變壓器課程設(shè)計(jì)-蘭州交通大學(xué)

1、電氣2013級(jí)“卓班”企業(yè)課程（電機(jī)學(xué)）實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)報(bào)告評(píng)語(yǔ)：考 勤（10）守 紀(jì)（10）實(shí)習(xí)報(bào)告（20）實(shí)訓(xùn)過(guò)程（20）實(shí)訓(xùn)報(bào)告（30分）小組答辯（10）總成績(jī)（100）專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2015年7月 25日 1 實(shí)習(xí)報(bào)告1.1實(shí)習(xí)項(xiàng)目1.1.1 實(shí)習(xí)項(xiàng)目 1時(shí)間：2015-7-22，上午8：00至12: 00 地點(diǎn)：中國(guó)北車(chē)集團(tuán)蘭州機(jī)車(chē)廠(chǎng)指導(dǎo)教師：張紅生實(shí)習(xí)內(nèi)容：了解電機(jī)生產(chǎn)、制造的工藝流程及測(cè)試方法今天，我們來(lái)到了中國(guó)北車(chē)蘭州機(jī)車(chē)廠(chǎng)了解電機(jī)生產(chǎn)、制造的工藝流程及測(cè)試方法。蘭州機(jī)車(chē)廠(chǎng)隸屬中國(guó)北方機(jī)車(chē)車(chē)輛工

2、業(yè)集團(tuán)公司，是西北地區(qū)機(jī)車(chē)檢修的重要基地，目前檢修的主要品種有東風(fēng)系列內(nèi)燃機(jī)車(chē)和韶山型電力機(jī)車(chē)。北車(chē)蘭州機(jī)車(chē)有限公司是中國(guó)北車(chē)股份有限公司的全資子公司，始建于1954年，是我國(guó)西北地區(qū)唯一的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、電力機(jī)車(chē)檢修基地，鐵路工程機(jī)械制造基地和規(guī)模最大、品種最全的工礦機(jī)車(chē)制造基地，屬?lài)?guó)家高新技術(shù)企業(yè)。今天，在老師的帶領(lǐng)下，我們來(lái)到了蘭州機(jī)車(chē)廠(chǎng)進(jìn)行了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。在進(jìn)入廠(chǎng)區(qū)前，工作人員給我們?cè)敿?xì)地介紹了相關(guān)的注意事項(xiàng)，我們了解到廠(chǎng)區(qū)內(nèi)部的設(shè)備大多都是帶電設(shè)備，不能直接觸摸，以免發(fā)生危險(xiǎn)，同時(shí)也給我們介紹到中國(guó)北車(chē)蘭州機(jī)車(chē)廠(chǎng)是中國(guó)北車(chē)集團(tuán)下屬的分公司，主要承擔(dān)機(jī)車(chē)的保養(yǎng)和修理任務(wù)。當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行到120萬(wàn)公里

3、時(shí)就必須要進(jìn)廠(chǎng)檢修。檢修也是一步一步完成的，他們廠(chǎng)里的各個(gè)車(chē)間分別承擔(dān)著不同的檢修任圖1 內(nèi)燃機(jī)車(chē)主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 務(wù)。進(jìn)入車(chē)間，我們?cè)谝粋€(gè)老師的帶領(lǐng)下，從外向里開(kāi)始參觀(guān)。首先我們參觀(guān)了電機(jī)車(chē)間，觀(guān)看了電機(jī)部件的生產(chǎn)，電機(jī)的拆卸及組裝。進(jìn)入車(chē)間后，我們看到了正在檢修的內(nèi)燃機(jī)車(chē)主發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子（如圖1和圖2所示），在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子上，繞著一系列的勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁繞組是可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈繞組，有串勵(lì)和并勵(lì)之分的，發(fā)電機(jī)內(nèi)用勵(lì)磁圖2 內(nèi)燃機(jī)車(chē)主發(fā)電機(jī)定子 繞組，可以替代永磁體，可以產(chǎn)生永磁體無(wú)法產(chǎn)生的強(qiáng)大的磁通密度，且可以方便調(diào)節(jié)，從而可以實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電。在發(fā)電機(jī)的定子繞組上，繞的是發(fā)電機(jī)的電樞繞組，電

