SH15-80010-0.4非晶合金变压器设计
SC(B)H15-2500非晶合金变压器
SC(B)H15-2500/10非晶合金变压器SC(B)H15-2500/10非晶合金变压器是结合非晶合金变压器和传统的环氧树脂浇注干式变压器的技术优势，采用全新的结构形式，开发出的一种新的供电输电设备。
该产品具有损耗低的突出特点，特别是空载损耗，比常规10系列干式变压器下降70% 。
同时抗腐蚀能力强，噪声低，抗短路能力强，温升低，使用寿命长等特点。
可在冬季雨雪天气，实现持续安全供电。
长期使用，可大大降低运行费用。
1.低耗节能：采用具有各向同性的软磁性导磁材料，磁化功率小，电阻率高，涡流损耗低小。
用非晶合金材料制成的铁心空载损耗及空载电流很低，只有硅钢片的1/3。
变压器的空载损耗比GB/T10228规定值下降75% 。
2.抗腐蚀能力强：非晶合金铁心通过树脂和耐高温硅胶进行全封装处理，有效防止锈蚀和非晶合金碎片脱落，从而有效保护铁心和线圈。
3.噪声低：产品设计时选取合理的工作磁密，在产品加工时改进铁心及线圈结构、采用特殊降噪材料等，产品噪声远低于国标JB/T10088要求。
4.抗短路能力强：采用三相五柱式结构，铁心四周采用框架结构保护，结构紧凑合理。
5.温升低，使用寿命长：产品温升低，散热能力强，在强迫风冷条件下可以150%额定负载运行。
可选配性能完善的温度控制保护系统，为变压器安全运行提供可靠保铁芯：铁芯选用进口优质冷轧硅钢片，全料接缝结构，芯柱采用F级无维粘绑扎，铁芯表面采用绝缘树脂漆密封防潮防锈，降低了空载损耗，空载电流和铁芯噪声，夹件和紧固件经特殊表面处理，使产品外观质量有了进一步提高执行标准。
绕组：有以下几种:(1)缠绕式(2)环氧树脂加石英砂填充浇注(3)玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构) (4)多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)高压绕组：一般采用多层圆筒式或多层分段式结构低压绕组：一般采用层式或箔式结构IEC60076-11：2004 干式电力变压器GB1094.1-1996 电力变压器GB1094.11-2007 干式电力变压器GB/T22072-2008 干式非晶合金铁芯配电变压器技术参数和要求SC(B)H15-2500/10非晶合金变压器使用环境a.海拔海拔不超过1000m.b.环境温度最高气温 +40℃最高日平均气温+30℃最高年平均气温+20℃最低气温 -30℃(适用于户外式变压器)最低气温 -5℃ (适用于户内式变压器)c.电源电压的波形电源电压的波形似于正弦波。
非晶合金变压器基础铁心
变压器基础知识1．什么是变压器？ 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线 圈和铁心（磁芯） 。
主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变 压器）等。
按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干 式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。
2 变压器工作原理借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的线圈之间，变换交流电压和电流而传 输交流电能的一种静止电器。
3．变压器主要分类电力变压器的分类按其特征分类： 按铁心形式分：心式的，壳式的； 按相数分：单相的、三相的； 按冷却方式分：油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷等； 按线圈数分：双线圈、三线圈； 按调压方式分：无励磁调压、有载调压；按用途分：升压、降压、 配电、联络、 厂用变等；4．变压器型号意义油变： S BH15- M- 315/1 0±2X2.5% ~0.4 Dyn11S: 变压器三相输 汉语拼音 三字SAN B ： 箔绕线圈 汉语拼音 “箔” BO H ： 非晶 汉语拼音 “非” HUI 不带 H 表示是硅钢片铁心变压器15：性能水平序号 15M ： 全密封 汉语拼音 “密” MI315： 额定容量大小表示 315KV A10： 表示 高压侧额定电压是 10Kv=100000 v 0． 4 表示 低压侧额定电压是 0.4KV=400v± 2X2.5% 分接范围 , 表示高压电压可调节的范围 , 高压档位第一档电压 :10500, 第二档电压 :10250 第三档电压 :10000 第四档电压 :9750 第五档电压 :9500Dyn11: D 表示三只高压线圈是 D 接（三角形接）Yn 表示三只高压线圈是 Y 接 （星形接法） N ：表示带零线 11： 表示高低压电压的的相位角度是 11点，差 30 度干变 SC B H15- - 315/1 0± 2X2.5% ~0.4 Dyn11 C 表示： 线圈是树脂浇铸式 其它意义相同 5 变压器主要结构A 变压器组成部件包括器身（铁芯、线圈、绝缘、引线） 、变压器油、B ：油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜 及测温装置等)和出线套管。
变压器设计(2015年版)
2020/10/27
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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
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
四 变压器电压、电流计算
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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20
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
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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
