变压器的设计
目录
目录_____________________________________________________ 0 摘要_________________________________________________ 2
一、变压器的基本结构___________________________________ 3
二、变压器的工作原理_________________________________ 4
1.电压变换__________________________________________ 2
2.电流变换__________________________________________ 5
三、设计内容_________________________________________ 2
1、额定容量的确定___________________________________ 2
2、铁心尺寸的选定_________________________________ 3
3、计算绕组线圈匝数___________________________________ 5
4、计算各绕组导线的直径并选择导线_____________________ 6
5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积 ______________ 60 四设计实例____________________________________________ 11
4.1 设计要求_________________________________________ 11
4.2计算变压器参数____________________________________ 12 五总结__________________________________ 错误!未定义书签。参考文献________________________________________________ 15 附录
摘要
随着我国经济建设的发展，电力工业规模迅速的壮大起来，变压器的单台容量和安装容量快速增长。国际巨头强势参加海内市场竞争的面前，一方面看中的
是我国电力设备市场的伟大后劲；另一方面，也表现了中国企业长足的进步，尤其在质量方面，国产电力变压器已经越来越靠近海内程度，使得海内巨头们不得不拿出“看家身手”逐鹿中国市场。
变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。
此次设计的变压器为小型变压器，小型变压器指的是容量1000V.A以下的变压器。最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路)和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组(构成电路)构成。这类变压器在生活中的应用非常广泛。
一、变压器的基本结构
1、铁心：铁心是变压器磁路部分。为减少铁心内磁滞损耗涡流损耗，通常铁心用含硅量较高的、厚度为0.35或0.5mm、表面涂有绝漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。
铁心分为铁柱和铁轭两部分，铁柱上套装有绕组线圈，铁轭则是作为闭合磁路之用，铁柱和铁轭同时作为变压器的机械构件。铁心结构有两种基本形式：心式和壳式。
2、绕组：绕组是变压器的电路部分。一般采用绝缘纸包的铝线或铜线绕成。为了节省铜材，我国变压器线圈大部分是采用铝线。
3.其它结构部件：储油柜、气体继电器、油箱。
图为单相心式变压器；1—铁柱；2—铁轭；3—高压线圈；4—低压线圈
二、变压器的工作原理
变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。
变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。
一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为1N，副绕组匝数为2N。
理想状况如下（不计电阻、铁耗和漏磁），原绕组加电压u1，产生电流i1，建立磁通，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势e1和e2。
1.电压变换
当一次绕组两端加上交流电压u
1时，绕组中通过交流电流i
1，
在铁心中将产生
既与一次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通。说明只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。
2.电流变换
变压器在工作时，二次电流I
2的大小主要取决于负载阻抗模|Z
1
|的大小，而
一次电流I
1的大小则取决于I
2
的大小。
说明变压器在改变电压的同时,亦能改变电流。
三、设计内容
设计内容有四部分：额定容量的确定；铁心尺寸的选定；绕组的匝数与导线直径；绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定。
1、额定容量的确定
变压器的容量又称表现功率和视在功率，是指变压器二次侧输出的功率，通常用KVA表示。
（1）二次侧总容量
小容量单相变压器二次侧为多绕组时，若不计算各个绕组的等效的阻抗及其负载阻抗的幅角的差别，可认为输出总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率之
代数和，即S
2=U
2
I
2
+U
3
I
3
+....+U
n
I
n
；式中 S
2
为二次侧容量（V.A)，U
2
，U
3
....U
n
为二次侧各个绕组电压的有效值；I
2I
3
...I
n
为二次侧各个绕组的负载电流有效
值。
(2)一次绕组的容量
对于小容量变压器来说，我们不能就认为一次绕组的容量等于二次绕组的总
容量，因为考虑到变压器中有损耗，所以一次绕组的容量应该为
式中S
1
——变压器的额定容量;变压器的效率，约为0.8～0.9，表3-1所给的数据是生产时间的统计数据，可供计算时初步选用。
(3)一次电流的确定
I 1=(1.1～1.2)S1/U
1
式中(1.1～1.2)考虑励磁电流的经验系数，对容量很
小的变压器应取大的系数。
2、铁心尺寸的选定
(1)计算铁心截面积A
为了减小铁损耗，变压器的铁心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶材料制成。其中套有绕组的部分称为铁心柱，连接铁心柱的部分称为铁轭，为了减少磁路中不必要的气隙，变压器铁心在叠装时相临两层硅钢片的接缝要相互错开。
小容量心柱截面积A大小与其视在功率有关，一般用下列经验公式计算（单位2）。表3-2
S/（V．A）0-10 10-50 50-500 500-1000 1000以上
K0 2
2-1.7
5 1.5-1.
4
1.4-1.2 1
A——铁心柱的净面积，单位为cm2，K
——截面计算系数，与变压器额定容量S
有关，按表3-2选取，当采用优质冷轧硅钢片时K
0可取小些截面积计算系数K
。
（2）确定铁心规格
小容量变压器铁心形式多采用壳式，中间心柱上套放绕组，铁心的几何尺寸如图：
。
式中a ——心柱的宽度（mm ）； b ——心柱的净叠（mm)b ’
——心柱的实际厚度（mm ）, Kc ——叠片系数，是考虑到铁心叠片间的绝缘所占空间引起铁心面积的减小所引入的。对于0.5mm 厚，两面涂漆绝缘的热轧硅钢片，Kc=0.93；对于0.35mm 厚两面涂漆绝缘的热轧硅钢片，Kc =0.91；对于0.35mm 厚，不涂漆的冷轧钢片，Kc=0.95。 按A 的值，确定a 和b 的大小，答案是很多的，一般取b=(1.2～2.0)a ，,并尽可能选用通用的硅钢片尺寸。表3-3列出了通用的小型变压器硅钢片尺寸。
·国产小功率变压器常用的标准铁芯片规格（部分）（表3）
铁芯片型号
铁芯规格（mm ）
尺寸（mm ）
参考数据 c
H
h
L
l
d h1
中间舌片净截面积
（cm2） 铁芯片厚度（mm ）
ab
冷轧 热轧
0.35
0.5 0.3
5 0.5
GEIB30
30×38
19
91
53 106 87 6
9.
