变压器设计方案
变压器设计 - (完整版) -
2020/4/18
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
一 短路阻抗的概述
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
二 双绕组变压器短路阻抗计算
二-1 双绕组变压器短路电抗计算（内外绕组无轴向油道）
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
二-2 双绕组变压器短路电抗计算（内外绕组有轴向油道或气道）
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算
（层式）辐向计算（mm）
（层式）轴向、窗高、电抗高度计算
aδ+0.05----带绝缘的导线直径或厚度
×na----导线沿辐向并绕根数
（mm） bδ+0.05----带绝缘的导线直径或宽度
ac----每匝导线总厚度
×nb ----导线沿轴向并绕根数
绕组计算
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分目录—变压器高、低压绕组计算
目录
一 初算每匝电压....................................23 二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核................24 三 电流密度与导线规格选择..........................30 四 绕组型式选择....................................35 五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算..............37 六 导线电阻与重量计算..............................41 七 线圈电阻损耗、负载损耗..........................51
变压器安装施工设计方案及对策
变压器安装施工设计方案及对策一、安装施工设计方案1.确定变压器的类型和规格：根据工程需求和负荷计算，确定变压器的额定电压、容量和相数等参数。
2.选择变压器的安装地点：变压器需要安装在通风良好、干燥且无腐蚀性气体和灰尘的地方，同时要远离可燃物。
3.确定变压器的支架和基础设计：根据变压器的尺寸和重量，设计合适的支架和基础结构，以确保变压器的稳定性和安全性。
4.确定变压器的接地方案：根据相关规范和要求，设计变压器的接地系统，确保变压器的接地电阻符合标准。
5.设计变压器的冷却系统：根据变压器的额定容量和运行条件，选择合适的冷却方式，设计冷却系统的管道和风道等。
6.设计变压器的绝缘系统：根据变压器的额定电压和运行条件，选择合适的绝缘材料和绝缘结构，确保变压器的安全运行。
7.设计变压器的附件和配电系统：根据工程需求，设计变压器的附件，如温度控制器、湿度控制器等，同时设计变压器的配电系统，包括输入输出开关、保护装置等。
8.确定变压器的安装方法：根据变压器的尺寸和重量，选择合适的安装方法，如吊装、滑动等。
二、安装施工对策1.施工前的准备工作：在施工前，要进行充分的准备工作，包括制定详细的施工计划和安全措施，清理安装地点，组织好施工人员等。
2.安装过程中的质量控制：在安装过程中，要加强质量控制，确保安装的准确性和可靠性。
对变压器的安装位置、接地系统、冷却系统等进行检查和测试。
3.安全措施：在安装过程中，要注意施工现场的安全，在操作过程中要戴好安全帽、防护眼镜等个人防护装备，同时要正确使用各种施工工具和设备，避免发生事故。
4.施工进度控制：要合理安排施工进度，确保按时完成施工任务。
同时，要随时关注工程进展情况，及时处理施工中遇到的问题，确保施工质量和工期。
5.施工后的验收工作：在变压器安装完成后，要进行验收工作，包括检查变压器的功能和安全性，测试变压器的性能参数等，确保变压器的正常运行。
6.施工后的维护和管理：在变压器安装完成后，要进行定期的维护和管理工作，包括检查变压器的运行状态，清洁变压器的外壳和散热系统等，确保变压器的长期稳定运行。
变压器的设计步骤和计算公式
这部分能量被称为变压器漏感。
开关断开后，漏感能量不会传递到次级，而是在变压器初级绕组和开关之间产生高压
尖峰。此外，还会在断开的开关和初级绕组的等效电容与变压器的漏感之间，产生高
频振铃如果该尖峰的峰值电压超过开关元件(通常为功率MOSFET)的击穿电压，就会导
流对漏极电容充电(图3a)。当初级绕组电压达到由变压器匝数所定义的反射输出电压
(VOR)时，次级二极管关断，励磁能量传递到次级。漏感能量继续对变压器和漏极电容