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SCBH15系列10kV非晶合金干式变压器
- 49 -性能参数 Functional data相数Phase: 3相频率Frequency: 50Hz局部放电Partial charging: 不大于No more than 10pC绝缘耐热等级 Insulation level: F 级绕组平均温升Average Winding arising: 不大于No more than 100K噪音水平Noise level: 声级符合Sound Level conforms to JB/T 10088-2004表2性能参数 Table 2 Functional data表1 绝缘水平 Table 1 Insulation level注: 带“*”的联结组Yyn0适用于容量≤400kV A 的变压器 特殊规格或非标产品的各项技术参数由供需双方协商确定。
Note: With the “*”ector group Yyn0 is suit for the transformer capacity is no more than 400kV AThe client should consult with supplier sbout the technical data when speical model or non-standard product is needed.节能效果 Effect of energy conservation非晶干变的空载损耗比现行国标GB/T10228-1997中表4组Ⅰ规定的数值降低四分之三。
以630kVA 为例，SCBH15-630/10与SC10-630/10相比，空载损耗降低925W 。
假设：无功经济当量k1=0.1kW/kWar;年运行时间T=8760h:电费单价A=0.6元/kWh;年平均负载系数取0.8，一台容量为630kVA 的SCBH15型的非晶干变代替SC10型干变运行可降低运行损耗P 为:P=[1.345+0.1×1.6×630×10-2+5.875×0.82]-[0.42+0.1×0.5×630×10-2+5.875×0.82]=1.618kW 运行一年的经济效益和社会效益如下:节约电能14174度(kWh)、节约电能电费8504元、节煤5.8吨；少排放二氧化碳11.7吨、相当于增加净化空气的森林面积31200m 2Amorphous Dry Type Transformer's No-load Loss is 3/4 less than the required data in GB/T10228-1997 Table 4 Group Ⅰ, Compare SCBH15-630/10min SC10 Dry Type transformer, the No-load Loss deducted 925W.Suppose when k1=0.1Kw/kVar; working hour/year T=8760h payment of electricity charge=RMB 0.6 yuan/kWh, yearly onload modulus is 0.8, a SCBH 10 Amorphous Dry Type Transformer with the capacity is 630kV A can reduce loss P as following.A year running economical and social bene fit is,save electricity energy 14174(kWh) Discharge less CO2 11.7T Save payment of eletricity charge RMB 8504Yuan, Save Coal 5.8T, It is to say this increased 31200m 2 forest area.SCBH15系列10kV 非晶合金干式变压器SCBH15 Series 10kV amorphous alloy dry transformer。
SC(B)H15-2500非晶合金变压器
SC(B)H15-2500/10非晶合金变压器SC(B)H15-2500/10非晶合金变压器是结合非晶合金变压器和传统的环氧树脂浇注干式变压器的技术优势，采用全新的结构形式，开发出的一种新的供电输电设备。
该产品具有损耗低的突出特点，特别是空载损耗，比常规10系列干式变压器下降70% 。
同时抗腐蚀能力强，噪声低，抗短路能力强，温升低，使用寿命长等特点。
可在冬季雨雪天气，实现持续安全供电。
长期使用，可大大降低运行费用。
1.低耗节能：采用具有各向同性的软磁性导磁材料，磁化功率小，电阻率高，涡流损耗低小。
用非晶合金材料制成的铁心空载损耗及空载电流很低，只有硅钢片的1/3。
变压器的空载损耗比GB/T10228规定值下降75% 。
2.抗腐蚀能力强：非晶合金铁心通过树脂和耐高温硅胶进行全封装处理，有效防止锈蚀和非晶合金碎片脱落，从而有效保护铁心和线圈。
3.噪声低：产品设计时选取合理的工作磁密，在产品加工时改进铁心及线圈结构、采用特殊降噪材料等，产品噪声远低于国标JB/T10088要求。
4.抗短路能力强：采用三相五柱式结构，铁心四周采用框架结构保护，结构紧凑合理。
5.温升低，使用寿命长：产品温升低，散热能力强，在强迫风冷条件下可以150%额定负载运行。
可选配性能完善的温度控制保护系统，为变压器安全运行提供可靠保铁芯：铁芯选用进口优质冷轧硅钢片，全料接缝结构，芯柱采用F级无维粘绑扎，铁芯表面采用绝缘树脂漆密封防潮防锈，降低了空载损耗，空载电流和铁芯噪声，夹件和紧固件经特殊表面处理，使产品外观质量有了进一步提高执行标准。
绕组：有以下几种:(1)缠绕式 (2)环氧树脂加石英砂填充浇注 (3)玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构) (4)多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)高压绕组：一般采用多层圆筒式或多层分段式结构低压绕组：一般采用层式或箔式结构IEC60076-11：2004 干式电力变压器GB1094.1-1996 电力变压器GB1094.11-2007 干式电力变压器GB/T22072-2008 干式非晶合金铁芯配电变压器技术参数和要求SC(B)H15-2500/10非晶合金变压器使用环境a.海拔海拔不超过1000m.b.环境温度最高气温+40℃最高日平均气温+30℃最高年平均气温+20℃最低气温 -30℃(适用于户外式变压器)最低气温 -5℃ (适用于户内式变压器)c.电源电压的波形电源电压的波形似于正弦波。
