变压器设计(2015版)(参考课件)
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变压器设计 完整版 ppt课件
2020/9/2
追求卓越
臻于至善
洞察需求
不懈创新
22
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
一 初算每匝电压
2020/9/2不懈创新
23
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核 二 - 1 低压绕组匝数计算
二 - 2 计算实际的每匝电势
2020/9/2
铜导小线电型（流变J密q）压度：器（3的.J0q~） 电4的 流.5A密选/m度择m（，2; J通q）常可：适铝当导取线小（，Jq大）容：量1.6可~2适.4当A/取mm大2;一些， 但3.5一A/些m低m2损。耗变压器(如:S9型)铜导线（Jq）一般为2.5~3.0A/mm2，不超过
第一篇 设 计 变压器
准备工作
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3
分目录— 设计变压器的准备工作
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 5 电压比校核
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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第1章-变压器ppt课件(全)
按惯例规定正方向，如图1-14所示：
①电压降的正方向与电流的正方向一致； ②磁通的正方向与产生该磁通的电流的正方向之间符合右手螺旋 定则； ③感应电动势的正方向与磁通的正方向之间符合右手螺旋关系。 当原边电压按正弦规律变化时，则磁通中也按正弦规律变化。
原、副绕组中感应电势的有效值为 ：
E 1 E 1 2 m N 1 2 m 22 fN 1 m 4 .4 4 fN 1 m
在油箱和储油柜的连通管中装有气体继电器。当变压器内部 发生故障时，产生气体使气体继电器动作，发出信号，示意 工作人员及时处理或令其开关跳闸。容量在800以上的变压器， 油箱盖上装有防爆管，其管口用3 ～ 5mm厚的玻璃片封住。 当变压器内部发生故障，保护装置失灵时，箱内产生大量气 体将冲破玻璃片喷出，不致损坏箱体。最近生产的变压器采 用压力释放阀代替防爆管，当内部故障引起压力升高时，压 力释放阀动作，接通接点报警或令开关跳闸。气体继电器、 防爆管和压力释放阀为安全保护装置。
图1-3 斜接缝叠片的排法 (a)奇数层叠片；(b)偶数层叠片
小型变压器的铁心柱截面是方形或矩形的，大型变压器的 铁心柱截面是阶梯形状的，如图1-4所示。铁心柱套装绕组， 连接铁心柱的部分称为磁轭。磁轭的截面比铁心柱的截面 大5％ ～ 10％，以减小空载电流和空载损耗。
图1-4 铁心柱截面 (a) 大型铁心柱截面；(b) 小型铁心柱截面
图1-10 2500kVA的牵引整流干式变压器
图1-11 低压电流为2000A的电炉干式变压器
图1-12 海上平台用1000kVA的干式变压器
1.1.2【知识进阶】变压器的基本工作原理
变压器依据电磁感应原理工作，它的基本工作原理可以用 图1-13说明。
图1-13 单相变压器的工作原理图
变压器PPT课件
势近似相等，
Fm
F0
Im I0
§2－2 变压器的负载运行 电动势平衡式
除了主磁通在原、副边绕组中感应电动势E1和E2外， 原、副边还有对应 于漏磁通产生的漏电势。
原边： U1 E1 E1 I1R1 E1 I1R1 jI1x1 E1 I1Z1
N1m
cost
N1 m sin(t 90) E1m sin(t 90)
i2
e2
当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正弦规律
变化， 但相位比主磁通落后900。
一次绕组内感应电势的有效值
E1
E1m 2
1 2
N1 m
2fN 1m 4.44 fN 1m
I1
I2
接下去的任务:
E1
Im
E2
U 2
理想变压器模型
消去理想变压器
继续简化模型,用 电路直接求解.