5
10.7
10.8 10.4 10.5 30×45
12.
7 12.
8 12.
3 12.
4 30×52
14.7
14.8
14.2
14.4
30×60 16.
9 17.
1
16.
4
16.
6
GEIB35 35×44
22
105.
5 61.
5
123 101 6 11
14.
5
14.
6
14.
14.
2
35×52 17.
1 17.
3
16.
6
16.
7
35×60 19.
7 20.
19.
1
19.
3
35×70 23.
0 23.
3
22.
3
22.
5
GEIB40 40×50
26 124 72 144 118 6 13 18.
8
19.
18.
2
18.
4
40×60 22.
6 22.
8
21.
8
22.
1
40×70 26.
3 26.
6
25.
5
25.
8
3、计算每个绕组的匝数N
由变压器感应电势E的计算式
可以导出每伏所需要的匝数
关于值，不同的硅钢片是不一样的。当变压器容量在100VA以下，通常冷轧硅钢片DW240-35、DW260-35型的取0.8～1.2T；当变压器容量为100～1000VA 时，可取1.2～1.5T。当变压器容量在100VA以下，热轧硅钢片DR320-35、DR280-35、DR360-50、DR315-50型的取0.8～1.0T；当变压器容量为100～1000VA时，取0.9～1.2T。
一般可取在0.7～1.0T之间。然后确定铁芯柱截面积（=ab）及，最后根据下式求取各个绕组的匝数。
一次侧绕组的匝数为
二次侧绕组的匝数为
注意：二次侧绕组中有5%的匝数是为补偿变压器的漏感和导线铜损所增加的裕量。
4、计算各绕组导线的直径并选择导线
导线直径计算式为
式中：I为绕组电流，A；为导线截面积，cm2；d为导线直径，mm；为电流密度，A/。
所以有
电流密度一般可按下述方法选取：100VA以下连续使用的变压器取
=2.5A/；100VA以上连续使用的变压器取=2A/；变压器短时工作时，电流密度可以取大一些，即=4～5A/。以计算的直径d为依据，查圆铜漆包线规格（见下表），选出标称直径接近而稍大的标准漆包线。
5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积
变压器绕组需绕在框架上，根据已知的绕组匝数、线径、绝缘厚度等计算出的绕组总厚度应小于铁芯窗口宽度c，否则，应重新计算或选铁芯
（1）根据铁芯窗高h（mm），求取每层匝数为
式中：0.9为考虑绕组框架两端各空出5%的地方不绕导线而留的裕度；2～4为考虑绕组框架厚度留出的空间；d′为包括绝缘厚度在内的导线直径。
（2）每个绕组需绕制的层数为
(3)计算层间绝缘及每个绕组的厚度，，，…。
通常使用的绝缘厚度尺寸主要如下：
1）一、二次绕组间绝缘的厚度为绕组框架厚度1mm，外包对地绝缘为二层电缆纸（2×0.07mm）夹一层黄蜡布（0.14mm），合计厚度=1.28mm。
2）绕组间绝缘及对地绝缘的厚度r=0.28mm。
3）层间绝缘的厚度。导线d为0.2mm以下的用一层0.02～0.04mm后的透明纸（白玻璃纸）；导线d为0.2mm以上的用一层0.05～0.07mm后的电缆纸（或牛皮纸），更粗的导线用一层0.12mm的青壳纸。
最后可求出一次侧绕组的总厚度为
同理可求出二次侧每个绕组的总厚度。
（4）全部绕组的总厚度为
式中：1.1～1.2为考虑绕制工艺因素而留的裕量。
（5）若求得绕组的总厚度小于窗口宽度c，则说明设计方案可以实施；若大于c，则方案不可行，应调整设计
四设计实例
4.1 设计要求
（1）原理图
（2）.给定参数：
型号额定输出
容量（VA）初级
电压
（V）
次级电
压（V）
重量（KG）
BK-200 200 220V 110V 5.5 4.2计算变压器参数
（1）计算原边的输入容量：
1).S 1=S 2/η，已知S 2=200V.A ;
根据表1：小型单相变压器的效率η的估算值可以取η=0.85， 因此，S 1=S 2/η=200/0.85=235V.A ；
（2）.铁心尺寸的选定 ：
计算铁心截面积A ：A ＝K 0
S
根据表3-2，.截面积计算系数K 0的估算值可以取K 0=1.45 ,因此A ＝K 0S =1.45*200=20.5㎝2；
（3）.计算绕组线圈匝数：
a ）每伏电压应绕的匝数:N 0=
E N =fBmA
44.410000=2.43匝/V ；式中的Bm=0.9T b ）根据N 0和各线圈额定电压求出各线圈的匝数： 一次绕组匝数：N 1=N 0U 1=220*2.43=537匝；
二次绕组匝数：N 2=1.05*N 0U 2=1.05*2.43*110=281匝;
（4）计算导线直径d:
a ）一次输入电流：I 1=S 1/U 1*(1.1～1.2)=235/220*1.1=1.175(A);
b ）直径dw=j i /4=1.13J
I
=0.715I ㎜；j 取2.5A /㎜2； c ）导线截面积：Ac=I/J ； 所以：d 1=0.77㎜，d 2=0.77㎜. A c1=0.47㎜2；
（5）根据绕组尺寸核算窗口面积
骨架图
a=35mm
b=60mm
c=17mm
h=61.5mm
单相壳式变压器图
（a）每层绕组匝数：n i=0.9[h-(2~4)] / d i ；则：n1=0.9(61.5-3) / 0.77=68匝；n2=68匝；
（b）每组绕组需绕层数：m i=N i / n i；则：m1=N1 / n1=537/68=8层；同理：m2=5层；
（6）变压器绕组层间绝缘方法
（a）绕组总厚度：
.B1=m1（d1+1δ）+γ=8（0.94+0.08）+0.30=8.46（㎜）；
B2=m2（d2+2δ）+γ=5（0.94+0.08）+0.30=5.4（㎜）；
B=1.2*(8.46+5.4)=16.632（㎜）<17（㎜）；
绕组总厚度B<铁芯窗口宽度c，此方案可行。
五总结
在本次的课程设计也是以《电机与拖动》我们的教材为主线，我们基本能按照设计任务书、指导书、技术条件的要求进行。
单相变压器是具有两个线圈的变压结构：变压器主要是由铁心和绕组组成：1铁心是变压器的主磁路，又作为绕组的支撑骨架。铁心分铁心柱和铁轨两不分，铁心柱上装有绕组，铁轨是联系两个贴心柱的部分。
2变压器绕组构成设备的内部电路，它与外界的电网直接相接，是变压器中最重要的部件，常把绕组比做变压器的核心。
通过上面的设计可知：一般的小容量单相变压器的计算内容有四种部分：容量的确定；铁心尺寸的确定；绕组的计算；绕组排列及铁心尺寸的最后确定设计单相小容量的变压器，首先要想到的就是变压器的结构，只有将参数设置的很好，才能让变压器更好的工作，按照上题我所计算过程计算变压器的各个参数是科学的计算方法，能很快正确又快捷的计算出它们的理论值，对变压器的大概形象有个初步的定性。
