电磁装置设计原理变压器设计-华中科技大学原
华中科技大学版【电机学】(第三版)电子讲稿【第二章】
第二章：变压器主要内容：变压器的工作原理，运行特性，基本方程式等效电路相量土，变压器的并联运行及三相变压器的特有问题。
2-1变压器的工作原理本节以普通双绕组变压器为例介绍变压器的工作原理，基本结构和额定值。
一、 基本结构变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。
除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。
主要介绍铁心和绕组的结构。
1、铁心变压器的铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架。
铁心分：心柱：心柱上套装有绕组。
铁轭：形成闭合磁路为了减少铁心损耗，通常采用含硅量较高，厚度为0.33mm 表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。
铁心结构的基本形式分心式和壳式两种心式：铁轭靠着绕组的顶面和底面。
而不包围绕组侧面，见图2-2特结构较为简单，绕组的装配及绝缘也较为容易，所以国产变压器大多采用心式结构。
（电力变压器常采用的结构）壳式：铁轭不仅包围顶面和底面，也包围绕组的侧面。
见图2-3，这种结构机械强度较好，但制造工艺复杂，用材料较多。
铁心的叠装分为对接和叠接两种对接：将心柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再把它们拼在一起。
工艺简单。
迭接：把心柱和铁轭一层一层的交错重叠，工艺复杂。
由于叠接式铁心使叠片接缝错开，减小接缝处的气隙，从而减小了励磁电流，同时这种结构夹紧装置简单经济可靠性高，多采用叠接式。
缺点：工艺上费时2、绕组绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。
接入电能的一端称为原绕组（或一次绕组）输出电能的一端称为付绕组（或二次绕组）一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。
因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理S I U I U ==2211 （s 原付绕组的视在功率）电压高的一端电流小所以导线细从高低压绕组的相对位置来看，变压器绕组可以分为同心式和交叠式两类同心式：高低压绕组同心的套在铁心柱上。
变压器制造的技术原理
变压器制造的技术原理变压器是一种电气设备，用于将交流电能从一个电路传输到另一个电路，通过电磁感应的原理，实现电压的升降。
变压器由两个或更多的线圈组成，它们通过铁芯相互连接。
一般情况下，变压器分为主线圈（输入线圈）和从线圈（输出线圈）两部分。
变压器的核心部件是铁芯。
铁芯由高导磁率的铁磁材料制成，如硅钢片。
这种材料具有低磁阻和较高的导磁性能，在电流作用下产生较小的涡流损耗。
变压器制造的主要技术原理是电磁感应现象。
当主线圈中通过交流电流时，产生的电磁场会穿透铁芯并感应出从线圈中的电压。
根据电磁感应的通用公式，变压器的输入和输出电压之间的关系可以通过转变线圈绕组的比例来实现。
即输入电压与输出电压的比值等于主线圈与从线圈的匝数比。
通过变压器，可以实现电压的升高或降低。
当从线圈匝数大于主线圈匝数时，输出电压就会升高。
这种变压器被称为步升变压器。
相反，当从线圈匝数小于主线圈匝数时，输出电压就会降低。
这种变压器被称为步降变压器。
在制造过程中，首先需要设计变压器的参数，如所需的输入电压、输出电压、额定功率等。
然后，在制造变压器的线圈时需要选择合适的导线材料和绝缘材料。
导线材料通常是铜或铝，这些材料具有良好的导电性能和热导性能。
绝缘材料主要是用于保护线圈不受外部环境的损害，并具有一定的耐压和耐热性能。
制造过程中的一个重要环节是绕线。
线圈的绕制通常采用自动绕线机器或手工绕线，确保匝数的准确性和线圈的质量。
完成线圈后，需要将线圈安装在铁芯上，并通过焊接或压接等方式固定线圈。
在组装变压器的过程中，还需要考虑绝缘和散热。
绝缘主要通过绝缘材料包裹线圈来实现，以防止线圈之间和线圈与铁芯之间发生电击或短路。
散热是为了保证变压器能够正常工作而必需的。
散热通常通过在铁芯周围安装散热器或风扇等装置来实现，以促进热量的散发。