4、樞繞組由一定數(shù)目的電樞線(xiàn)圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電機(jī)的電路部分，也是感生電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分。線(xiàn)圈用絕緣的圓形或矩形截面的導(dǎo)線(xiàn)繞成，分上下兩層嵌放在電樞鐵心槽內(nèi)，上下層以及線(xiàn)圈與電樞鐵心之間都要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。接下來(lái)，工作人員又帶我們了解了機(jī)車(chē)上的電壓互感器，電壓互感器的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)帶鐵芯的變壓器，它主要由一、二次線(xiàn)圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。最后，我們又參觀(guān)

5、了電器車(chē)間，進(jìn)去后就可以看到組成機(jī)車(chē)電氣系統(tǒng)的分立元件的生產(chǎn)和檢修，車(chē)間分為了兩部分，一部分用于機(jī)車(chē)電氣系統(tǒng)中一些較大部件的檢修，生產(chǎn)和加工；另一部分是一些機(jī)車(chē)電氣小部件及控制開(kāi)關(guān)的檢修生產(chǎn)。通過(guò)今天的參觀(guān)實(shí)習(xí)，我對(duì)電機(jī)的檢修與生產(chǎn)的工藝流程有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，不僅見(jiàn)到了原來(lái)在課本上學(xué)過(guò)但卻沒(méi)有實(shí)際見(jiàn)過(guò)的東西，也學(xué)到了原來(lái)在課本上學(xué)不到的知識(shí)，讓我深刻的認(rèn)識(shí)到將理論轉(zhuǎn)換為實(shí)踐的重要意義，在以后的生活和工作中，我要不斷的充實(shí)和豐富自己，不放棄任何能夠鍛煉自己的機(jī)會(huì)，讓自己能夠?qū)W習(xí)到更多的知識(shí)。1.1.2實(shí)習(xí)項(xiàng)目2 時(shí)間：2015-7-22，下午2：30至4: 30 地點(diǎn)：甘肅宏宇變壓器有限公司指導(dǎo)

6、教師：張紅生實(shí)習(xí)內(nèi)容：了解變壓器生產(chǎn)、制造的工藝流程及測(cè)試方法今天，我們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下來(lái)到了蘭州宏宇變壓器有限公司進(jìn)行參觀(guān)實(shí)習(xí)，了解變壓器的相關(guān)生產(chǎn)，制造的一系列的工藝流程，變壓器是用來(lái)改變交流電壓大小的電氣設(shè)備。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，以相同的頻率，在兩個(gè)或者更多的繞組之間，變換交流電壓和電流而來(lái)傳輸電流的電氣設(shè)備，就是利用的磁生電和電生磁。首先，我們大致參觀(guān)了解了變壓器的各個(gè)組成部分，它是由鐵芯，繞組，附件，溫控裝置組成的。鐵芯：由硅鋼片疊成，是完成電能-磁能-電能的轉(zhuǎn)換的主體。（如圖3所示）繞組：包含圖3 變壓器鐵芯硅鋼片 初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈，一次線(xiàn)圈是將原邊電能引進(jìn)變壓器中完成勵(lì)磁作用，二次

7、線(xiàn)圈是將磁能轉(zhuǎn)換成電能并傳送出去，線(xiàn)圈通常是依靠三角型或星型連接的。附件：絕緣體，包括初次級(jí)絕緣，匝間絕緣和與鐵芯和外殼之間的絕緣。溫控裝置：變壓器均有溫度過(guò)熱保護(hù)裝置，過(guò)熱保護(hù)裝置主要是通過(guò)在低壓線(xiàn)圈中的熱敏電阻實(shí)現(xiàn)的變壓器溫度檢測(cè)與控制。鐵芯硅鋼片的工藝包括縱剪，橫剪，變壓器鐵芯疊裝以及變壓器的涂漆和綁扎?？v剪的主要部分就是調(diào)刀和試剪，在調(diào)試過(guò)程中要注意間距，以保證在裁剪過(guò)程中硅鋼片的邊緣不會(huì)出現(xiàn)毛刺，波浪等現(xiàn)象。試剪出來(lái)的硅鋼片一定要符合圖紙的要求，一旦出現(xiàn)偏差，必須要調(diào)整滾剪刀，直至合格。橫剪的機(jī)械化程度較高，在生產(chǎn)過(guò)程中只需要調(diào)好機(jī)器，調(diào)整好程序，在試剪合格后，就可以大量機(jī)械裁剪了，

