电力变压器保护毕业设计 - 图文

S11-500/10-0.4变压器的设计及制造工艺

摘 要：对于目前在城网、农网改造中新S9型、S11型配电变压器，还有卷铁心、非晶合金、全密封、组合、干式、高燃点油、SF6气体绝缘等变压器，就要求向小容量化、降低噪声、就近安装、美化环境、环网供电，以尽量缩短低压配线，降低二次线损，改装电压品质方向发展。在此基础上，配电变压器除满足保护可靠和安装、使用方便的基本要求外，努力在不增加太多投资的情况下，使配电变压器做到降耗节能。所以对于S11型低耗能、全封闭变压器就有研究的必要，所以本人想对S11-500/10-0.4型变压器进行设计以对其损耗进行分析。

通过该课题设计可达到1）培养学生正确的设计思想与设计方法；2）培养学生综合、灵活应用所学知识去分析和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题；3）提高学生调查研究、设计计算、理论分析、查阅资料及绘制图样等各方面的基本技能。

关键词：变压器；卷铁心；S11-M；二次线损；损耗

S11-500/10-0.4 type transformer design and

manufacturing

Abstract: For the present in the city nets, rural reform S9 type, S11 new type distribution transformer, and roll core, amorphous alloy, and the seal, combination, the dry, high flash point SF6 gas oil, insulation transformer, requires the capacity to reduce noise, small, and drew near unto installation, beautify the environment, ring network power supply, to try to shorten the low voltage wiring, reduce secondary line loss, modified voltage quality development direction. On this basis, the distribution transformer protection in addition to satisfying reliable and convenient installation and use of the basic requirements, efforts to increase investment in not too much, to distribution transformer do consumption energy saving. So for the S11 type low consumption and fully enclosed transformer is the necessary research, so I want to S11-500/10-0.4 type transformer design based on the loss for analysis.

Through the project design can be up to 1) train students' correct design idea and design methods; 2) students' comprehensive, flexible application knowledge to

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analyse and solve engineering encountered in the design of some technical issues; 3) to improve the students' study, design calculation, theoretical analysis, access to information and drawing pattern of each respect such as the basic skills.

Key words: transformer; Roll core; S11; Secondary line loss; loss

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前言

1.1 一、电力变压器在电力工业中的地位和作用

1.1.1 1.电力变压器的发展历史

1882年高纳德（Gaulard)和吉伯斯（Gibbs)的交流供电系统，获得英国专利。他们用一种叫做“第二发电机”（具有开口铁心，是变压器的前身）的设备来升高和降低电压。

第一台闭合铁心，在铁心柱外有绕组的变压器，是1884年9月16日由德利（M.Dery)、伯拉锡（O.Blathy）和济拍劳斯基（K.Zipernovsky）在匈牙利的干茨（Ganz）工厂制造出来的，这台变压器是单相变压器，容量为1400KVA，电压比为120/72V，频率为40Hz，并在他们的专利申请中首次使用“变压器”这一术语。

1885年在达佩斯展览会上展出了这台设备。

美国人威斯丁豪斯（Westinghouse）买了几台高纳德和吉伯斯的交流电压变换设备及其专利，开始重新进行机械和电气设计。1886年第一台用于交流照明系统的变压器投入使用并获得成功，随着这一项技术得到迅速的发展。1890年AEG（原德国通用电气公司）工厂的多里弗-多不夫斯基（M.O.Dolivo-Do-browsky）发明了三相变压器。

从1886年变压器用于照明得到实际使用后，交流输电电压和容量增长很快。1949年新中国成立以后。随着国民经济的快速发展，电力工业也同样得到了快速发展，特别是改革开放以来，电力工业的发展速度更比以前有所提高，见表1-1。

表1-1 新中国电力工业和变压器工业的发展

年份/a 发电机装机/万 kW 年发电量/亿 kW.h 变压器年产量/万 kWA 1949 1995 1996 1997 2000 185 21724 23600 25000 31932

43 10069 10794 11350 13685 11.9 13444 14002 12446 18177 3

2001 33861 14839 20832 1.1.2 2.电力变压器在国民经济中的作用

由于电力做为能源，可以从能源产地将煤炭、石油、天然气或核能的转换成电力后，很方便的通过变压器由输电线路将电能输送到需要动力能源的地方。电力输送比其他形式的能源输送都更简单、方便，如图1-3所示。

启动厂用变压器厂用电系统自耦变压器三线圈变压器发电机升压变压器降压变压器接用电设备降压变压器配电变压器图1-3 变压器在电力网中的应用示意图 Fig l-3 The application of transformer in electrical diagram

变压器的工作原理与结构

变压器的基本工作原理

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相绝缘的绕组套在一个共同的铁芯上，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，并在铁芯中产生交变磁通，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。

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图1—1 单相变压器原理图

如图1-1所示，它是由两个匝数不等地绕组绕在一个闭合的铁芯上构成的。铁芯是用硅钢片叠装而成的，铁芯柱左边的绕组称为一次绕组（也称初级绕组或原绕组），其匝数为N1。另一侧绕组称为二次绕组(也称次绕组或副绕组)，其匝数为N2。当二次侧开路，将一次侧接入交流电压U1时，则一次绕组中便有电流I0流过，这个电流通常称为空载电流。空载电流便产生空载磁动势，在铁芯中便有磁通Φ0通过，此时在一、二次侧便产生感应电动势。

E1=4.44fN1Φm （1—1）

E2=4.44fN2Φm （1—2）

式中：

E1—一次侧自感电动势(V)；

E2—二次侧互感电动势（V）；

f—电源频率(HZ)； N1—一次绕组匝数； N2—二次绕组匝数；

Φm—交变主磁通的最大值（Wb）； 在空载情况下，两绕组的电压比为：

U1E1N1===Kv （1—3） U2E2N2式中KV为变压比[4]。 电力变压器基本结构

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