当然我们也不能不考虑变压器的安全性与稳定性。变压器是为我们服务的电气，如果反到伤害到我们的健康与生命，那都是我们不愿意见到的。其实贵在防范，如果我们正确的操作，并加大安全防范措施，那么我们就能安心的让它为我们服务了。
经过这次的课程设计，给我的最大的感受就是科学的严密性，无论是参数的计算，还是不必要的部件的省略，甚至是安全设施的配备，都让我感觉到科学是如此的严密，只要我们能正确合理的利用他们，它就是我们的朋友。知识是为了用而存在的，不是为了存在而存在的，只有用，只有用知识去进行实践，我们才能真正体会到它的价值
参考文献
1 电机学（马宏忠）高等教育出版社
2 实用电工手册（张晓君）化学工业出版社
3实用电工速查手册（方大千）人民邮电出版社
4电机与拖动（唐介，刘娆）高等教育出版社
变压器主要技术参数及含义
变压器主要技术参数的含义 说明：读书时，很多人对变压器、电机很难理解，当你有工作经验后，再来看下这些知识，你会有更深的理解。 (1)额定容量SN：指变压器在铭牌规定条件下，以额定电压、额定电流连续运行时所输送的单相或三相总视在功率。 (2)容量比：指变压器各侧额定容量之间的比值。 (3)额定电压UN．指变压器长时间运行，设计条件所规定的电压值（线电压）。 (4)电压比（变比）：指变压器各侧额定电压之间的比值。 (5)额定电流IN：指变压器在额定容量、额定电压下运行时通过的线电流。 (6)相数：单相或三相。 (7)连接组别：表明变压器两侧线电压的相位关系。 (8)空载损耗（铁损）Po：指变压器一个绕组加上额定电压，其余绕组开路时，变压器所消耗的功率。变压器的空载电流很小，它所产生的铜损可忽略不计，所以空载损耗可认为是变压器的铁损。铁损包括励磁损耗和涡流损耗。空载损耗一般与温度无关，而与运行电压的高低有关，当变压器接有负荷后，变压器的实际铁芯损耗小于此值。 (9)空载电流Io%：指变压器在额定电压下空载运行时，一次侧通过的电流。不是指刚合闸瞬间的励磁涌流峰值，而是指合闸后
的稳态电流。空载电流常用其与额定电流比值的百分数表示，即 Io%=Io/I
N×100% (10)负荷损耗Pk（短路损耗或铜损）：指变压器当一侧加电压而另一侧短接，使电流为额电流时（对三绕组变压器，第三个绕组应开路），变压器从电源吸取的有功功率。按规定，负荷损耗是折算到参考温庋(75℃)下的数值。因测量时实为短路状态，所以又称为短路损耗。短路状态下，使短路电流达额定值的电压很低，表明铁芯中的磁通量很少，铁损很小，可忽略不计，故可认为短路损耗就是变压组（绕组）中的损耗。 对三绕组变压器，有三个负荷损耗，其中最大一个值作为该变压器的额定负荷损耗。负荷损耗是考核变压器性能的主要参数之一。实际运行时的变压器负荷损耗并不是上述规定的负荷损耗值，因为负荷损耗不仅取决于负荷电流的大小，而且还与周围环境温度有关。 负荷损耗与一、二次电流的平方成正比。 (11)百分比阻抗（短路电压）：指变压器二次绕组短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压与额定电压的比值（百分数）。 变压器的容量与短路电压的关系是：变压器容量越大，其短路电压越大。 (12)额定频率：变压器设计所依据的运行频率，单位为赫兹(Hz)，我国规定为50H。 (13)额定温升TN：指变压器的绕组或上层油面的温度与变
怎样配置住宅小区配电变压器
怎样科学配置住宅小区配电变压器 1 前言 在经济和文化持续发展，大力构建和谐社会的今天，人们的衣、食、住、行的条件正在逐步得到改善，住宅生活小区的用电成为人们关注的重要话题。既要使居民家庭用好电，又要使供电企业的供电经济、高效，尽可能地把各种电气损耗降到最低限度。因此，供电企业必须加强用电营销的精细化管理，同时，供电企业和用电单位在规划、勘察及设计用电负荷时，要切合实际加以分析并严格遵守有关的电力规程和设计规范，科学分析、计算变压器配置，合理地选择变压器容量，切实做到供电部门经济运行，同时也减轻用户不合理的投资及不必要的电损负担。不但是对新的住宅区要规范设计，而且还要对一些现有的老住宅小区变压器配置方法进行分析，对已不能适应当前实际情况的变压器配置，有必要进行重新调整，以实现供电部门与用电户的双赢。 2 推广配电室或箱变 长期以来，住宅小区供电方式一般都在附近10kV变压器台区(供电部门公变或用电单位专变)低压侧直接引电源至小区，而且一个变压器台区所带的负荷也比较大，大多数变压器台区同时供应几个小区和一些零散的住宅群的生活用电，造成变压器台区经常过载。尤其是在冬、夏季用电高峰期更加严重，甚至导致变压器过载，直至烧毁变压器现象的发生。另外，人们对供电可靠性要求也不断提高。因此，我们对新建住宅小区的供电方式应该有所改变，必须根据目前广大居民的用电需求及负荷特性进行科学的规划。 (1)新建住宅区内建设配套配电室 配电室由高低压开关柜室和变压器室组成，高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟、桥架或电缆保护管内;同时，还要在变压器的高压侧设熔断器(容量较小时)或断路器(容量较大时)，低压侧设立框架式或塑壳式断路器并合理设定保护参数，以便对变压器进行有效的保护。如果一些住宅小区公用面积较小，也可以采用箱式变电站(简称箱变)。这样，就能有效地保护变压器，大大提高供电的安全性、可靠性和稳定性。 (2)选择多种供电方式。 第一种方案：10kV高压侧双电源进线(该方式可以通过10kV进线高压开关柜互投装置来实现主备电源互为备用)，经出线开关柜后接至变压器;低压侧采用单母线分段，正常情况下分段运行。第二种方案：10kV高压侧单电源进线，低压侧单母线分段或不分段。前一种方式可靠性较高，但投资大，适用于较高档的住宅小区，特别是有高层建筑的小区;后一种方式可靠性较前一种低，但投资比较节省。从目前的情况来看，后一种方式的供电可靠性已能够满足普通的生活用电，一般采用后种方式，但考虑以后的发展，配电室应该预留有安装备用电源高、低压进线柜的位置。综合以上两点，当前新建住宅小区应该配套建立配电室或箱变;同时，10kV电源进线应该预留进线位置(以保证供电可靠性)，首期可以根据实际情况只接入1回10kV进线。 3 预测用电负荷 单位住宅小区用电负荷的特点必须考虑楼层的高低、是否安装电梯、消防水泵等设施，是否设置中央空调等因素。还要考虑除住宅外，是否存在社区办学校(幼儿园)、商场、娱乐场所等公共事业。根据这些实际情况来综合预测住宅的用电负荷。 目前，我国大部分地区新建住宅小区的套房为2房2厅、3房2厅，极少数为4房2厅。套房面积普遍为90～130m2，少数在140m2以上。随着住宅家用电器拥有量的迅速增加，特别是微波炉、电磁炉、消毒柜、电热水器等大功率电器进入普通家庭，以往常规考虑4～6kW的设计功率已不能满足现代家居的要求，根据对某城市家庭用电器的调查统计，得出