8、一般用厚度為 圖4 變壓器鐵芯的涂漆 0.3mm的冷軋硅鋼片，因?yàn)槔滠埞桎撈哂芯哂懈咭患?jí)的晶粒取向當(dāng)磁力線(xiàn)方向沿碾軋方向時(shí)導(dǎo)磁的性能是最好的，并且冷軋硅鋼片還具有較低的線(xiàn)性磁滯伸縮和較小的應(yīng)力敏感度。變壓器鐵芯的疊裝是最重要的一道工序，疊裝的好壞會(huì)直接影響到變壓器鐵芯的性能，我們所參觀(guān)的是采用三柱式全斜接的一種疊片方式，變壓器鐵芯的鐵軛多采用的是多級(jí)階梯形截面。大型的變壓器的漏磁場(chǎng)很強(qiáng)漏磁在鐵芯柱表面最小級(jí)疊片內(nèi)產(chǎn)生的渦流較大可能會(huì)引起局部過(guò)熱，所以將鐵芯表面最小級(jí)的硅鋼片沿長(zhǎng)度方向開(kāi)槽，做成二拼，三拼等，來(lái)減小遏流。變壓器涂漆的是為了防銹，如果變壓器鐵芯生銹，將大大降低變壓器的壽命以及變

9、壓器的性能，變壓器的鐵芯柱綁扎采用玻璃纖維粘帶綁扎。（如圖4所示）接下來(lái)，我們又了解到了變壓器的繞組工藝，變壓器的繞組工藝分為高壓繞組的分段圓筒式繞制和低壓繞組箔式繞制。變壓器的繞組構(gòu)成設(shè)備的內(nèi)部電路，它與外界的電網(wǎng)直接相連，是變壓器最重要的部件。高壓繞組通常套在最外面，引出分接頭比較方便，高壓側(cè)的電流較小，引出的分接引線(xiàn)和分接開(kāi)關(guān)的載流部分截面小，開(kāi)關(guān)接觸部分比較容易解決。低壓繞組在繞制過(guò)程中要注意匝數(shù)校對(duì)，銅箔邊緣的毛刺和不平等現(xiàn)象。（如圖5所示） 最后，我們簡(jiǎn)單地了解到了變壓器的測(cè)試，變壓器的測(cè)試分為六個(gè)部分：絕緣電阻測(cè)試；工頻耐壓試驗(yàn)；變壓器的負(fù)載損耗；變壓器的空載損耗；倍頻以及局部放

10、電測(cè)試。通過(guò)今天的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，加深了我對(duì)變壓器構(gòu)造以及參數(shù)方面的了解，在參觀(guān)實(shí)習(xí)的過(guò)程中，我們有不明白的地方向工作人員提問(wèn)時(shí)，他們都能夠?yàn)槲覀冊(cè)敿?xì)講解，讓我對(duì)變壓器知識(shí)又有了更新、更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)我接下來(lái)所進(jìn)行的變壓器設(shè)計(jì)收益頗豐。 圖5 變壓器繞組1.2 體會(huì) 雖然只是短暫的實(shí)習(xí)，卻讓我了解到了許多有關(guān)變壓器和電機(jī)的知識(shí)，也豐富了我的理論基礎(chǔ)。參觀(guān)后的最大感慨就是，在整個(gè)變壓器的制造工藝與流程中，絕大部分是手工完成，自動(dòng)化程度不高。相比于現(xiàn)在的科技，變壓器的制造卻顯得如此“原始”，這讓我不得不思考，究竟怎樣才能讓變壓器制造的自動(dòng)化程度提高，這也許會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中慢慢得出結(jié)論吧。與此同時(shí)，我對(duì)電機(jī)