§2－2 变压器的负载运行折算法
•变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁路的联系。副边的负载通过 磁势影响原边。 因此只要副边的磁势不变， 原边的物理量就没有改变。 这 为折算提供了依据。
流过一个阻抗引起的阻抗压降。
E1 I0Zm I0 (rm jxm )
Z m E1 / I 0 ;
rm
pFe
/
I
2 0
;
xm
Z
2 m
rm2
I0
E1
rm
xm
I0
r1
U1
x1 rm
E1
xm
§2－1 变压器空载运行相量图
变压器课件-PPT
调整到Ⅲ档。当输出电压高
时，把分接开关位置由Ⅱ档
调整到Ⅰ档。
❖
调整好档位后，用直
流电桥测各相绕组直流电阻，
看各相之间电阻是否平衡。
若各相之间电阻差大于2％，
可能是档位的动静触头接触
不好或没有调好档位位置，
必须重新调整。
20
21
1
3
3
3
2
2
2
1
1
1
333
1
1
11
222
444
1
3 2 1
1 4 3
2 1
轻瓦斯保护一天连续动作两次，色谱分析为裸金属过热，经测直
流电阻为分接开关故障，吊芯检查发现分接开关的动静触点错位
2/3，这是引起气体继电器动作的根本原因。
❖
(2)辅助设备异常：
❖
①呼吸系统不畅通。变压器的呼吸系统包括气囊呼吸器，防
暴简呼吸器(有的变压器两者合一)等，呼吸系统不畅或堵塞往往
会造成轻、重瓦斯保护动作，并大多伴有喷油或跑油现象。
3—高压线圈 4—低压线圈6
(2)绕组——变压器中的电路部分。
单相壳式变压器
1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组
交叠式绕组
1—低压绕组 2—高压绕组
7
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
8
油浸式电力变压器
1—信号式温度计
2—吸湿器
3—储油柜
4—油位计
5—安全气道
6—气体继电器
7—高压套管
8—低压套管
9—分接开关
10—油箱
11—铁心
12—线圈
9
13—放油阀门
附件
变压器课件精华版
绕组包括高压绕组和低压绕组。 高、低压绕组同心套装在铁芯柱上。 低压绕组在里，高压绕组在外。 三相变压器的高、低压绕组存在相间联结问题。
变压器其它附件
温度计；吸湿器，储油柜； 油表；安全气道；气体继 电器；高压套管；低压套 管；分接开关；油箱等等
3.2.2 变压器的铭牌数据
型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、
I0
U1
E1
E 1
U2
1
U1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
E 2
U 20
u2
0
E1 E 2
1
E1
I0 R1
3.3.5 电压平衡方程式
考虑漏磁通， 变压器空载运行时相量形式表示的
电压平衡方程式： U1 I0R1 (E1) (E1) U20 E2
为了提高磁路的导磁性能和降低铁心的涡流及磁滞损耗， 铁心通常用0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成 一定的形状叠制而成。
3.2.1 变压器的结构——铁心
铁芯由铁芯柱和铁轭组成。
单相壳式变压器
Aa xX
A
B
C
高低
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
铁轭
铁心柱
3.2.1 变压器的结构——绕组
绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成。
i1 1 N2 i2 k N1
只须改变N1，N2的值，便可达到变换电压的目的。
3.2.1 变压器的结构
1—铭牌 标额定值、运行条件、
使用环境等。
5—储油柜（或油枕） 避免油
与空气直接接触，减缓变压器油受 潮及老化速度，并使油有热胀冷缩 的空间。
变压器其它附件
温度计；吸湿器，储油柜； 油表；安全气道；气体继 电器；高压套管；低压套 管；分接开关；油箱等等
3.2.2 变压器的铭牌数据
型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、
I0
U1
E1
E 1
U2
1
U1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
E 2
U 20
u2
0
E1 E 2
1
E1
I0 R1
3.3.5 电压平衡方程式
考虑漏磁通， 变压器空载运行时相量形式表示的
电压平衡方程式： U1 I0R1 (E1) (E1) U20 E2
为了提高磁路的导磁性能和降低铁心的涡流及磁滞损耗， 铁心通常用0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成 一定的形状叠制而成。
3.2.1 变压器的结构——铁心
铁芯由铁芯柱和铁轭组成。
单相壳式变压器
Aa xX
A
B
C
高低
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
铁轭
铁心柱
3.2.1 变压器的结构——绕组
绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成。
i1 1 N2 i2 k N1
只须改变N1，N2的值，便可达到变换电压的目的。
3.2.1 变压器的结构
1—铭牌 标额定值、运行条件、
使用环境等。
5—储油柜（或油枕） 避免油
与空气直接接触，减缓变压器油受 潮及老化速度，并使油有热胀冷缩 的空间。
变压器的设计步骤和计算公式ppt课件
in (max )
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
变压器ppt课件
06
变压器的发展趋势与展望
高性能变压器的技术发展
更高的效率
通过改进设计和材料，提高变压 器的能量转换效率。
更小的体积
减小变压器的体积，以便在更小 的空间内安装。
更轻的重量
使用更轻的材料和设计，以降低 变压器的重量。
智能变压器的应用推广
远程监控和维护
通过物联网和传感器技术，实现对变压器状态的 远程监控和维护。
效率与损耗参数
效率
变压器的效率是指在正常工作条件下，其输出功率与输入功率的比值。高效率意味着更少的能量损失和更高的能 源利用率。
损耗
变压器的损耗主要包括铁损、铜损和空载损耗。这些损耗会转化为热量，导致变压器温度升高，影响其性能和使 用寿命。
机械性能与噪声参数
机械性能
变压器的机械性能包括其尺寸、重量、结构、安装方式等。这些因素对于变压器的运输、安装和使用 都有重要影响。
变压器ppt课件
目录
• 变压器概述 • 变压器的基本结构 • 变压器的性能参数 • 变压器的设计与制造 • 变压器的运行与维护 • 变压器的发展趋势与展望
01
变压器概述
定义与工作原理
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改变 交流电压的设备。
工作原理
变压器利用两个相互绝缘的绕组通过 交流电产生磁通，根据电磁感应原理 ，变化的磁通在线圈中产生感应电动 势，从而改变输出电压。
度符合要求。
组装其他部件
将绕组、铁芯和其他部件组装 在一起，如散热器、油箱、绝
缘件等。
质量检验与控制
对每个制造环节进行质量检验 和控制，确保产品符合设计要
求和质量标准。
试验与检测技术
绝缘性能试验
对变压器进行绝缘性能试验，如 耐压试验、介质损耗试验等，确
变压器的设计
目录目录_________________________________________________________________________ 1摘要_____________________________________________________________________ 2一、变压器的基本结构 ________________________________________________________ 3二、变压器的工作原理________________________________________________________ 41.电压变换_______________________________________________________________ 42.