最后，变压器还需要进行测试和调试，以确保其符合设计要求和质量标准。
测试包括输入和输出电压的测量、绝缘测试、电流负载测试等。
第6章永磁机构2 电磁装置设计 教材 华科电气
第六章永磁操作机构及其特性计算6.1 永磁机构的结构及工作原理永磁操作机构是新一代真空短路器的操作系统。
它通过永久磁铁产生的电磁吸合力使短路器保持在合、分闸位置上，配合励磁控制系统，实现其分、合闸操作等各种功能。
如图6－1所示，为一台带永磁操作机构的真空断路器模型。
1—静铁心2—动铁心（衔铁）3—永磁体4—合闸线圈5—分闸线圈6—连接杆7—拐臂8—固定铰链9—触头弹簧10—动触头11—静触头12—绝缘筒图6－1 带永磁操作机构断路器模型永磁机构有多种结构形式，根据其励磁线圈个数及磁路结构特点，一般可以分为三种：双线圈永磁机构、单线圈永磁机构和分磁路式永磁机构。
在此仅以双线圈永磁机构为例，说明其基本结构特点和工作原理。
双线圈永磁机构如图6－1所示，由两个励磁线圈分别实现分、合闸控制，磁路结构对称。
当动铁心处于上端位置时，上端动、静铁心相接触，相应的磁阻很小，而下端动、静铁心之间存在较大的气隙，相应的磁阻大。
根据磁路的欧姆定理，永磁体产生的磁力线将通过动铁心的上端经静铁心形成闭合回路，如图6－2a所示。
此时，在机构上部的动、静铁心之间存在向上的电磁力，使动铁心保持在上端位置，即通过连杆驱动短路器的动触头，使之保持分闸状态；当结构接到合闸命令时，给合闸线圈通电，使合闸线圈电流产生的磁场磁力线方向如图6－2b所示。
合闸线圈电流在动铁心上部气隙产生的磁场方向与永磁体所产生的磁场方向相反，使上部气隙磁场减弱，而合闸线圈电流在下部气隙产生的磁场方向与永磁体所产生的磁场方向相同，使下部气隙磁场相加。
当合闸线圈电流达到某一值，动铁心在受到向下电磁力的作用下开始向下运动，并且随着向下位移的增加，下部气隙的磁阻逐渐减小，其磁感应强度远远大于上部气隙的磁感应强度，动铁心向下呈加速运动。
当动铁心运动至行程的一半后，永磁体所产生的磁力线大部分将通过下部气隙，于是进一步加速动铁心的运动速度，直到合闸到位。
此时，合闸线圈电流和永磁体所产生磁场的磁力线基本上全部通过下部气隙，切断合闸线圈电流，动铁心将依靠永磁体作用可保持在合闸位置。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，广泛应用于输电、配电和电子设备中。
了解变压器的工作原理对于电力系统的设计、运行和维护至关重要。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程。
二、基本原理1. 电磁感应原理变压器的工作基于电磁感应原理。
当交流电通过一个线圈时，会产生一个交变磁场。
如果在同一磁场中放置另一个线圈，磁场中的磁通量变化将导致第二个线圈中的电动势产生。
这个现象称为互感现象。
2. 互感比变压器的互感比是指输入线圈和输出线圈之间的匝数比。
互感比决定了输入和输出电压之间的关系。
例如，如果互感比为1:10，输入电压为220V，则输出电压将为2200V。
三、结构1. 主要部件变压器主要由铁芯、输入线圈（也称为初级线圈）和输出线圈（也称为次级线圈）组成。
铁芯通常由硅钢片制成，以减小磁通的损耗。
2. 绝缘材料变压器的线圈和绕组之间需要绝缘材料，以防止电流短路和漏电。
常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘漆和绝缘胶带。
3. 冷却系统由于变压器在工作过程中会产生热量，因此需要冷却系统来散热。
常见的冷却系统包括自然冷却和强制冷却。
自然冷却通过自然对流散热，而强制冷却则使用风扇或水冷却系统。
四、工作过程1. 输入电压变压器的输入电压通过输入线圈施加在铁芯上。
输入线圈中的电流产生一个交变磁场，使得铁芯中的磁通量发生变化。
2. 互感作用由于铁芯是一个导磁材料，磁通量的变化会引起铁芯中的涡流。
这些涡流产生的磁场会与输入线圈中的磁场相互作用，从而产生互感作用。
3. 输出电压互感作用将输入电压转换为输出电压。
输出电压通过输出线圈传输给负载。
4. 转换效率变压器的转换效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
转换效率通常高达95%以上，取决于变压器的设计和负载情况。
