S9-31535型变压器设计及检测研究
摘要
变压器是输电系统中重要的设备。电从发电机出来以后，通过升压变压器送到电网，在经过几次降压后才至用户，其间共通过变压器4~5次，甚至8~9次，损耗很多。这些年来，随着能源的日益紧张，对变压器这一重要的输电设备进行节能设计也越来越受到人们的关注和重视。S9-31535变压器就是一款比较节能的变压器。
对变压器进行节能设计的原则就是满足性能指标条件下，降低变压器的损耗及有效材料成本。在具体设计过程中，往往需要反复调整和计算，因为降低损耗和降低材料成本在某种条件下又是相互矛盾的，反复调整和计算的过程就是使得全局优化的过程。节能变压器与普通变压器设计的程序相同，但在参数选择方面偏重点不同，如电流密度和磁通密度的选取都比普通变压器低一些。这些在具体设计过程中将作详细介绍。
关键词: 电力变压器；损耗；节能；电流密度；
Abstract
Transformer is an important equipment in transmission system. After the generator comes out of the generator, it is sent to the power grid by the boost transformer. After several depressurization, the power is passed to the user. In the meantime, a total of transformer 4~5 times, even 8~9 times, is lost. Over the past few years, with the increasing tension of energy sources, more and more attention has been paid to the energy-saving design of the important transmission equipment of transformers. S9-31535 transformer is a more energy efficient transformer.
The principle of energy saving design for transformer is to reduce transformer loss and effective material cost under condition of performance index. In the process of specific design, it is often necessary to adjust and calculate repeatedly, because reducing loss and reducing material cost are contradictory under some conditions. The process of repeated adjustment and calculation is the process of making the global optimization. The energy saving transformer is the same as that of ordinary transformer, but it is different in parameter selection, such as the selection of current density and flux density is lower than that of ordinary transformer. These will be described in detail in the specific design process.
Key words: power transformer; loss; energy saving; current density;
目录
1.1变压器的现状、用途和分类 2
1.1.1变压器的现状 2
1.1.2变压器的用途 2
1.1.3变压器的分类 3
1.2 变压器设计计算的任务 5
1.3变压器设计计算的步骤 6
1.4课题研究 6
第2章 设计计算 8
2.1 基本参数的确定 8
2.2铁心直径的选择 8
2.3 线圈计算 8
2.3.1 高压部分 8
2.3.2低压部分 12
2.3.3线圈负载损耗的计算 14
2.4绝缘半径的计算 14
2.5阻抗电压的计算 15
2.6铁心计算 17
2.6.1铁心的基本参数 17
2.6.2铁心总质量的计算 17
2.6.3空载损耗的计算 18
2.6.4空载电流的计算 18
2.7油箱尺寸的计算 19
2.8 油箱散热及温度计算 20
2.9 线圈温升（油平均温升）计算 21
2.9.1高压部分 21
2.9.2低压部分 22
2.10 重量计算 22
2.10.1 油箱及附件重量计算 22
2.10.2 变压器身重量计算 23
2.10.3 绝缘油重量计算 23
2.10.4 变压器总重量（㎏） 23
2.11 组件选择 23
3 铁心直径估算及线圈匝数计算 24
3.1 铁心直径估算 24
3.2 变压器容量的折算 24
3.3 铁心柱和铁轭截面设计 25
3.4 线圈匝数计算 25
3.4.1 初算每匝电压 25
3.4.2 初算低压线圈匝数 26
3.4.3 确定每匝电压 26
3.4.4 磁通密度计算 26
3.4.5 高压或中压线圈匝数计算 26
3.5 电压比校核 26
3.5.1主分接时电压比校核 26
3.5.2 具有分接的线圈的电压比校核 27
第4章 检测研究 57
4.1变压器状态检测技术 57
4.1.1通过热分析进行状态检测 57
4.1.2通过振动分析进行状态检测 58
4.1.3通过局部放电分析来进行状态检测 58
4.1.4通过溶解气体的分析来进行状态分析 59
4.1.5通过频率响应进行状态检测 59
4.2状态检测好处 60
5 绝缘半径及窗高计算 61
5.1 绝缘半径计算 61
5.2 窗高计算 61
6 主、纵绝缘结构的确定 61
6.1 确定主、纵绝缘结构的依据 61
6.2 冲击分布及改善分布的途径 62
6.2.1 加电容环（静电环） 62
6.2.2 采用纠结式线圈 62
6.2.3 分级补偿 63
6.3 主、纵绝缘计算 63
6.3.1 薄纸筒小油隙主绝缘计算 63
6.3.2 纵绝缘计算 64
6.4 35kV及以下变压器的主、纵绝缘结构 65
6.4.1 35kV及以下变压器的主绝缘结构 65
6.4.2 35kV及以下变压器纵绝缘结构 65
参考文献 69
附录 70
参考文献
[1]王跃东. 电工学. 西安：西北工业大学出版社，2008
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[4]彼得罗夫. 变压器理论与计算. 北京：机械工业出版社，1998
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[9]变压器制造技术丛书编审委员会. 变压器绕组制造工艺.北京：机械工业出版社，1998
[10]变压器制造技术丛书编审委员会. 变压器铁心制造工艺.北京：机械工业出版社，1998
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[13]杨帆.变压器在线检测与故障诊断的研究.[硕士学位论文]保定：华北电力大学，2008