电流变换_______________________________________________________________ 5三、设计内容________________________________________________________________ 51、额定容量的确定 _______________________________________________________ 52、铁心尺寸的选定_______________________________________________________ 63、计算绕组线圈匝数______________________________________________________ 84、计算各绕组导线的直径并选择导线________________________________________ 95、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积_________________________________ 10四设计实例________________________________________________________________ 114.1 设计要求 ____________________________________________________________ 114.2计算变压器参数_______________________________________________________ 12五总结_____________________________________________________________________ 15参考文献____________________________________________________________________ 15附录摘要随着我国经济建设的发展，电力工业规模迅速的壮大起来，变压器的单台容量和安装容量快速增长。
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2021/2/17
14
➢ 第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
一 影响铁芯直径选择的主要因素
2021/2/17
15
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
二 铁芯直径的计算 二 - 1 铁芯直径的计算公式
二 - 2 每柱容量 的计算
2021/2/17
16
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
8
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
9
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
四 变压器电压、电流计算
2021/2/17
10
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
11
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
12
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选
择
第二篇 变压器铁芯直径计算 及铁芯柱截面积选择
29
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
三 电流密度与导线规格选择 三 - 1 电流密度选择
铜导小线电型（流变J密q）压度：器（3的.J0q~） 电4的 流.5A密选/m度择m（，2; J通q）常可：适铝当导取线小（，Jq大）容：量1.6可~2适.4当A/取mm大2;一些， 但3.5一A/些m低m2损。耗变压器(如:S9型)铜导线（Jq）一般为2.5~3.0A/mm2，不超过
二 - 4 高压（中压）绕组匝数计算
2021/2/17
25
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
26
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
27
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 5 电压比校核
2021/2/17
28
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
2021/2/17
33
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
34
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
四 绕组型式选择
✓1 单层圆筒式
✓2 双层圆筒式
圆筒
✓3 多层圆筒式
式绕组
✓4 分段圆筒式
✓5 8段圆筒式
绕
6 箔式绕组
特殊绕组
组
型 式
✓1 连续式
2 双饼式
淘汰型式
✓3 螺旋式
2021/2/17
4
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
一 设计变压器应该注意的问题
2021/2/17
5
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
6
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
二 设计变压器一般程序
2021/2/17
7
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
三 电力变压器技术参数确定
2021/2/17
2021/2/17
13
分目录— 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
目录
一 影响铁芯直径选择的主要因素...................15 二 铁芯直径的计算...............................16 三 铁芯柱截面积的选择...........................18
二 - 3 每柱容量 的经验计算
2021/2/17
铁芯柱截面积选择
三 铁芯柱截面积的选择 铁芯截面积及相关参数选择通常在经验表格中选取
2021/2/17
18
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
2021/2/17
19
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
变压器设计
2015年
主讲：
总 目 录—中小型变压器设计
➢第一篇 ➢第二篇 ➢第三篇 ➢第四篇 ➢第五篇 ➢第六篇 ➢第七篇
目录
设计变压器准备工作.........................3 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择.......13 变压器高、低压绕组计算.....................21 变压器短路阻抗计算.........................54
2021/2/17
30
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
三 - 2 导线规格选择 根据电流密度公式推导导线截面积公式如下v
Sq=Iq / Jq
[mm2]
导线截面积计算出来之后，再通过查表选取导线的规格，其表格如下：
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31
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
32
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
20
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
绕组计算
2021/2/17
21
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
2021/2/17
3
分目录— 设计变压器的准备工作
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
2021/2/17
22
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
一 初算每匝电压
2021/2/17
23
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核 二 - 1 低压绕组匝数计算
二 - 2 计算实际的每匝电势
2021/2/17
24
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 3 磁通密度与磁通的计算
空载损耗与空载电流........................64 变压器油箱结构设计.........................77 变压器绝缘设计.............................104
2021/2/17
2
➢第一篇 设计变压器的准备工作
第一篇 设 计 变压器
准备工作