充电，直到初级绕组电压等于箝位电容电压，此时，阻断二极管导通，漏感能量被转
移到箝位电容(图4a)。经由电容吸收的充电电流将漏
极节点峰值电压箝位到VIN(MAX)+VC(MAX)。漏感能量完全转移后，阻断二极管关断，
C
其它型号磁芯估算MLT可依此方法类推。
2）按下试计算各绕组铜损
Pcu = (Nn × MLT × R n ) × In2
式中：Pcun --第n绕组铜损，单位为瓦
Nn ---- 第n绕组匝数，单位为匝
MLT ---均绕组长度，单位为m
Rn ---- 第n绕组导线每米长电阻，单位为Ω；
In2 ---第n绕组额定电流，单位为A；
C0 =
I OUT (max )
f min ×V 纹波(max )
一、变压器的设计步骤和计算公式
1.1 变压器的技术要求:
V
输入电压范围；
输出电压和电流值；
输出电压精度；
效率ηη；
磁芯型号；
工作频率f；
最大导通占空比Dmax；
最大工作磁通密度Bmax;
其它要求。
变压器技术设计规范方案要求
变压器技术设计规范方案要求一、引言变压器是电力系统中的重要组成部分，用于将交流电能进行功率转换和电压变换。
为了保证变压器的正常运行和安全性，需要制定相应的技术设计规范方案。
本文将针对变压器技术设计规范方案进行详细论述。
二、总体要求1.变压器技术设计应符合国家和行业相关标准，如GB1094《电力变压器》和GB/T6451《变压器技术条件》等。
2.设计方案要满足实际工程需求，并在技术和经济上达到最佳匹配。
3.设计方案应注重环保和能源节约，提高变压器的能效比。
三、设计原则1.合理选用变压器的铁心和线圈材料，以保证较高的能量转换效率。
2.变压器的额定容量和最大容量应根据负载需求、过载能力和故障时的短路电流进行合理选择。
3.变压器的绝缘结构应具有良好的耐电压能力和散热性能，以确保变压器在额定工作条件下的可靠运行。
四、技术要求1.变压器的温升应符合相关标准要求，在额定负载条件下不超过限定温升值。
2.变压器的绝缘电阻应符合标准要求，并且应保持足够的安全裕度。
3.变压器的短路阻抗应满足配电系统的要求，以确保系统在短路故障时能够快速响应，限制故障电流。
4.变压器的空载电流应控制在合理范围内，以降低线路损耗和能源浪费。
5.变压器的噪声水平应符合国家标准，以保证正常运行不对周围环境造成过大影响。
五、安全要求1.变压器的外壳结构应具有良好的绝缘性能和防护等级，以防止触电和外界环境对变压器的损害。
2.变压器应具备过载保护、短路保护和温度保护等功能，以及相关的报警和监控系统。
3.变压器的绝缘结构应满足安全间距和安全距离的要求，避免发生电弧和漏电事故。
六、测试与验收1.变压器设计完成后，应进行各项试验和检测以验证设计方案的可行性和合格性，如绕组电压试验、短路阻抗测定、负载试验等。
2.变压器的安装、调试和运行过程中，应制定相应的验收标准和程序，确保变压器满足规定的技术要求和性能指标。
七、总结变压器技术设计规范方案是保证变压器安全可靠运行的重要保障。
变压器技术设计规范方案要求内容
变压器技术设计规范⽅案要求内容第七章货物需求清单及技术规范要求2 变压器S13—400KVA/6KV1台型号：S13—400KVA/6KV/400V3 变压器S13—630KVA/6KV2台型号：S13—630KVA/6KV/400V4变压器S13—800KVA2台型号：S13—800KVA/6KV/400V1、5、6、7、8、9、10包要求如下：⼲式变压器技术要求1、产品运⾏环境a)环境温度：-10～+45℃b)相对温度：⽇平均值不⼤于95%；⽉平均值不⼤于90%（25℃）c)海拔⾼度：产品适⽤于1600⽶d)安装地点：户外2、执⾏标准GB1094.11-2007 ⼲式电⼒变压器GB1094.1-1996 电⼒变压器IEC726 ⼲式变压器GB/T10228-2008 ⼲式变压器技术参数和要求JB/T 10088-2004 6-500 KV级电⼒变压器声级3、性能和特征a)变压器在GB1094、GB 10228规定的使⽤条件下，能正常地满负荷连续运⾏并达到规定的负载及特殊要求。
b)变压器在额定输出功率，施加电压在正常电压的±5%范围内波动时，变压器的温升限值如下：部件温升限值绕组温升，绝缘的耐热等级为F级100K（电阻法测量）铁⼼使相邻绝缘材料不损伤的温升c)变压器能在GB1094规定的条件下，2秒钟内承受外部短路的动稳定效应和热稳定效应⽽不损伤。
d)局部放电量不⼤于5pc。
4、变压器铁⼼铁⼼采⽤冷轧硅钢⽚叠制（武钢或鞍钢）。
5、绕组和绝缘绕组的设计和装配采⽤⾼质量的导电体和绝缘材料以提供最佳运⾏特性，按GB1094进⾏试验。
所有连接点的绝缘和机械⽀持能承受在运⾏时由于短路电流或其它瞬态条件产⽣的机械应⼒及在运输途中产⽣的机械应⼒，⾼低压绕组按GB1094进⾏短路试验时不应发⽣机械移动。
