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SFSZ11-150000-330電力自耦變壓器電磁設計本科論文.doc

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?SFSZ11-150000/330電力自耦變壓器電磁設計摘要大型變壓器是電力系統中關鍵設備之一。隨著電力工業的迅速發展,其容量越來越大、電壓等級越來越高、結構尺寸越來越大,而其設計和制造的好壞是直接影響其運行質量和經濟效益的關鍵所在。因此變壓器的電磁計算就顯得尤為重要。大型變壓器可以做成油浸式自耦變壓器,這樣可以節省銅、硅鋼片、絕緣材料等原材料,還可以降低損耗,減小變壓器的體積等。如果設計合理,就會生產出低損耗、低噪音、安全性強、抗短路、低局放的自耦變壓器,這將會具有重要的技術和經濟意義。本文首先對變壓器的發展歷史、基本的特性及變壓器的設計方法進行了簡單的闡述。對SFSZ11-150000/330電力自耦變壓器進行了電磁計算。在電磁計算中,最開始是鐵心的選擇,這是變壓器設計的起點也是一個關鍵點,然后是變壓器繞組材料和型式的選擇,繞組有關數據的計算,最為關鍵的是短路阻抗、負載損耗、空載電流、空載損耗等變壓器性能參數的計算,最后完成變壓器油箱、變壓器溫升、短路電動力、變壓器總油量和總質量的確定與計算。其中的短路阻抗計算困難最大,需要經過反復計算才能達到技術要求。在電磁計算的全過程中較為詳細的闡明了電力自耦變壓器計算的基本公式和計算方法,給出了一套完整的設計方案。關鍵詞:電力變壓器;電磁計算;繞組Design of SFSZ11-150000/330 autotransformerAbstractLarge-scale transformers are one of the key equipment in the power system. Along with the rapid development of the electric power industry, the increasing capacity and voltage level of power transformers, and increasing size of power transformers, transformer’s structure, its design and manufacturing quality are directly affects its operation quality and the key of economic benefit. Therefore the electromagnetic of power transformer is particularly important. Transformers of grade can be produced into oil-immersed autotransformer,in order to reduce load loss, minish transformer’s volume and economize materials for example,copper,silicon sheet steel and insulation material, etc. The autotransformer can be produced with low loss,low noise, high security, few short-circuit and low partial discharge with reasonable design, it will have important technical and economic significance.First of all simply expound the development history of autotransformer, the basic characteristic and the design method of autotransformer in this paper. It presents a bill of the electromagnetism calculation for SFSZ11-150000/330 autotransformer. In the electromagnetic calculations, the first thing is the choice of the core, it is the starting point and a key point