五、应用领域变压器广泛应用于各个领域，包括：1. 输电系统：变压器用于将发电厂产生的高电压电能转换为输送到用户的低电压电能。
2. 配电系统：变压器用于将输电线路的高电压电能转换为适合家庭和工业用途的低电压电能。
第7章 感应电机的电磁设计2 电磁装置设计 教材 华科电气
第七章感应电动机的电磁设计7.1 概述一、设计过程及内容电机设计的任务是根据用户提出的产品额定数据、技术性能要求以及相关标准、技术条件，结合实际技术和经济情况，正确处理各种矛盾，设计出性能优良、体积小、结构简单、维护方便、运行可靠的产品。
电机设计分为电磁设计和结构设计，电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负荷、定子、转子冲片和铁心各部分尺寸及绕组数据，计算电机各项参数及电磁性能，并对设计方案进行必要的调整，以达到各项技术要求，最终提出电磁设计单。
结构设计是根据设计要求及电磁设计所确定的有关数据，确定电机总体结构、零部件尺寸、材料及加工要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算，绘制总装及零部件图，最终提出全套生产样图。
感应电动机是电机产品中产量最大、品种最多、应用最广的一种电机，目前90%左右的电气原动力为感应电动机，其中，中小型感应电动机占70%以上，在电网的总负荷中，感应电动机用电量占到约60%。
本章主要介绍三相感应电机的电磁设计基本原理，包括：主要尺寸与气隙的确定、定转子绕组与冲片设计、基本参数与运行性能计算、起动性能的计算方法，结合中小型实例说明具体设计计算过程。
二、我国感应电机分类和主要系列目前我国生产的感应电动机有约100个系列，500多个品种和5000多个规格。
感应电动机按转子绕组型式，一般可分为笼型和绕线型两类。
感应电动机还可以按尺寸大小、防护型式、安装方式、绝缘等级和工作定额等进行分类，如表7-1所示。
按工作环境或传动特性要求又派生一系列的专用产品。
表7-1 三相感应电动机的主要分类目前我国感应电动机基本系列及其主要技术数据和派生与专用系列产品分别如表7-2、7-3所示。
表7-2 三相感应电动机基本系列的主要技术数据表7-3 三相感应电动机主要派生和专用系列三、感应电动机的主要性能指标和额定数据电机设计时，首先应根据产品设计任务书规定的技术要求，一般感应电动机设计任务书将给出下列额定数据及其主要性能指标要求。
变压器设计原理
变压器设计原理
变压器是一种电力转换设备，通过改变交流电的电压大小实现电能传输和分配。
其设计原理基于法拉第电磁感应原理和电磁场理论。
变压器主要由铁芯和绕组组成。
铁芯通常由硅钢片等高导磁材料制成，以提高能量转换效率。
绕组则分为主绕组和副绕组，主绕组与电源相连接，副绕组与负载相连接。
当交流电通过主绕组时，电流产生的磁场会在铁芯中形成，同时在副绕组中感应出电动势。
根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小与磁场变化率成正比。
由于绕组的匝数比例不同，副绕组中的电压将与主绕组中的电压存在着一定的比例关系。
根据电磁场理论，副绕组中的电压与主绕组中的电压之比等于副绕组的匝数与主绕组的匝数之比。
这意味着，通过合适选择绕组的匝数比例，可以实现电压的升降。
例如，当副绕组的匝数比主绕组的匝数大时，副绕组的电压将升高；反之，副绕组的匝数比主绕组的匝数小时，副绕组的电压将降低。
除了电压的变换，变压器还可以实现电流的变换。
由于电能守恒原理的存在，变压器的输入功率必须等于输出功率。
因此，主绕组和副绕组的电流也呈现相反的比例关系。
例如，在电压降低的情况下，副绕组的电流将相应增大，以保持功率平衡。
通过合理设计变压器的绕组匝数比例和电流负载能力，可以实现不同电压级别之间的电能转换。
利用变压器的特性，电力系
统可以进行输电、配电和变压操作，以满足不同电器设备的供电需求。
变压器因其高效、可靠和经济的特点而得到广泛应用，成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
《电机学》(华中科技大学出版社)课后答案
2．14何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？直流发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？又有哪些主要区别？
电枢反应：电枢磁场对励磁磁场的作用