变压器设计重要参数记录
1、常用:￠0.06-￠2.24 纸包直径为：￠1.0-5.2，直径在 10-2.2之间优选漆包线 2、扁导线注意导线截面宽厚比：通常宽度小于等于16mm，厚度小于等于 5.6mm 圆筒式：1.5-3 螺旋式：2-4 连续或纠结式：2.5-5 3、电流密度的选择：铝取：1.6-2.1安/mm^2, 铜取3-4安/mm^2 4、三相变压器计算铁芯柱的直径：D=K4p其中D的单位mm，K为系 数，P单柱容量KV A 5、1千瓦=1.36马力，1马力=0.735千瓦 6、35KV级及以下变压器主纵绝缘层间绝缘的选择：自己总结每层0.12无 纺布层间电压500。 500以内500-1300 1301-1800 电压范围 数量 2 3 4 0.12厚的无纺 布 注：层间最大电压U=2ne n-每层匝数e-每匝电压 7、轴向尺寸计算：宽度B≤5mm每根导线宽度，B+0.15 Hg=（n+1）(B+0.15) 宽度5≤B≤10mm每根导线宽度，B+0.2 Hg=（n+1）(B+0.2) 7、幅向尺寸 m≤5层，裕度4% B=(Ma+ds)×1.04 m≥6，裕度7% 8、冷轧硅钢片意思：30Q133 厚度（mm）×100+Q+损耗（W）×100 9、单匝电压=4.44fBmAt×10^-8 10、正弦波形图的最大值有效值为最大值2倍。理论推导为:利用变压器的 放出的热量值来计算。 11、铁芯直径分档如下： 中小型变压器：￠70-￠290-每隔5mm为一档，共计45档; ￠300-￠400-每隔10mm为一档，共计11档 大型变压器： ￠410-￠900-每隔10mm为一档，共计50档
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
配电变压器节能设计选型
配电变压器节能设计选型 发表时间：2017-03-28T09:31:58.897Z 来源：《电力设备》2017年第2期作者：汪一波 [导读] 本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。 （北京大学北京 100871） 摘要：变压器经济运行是采取各种措施减少各种损失来提高变压器的运行效率。变压器损耗可分为空载损失和负荷损失两部分，运行中的空载耗损是恒定的。若负载损耗发生变化，压力调节器的工作效率也随之变化。尽管配电变压器是一个高效的设备，但由于其数量庞大，以及空载耗电的固定性，变压器本体的节能潜力巨大。因此，本文对于配电变压器节能设计选型进行了有效探讨。 关键词：配电变压器；节能设计；选型 前言 在学校高速发展的今天，电力成为我们平时生产生活中最重要的能源之一。现在国家对公共机构节能要求越来越高，节能减碳工作势在必行。校内变压器数量现达到140余台，总装机容量10万KVA，应用节能变压器可以有效的降低用电量，而变压器的工作环境、负荷大小不一样，选择合理的变压器型号又成为重中之重。 1变压器的分类 除了干式变压器和油浸式变压器外，变压器还有很多分类方法，下面简单介绍几种： 1.1根据变压器相数，可将其分为三相变压器和单相变压器。三相变压器主要用于三相电力系统中，容量大且运输受限的情况下，也可使用三台单相式变压器组成变压器组来替代三相变压器。 1.2根据变压器绕组数，可将其分为双绕组变压器和三绕组变压器。每相铁芯上有原绕组和副绕组两个绕组的称之为双绕组变压器，它的应用相对广泛。当容量变压器在5600kVA以上时，一般采用三相绕组变压器，以实现三种电压输电线的连接。 1.3根据变压器结构，可将其分为芯式变压器和壳式变压器。铁芯式变压器的绕组处于铁芯的外围，壳式变压器的铁芯处于绕组外围。它们在结构有细微的区别，但是在原理是相似的。 2配电变压器节能设计 通过前文分析不难看出配电变压器节能的重要性和必要性，配电变压器节能是提升供配电系统社会效应、经济效益、环境效益的必经之路。下面通过几点来分析配电变压器的节能措施。 2.1用新工艺、新材料降低损耗 2.1.1改进工艺。通过改进工艺来降低运行损耗，最主要的是控制变压器的硅钢片精度。为此，可通过数控加工，利用自动化技术来精确控制硅钢片的形状、规格、厚度等。目前，加工精度达到0.18mm，就可大大降低变压器的空载损耗。 2.1.2重设结构。降低变压器损耗的重要手段之一是重设结构布局。目前，常见的结构布置方式有新型绕组和新型线圈。传统的绕组结构，在抗谐波、节能方面的效果不理想；若根据不同的配电电压来确定绕组结构，则可控制绕组的损耗，如漏磁走向的控制可采用自粘型换位导线。新型线圈结构是控制涡流损耗的理想手段，按涡流流向选择合理的纵向或横向的布置方式，可有效降低涡流损耗，进而达到理想的运行效果。 2.1.3新材料应用。制造变压器时，若选择的材料质量不好，其电阻率就会产生变化，引起损耗，同时变压器中铜铁材料的用量较大且用于关键部件，因此材料的质量将直接影响变压器的传输效率。新材料的突破使得优化变压器材料成为可能，将原有的铜铁材料替换为新型材料，能有效降低损耗，提高转换效率，制成高效节能变压器。磁体材料的优化，也是解决磁滞损耗的理想方法，如非晶合金，相比传统材料制成的磁体，在磁化和消磁性能方面明显胜出。利用非晶合金制作铁芯，能有效控制损耗，提高效益，但成本高，并未大面积推广。 2.1.4新型导线。使用无氧铜制作的导线，可有效降低变压器线圈内阻，从而降低铁损和铜损。如高温超导配电变压器，就是利用超导线材替换了铜芯线材，有效降低了损耗，同时还使变压器具备理想的抗短路性能。 2.2注意干式变压器的负载控制 目前我校对干式变压器的应用还比较多，但这种变压器过负荷时阻抗电压增幅较大，负载损耗十分严重。因此，建议对干式变压器的使用范围和使用数量进行控制，对已使用干式变压器的区域进行定期维护，提高变压器稳定性，避免过负载的发生，这样才能有利于电力节能的实现。 2.3优化配电变压器的选型 目前我国市面上的主流节能配电变压器主要有S7、S9、S11等等，这一系列变压器经过不断技术改良，其空载损耗有明显下降。电力工程中配电变压器的选型应注意优选，要综合考虑电网经济运行参数，根据变压器容量利用率来选择，以降低配电变压器运行中的无功损耗与有功损耗。虽然使用大容量变压器会增加一次性投资量，但却可以降低损耗，节约后续运行成本，所以建设中应根据优化需求来选择型号，电压偏移较大的区域应选择SZL7和SZ9系列，若对电能质量要求较高的区域应选择S11，若雷灾区，要选择防雷配电变压器。 2.4合理配置电网的补偿装置，合理安排补偿容量 2.4.1增加无功补偿的设备，以提高功率的因数 在线路中可以合理的运用电容器来实现提高电网中的无功补偿的能力，电容器充电、放电两大基本功能就可以帮助线路中提高无功功率补偿的能力，从而提高供电系统中的功率因数，降低供电变压器以及输送线路的损耗，提高供电效率。 2.4.2无功功率的合理分布 对于无功功率也要高度的重视，无功功率的存在降低了发电机和电网的供电效率，所以对于无功功率要合理的配置，减少无功功率的运输距离，除此之外还要注意其他方式的损耗进行计算和补偿。 2.4.3合理计划并联补偿电容器的运行 从大量的经验中表现出变压器的节能降耗主要是投入使用电容器。但是人们只是意识到了电容器的积极作用却忽视了其也会造成电网整体的损耗，所以在现实的节能降耗中要考虑整体的耗能来合理的设计电容器的投入。