11、的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有了一個(gè)基本的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)于電機(jī)學(xué)中的有些概念與結(jié)構(gòu)圖有了更清晰地認(rèn)識(shí)，頓時(shí)感到豁然開(kāi)朗了許多。然而遺憾的是，師傅們講解的還是不夠清晰與透徹，我任然有許多困惑與不解，希望在以后的學(xué)習(xí)中通過(guò)自己的努力解決掉這些問(wèn)題。最后，通過(guò)老師的講解，我大體了解了相關(guān)知識(shí)。通過(guò)這兩次次的實(shí)習(xí)，我漸漸明白，每個(gè)行業(yè)的電機(jī)都有其獨(dú)特的一面，都在本行中發(fā)揮著重要的作用。因?yàn)殡姍C(jī)所處的行業(yè)決定了其功能與性能，也決定了其特殊的技術(shù)要求。這讓我更堅(jiān)定了以后的學(xué)習(xí)，也對(duì)電機(jī)有了更濃的興趣，希望在以后學(xué)到更多有關(guān)電機(jī)和變壓器的知識(shí)。首先：作為一名大學(xué)生，實(shí)習(xí)實(shí)踐是學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步鞏固和認(rèn)識(shí)。也是我們順利

12、融入社會(huì)的一項(xiàng)有利保障。因?yàn)閷W(xué)生自古以來(lái)都是以學(xué)為本，社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)機(jī)會(huì)相對(duì)較少。因此，對(duì)于我們來(lái)講，動(dòng)手能力是我們能成功就業(yè)的關(guān)鍵。同時(shí)生產(chǎn)實(shí)踐，也是對(duì)我們協(xié)作能力，處理同學(xué)關(guān)系的一次鍛煉。其次：對(duì)于學(xué)校而言，學(xué)校作為社會(huì)人才的培養(yǎng)單位，有義務(wù)和責(zé)任為學(xué)生提供學(xué)習(xí)和實(shí)踐的條件。實(shí)習(xí)實(shí)踐作為學(xué)校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，是學(xué)校建立學(xué)生-社會(huì)-學(xué)校三線(xiàn)一體的一個(gè)重要舉措。生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)生需遵守學(xué)校生產(chǎn)實(shí)習(xí)規(guī)定和要求，并能夠按時(shí)完成老師布置的工作，如做好筆記，完成實(shí)習(xí)報(bào)告等。學(xué)校在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中通過(guò)分組的教學(xué)模式，使學(xué)生建立一定得團(tuán)隊(duì)意識(shí)。大學(xué)給我們將來(lái)工作學(xué)習(xí)提供了實(shí)踐的舞臺(tái)，因此我們才能為將來(lái)順利

13、進(jìn)入社會(huì)做好準(zhǔn)備。再次：對(duì)于公司企業(yè)，實(shí)習(xí)實(shí)踐是一種對(duì)用人單位和學(xué)生都有益的人力資源制度安排。對(duì)于擁有具有生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的員工而言，是企業(yè)發(fā)展儲(chǔ)備人力資源的措施。任用具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的員工可以降低公司和企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本。因此大范圍的選擇人才，培養(yǎng)和鍛煉具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)生，是為迎合社會(huì)需求的重要舉措，也是作為用人單位的公關(guān)手段。2 實(shí)訓(xùn)報(bào)告2.1.1 設(shè)計(jì)題目及具體任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)三相配電變壓器，與該變壓器相匹配的數(shù)據(jù)如下所示：容量：40kVA； 額定電壓：10±5%/0.4kV；額定頻率：50Hz； 相數(shù)：3聯(lián)接組別：Y, yn12； 冷卻方式：ONAN短路阻抗：4.0% 短路損耗：990W空

14、載損耗：290W 絕緣等級(jí)：H級(jí)效率：在功率因數(shù)cos為0.8（滯后）的滿(mǎn)負(fù)載時(shí)為95%執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB200522006 三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值 因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)產(chǎn)品為小容量的變壓器，在這次的三相配電變壓器的電磁計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要做的就是變壓器的額定電壓和額定電流的計(jì)算，鐵芯直徑的確定，計(jì)算繞組的數(shù)據(jù)，高低壓側(cè)繞組匝數(shù)的確定，高低壓側(cè)繞組匝數(shù)的分配，變壓器高低壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)的選擇以及兩側(cè)線(xiàn)圈尺寸的計(jì)算，絕緣半徑的計(jì)算等基本參數(shù)的確定。因?yàn)橐€(xiàn)損耗與各種附加損耗較小，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可將其忽略。當(dāng)負(fù)載損耗過(guò)大時(shí)，要重新進(jìn)行匝數(shù)分配，直到符合要求為止。變壓器的空載損耗主要是鐵芯損耗，它由