非晶合金变压器及其关键技术
非晶合金变压器及其关键技术
张士岩
【期刊名称】《电气制造》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】非晶合金是20世纪70年代问世的一种新型合金材料,它采用国际先进的超急冷技术,将合金熔液以1×106℃/s的冷却速度直接快淬形成厚度为0．02～0．03mm的固体薄带，
【总页数】3页(P46-48)
【作者】张士岩
【作者单位】上海日港置信非晶体金属有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM421
【相关文献】
1.SBH15型非晶合金变压器短路电动力分析及优化措施 [J], 于少泽;咸日常;李海涛;耿凯;荣庆玉
2.非晶合金变压器的节能效果分析 [J], 揭仕贵
3.非晶合金变压器的特点及节能环保优势分析 [J], 王建发
4.基于多物理场耦合的非晶合金变压器短路特性分析 [J], 杨子岳;孙贤明;魏瑛辰
5.非晶合金变压器铁心材料的安装优化设计 [J], 刘涛;孙会杰;齐家伟
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摘要本文介绍了非晶合金材料特性以及非晶合金变压器的发展现状、还描述了变压器一般的设计方法，其中着重讨论了变压器的铁芯设计、绝缘设计、绕组结构设计、绕组尺寸计算、阻抗计算、空载损耗及空载电流计算、负载损耗、温升计算等。
并通过查询手册，选取合适参数与本设计进行比较，确定运用文中介绍方法设计完成的SH15-800/10-0.4箔式非晶合金变压器，在电气性能、节能效果等各方面性能均符合国家相关规定。
文中变压器各部件图形及非晶合金铁心、高低压线圈图形均由AUTO CAD绘制完成。
关键词：SH15-800/10;非晶合金；变压器设计；电磁计算。
AbstractIn this paper, the material properties of amorphous alloys, and the development of amorphous alloy transformer status quo, but also describes the general design method of the transformer, which focused on the transformer core design, insulation design, structural design of winding, winding size calculation, the impedance calculation, No-load loss and no-load current calculation, load loss, temperature rise calculation. Manual by inquiries, select the appropriate parameters to compare with the design to determine the use of text designed to introduce the completion of the SH15-800/10-0.4-type amorphous alloy foil transformers, electrical performance, and other energy-saving performance results are in line with the relevant provisions of the country. Text and graphics components transformer amorphous alloy core, high-low voltage coil graphics drawn by the completion of AUTO CAD.Keyword：SH15-800/10；Amorphous alloy；Transformer Design；Electromagnetic computing。
目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (3)1 非晶合金变压器综述 (6)1.1非晶合金材料 (6)1.2非晶合金的主要特点 (6)1.3非晶合金变压器的发展前景 (10)2 变压器的电磁计算 (12)2.1变压器电磁计算的一般程序 (12)2.2变压器技术参数的确定 (13)2.3电压和电流的计算 (15)2.3.1 单相变压器 (15)2.3.2 三相变压器 (15)2.4铁心直径的确定 (16)2.4.1 影响铁心直径选择的主要因素 (16)2.4.2 选择铁心直径的实用方法 (17)2.5高、低压绕组匝数的计算 (18)2.5.1 初算每匝电压 (19)2.5.2 低压绕组匝数计算 (20)2.5.3 磁通密度的计算 (20)2.5.4 高压（中压）绕组匝数的计算 (20)2.5.5 电压比校核 (21)2.6绝缘设计基础 (22)2.6.1变压器绝缘的分类及对绝缘设计的要求 (22)2.6.2 变压器运行时各部分所承受电压 (23)2.6.3变压器的绝缘结构 (23)2.7变压器的铁心与空载参数的计算 (26)2.7.1铁心的功能 (26)2.7.2空载损耗的计算 (27)2.7.3空载电流的计算 (27)2.8变压器的绕组及负载损耗计算 (28)2.8.1变压器绕组的结构型式和特点 (28)2.8.2绕组的要求 (29)2.8.3绕组的型式 (29)2.8.4导线和电流密度的选择 (32)2.8.5绕组轴向、辐向尺寸及绝缘半径计算 (33)2.8.6短路损耗计算 (35)2.9.1基本计算公式 (37)2.9.2电抗高度计算 (38)2.9.3 漏磁面积∑D 的计算 (38)2.9.4调整方法 (39)2.10 变压器的温升及油箱尺寸计算 (39)2.10.1温升计算 (39)2.10.2 绕组对油的平均温升 (42)2.11 变压器总重Z G (42)3 非晶合金变压器的设计 (43)3.1 非晶合金变压器基本参数的确定 (43)3.1.1 磁通密度的取值 (43)3.1.2 工艺系数的确定 (43)3.1.3 联结组别 (43)3.1.4 噪声 (43)3.1.5 铁心受力 (44)3.2 非晶合金变压器的电磁计算 (44)3.2.1 铁心计算 (44)3.2.2线圈计算 (45)4 SH15-800/10-0.4箔式非晶合金变压器电磁计算 (47)4.1技术参数和标准 (47)4.2电压、电流计算 (47)4.2.1高压侧线电压: (47)4.2.2高、低压侧相电压压分别为 (47)4.2.3高压相电流 (48)4.2.4低压侧相电流 (48)4.3铁心（迭厚）计算 (48)4.4绕组计算 (49)4.4.1每匝电压： (49)4.4.2高低压绕组匝数确定 (49)4.4.3验算电压误差 (49)4.4.4绕组尺寸计算 (49)4.5绝缘半径计算 ........................................................................................................................... - 2 -4.6负载损耗 (47)4.6.1高压绕组 (47)4.6.2 低压绕组 (48)4.6.3负载损耗d P （p K 取1.05）...............................................................................................48 4.7 阻抗电压计算 (48)4.8 铁重 (49)4.9空载损耗计算 (49)4.10油箱及线圈温升计算 (50)4.10.2 高压绕组对油平均温升 (51)4.10.3 低压绕组对油平均温升 (52)4.11重量计算 (52)结束语 (54)参考文献 (55)谢辞 (57)1 非晶合金变压器综述1.1非晶合金材料在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。
所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。
反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料, 一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。
科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。
一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。
如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。
将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。
钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。
非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。
以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。
由于这样的特性,非晶态合金材料在电力、能源、电子、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。
例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷。
用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力。
微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。
非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。
1.2非晶合金的主要特点（1）非晶合金铁心1）非晶合金铁心片厚度极薄，仅0.025mm，不到常用硅钢片的1/10；叠片系数较低，只有0.86；带材有142、170、213mm3种宽度。
2）非晶合金的饱和磁通密度较低，单相变压器一般取 1.3～1.4T，三相变压器一般取1.25～1.35T，因此，产品设计受到材料的限制。
3）非晶合金的硬度较大，是取向硅钢片的5倍，因此，加工剪切很困难，对设备、刀具要求较高。
一般是对边缘剪切处进行加温从而获得良好的剪切面，心柱由同一宽度的非晶合金带卷制而成，故铁心截面呈长方形，相应的高、低压绕组均为矩形。
4）非晶合金在成材过程中急速冷却和卷绕铁心时会产生应力，为了获得良好的损耗特性，非晶合金铁心成型后必须在一定的磁场条件下进行退火处理。
其退火工艺比较复杂，要求较高。
5）非晶合金铁心材料退火之后的脆性（易产生碎屑）也是设计制造时需关注的问题，需要采取一定的工艺措施。
6）非晶合金铁心材料对机械应力非常敏感，无论是张引力还是弯曲应力都会影响其磁性能，所以，铁心的损耗会随着压力的增大而增加。
这需要在器身结构设计方案中予以充分考虑。
7）单相非晶合金铁心变压器的铁心结构一般为“框”形，如图1.1所示；三相变压器的结构则由4个“框”合并成类似的三相五柱式结构，如图1.2所示；容量较大时，则采用8个铁心框叠放在一起的结构 。
（2）非晶合金铁心变压器运行后的空载损耗非晶合金片磁滞损耗和涡流损耗都明显低于取向硅钢片，因此非晶合金铁心配电变压器的空载损耗只有S11型配电变压器空载损耗的40％，甚至更少。
但也有人认为，运行后的非晶合金铁心变压器的空载损耗会呈增加趋势。
此问题早在开发非晶合金变压器期间已经有所考虑。
1982年，第一台非晶合金铁心变压器在美国挂网运行；1983年，美国电力研究院（EPRI）、GE公司及纽约州电力公司曾考虑到了这一问题，并于1985年，将已制成的台、柱上变压器送到个成员单位进行为期年的现场试验。
现场试验的测试数据表明，运行2年后其空载电流和空载损耗与交付试验时的极为接近。
日本东京电力公司、Takao电气公司和日立电气公司对非晶合金变压器的长期可靠性做了深入细致地研究。
他们从1991年起对不同容量的200台非晶变压器进行了加速老化、现场运行、短路、冲击等试验，还进行了负荷和振动对变压器空载特性的影响测试。