开关电源变压器参数设计步骤详解
开关电源高频变压器设计步骤 步骤1确定开关电源的基本参数 1交流输入电压最小值u min 2交流输入电压最大值u max 3电网频率F l开关频率f 4输出电压V O（V）：已知 5输出功率P O（W）：已知 6电源效率η：一般取80％ 7损耗分配系数Z：Z表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级，Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5 步骤2根据输出要求，选择反馈电路的类型以及反馈电压V FB 步骤3根据u，P O值确定输入滤波电容C IN、直流输入电压最小值V Imin 1令整流桥的响应时间tc=3ms 2根据u，查处C IN值 3得到V imin 确定C IN,V Imin值 u(V)P O(W)比例系数(μF/W)C IN(μF)V Imin(V) 固定输 已知2~3(2~3)×P O≥90 入:100/115 步骤4根据u，确通用输入:85~265已知2~3(2~3)×P O≥90 定V OR、V B 固定输入:230±35已知1P O≥240 1根据u由表查出V OR、V B值
2 由V B 值来选择TVS 步骤5根据Vimin 和V OR 来确定最大占空比 Dmax V OR Dmax= ×100％ V OR +V Imin －V DS(ON) 1设定MOSFET 的导通电压V DS(ON) 2 应在u=umin 时确定Dmax 值，Dmax 随u 升高而减小 步骤6确定初级纹波电流I R 与初级峰值电流I P 的比值K RP ，K RP =I R /I P u(V) K RP 最小值(连续模式)最大值(不连续模式) 固定输入:100/1150.41通用输入:85~2650.441固定输入:230±35 0.6 1 步骤7确定初级波形的参数 ①输入电流的平均值I AVG P O I A VG= ηV Imin ②初级峰值电流I P I A VG I P = (1－0.5K RP )×Dmax ③初级脉动电流I R u(V) 初级感应电压V OR (V)钳位二极管反向击穿电压V B (V) 固定输入:100/115 6090通用输入:85~265135200固定输入:230±35 135 200
最新变压器设计及计算要点
变压器设计及计算要 点
变压器设计及计算要点 —蒋守诚— 一概述 1. 变压器发展史 (1) 发明阶段(1831～1885) 变压器是利用电磁感应原理来变换电能的设备,故变压器一定在电磁感应原理发现后出现。 1831年英国人法拉第(M.Farady)在铁环上缠绕两个闭合线圈, 在一个线圈中突然接上或断开电池, 另一个线圈所接仪表指针发生偏转, 从而发现电磁感应原理。 1837年英国人曼生(Masson)用薄铁片做电磁线圈的铁心, 从而减少损耗。 1881年法国人爱维(Jaewin) 发现磁滞现象, 美国人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)发现磁滞损耗是磁密的1.6次方成正比例。 1882年英国人格拉特 ( Goulard)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的开路铁心的单相变压器。同年法栾(S.Z.Ferranti)和汤姆生 (A.Tomson) 制成电流互感器。 1884年英国人戈普生兄弟开始采用具有闭合铁心的变压器作照明电源。 1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齐彼尔斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘兹(Ganz)工厂制造一台1400 VA 120 / 72 V 40 Hz单相闭合磁路的变压器。至1887年底甘兹(Ganz)工厂就生产24台总容量达3000 kVA。 1885年才把这种电器叫做”变压器”。 (2) 完善阶段(1886～1930) 1887年英国人配莱(Belry)发明了单相多轭的分布式铁心。 1888年俄国人多利沃—多勃罗沃尔斯基 ( M.O.Dolivo－Dobrowolsky ) 提出交流三相制。并于1890年发明了三相变压器。同年布朗（Brown）又制造出第一台油冷、油绝缘变压器。 1890年德国人威士顿(Wenstrom)做成对称三相铁心。 1891年德国西门子(Siemens Sohucrerf) 做成不对称三相铁心。美国人斯汀兰(W.Stanley)在西屋公司(Westing House) 做成单相壳式铁心。瑞士的勃朗—鲍佛利(B.B.C)公司的创始人勃朗(E.F.Brown) 做成三相壳式铁心。 1891年德国生产30kVA的油浸变压器(1878年美国人勃劳克斯(D.Brdoks)开始用油做绝缘。) 1900年德国人夏拉(Schalley)做成三相五柱式铁心。 1900年英国人哈特菲尔德(Hodfeild)发明了硅钢片, 1903年开始用硅钢片制造变压器铁心。 (德国在1904年, 美国在1906年, 俄国在1911年, 日本在1922年分别用硅钢片制造变压器铁心) 1905年德国人洛果夫斯基(W. Rowgowski)研究漏磁场提出漏磁系数。 1915年华纳(K.W.Wagner)研究线圈内部电磁振荡的基本理论,提出了过电压保护一种方式。 1922年美国人维特(J. M. Weed)研究过电压理论时, 提出了过电压保护另一种方式。 1930年前后变压器的基本理论已基本形成。 (3) 提高阶段(1930～至今) 1930年以后变压器进入改进提高阶段, 即采用新材料、改进结构、改进工艺、不断扩大变压器的使用范围。
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：
工频变压器设计计算
工频变压器的设计计算 赵一强2010-9-15 ，这个 U2）， 从上可知，变压器是通过铁芯的磁场来传递电功率的。借助于磁场实现了初级电路和次级电路的电隔离；又通过改变绕组匝比，来改变次级的输出电压。 二、变压器特性参数和设计要求 1、磁通密度B和电流密度J 磁通密度（又叫磁感应强度）B和电流密度J是变压器设计的关键参数，直接关系着变压器的体积和重量，B 、J值越高，变压器越轻，但是B 、J的取值受到一定条件的限制，因此，变压器的体积和重量也受到这些条件的限制。 4Gs 。 H的关系曲线，在