15、磁滯損耗和渦流損耗組成。影響空載損耗的主要參數(shù)是芯柱和鐵軛的重量，不符合要求時(shí)，主要調(diào)節(jié)這兩個(gè)參數(shù)。繞組對(duì)油溫升是整個(gè)計(jì)算過(guò)程的難點(diǎn)，主要是有效散熱面積的確定非常困難。溫升是指變壓器繞組或鐵芯的溫度與周?chē)鋮s介質(zhì)的溫度之差。所以計(jì)算出的高低壓繞組對(duì)油溫升符合要求。 2.1.2 設(shè)計(jì)思路分析 在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，我先根據(jù)中小型變壓器實(shí)用全書(shū)一書(shū)中第五章第二節(jié)內(nèi)容：基本參數(shù)的確定，先了解計(jì)算過(guò)程，即先根據(jù)所給數(shù)據(jù)算出高低壓側(cè)額定電壓額定電流，再是鐵芯直徑與繞組數(shù)據(jù)的計(jì)算，接著根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出繞組電阻以及鐵芯的數(shù)據(jù)，在最后是電壓器的阻抗和其他參數(shù)的計(jì)算。在計(jì)算的過(guò)程中了解各個(gè)量之間的關(guān)系，再根據(jù)計(jì)算機(jī)輔

16、助電機(jī)設(shè)計(jì)一書(shū)中第二章第一節(jié)內(nèi)容：MATLAB基礎(chǔ)以及計(jì)算方法中關(guān)于MATLAB的介紹，進(jìn)行MATLAB編程；在編程的過(guò)程中，在可變范圍內(nèi)不斷調(diào)整一些可變參數(shù)的值，直到滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求并且為最優(yōu)參數(shù)為止。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先根據(jù)題目中所給出的變壓器的高低壓側(cè)的聯(lián)接方式和聯(lián)接組號(hào)以及高低壓側(cè)的額定電壓即可以算出此變壓器的高低壓側(cè)的相電壓，線(xiàn)電流和相電流，根據(jù)變壓器的容量SN和相數(shù)m可以計(jì)算出變壓器的每柱容量SZ，根據(jù)查閱資料所得出的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)KZ即可以計(jì)算出變壓器的鐵芯直徑D.根據(jù)鐵芯直徑D，查閱相關(guān)資料中的表格得出鐵芯的凈截面積Sc和三相角重G0。在計(jì)算高低壓側(cè)的繞組匝數(shù)時(shí)，我首先初選一個(gè)磁通密度Bm

17、1為1.7T，根據(jù)初選出的磁通密度可以算出匝電勢(shì)et，再根據(jù)匝電勢(shì)算出低壓側(cè)的匝數(shù)，再由低壓側(cè)匝電勢(shì)確定一個(gè)磁通密度Bm，由匝電勢(shì)即可以算出高壓側(cè)最大分接匝數(shù)、額定分接匝數(shù)和最小分接匝數(shù)。變壓器高低壓側(cè)的匝數(shù)分配，根據(jù)資料，我將高壓繞組分為15層，其中內(nèi)線(xiàn)圈4層，外線(xiàn)圈11層，低壓繞組分為2層，進(jìn)而計(jì)算出低壓側(cè)的每層匝數(shù)和高壓側(cè)的層最大匝數(shù)。在選擇高低壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，初選一個(gè)電流密度，高壓側(cè)電流密度為3.4A/mm²，低壓側(cè)電流密度為3.45A/mm²算出導(dǎo)線(xiàn)截面積A，再有查表得出一個(gè)導(dǎo)線(xiàn)截面積非常接近A的值，重新確定高低壓側(cè)的電流密度，查表從而確定高低壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格，在計(jì)算線(xiàn)圈

18、尺寸是，我首先算出每層導(dǎo)線(xiàn)之間的氣隙長(zhǎng)度，假定每層導(dǎo)線(xiàn)間的氣隙不變，再確定高低壓繞組的幅向尺寸和軸向尺寸。結(jié)合鐵芯與低壓繞組間的距離，主空道距離，高壓繞組兩線(xiàn)層之間的油道距離，相鄰兩柱繞組之間的距離和最先算出的鐵芯直徑可以算出低壓繞組平均半徑，高壓繞組內(nèi)層平均半徑，高壓繞組外層平均半徑和鐵芯及繞線(xiàn)的中心距M0。1.1.3 計(jì)算流程圖計(jì)算流程圖（如圖6）圖6 三相配電變壓器的電磁計(jì)算與設(shè)計(jì)流程圖2.1.4 MATLAB程序MATLAB程序見(jiàn)附錄一 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果表1：計(jì)算結(jié)果硅鋼片牌號(hào)高壓側(cè)匝數(shù)低壓側(cè)匝數(shù)短路阻抗（%）27QG1301972/2075/2179833.9%鐵芯直徑（mm）高壓側(cè)層數(shù)

