它要求能显示发电机及无穷大系统的相关参数，如电压、频率和相位角，并能发送准同期合闸命令。

2 电力系统实验台 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化实验教学系统主要由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成（如图2.1所示）。 图 2.1 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验系统 2.1 发电机组 该系统的发电机组主要由原动机和发电机两部分构成，另外，它还包括了测速装置和功率角指示器（用于测量发电机电势与系统电压之间的相角 ，即发电机转子相对位置角），测得的发电机的相关数据传输回实验操作台，与无穷大系统的相关参数进行比较，从而确定系统是否满足了发电机并网条件。 2.1.1 原动机 在实际的发电厂中，原动机一般用的是水轮机、气轮机、柴油机或者其他形式的动力机械，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转换为带动发电机轴旋转的机械能，从而带动发电机转子的旋转。 在WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台的发电机组中，原动机是由直流发电机（P N=2.2kW，U N=220V）模拟实现其功能的。直流电动机（模拟原动机）与发电机的结

电力变压器常用计算公式

电力变压器常用计算公式 1、变压器空载损耗计算： 00%100 rT I Q S ≈ 0Q -变压器在空载时的无功损耗，kvar ； 0%I -变压器空载电流百分数； rT S -变压器额定容量，kVA 。 2、变压器负载损耗计算 %100 K rT u Q S ≈ K Q -变压器在额定负载时的无功功率，kvar ； %u -变压器额定短路阻抗电压百分数； rT S -变压器额定容量，kVA 。 3、变压器功率损失 20K P P P β?=+ P ?-变压器功率损失，kW ； 0P -变压器的空载损耗，kW ； β-变压器负载率； K P -变压器短路损耗，kW ； 4、变压器无功功率损失 20K Q Q Q β?=+ Q ?-变压器无功功率损失，kVar ； 0Q -变压器在空载时的无功损耗，kvar ； β-变压器负载率； K Q -变压器在额定负载时的无功功率，kvar ；

5、变压器的损失率 2021 20%100%cos K N K P P P P P S P P ββφβ+??==?++ %P ?-变压器的损失率； P ?-变压器功率损失，kW ； 1P -变压器电源侧输入功率，kW ； 0P -变压器的空载损耗，kW ； β-变压器负载率； K P -变压器短路损耗，kW ； N S -变压器额定容量，kVA ； 2cos φ-变压器负载功率因数； 6、变压器的无功损失率 2011 %100%100%K Q Q Q Q P P β+??=?=? %Q ?-变压器的无功损失率 Q ?-变压器无功功率损失，kVar ； 1P -变压器电源侧输入功率，kW ； 0Q -变压器在空载时的无功损耗，kvar ； β-变压器负载率； K Q -变压器在额定负载时的无功功率，kvar ； 7、变压器负载率 22 cos N P S βφ= β-变压器负载率； 2P -变压器电源侧输入功率，kW ；

电力变压器设计分析

所需输入数据 一般数据 1．制造商 2．变压器类型（例如：移动式、变电站用、整流器用等）3．数据来源：测试数据或规格参数 3．a.频率 4．自耦变压器：是或不是 5．空载损耗 6．负载损耗kW值以及在标准接线端和中间抽头处的基准温度7．阻抗在额定功率MV A基本接点和抽头位置处的阻抗8．铁芯与线圈总重量 9．额定容量每个绕组的MV A值 10．冷却方式 11．针对每一种额定容量及冷却方式，给出： a)顶层变压器油的温升 b)各绕组引起的温升 c)绕组的平均温升 12．绕组数目以及在铁芯上的位置 13．每个绕组的BIL（绝缘基本冲击耐压水平） 14．每个绕组的额定电压 15．每个绕组的连接形式：星型或三角型 16．每个绕组单相的电阻 17．每个绕组并联的电路数 18．有无低温冷却方式：有或没有 如果有：用在哪个绕组上？ 最大抽头电压 最小抽头电压 该绕组的抽头数 接线位置数 连接方式 19．有无“无负载”抽头：有或没有 如果有：在哪个绕组上？ 最大抽头电压 最小抽头电压 该绕组的抽头数

所需输入数据（续） 铁芯数据 20．截面积：毛截面与净截面 21．铁芯：a) 共有多少条 b) 每条的宽度 c) 每条的叠数 d) 芯体的周长或直径 22.通量密度 23.窗口尺寸：高度及宽度 23.a.窗口中心线的位置 24．接缝方式：全斜角接缝或半斜角接缝 25．材料：钢材等级及钢片厚度 25.a.在基准通量密度下的瓦/公斤数： 空隙数据 26．间隙：铁芯与绕组导线之间的空隙 27．间隙：绕组与绕组之间（绕组的导线与导线之间）的空隙28．间隙：相与相之间（导线与导线之间）的空隙 29．每个绕组的留空系数[1] 30．每个绕组的填充和抽头空间[2]（沿高度的方向） 31．每个绕组的边缘距离 a)导线至线圈边缘 b)导线至铁芯箍圈 31a.每个绕组的高度： 径向： 轴向： 32．每个绕组的线槽： 径向：数量及尺寸[3] 轴向：数量及尺寸[4]

SFSZ10-31500／110电力变压器的电磁方案计算及减小局部放电措施的研究(优秀毕业设计)

SFSZ10-31500/110电力变压器的电磁方案计算及减小局部放电措施的研究 摘要 本文完成了SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案的计算，文中较为详细地阐述了电力变压器计算的基本公式和计算方法。SFSZ10-31500/110电力变压器电磁方案计算，主要包括变压器铁心的选择及几何尺寸计算、变压器线圈材料、型式选择、高度确定、电压电流计算及线圈几何尺寸计算、短路阻抗计算、线圈损耗、引线损耗、杂散损耗、负载损耗计算、变压器温升计算、短路电动力计算、变压器重量（总油量、器身重量、油箱重量、附件重量、运输重量计算）等，并进行了绝缘校核，得出SFSZ10-31500/110电力变压器的电磁计算方案。 本文同时对高电压变压器局部放电产生的原因进行了分析综述，在查阅文献的基础上，对减小变压器的局部放电在设计、制造、装配等方面提出了一些改进措施。 关键词电力变压器；电磁计算；局部放电

SFSZ10-31500/110 power transformer electromagnetism project calculation Abstract This text introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer calculating and basic knowledge in project in electromagnetism primarily, than clarified the calculating and basic formula in transformer in power detailed with compute the method. Among them included choice and calculations of the transformer core, transformer coil material, pattern choice, high certain, the voltage and current computes and the coil computes, the short-circuit resistance computes, the coil exhausts, the fuse exhausts, miscellaneous spread to exhaust, load to exhaust the calculation, the transformer temperature rises the calculation, short circuit electricity the motive computes, total oil in transformer measure, total weight, conveyance the weight computes, the transformer insulates the school checkup. Synthesize the design calculation process that introduced the SFSZ10-31500/110 power transformer. Because it is main reason partial discharge that next emergence trouble in normal work in power transformer electric voltage with stop to carry. Though at affect the degree top, actually is partial discharge the size of the deal、Frequency number of times, take place still the part which influence is big still needs the research inquiries into, but reduce it is target that everybody pursue together that partial discharge. The for this reason a text returned to turn on electricity the proceeding the research to the part of the transformer, explaining the principle that partial discharge and affecting the factor that partial discharge, the reasons which caused the partial discharge in 110kV and above extra large power transformer are analysis From the respect of design and technology, the measures for decreasing the partial discharge are expounded. Keywords Power transformer ；Electromagnetism calculation ；Partial discharge