6、冷却系统环氧树脂浇注绝缘并配有⼀套风冷系统，实现超温⾃动开启冷却系统。
8、变压器带温控器，风机、不锈钢外壳，带外壳温度监测。
变压器设计
变压器的基本知识变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。
变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。
一、变压器的基本原理当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。
在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。
为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。
如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。
当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。
如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。
变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。
二、变压器的损耗当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。
这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。
由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。
另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。
变压器设计方案
变压器设计方案变压器设计方案变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压。
在设计变压器时，需要考虑多个因素，例如输出电压、输入电压、功率损耗等等。
下面是一个基本的变压器设计方案。
1. 确定输出电压和输入电压：首先要确定变压器的输出电压和输入电压。
根据需要，计算所需的变压比。
例如，如果需要从220V的电源转换成110V的输出电压，变压比为2:1。
2. 计算功率：根据所需的输出电流和输入电压计算功率。
功率的计算公式为P=IV，其中P为功率，I为电流，V为电压。
根据功率的计算结果，选择合适的导线和铁芯材料。
高功率变压器需要使用更大的导线和更大的铁芯。
3. 选择合适的铁芯材料：铁芯材料对变压器的性能有很大的影响。
铁芯的主要作用是增强磁场，使得变压器的效率更高。
常用的铁芯材料有硅钢片和铁氧体。
硅钢片具有良好的磁导率和低的铁损耗，而铁氧体则具有更高的饱和磁感应强度。
4. 计算匝数：变压器的匝数对变压器的变压比和效率有很大的影响。
根据所需的变压比，计算主副线圈的匝数。
匝数的计算公式为N2/N1=V2/V1，其中N为匝数，V为电压。
根据匝数的计算结果，选择合适的导线。
5. 确定冷却方式：高功率变压器在工作时会产生较多的热量，因此需要选择合适的冷却方式，以确保变压器的正常工作。
常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。
6. 进行实际制造：在完成设计后，可以开始制造变压器。
根据设计方案，选择合适的导线、铁芯和冷却器进行制造。
在制造过程中，需要注意保证匝数的准确性、绕线的均匀性和绝缘材料的使用。
7. 进行测试和调试：制造完成后，需要对变压器进行测试和调试，以确保其正常工作。
可以使用电压表和电流表进行测试，检查输出电压和输入电流是否符合设计要求。
综上所述，一个变压器的设计方案需要考虑输出电压、输入电压、功率、铁芯材料、匝数、冷却方式等多个因素。
正确认识和处理这些因素，能够设计出性能良好的变压器。
同时，在实际制造和测试过程中，也要注意细节和质量控制，保证变压器的稳定性和安全性。
10kV柱上三相变压器台典型设计方案
10kV柱上三相变压器台典型设计方案1 设计说明1.1 总的部分本典型设计为“国家电网公司配电网工程典型设计配电分册”中对应的“10kV柱上变压器台典型设计”部分，方案编号为“ZA-1”，由一个标准化台架和4个组件模块组合成3个子方案。
变压器侧装、电缆侧面引下对应的子方案编号为“ZA-1-CL”,变压器侧装、架空绝缘线侧面引下对应的子方案编号为“ZA-1-CX”，变压器正装、架空绝缘线正面引下对应的子方案编号为“ZA-1-ZX”。