交轴电枢反应影响：①物理中性线偏离几何中性线
②发生畴变
③计及饱和时，交轴有去磁作用，
直轴可能去磁，也可能增磁。
对空心线圈：所以
自感：
所以，L的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A、磁路平均长度l有关。
闭合铁心µµ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u1、绕组电阻R1、电流i1时，问
空载：仅由励磁磁动势建立，
负载：由和Ax共同建立：由每极合成磁通计算，即负载磁通计算，∵负载时，导体切割的是负载磁通（即合成磁通）
2．16一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？
电动机电刷逆电枢转向移动，直轴电枢反应去磁，交轴电枢反应总是去磁的
磁密
查磁化曲线
气隙：
磁动势:
=
=473.9(A)
∵F=NI∴I=F／N=473.9／600=0.79(A)
1．12设1．11题的励磁绕组的电阻为，接于110V的直流电源上，问铁心磁通是多少？
先求出磁势：∵是直流电源∴不变，
∴∴
然后根据误差进行迭代设则
∴
∴
∴
=551.3-550=1.3很小，∴假设正确
（2）如有一元件断线，电刷间的电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载？
电子变压器磁设计的基本原理
电子变压器磁设计的基本原理基本原理如下：1.磁感应强度和磁通密度：磁场是由磁感应强度H和磁通密度B组成的。
磁感应强度H是单位长度上的电流，磁通密度B是通过截面上的磁通量。
通过控制磁感应强度和磁通密度的大小，可以控制变压器的输入电压和输出电压之间的变换比例。
2.磁芯材料：磁芯材料的选择对变压器的性能起着重要作用。
常见的磁芯材料有硅钢和铁氧体。
硅钢具有低磁导率和高磁饱和磁导率的特性，适用于低频变压器；铁氧体具有高磁导率和低磁饱和磁导率的特性，适用于高频变压器。
磁芯材料的选择要考虑变压器的工作频率和功率损耗。
3.匝数：一个变压器通常由两个绕组组成，即输入绕组和输出绕组。
输入绕组的匝数与输出绕组的匝数之比称为变压器的变压比。
变压器的变压比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
变压比的选择要根据实际需求和电路设计要求进行确定。
4.线径：绕组的线径会影响变压器的损耗和效率。
对于高电流的绕组，需要选择较大的线径以减少电阻损耗；对于低电流高频的绕组，可以选择较小的线径以减小铜损耗。
线径的选择要根据变压器的功率、电流和工作频率进行合理的设计。
5.电感和磁耦合：电感是变压器的重要参数，它与绕组的匝数和磁芯的磁性质相关。
磁耦合是指输入绕组和输出绕组之间的磁连接程度，它决定了输入电流和输出电流之间的传递效率。
通过合理设计变压器的电感和磁耦合，可以达到理想的电压变换效果。
总之，电子变压器的磁设计是基于磁场的基本原理，在给定的输入电压和输出电压条件下，通过选择合适的磁芯材料、匝数和线径，以实现电压的变换。
这一设计过程需要考虑变压器的工作频率、功率要求、损耗和效率等方面的因素，以满足实际应用的需求。
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电磁装置设计原理变压器设计专业：班级：设计者：学号：华中科技大学电气与电子工程学院一、变压器设计综述及其基本原理变压器是一种静止电机，由绕在共同铁芯上的两个或者两个以上的绕组通过交变的磁场而联系着。
用以把某一种等级的电压与电流转换成另外一种等级的电压与电流。
其用途是多方面的，十分广泛的应用在国民经济的各个领域。
在电力系统中，通常要将大功率的电能输送到很远的地方去，利用低电压大电流的传输是有困难的，一方面，电流大引起的输电线损耗很大；另一方面，电压的下降也会使电能无法传送出去。
因此需要用升压变压器将发电机端电压升高，而经过高压传输线到达用户端所在城市后，再利用降压变压器将电压降低，方便用户使用。
二、设计步骤1、根据设计仟务书确定各原始技术数据；2、计算铁心柱直径、铁芯柱和铁轭截面；3、绕组尺寸计算；4、绕组的确定及相关计算；5、绕组的绝缘设计；6、绝缘半径计算；7、铁芯重量计算；8、性能计算；9、温升计算；10、主要部件价格计算。