for transformer design. then is winding materials and patterns selection, coils of related data calculation, the key is short-circuit impedance, load loss, idle current transformer design no-load loss, as an important parameter calculation, and finally complete the transformers mail, transformer temperature, short circuit force , transformer oil and the total weight which should be identified and calculated. The impedance voltage bing on the biggest difficult in the process of electromagnetic calculation, for it need to be calculated repeated to achieve technical requirement. In the process of electromagnetic calculation it is detailed introduced the basic formula in the calculation of the power transformer and calculation method, an integrative design method given.Keywords: Power transformer ;Electromagnetic calculation ;Winding不要刪除行尾的分節符,此行不會被打印目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 11.1 課題背景 11.2 我國電力變壓器的最新發展趨勢及現狀 11.3 變壓器在電網中的作用 21.4 變壓器計算的一般程序 2第2章 電力自耦變壓器原理 42.1 自耦變壓器的工作原理 42.2 電力自耦變壓器的特點 52.2.1 電力自耦變壓器接線特點 52.2.2 自耦變壓器性能特點 62.2.3 自耦變壓器的運行特點 62.3 本章小結 7第3章 電力自耦變壓器電磁設計 83.1。省略部分。低或相等的額定電壓的繞組的額定電壓之比。額定頻率變壓器設計所依據的運行頻率。額定容量是某一個繞組的視在功率的指定值,和該繞組的額定電壓一起決定其額定電流。注:1雙繞組變壓器的兩個繞組有相同的額定容量,即是這臺變壓器的額定容量。2.對于多繞組變壓器,用其所有繞組(非自耦連接的獨立繞組)額定容量算術和的來粗略估算其實際尺寸,以便與雙繞組變壓器作比較。額定電流由變壓器額定容量和額定電壓之比推導出的流經繞組線路端子的電流。注:1.對于三相變壓器繞組,其額定電流表示為:Ir=Sr/Ur(A)2.對于要連三角形接法以形成三項組的單向變壓器繞組,其額定嗲牛表示為線電流除以。2.6分接分接在帶分接的繞組的變壓器中,該繞組的每一個分接連續均表示該分接的繞組有一確定值的有效匝數,也表示該分解繞組與任何其他雜書不變的繞組有一確定值的匝數比。注:在所有分接中,有一個是主分接,其他分接用各自的相對的主分接的分接因數來表示其與主分接的關系。主分接與額定參數相對應的分解。分接因數指Ur/Ud(分接因數)或100Ur/Ud(用百分數表示分接因數)。其中Ur-該繞組的額定電壓Ud-不帶分接的繞組施加額定電壓時,處于指定分接位置的繞組端子間在空載下所感應出的電壓。注:本定義不適用增壓變壓器的串聯繞組。正分接分接因數大于1的分接負分接分接因數小于1的分接。分接級兩相鄰分接間以百分數表示分解因數之差。分解范圍用百分數表示的分接因數與100相比的變化范圍。注:如果分接范圍從100+a變到100-b,則此分接范圍為:+a%、-b%;若a=b,則為+a%.分接電壓比(一對繞組的)當帶分解的繞組時高壓繞組時,其分接電壓比等于額定電壓比乘上該繞組的分接因數。當帶分接的繞組時低壓繞組時,其分接電壓比等于額定電壓比除以該繞組的分接因數。注:按定義,雖額定電壓比至少等于1,但當額定電壓比接近1時,某些分接的分接電壓比有可能小于1.分接能力除主分接以外,其他分接某些參數的指定值,與額定參數相類似。分接參數表示某一分接(除主分接以外)的分接工作能力參數。注:變壓器內任何一個繞組(不只是帶分接的繞組)都有分接參數。