19、低壓側(cè)層數(shù)空載損耗P0（W）10615(4/11)2561.064磁通密度（T）高壓側(cè)每層匝數(shù)低壓側(cè)線(xiàn)規(guī)（mm）負(fù)載損耗Pk（W）1.697139978.944硅鋼片重（kg）高壓側(cè)線(xiàn)規(guī)（mm）低壓側(cè)電流密度（A/mm²）低壓側(cè)繞組溫升（）482.263QZ 0.93/1.023.44943.726窗高（mm）高壓側(cè)電流密度（A/mm²）低壓側(cè)線(xiàn)重（kg）高壓側(cè)繞組溫升（）182.8103.40014.89020.215中心距（mm）高壓側(cè)線(xiàn)重（kg）主空道（mm）194.44025.5837.03 總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)是一次非常好的鍛煉機(jī)會(huì),歷時(shí)二個(gè)星期左右，通過(guò)這二個(gè)星期的

20、學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己所掌握的書(shū)本上的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中的差異，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)更是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程. 此次變壓器課程設(shè)計(jì)，我仍體會(huì)頗深。從中學(xué)到很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，

21、難免會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的不足，自己知識(shí)的很多漏洞，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。感激學(xué)院讓我有這次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，讓我受益匪淺，這次學(xué)習(xí)對(duì)于我們沒(méi)有真正實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，絕對(duì)是一次成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。4 參考文獻(xiàn)1 姜宏偉等. 計(jì)算機(jī)輔助電機(jī)設(shè)計(jì)M. 北京：中國(guó)電力出版社，2009.2 戴文進(jìn)譯. 電機(jī)原理與設(shè)計(jì)的MATLAB分析M.北京：電子工業(yè)出版社，20063 姚志松等 中小型變壓器使用全書(shū)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008附錄一 變壓器優(yōu)化計(jì)算 MATLAB程序及附圖1 MATLAB程序clc;clear all;%電壓電流計(jì)算%f

22、printf('硅鋼片牌號(hào)： 27QG130n');Sn=40; %額定容量 KVAU1=10000; %高壓側(cè)線(xiàn)電壓 VU2=400; %低壓側(cè)線(xiàn)電壓 VU1n=U1/sqrt(3);%高壓側(cè)相電壓 VU2n=U2/sqrt(3);%低壓側(cè)相電壓 VI1=Sn/(sqrt(3)*U1)*1000;%高壓側(cè)線(xiàn)電流 AI1p=I1; %高壓側(cè)相電流 AI2=Sn/(sqrt(3)*U2)*1000;%低壓側(cè)線(xiàn)電流 AI2p=I2; %低壓側(cè)相電流 Af=50; %額定頻率 Hzm=3; %相數(shù)cos_phi=0.8;%額定功率因數(shù) Sz=Sn/m; %鐵芯柱容量 KVA%鐵芯直徑

23、的選取%Kz=55; %初選經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 對(duì)于冷軋硅鋼片銅線(xiàn)變壓器取5460D=Kz*sqrt(sqrt(Sz); % D鐵芯直徑，mm；Kz經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；Sz-鐵芯柱容量 D=ceil(D);Sc=73.8; %凈截面積 cm2 （查表得）Go=12.2; %三相角重 kg (查表得)fprintf('鐵芯的直徑：D = %d mmn',D);%繞組數(shù)據(jù)計(jì)算%1、高低壓繞組匝數(shù)確定Bm1=1.7; %初選磁通密度 冷軋硅鋼片一般取1.601.75T(查表得)et=Bm1*Sc/45; %匝電勢(shì) V/匝N2=U2n/et; N2 =ceil(N2); %低壓側(cè)繞組匝數(shù)Et=U2n/N2