三、设计内容已知参数有：额定容量 500n S kVA =；额定电压 10kV/0.4kV （高压绕组5±％分接头）； 额定频率 f ＝50Hz ； Dy11连接模式；高压侧：1110N N U U kV ϕ==；128.8675()N I A ==线电流；116.6667()N I ϕ==相电流低压侧：20.4()N U kV =线电压2230.94()N U V ϕ==相电压22721.6878N N I I A ϕ===（1）技术条件 名称：变压器绝缘材料耐热等级：H 级(145℃) 容量：500kVA电压比：10±5%/0.4kV 频率：50Hz硅钢片型号：DQ122G-30 导线材料: 铜导线 连接组：Dy11 短路阻抗：4%负载损耗（145℃）：9350w空载损耗：1500w 空载电流：1.8%（2）铁心计算铁心直径根据经验公式1/41/450060()2153D K P mm =⨯=⨯=柱（）可得。
叠片系数选取0.97，硅钢片牌号DQ122G-30。
预取磁密为' 1.6m B T =，则2'2N W ϕ==20.13匝故取W 2=20匝，得实际磁密22'20.13' 1.6 1.610620m m W B B T T W ==⨯=匝电势：2211.547N t U e V W ϕ===高压绕组匝数：112220866N N U W W U ϕϕ===匝 分接头匝数：±5%×866=±43匝。
当磁密1.6106T 时，查表得铁心毛截面为A z =339.8 cm 2，净截面为A=322.81cm 2，角重G =112.18kg ，单位损耗为0.995W/kg ，励磁功率为1.28VA/kg ，单位励磁功率为0.219VA/ cm 2。
铁心重量：心柱重：4437.651031010322.817.6510748.26kg Z w G H A --=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯= 铁轭重：4447.65104465.6322.817.6510459.92e o G M A kg --=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=角重112.18G kg ∆=总重1320.36Fe z e G G G G kg ∆=++=空载损耗 1.120.9951320.361471.411500o po o Fe P K p G W W ==⨯⨯=< 空载电流：无功分量：0.59%or I ==有功分量：1471.410.29%50010oa I ==⨯空载电流：0.66%o I ===<1.8%（3）绕组计算 ①高压绕组 容量 ：500kVA 联结组：D额定电压：1N U =10kV额定电流：128.8675N A I ===相电流：116.6667N I A ϕ==绕组匝数：909/866/823匝预取电密为'22.62/J A mm =高，则1'2'216.667 6.3612.62/NI A S mm J nA mmϕ===高高 查表，选取线包扁铜线26.41S mm =高，知a=1.25mm,b=3.50mm 得实际电密：12216.6667 2.600/6.41N I AJ A mm S nmmϕ===高高 采用N-0.33的Nomex R 纸纸包绝缘，所以导线线规是：1.25 5.301.58 5.63⨯⨯绕组的形式采用连续式:4832A ⨯= 3927B ⨯= 11010C ⨯= 7012840E ⨯=所以高压绕组一共有78段，909匝。
幅向尺寸计算：A 段的幅向尺寸为：(1.5882 4.32) 1.04520mm ⨯++⨯=（期中内垫4.32mm 、统包2mm ）B 段的幅向尺寸为：(1.589 4.74) 1.04520mm ⨯+⨯=（其中内垫4.74mm ）C 段的幅向尺寸为：(1.5810 3.16) 1.04520mm ⨯+⨯=（其中内垫3.16mm ）E 段的幅向尺寸为：(1.5812) 1.04520mm ⨯⨯= 轴向尺寸计算：线段轴向：78 5.63439.14mm ⨯=一共78段，462.54mm 垫块轴向：705350mm ⨯= 11212mm ⨯= 6848mm ⨯= 一共有77块，410mm所以高压绕组轴向尺寸，即绕组高为439.144100.86850mm ++=窗高为8501601010mm +=(w H )②低压绕组 容量 ：500kVA 联结组：y额定电压：20.4N U kV =额定电流：2721.6878N A I === 相电流：22721.6878N N I I A ϕ== 绕组匝数：20匝预取电密为'22.16/J A mm =低，则2'2'2721.687841.762.16/8NI A S mm J nA mm ϕ===⨯低低 查表，选取线包扁铜线241.85S mm =低,知a=2.65mm,b=16.00mm 得实际电密：222721.6878 2.16/41.858N I AJ A mm S nmm ϕ===⨯低低 其中公式中的”8”表示绕组是轴向2根并联，幅向4根并联，因此每一匝由8根导线并绕而成。