图3中，Bs —饱和磁感应强度； Bs —过压保护磁感应强度 Bm —最大磁感应强度（计算值） 导磁率： H B ΔΔ= μ 饱和磁通密度为Bs 和导磁率μ是曲线的两个重要参数。 对于磁性材料，要求Bs 、μ 越高越好。Bs 高，变压器体积可减小；μ高，变压器空载电流小。 另外，还要求电阻率ρ高，这样损耗小、发热小。 ⑵ 电流密度J 电流密度J : 电路单位截面积的电流量，单位 ：安/厘米2（A/cm 2）。 变压器绕组导线的电阻：q l R cu ρ= 电流导线中所产生的损耗（铜损）： l IJ R I P cu cu cu ρ2 == 可以看出，铜损与电流和电流密度的乘积成正比，就是说，随着电流增加，要保持同样的绕组损耗和温升，必须相应地降低电流密度。 2、铁心、导线和绝缘材料 ⑴ 铁心形状和材料 铁心形状：卷绕的有O 型、CD/XCD 型、ED/XED 型、R 型、HSD 型(三相)， 冲片的有EI 、CI 型；这是我们常用两种冲片。 铁心材料牌号：硅钢（含硅量在2.3~3.6%） 冷轧无取向硅钢带：含硅量低（在0.5~2.5%）；厚0.35、0.5、0.65mm,我们常用0.5mm ； B 高、μ高，铁损大，价格较低，多用于小功率工频变压器。 冷轧取向硅钢带：含硅量较高（在2.5~3%），厚0.27、0.3、0.35mm, 我们常用0.35mm ；B 高、μ高，铁损小，价格较高，多用于中大功率工频变压器。 ⑵ 线圈导线材料 油性漆包线Q 0.05~2.5 耐温等级 A 105℃ 塑醛漆包线QQ 0.06~2.5 耐温等级 E 120℃ 聚酯漆包线QZ 0.06~2.5 耐温等级 B 130℃ 耐压均在600V 以上。最常用的是QZ 漆包线。 线圈允许的平均温升⊿τm =线圈绝缘所允许的最高工作温度-最高环境温度-（5—10K ）, 通常不超过60℃。5—10K 是考虑线圈最高温度与平均温度之差，功率大取大值。 ⑶ 层间绝缘材料 500V 以下不需要层间绝缘。各绕组间应垫绝缘0.03 聚酯薄膜2~3层。 3、 电源变压器的主要技术参数 ⑴ 输出功率（视在功率、容量、V A 数） ⑵ 输出电压及电压调整率和要求 ⑶ 电源电压、频率及变化范围 ⑷ 效率 ⑸ 空载电流及空载损耗 ⑹ 绕组平均温升 ⑺ 输入功率因数
配电变压器保护配置设计
配电变压器保护配置设计 摘要:文章简要说明配电变压器各种保护配置类型,通过分析比较,提出加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性。 关键词:配电变压器;熔断器;负荷开关;断路器 中图分类号:tm41文献标识码:a 文章编号:1009-0118(2012)09-0278-01 变压器是配电网的主要设备,应用面广量大,其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前,配电变压器保护配置方面还存在许多问题,其中配电变压器与保护不匹配或存在动作死区,造成越级跳闸、拒动导致的事故相当多,因此,加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性,有效防止主线路出口断路器保护误动。 一、配电变压器采用熔断器作为保护 熔断器是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备,它具有经济、操作方便、适应性强等特点,被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kva以下时,采用熔断器保护,高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护,低压侧使用熔断器作为过负荷保护。 使用跌落式熔断器确定容量时,既要考虑上限开断容量与安装地点的最大短路电流相匹配,又要考虑下限开断容量与安装地点的最
小短路电流的容量关系。目前,户外跌落式熔断器分为50a、100a、200a三种型号,200a跌落式熔断器的开断容量上限是200mva,下限是20mva,其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行,也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配,熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流,可选为额定负荷电流的1.5-2倍,此外,应按被保护系统三相短路容量,对所选定的熔断器进行效验,保证被保护设备三相短路容量小于熔断器额定开断容量上限,但必须大于额定开断容量的下限。笔者曾经参与过事故调查,发现部分配电变压器所配置熔断器的额定开断容量(一般指上限)过大,或者在线路末段t接的配电变压器,选定熔断器造未经过短路容量效验,造成被保护变压器三相短路熔断器熔断时难以灭弧,最终引起容管烧毁、爆炸,导致主线路跳闸事故。 二、配电变压器采用负荷开关加熔断器组合电器作为保护 负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5ka的短路电流,其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器短路有单相、两相、三相短路,无论哪种故障,任意一相熔断后,撞针触发负荷开关的脱扣器,负荷开关三相联动,及时隔离故障点,防止缺相运行,顺序是先熔断熔丝,后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护,经济实用,既可以开断负荷电流,实现安全操作需要,还可以在10ms内开断短路电流,切除故障并限制短路电流,能够有效保护配电变压器短路故障。
变压器损耗计算公式