24、; %重新調(diào)整每匝電勢(shì)Bm=Et*45/Sc; %重新調(diào)整磁通密度f(wàn)printf('磁通密度：Bm = %5.3f Tn',Bm);N1=U1n/Et; N1 =ceil(N1); %高壓側(cè)額定繞組匝數(shù)N11=U1n*1.05/Et; %高壓側(cè)最大分接電壓匝數(shù)N11 =ceil(N11); %高壓側(cè)額定繞組匝數(shù)N12=U1n*0.95/Et; %高壓側(cè)最小分接電壓匝數(shù)N12 =ceil(N12); %高壓側(cè)額定繞組匝數(shù)fprintf('匝電勢(shì)：Et = %f V/匝n',Et);fprintf('高壓側(cè)繞組匝數(shù)：N12/N1/N11 = %d/%d/%d

25、 匝n',N12,N1,N11);fprintf('低壓側(cè)繞組匝數(shù)：N2 = %d 匝n',N2);%2、導(dǎo)線(xiàn)選擇及線(xiàn)圈尺寸計(jì)算J11=3.4; %初選高壓側(cè)電流密度 電流密度：（對(duì)于阻抗電壓為4%的油浸式變壓器電流密度取33.77，對(duì)于銅線(xiàn)而言）A11=I1p/J11; %高壓繞組導(dǎo)線(xiàn)截面積A1=0.6793; %查表得出高壓側(cè)的銅線(xiàn)截面積J1=I1p/A1; %調(diào)整之后的高壓側(cè)電流密度f(wàn)printf('高壓側(cè)的線(xiàn)規(guī)：QZ 0.93/1.02n');%(QZ：漆包圓銅線(xiàn)；裸導(dǎo)線(xiàn)外徑/漆包線(xiàn)最大外徑)J22=3.45; %低壓側(cè)初值電流密度A22=I2p

26、/J22; %高壓繞組導(dǎo)線(xiàn)截面積A2=16.74; %查表得出低壓側(cè)的銅線(xiàn)截面積J2=I2p/A2; %調(diào)整之后的低壓側(cè)電流密度f(wàn)printf('低壓側(cè)的線(xiàn)規(guī)：ZB 1.68X10.0/2.13X10.5 n');%(ZB：紙包扁銅線(xiàn)；裸導(dǎo)線(xiàn)厚度X寬度/裸線(xiàn)厚度加兩邊紙包總厚度（0.45mm）X寬度加裕度（0.5mm）)fprintf('高壓側(cè)電流密度：J1 = %5.3f A/mm2n',J1);fprintf('低壓側(cè)電流密度：J2 = %5.3f A/mm2n',J2);%3、層式線(xiàn)圈尺寸的確定Nc1=139; %高壓側(cè)共15層，內(nèi)層4層，

27、外層11層 Nc11=129; %除調(diào)整層129匝，其余139匝Nc2=41.5; %低壓側(cè)2層fprintf('高壓側(cè)層數(shù)：Nc1 = 15 （4/11）層n');fprintf('低壓側(cè)層數(shù)：Nc2 = 2 層n');b1=1.02; %高壓側(cè)帶絕緣導(dǎo)線(xiàn)的直徑b2=2.13; %低壓側(cè)裸線(xiàn)厚度加兩邊紙包總厚度Nb1=1; %并繞根數(shù)h1=0.01; %軸向繞制裕度01%H1=(Nc1+1)*Nb1*b1+h1;%高壓側(cè)繞組軸向高度H11=H1-b1; %高壓側(cè)繞組軸向有效高度H2=(Nc2+1)*Nb1*b2+h1;%低壓側(cè)繞組軸向高度H22=H2-b2;

28、%低壓側(cè)繞組軸向有效高度Uc1=2*Et*Nc1; %高壓側(cè)層間最大電壓Uc2=2*Et*Nc2; %低壓側(cè)層間最大電壓a11=(b1*4+3*3*0.12)*1.07;a11 =ceil(a11); %高壓內(nèi)測(cè)線(xiàn)圈幅向尺寸a12=(b1*11+10*3*0.12)*1.07;a12=ceil(a12); %高壓外側(cè)線(xiàn)圈幅向尺寸a2=(b2*2+2*0.12+0.76); a2=ceil(a2); %低壓側(cè)線(xiàn)圈幅向尺寸%4、高低壓之間絕緣距離r=D/2;%鐵芯半徑d1=3.5;%低壓繞組至鐵芯距離，是低壓繞組套裝裕度（包括低壓紙筒厚）r21=r+d1;%低壓側(cè)繞組內(nèi)部線(xiàn)層半徑L21=pi*(2