其分接參數是:a.分接電壓(與額定電壓類似)。b.分接容量(與額定容量類似)。c.分接電流(與額定電流類似)。5 對有一個帶分接繞組的變壓器的技術要求1.分接范圍的標志主分接應位于分接范圍的中點(另有規定除外),其他分接用分接因數標志。分接位置數和電壓比的變化范圍用分接因數百分值與100之間的偏差作為簡化標志。例:一臺變壓器,帶分接繞組的額定電壓是220KV,有17個分接,對稱布置,其標志為:(220±8×1.25%)/35KV若規定的分接范圍不與額定電壓對稱布置時,其標志為:(220×1.25%)/35KV注:此簡化標志,只表示帶分接繞組的分接布置,不體現該繞組在運行中施加電壓的實際變化。詳見5.2和5.3。每個分接參數的數據,應標志在銘牌上。受分接電壓和分接電流的限制,某些分接可為“降低容量分接”。出現這些限制的邊界分接,被稱為“最大電壓分接”或“最大電流分接”。2.分接參數變化的標準類型及最大電壓分接分接范圍和分接分接位置數的簡化標志,標志著變壓器的變壓比的變化范圍,但不能充分表示分接參數的指定值。還必須補充一些數據,如:可以用表格列出每個分接的分接容量、分接電壓和分接電流,或用文字說明其調壓種類和“滿容量分接”的限制范圍。分接電壓調節應選擇恒磁通調壓(CFVV)、變磁通調壓(VFVV)和混合調壓(COVV)。分接電壓調節應符合下述規定:a.恒磁通調壓適用于分接因數低于最大電壓分接因數的各分接;b.變磁通調壓適用于分接因數高于最大電壓分接因數的各分接;分接容量除以下規定外,所有分接均應為滿容量分接。額定容量在2500KVA及以下,且分接范圍在±5%之內的獨立繞組變壓器中,所有負分接繞組中的分接電流等于額定電流,這表明其主分接是“最大電流分接”。在分接范圍超過±5%的變壓器中,可能要對其分接電壓或分接電流規定限制值,否則會超過額定值。當規定這些限制時,某些分接既為降低容量分接。 當分接因數不等于1時,對于滿容量分接,其分接電流有可能會超過額定電流。在恒磁通調壓下的負分接,帶分接的繞組會出現這種情況;在變磁通下的正分接,不帶分接的繞組會出現這種情況。為避免出現上述情況,有可能要規定最大電流分接,由最大電流分接,該繞組的分接電流應定為常數。這也表示直到極限分接的其余分接是降低容量分接?! ≡诨旌险{壓下,最大電壓分接(即恒磁通調壓與變磁通調壓之間的轉折點)同時是最大電流分接(但另有規定除外),不帶分接繞組的電流,直到極限正分接處,保持為一常數。短路阻抗  一對繞組的短路阻抗是按主分接規定的(另有規定除外)。對于分接范圍超過±5%時,還應給出兩個極限分接的短路阻抗值。在短路阻抗實驗時,主分接和兩個極限分接三個阻抗值均應進行測量?! τ趲讉€分接均給出阻抗值時,特別是當一對繞組有不同的額定容量時,推薦用每相歐姆數表示其阻抗值(以該對繞組的任一繞組為基準),而不用百分數表示,由于采用基準值不同,用百分數表示可能會引起混亂。當以百分數表示時,應明確地指出其相應的基準容量和基準電壓值?!  ∽ⅲ河脩暨x擇阻抗值時,會遇到彼此相矛盾的要求:電壓降的限制與系統故障的過電流限制;損耗的最佳經濟設計又要求短路短路阻抗在一定范圍內。若與現有變壓器并聯運行,還須考慮匹配阻抗。 若詢價不僅對主分接的短路阻抗值進行要求,還包括對其它分接范圍內的短路阻抗變化,這表示對設計有重大的限制(各繞組之間的相互配置),因此,要提出這些詳細的規定。兩個限值之間,應有足夠的差值,至少允許他們的中間值加上規定的正負偏差。制造廠應選擇主分接及極限分接的短路阻抗值,并保證在上、下限(無允許偏差)之外。3.負載損耗和溫升 負載損耗和溫升應符合以下規定;a. 對分接范圍在±5%以內,且額定容量不超過2500KVA的變壓器,負載損耗和溫升的保證僅指主分接。溫升試驗選在主分接上進行。b. 對分接范圍超過±5%,或額定容量大于2500KVA的變壓器,除主分接外,還應指明需由制造廠保證的 其他分接的負載損耗。負載損耗是以相應的分接電流為基準。溫升限值對所有分接都適用(在相應的分接容量、分接電壓和分接電流下)。溫升作為型式試驗時,僅在一個分接上進行,且應選三“最大電流分接”(通常是具有最大的負載損耗分接)上進行(除非另有協議)。確定油溫升的試驗容量應是選定分接的總損耗,該分接電流是確定繞組對油溫升的參考電流。 溫升試驗的目的,是驗證變壓器冷卻系統能否將由最大總損耗所產生的熱散發出去,且在所有分接下,任何繞組高出環境溫度的溫升不超過溫升限值的規定。 按第二目的,則要求選擇“最大電流分接”,但為確定最大油溫升,要施加的總損耗應是具有最大損耗分接的損耗(即使這個分接不是試驗選擇的分接).
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