变压器损耗 分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1、变压器损耗计算公式 （１）有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ-------（１） （２）无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ-------（２） （３）综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ----（３） Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ 式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ） Ｐ０——空载损耗（ｋＷ） ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ） ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ） Ｉ０％——变压器空载电流百分比。 ＵＫ％——短路电压百分比 β——平均负载系数 ＫＴ——负载波动损耗系数 ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ） ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ） 上式计算时各参数的选择条件： （１）取ＫＴ＝１.０５； （２）对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ； （３）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％； （４）变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ； （５）变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗； 磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。 涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。 ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。 负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。 变压器的全损耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC 变压器的损耗比=ＰC/Ｐ０ 变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。一、变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算：不同型号和容量的铁损电量，计算公式是：
变压器参数计算(精)
Page 6 of 6 条件:INPUT :120V/60HZ OUTPUT : 30VDC@1.17A FULL WAVE RECTIFIER 12VDC @500mA FULL WAVE RECTIFIER 温升≤ 600C 电压调整率≤ 10% 解答: 1、原理图 2、交 /直流功率、电流、电压的转换 A 、功率 SEC#1DC 次级第二绕组交流输出功率 : PSEC#2=PDC x 1.57=1.57x 0.5x12=9.42W 次级交流输出总功率 : P总 =( PSEC#1+PSEC#2x2=(55.1+9.42x2=129.04W B 、电流次级第一绕组电流应为双臂电流 : I=0.82719 x 2=1.654A 次级第二绕组电流应为双臂电流 : I=0.3535 x 2=0.707A C 、电压 3、
4、 Sc D Wa 故有 (2d 2h 2d 2h 2当当转换系数K 0=交流输出功率/直流输出功率 转换系数K 1=次级交流电流/次级直流电流 次级第一绕组单臂电流 : K1=IAC /IDC IAC =0.707 x 1.17=0.82917ALT82- T8428A 次级第二绕组单臂电流 : K1' =IAC /IDC IAC ' =0.707 x 0.5=0.3535A转换系数K 2=次级交流电压/次级直流电压 次级第一绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC =1.11 x 30=33.3V 次级第二绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC ' =1.11 x 12=13.32V
当 5、 N SEC#1=145T SEC#2: 13.32X108= 4.44x60 xNSEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104 N SEC#2=58T 6、电流的计算 A 次级反射到初级的电流 I 2’=Isec#1 NSEC#1/NPRI +Isec#2 NSEC#2/NPRI =1.654x145/523+0.707x58/523=0.536A B 铁损电流 铁的重量 G=p x Sc x Lc=7.65 x(8.5-4.4/2 x 2.8 x 0.97 x3.14 x (8.5+4.4/2 x 10-3 =0.863KG 因 1KG 铁片它的损耗为 3W, 所以磁环的铁损为 3X 0.863=2.59W 磁环的铁损电流 I=2.59/120=21.6MA
配电室设计规范
10kV及以下变电所设计规范 GB50053－94 第二节对建筑的要求 第6.2.1条高压配电室宜设不能开启的自然采光窗，窗台距室外地坪不宜低于1.8m；低压配电室可设能开启的自然采光窗。配电室临街的一面不宜开窗。 第6.2.2条变压器室、配电室、电容器室的门应向外开启。相邻配电室之间有门时，此门应能双向开启。 第6.2.3条配电所各房间经常开启的门、窗，不宜直通相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的场所。 第6.2.4条变压器室、配电室、电容器室等应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施。 第6.2.5条配电室、电容器室和各辅助房间的内墙表面应抹灰刷白。地（楼）面宜采用高标号水泥抹面压光。配电室、变压器室、电容器室的顶棚以及变压器室的内墙面应刷白。 第6.2.6条长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。长度大于60m 时，宜增加一个出口。当变电所采用双层布置时，位于楼上的配电室应至少设一个通向室外的平台或通道的出口。 第6.2.7条配电所，变电所的电缆夹层、电缆沟和电缆室，应采取防水、排水措施。 4.10 对有关专业的要求 4.10.1 可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃（或难燃）介质的电力变压器室、高压配电装置室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电装置和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。 4.10.2 有下列情况之一时，变压器室的门应为防火门： （1）变压器室位于高层主体建筑物内。 （2）变压器室附近堆有易燃物品或通向汽车库。 （3）变压器位于建筑物的二层或更高层。