29、*r21+a2)/1000;%低壓側(cè)線(xiàn)圈的平均匝長(zhǎng) md2=7;%主空道距離r11=r21+a2+d2+2;%高壓側(cè)內(nèi)線(xiàn)圈的內(nèi)半徑L11=pi*(2*r11+a11)/1000;%高壓側(cè)內(nèi)線(xiàn)圈的平均匝長(zhǎng) mr13=r11+a11+4;%高壓側(cè)外線(xiàn)圈的內(nèi)半徑L12=pi*(2*r13+a12)/1000;%高壓側(cè)外線(xiàn)圈的平均匝長(zhǎng) mL2=L21*N2+0.5;%低壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)的總長(zhǎng) 公式中的0.5考慮了引線(xiàn)的長(zhǎng)度L1=L11*(Nc1*4)+L12*(10*Nc1+Nc11);%高壓側(cè)導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)度 mr14=r13+11*b1;%高壓繞組外繞組的外半徑 L1e=L1-0.05*N1*(2*r14-b1

30、)*pi/1000; %高壓額定電壓處導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng) ml2=L2/N2;%低壓繞組平均匝長(zhǎng)l1=L1e/N1;%高壓繞組平均匝長(zhǎng)d4=9;%相間距離Mo=2*r14+d4;%中心距 兩鐵芯間距離fprintf('中心距：Mo = %5.3f mmn',Mo);%5、每相電阻r2(75)=0.02135*L2/A2;%低壓繞組電阻r1(75)=0.02135*L1e/A1;%高壓繞組電阻Pr1=3*I1p*I1p*r1(75);%高壓側(cè)繞組電阻損耗Pr2=3*I2p*I2p*r2(75);%低壓側(cè)繞組電阻損耗kp=1.05;% 附件損耗系數(shù) 查表得Pk=(Pr1+Pr2)*kp;%負(fù)

31、載損耗 fprintf('負(fù)載損耗：Pk = %5.3f Wn',Pk );%6、短路阻抗的計(jì)算Hp=(H11+H22)/2/10;%高低壓繞組平均有效電抗高度 cma0=0.9;%為高低壓繞組間銅到銅油道寬度（即加紙包絕緣厚度） cma21=0.168*4;%低壓繞組線(xiàn)層厚度a22=0;%低壓側(cè)沒(méi)有內(nèi)外繞組之分r22=r21+a21;%低壓繞組外半徑a20=0;r2p=(r22+a20/2)/10;%低壓繞組平均半徑 cmr24=r22;r0p=(r24+a0/2)/10;%主漏磁空道平均半徑 cma10=0.4;%高壓繞組內(nèi)外線(xiàn)段間油道 cmr1p=(r11+(a11+a1

32、0+a12)/2)/10;%高壓繞組平均半徑r20p=0;%低壓繞組中油道平均半徑r12=(r11+4*2.13)/10;%高壓繞組內(nèi)部線(xiàn)層的外半徑r10p=(r12+a10/2)/10;%高壓繞組層間油道的平均半徑N22=41.5;%電壓繞組每層的匝數(shù)N21=41.5;%低壓繞組每層的匝數(shù)DD=(a21/10+a22/10)/3*r2p+a0*r0p+(a11+a12)*r1p/3+a20*(N22/(N21+N22)*(N22/(N21+N22)*r20p+a10*(N12/(N11+N12)*(N12/(N11+N12)*r10p-40;%漏磁演化寬度 cmSS=a20+a21+a22+a0+a10+a11+a12-18.7;%漏磁場(chǎng)寬度 cmZ=Hp/SS;ZZ=0.89;%由Z得洛氏系數(shù)ZZK=1;%查表得Ux=49.6*f*I2p*ZZ*DD*K/Hp/Et*1e-5+2;%電抗壓降Ut=Pk/10/Sn;%電阻壓降Uk=sqrt(Ux*Ux+Ut*Ut);%短路阻抗fprintf('短路阻抗：Uk = %5.3fn',Uk);%7、絕緣后導(dǎo)線(xiàn)重Gd11=3*8.9*A1*