方案ZA-1主要技术原则：10kV侧采用电缆或架空绝缘线引下，低压综合配电箱采用悬挂式安装，进线采用架空绝缘导线或低压单芯电缆，出线采用架空绝缘导线或电缆引出。
1.1.1 适用范围一般宜选用柱上式变压器和低压综合配电箱方式，ZA-1-CL、ZA-1-CX、ZA-1-ZX子方案适用于各类供电区域。
本设计方案为单回路线路，如果采用双回路，可根据实际情况作相应的调整。
1.1.2 方案技术条件本方案根据“10kV柱上变压器台典型设计总体说明”确定的预定条件开展设计，方案组合说明见表1-1。
表1-1 10kV柱上变压器台ZA-1典型方案技术条件表1.2.1 本典设按照给定的变压器进行设计，在实际工程中，需要根据实地情况具体设计选择变压器容量。
1.2.2 熔断器短路电流水平按8/12.5kA考虑，其他10kV设备短路电流水平均按20kA考虑。
1.2.3 高压侧采用跌落式熔断器或封闭型熔断器，低压侧进线选择熔断器式隔离开关，出线开关选用断路器。
1.3 电气一次部分1.3.1 短路电流及主要电气设备、导体选择（1）变压器。
型式：选用高效节能型变压器，宜采用油浸式、全密封、低损耗油浸式变压器；容量：400kVA及以下；阻抗电压：U k%=4；额定电压：10（10.5）±5（2×2.5）%/0.4kV；接线组别：Dyn11；冷却方式：自冷式。
（2）10kV侧选用跌落式熔断器或封闭型熔断器，10kV避雷器采用金属氧化物避雷器。
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变压器的设计
磁性材料以及变压器的设计，主要说三种，一是硅钢片构成的工频变压器，一种铁硅铝铁粉芯磁环，还有一种是锰锌镍锌材料构成的磁环。
三种应用于不同场合，其中硅钢片主要用于工频变压器，因为U值在1.5K附近，适中，Bsat值大，达1.5T，因此抗磁饱和强度。
铁硅铝铁粉芯材料U值低，一般在百附近，B值相对硅钢片小，但是比高导材料（锰芯镍锌）大很多，主要用于直流分量大的场合。
比如用于BUCK连续电流电路。
而锰芯镍锌磁导率很高，最高最达10K，因此耦合性很好，主要用于小信号耦合传输。
比如驱动信号以及电压电流采样。
这种材料主要绕几匝就能满足感量要求以及合适的激励电流。
说说变压器的设计
首先我们知道变压器是一个激励电感和理想变压器构成，当然还有初次级漏感。
但我们可以先假设漏感忽略不记。
那么变压器主要参数就是激励电流和匝数了，也就是磁动势。
这直接和B值有关。
其他条件不变下，NI越大，B值越大，越容易磁饱和。
那么好了，现在讨论下NI值怎么取才能让B值处在一个安全的范围内。
相信大家知道B=UH，这是定义出来的，U就是磁导率，就是B 与H的比值，U不是常数，但是在小H下B与H成线性关系（一般材料）,而H=KNI，K是比例常数，N是匝数，I是激励电流。
那好了，如果要减小B值就得减小NI乘积（同一磁环）。
激励电流I是和电感量成反比的。
如果增大电感量则激励流会下降，但是N就得增大，否则电感量如何上升。
我们知道电感量又和N成正比,L∝N*N?μ。
而U=LI/T,把L值代进去得U∝N*N?μ?I/T。
所以
B=μH=kμNI=k(μNUT)/(N *μ)=KUT/N
由此式可知B∝1/N。
所以增大N就能减小B值，所以理论上我们最好让N值无穷大，这样B不容易饱和，但是实际情况总有个度,首先就是我们的变压器功率。
因为我们总要输出一定功率，否则变压器就失去了作用。
既然要输出功率那么肯定有一的电流过绕线，若取得很细，则线压降很大，线损很大。
若线取得粗则磁环大小限制，不能绕下那么多绕线，所以匝数就有限。
除非增大磁环。
当然我们不必要取B值太小，否则磁环利用率低，所以我们要取个平衡值。
因此变压器设计首先考虑功率输出，然后确定需要多大的导线。
线径确定后就开始选择磁环大小。
根据磁环大小来得到一个合适的L值，在该值下算出I，然后乘以N，看是否超出B值，若超出则增大N，直到B值在一定范围内，假如线绕不下则换体积更大的磁环。
下面验证为什么不增大导率减少N以用小体积磁环得到大功率输出。
同一磁环不同N下B值趋势：
由上面推导知道B1/B2=N2/N1。
所以增大一倍匝数，则B值减少一半。
①相同形状L相同Ur不同下。
首先L值不变，因此I值也不变。
高μ值下必然得减少N值以保持L不变，所以由L∝N *μ知，
N1 *μ1=N2 *μ2，
所以μ1/μ2=（N2/N1）。
所以N2=(√μ1/μ2)*N1。
由B=KμH得（K是比例常数，由磁环形状决定），当形状一样时K相同。
B2/B1=√(μ2/μ1)。
所以μ值增大两倍则B值增大√2倍。
所以虽然增大μ值能减小N，但是付出的代价确是B值更加趋于饱和状态。
对于BUCK电路，磁环上的绕线纯粹是充当电感，所以流过多少就是多少激励电流。
因此BUCK电路一般很少用高磁导率的磁环，而且假如有直流[标签:内容]。