采用N-0.33的Nomex R 纸纸包绝缘，所以导线线规是：2.6516.002.9816.33⨯⨯绕组的形式采用双螺旋式，中间预留12mm 气道。
幅向尺寸计算：气道一侧幅向尺寸为：2.982 1.16 6.9mm ⨯⨯=故低压绕组幅向尺寸为：6.912 6.925.8mm++=轴向尺寸计算：⨯⨯+⨯=（轴向2根并绕，共有20匝）16.332(201) 1.035709.9mm故低压绕组电抗高度为：709.9216.33677.24mm-⨯=为配合高压绕组，故低压绕组窗高为677.24332.761010mmH)+=(w（4）绝缘半径计算（单位mm）107.5 （107.5：铁心直径/2）15 （15+5：铁心到低压绕组距离，其中5mm是H级玻璃钢筒） 122.55127.5 （低压绕组内半径）25.8 (25.8mm:低压绕组辐向尺寸a）2153.3 （127.5+12.9=140.4：低压绕组辐向半径r）223.5176.84 (4mm：H级玻璃钢筒）180.8 （153.3+19=172.3mm：高低压线圈间漏磁通道平均半径r）1210.5 (23.5+4+10.5=38mm：高低压绕组之间的距离a)12191.320 (20mm:高压绕组幅向尺寸a)1r）211.3 （191.3+10=201.3mm：高压绕组幅向半径12422.643 (43mm：2个铁心所属高压绕组之间的距离）)465.6 (M（5）短路阻抗计算(1.38-0.033)⨯14.04/3=6.3040 λ=13.8+38+20+12-0.33=83.47mm (3.8+0.033)⨯17.23=66.0426 (2.0-0.033)⨯20.13/3=13.1986 (1.2+0.033)⨯14.04/4=4.3278漏磁面积：∑D=6.3049+66.0426+13.1986+4.3278=89.873 平均电抗高度: 850677.2476.362210k H cm +==⨯洛氏系数：83.47110.9653.1415763.62kH λρπ=-=-=⨯电抗修正系数:K=1.03 电抗分量：2649.62010P x t k f I D KU e H ρ⨯⨯⨯⨯∑⨯⨯=⨯⨯649.650721.68782089.8730.965 1.0311.54776.36210⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯3.63%=电阻分量: 7981.841.596%5000a U == 短路阻抗:3.965%k U ===（6）损耗计算（145℃） ①高压绕组平均匝长：122 3.14159201.31265 1.265l r mm m π==⨯⨯==高 总长：11909 1.2651149.885l N l m ==⨯=高导线重：338.92 6.411149.88510197.24G kg -=⨯⨯⨯⨯=高 145℃电阻：66234.51451149.8850.017510 4.7750234.515 6.4110l R S ρ--+==⨯⨯⨯=Ω+⨯高高密度高电阻损耗：2213316.6667 4.77503979P p I R W ==⨯⨯=高高75℃下涡流损耗：2(50866 1.25 6.410.965/850)3.80.0590%10000000⨯⨯⨯⨯⨯= 折算到145℃：239790.0590% 1.5621.226W ⨯=234.51451.226234.575+=+ ②低压绕组平均匝长：222 3.14159145.4913.570.9136l r mm m π==⨯⨯==低 总长：22200.913618.272l N l m ==⨯=低导线重：338.92841.8518.27210163.34G kg -=⨯⨯⨯⨯⨯=低 145℃电阻：66234.514518.2720.017510234.515841.8510l R S ρ--+==⨯⨯⨯+⨯⨯低低密度低 0.001453=Ω电阻损耗：22233721.68780.0014532270.3P p I R W ==⨯⨯=低低75℃下涡流损耗：2(5020 2.6541.8580.965/677.24)3.80.607%10000000⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 折算到145℃：22270.30.607%9.171.226W ⨯=234.51451.226234.575+=+ 负载损耗：(3979 1.5622270.39.17) 1.046510.43W +++⨯= 空载损耗：1471.41W总损耗：6510.431471.417981.84W +=（7）温升计算低压绕组(400V)内层散热面：(绕组绕在5mm 骨架筒上不计散热面) 10S = 绕组气道内层散热面: 62213(2134.41210)677.2410 1.4710S m π-=⨯⨯-⨯⨯⨯= 绕组气道外层散热面：62223(2146.41210)677.2410 1.6241S m π-=⨯⨯-⨯⨯⨯= 绕组外层散热面：6233(2153.3)677.2410 1.9560S m π-=⨯⨯⨯⨯= 总散热面：21212230 1.4710 1.6241 1.9560 5.0511S S S S S m =+++=+++= 低压温升：0.82270.3(10.607%)0.6687.865.0511LV T K ⨯+⎡⎤=⨯=⎢⎥⎣⎦ 高压绕组(10000V) 内层轴向气道修正系数： 1.61/410.50.56()0.2656850α=⨯= 水平轴向气道修正系数：21/2551.73{1[1()]}0.37932020β=⨯+-+= 里段：内层轴向有效散热高度（除去内垫8饼线匝）(788) 5.63394.1-⨯= 外段：外层轴向有效散热高度（除去统包2饼线匝）(782) 5.63427.88-⨯= S ：内层有效散热面：623(2191.3818)394.10.2656100.3320m π-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯= 水平有效散热面：623(2201.3840)207620.379310 3.2661m π-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 外层有效散热面：6232211.3427.8810 1.7033m π-⨯⨯⨯⨯= 总有效散热面：0.3320 3.2661 1.7033 5.3014S =++= 高压温升：0.83979 1.000590.3()59.935.3014HV T K ⨯=⨯=（8）重量计算铁心重1320.36kg =电磁线重(197.24163.34)360.58kg =+=总重(1320.36360.58) 1.151933.08kg =+⨯=四、 总结额定容量 500n S kVA =；额定电压 10kV/0.4kV （高压绕组5±％分接头）； 额定频率 f ＝50Hz ；Dy11连接模式；心柱直径 215D mm =； 中心距 440mm ；窗高 1010mm ；磁密 1.6106m B T =；空载损耗 1471.411500o P W W =<； 空载电流 0.66%o I =<1.8%； 低压匝数 2W 20＝；高压匝数 1W 866＝（主抽头）；1W 909＋＝(高压抽头)；1W 823-＝（低压抽头）； 低压导线尺寸 2.6516.002.9816.33⨯⨯； 低压导线截面积 241.85S mm =低；低压线圈高度 677.24mm ； 低压电密 22.16/J A mm =低；高压导线尺寸 1.25 5.301.58 5.63⨯⨯； 高压导线截面积 26.41S mm =高；高压线圈高度 850mm ； 高压电密 22.600/J A mm =高；负载损耗： 6510.43W ；短路阻抗 3.965%；低压绕组温升 87.86LV T K =； 高压绕组温升 59.93HV T K =； 铁心重 1320.36kg ； 电磁线重 360.58kg ； 主要部件价格：80360.58401320.3681660.8⨯+⨯= 元。