（4）变压器位于地下室或下面有地下室。 （5）变压器室通向配电装置室的门。 （6）变压器室之间的门。 4.10.3 变压器室的通风窗，应采用非燃烧材料。 4.10.4 配电装置室及变压器室门的宽度宜按最大不可拆卸部件宽度加0.30m，高度宜按不可拆卸部件最大高度加0.30m。 4.10.5 有下列情况之一时，油浸变压器室应设置容量为100%变压器油量的挡油设施或设置能将油排到安全处所的设施： （1）变压器室附近有易燃物品堆积的场所。 （2）变压器室下面有地下室。 （3）变压器室位于民用主体建筑物内。 4.10.6 配变电所中消防设施的设置：一类建筑的配变电所宜设火灾自动报警及固定式灭火装置；二类建筑的配变电所可设火灾自动报警及手提式灭火装置。 4.10.7 当配电装置室设在楼上时，应设吊装设备的吊装孔或吊装平台。吊装平台、门或吊装孔的尺寸，应能满足吊装最大设备的需要，吊钩与吊装孔的垂直距离应满足吊装最高设备的需要。 4.10.8 高压配电室和电容器室，宜设不能开启的自然采光窗，窗户下沿距室外地面高度不宜小于1.80m。临街的一面不宜开窗。 4.10.9 变压器室、配电装置室、电容器室的门应向外开，并装有弹簧锁。装有电气设备的相邻房间之间有门时，此门应能双向开启或向低压方向开启。 4.10.10 配变电所各房间经常开启的门窗，不应直通相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的建筑。 4.10.11 当变压器室、电容器室采用机械通风且周围环境污秽时，宜加空气过滤器。 4.10.12 变压器室、配电装置室、电容器室等应有防止雨、雪和小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入屋内的措施。 4.10.13 配电装置室、电容器室和各辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电装置室、变压
环形变压器计算公式
摘要：介绍了环形变压器的特性和优点，阐明了应用中要注意的事项，通过实例介绍了环形变压器的设计计算方法。 关键词：变压器；环形变压器；设计 1引言 环形变压器是电子变压器的一大类型，已广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器在国外已有完整的系列，广泛应用于计算机、医疗设备、电讯、仪器和灯光照明等方面。 我国近十年来环形变压器从无到有，迄今为止已形成相当大的生产规模，除满足国内需求外，还大量出口。国内主要用于家电的音响设备和自控设备以及石英灯照明等方面。 环形变压器由于有优良的性能价格比，有良好的输出特性和抗干扰能力，因而它是一种有竞争力的电子变压器，本文拟就它的特点作一介绍。 2环形变压器的特点 环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片（片厚一般为0.35mm以下），无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25％，由此带来了下述一系列的优点。 1）电效率高铁心无气隙，叠装系数可高达95％以上，铁心磁导率可取～（叠片式铁心只能取～），电效率高达95％以上，空载电流只有叠片式的10％。 2）外形尺寸小，重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半，只要保持铁心截面积相等，环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例，可以设计出符合要求的外形尺寸。 3）磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，这种结构导致了漏磁小，电磁辐射也小，无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上，例如应用在低电平放大器和医疗设备上。 4）振动噪声较小铁心没有气隙能减少铁心感应振动的噪音，绕组均匀紧紧包住环形铁心，有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。 5）运行温度低由于铁损可以做到kg，铁损很小，铁心温升低，绕组在温度较低的铁心上散热情况良好，所以变压器温升低。 6）容易安装环形变压器只有中心一个安装螺杆，特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸。 3环形变压器的分类 根据国外文献介绍，环形变压器可分为标准型、经济型及隔离型等三类，各类的特点是 1）标准型电源变压器产品系列容量8～1500VA，有较小的电压调整率、满载运行温升仅为40℃，允许短时超载运行，适合于要求高的使用场合。 初次级绕组间采用B级（130℃）的聚酯薄膜绝缘，要求至少包三层绝缘
变压器的设计实例
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 PCbfans提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率f=38kHz； 变换器输入直流电压Ui=310V； 1
变换器输出直流电压Ub=14.7V； 输出电流Io=25A； 工作脉冲占空度D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应强度虽然高，但在假定测试频率和整个磁通密度测试范围内，它们呈现铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状铁芯。对于大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成变压器是最符合其要求，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在0.16T 到0.3T之间。在本设计中，根据特定工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在0.2 T。 3 变压器主要设计参数计算 3.1 变压器计算功率 开关电源变压器工作时对磁芯所需功率容量即为变压器计算功率，其大小取决于变压器输出功率和整流电路形式。变换器输出电路为全波整流，因此 2