非晶合金變壓器設(shè)計(jì)

1、摘 要s7系列變壓器是1980年后推出的變壓器，其效率較sjsjlslsl1系列的變壓器高，其負(fù)載損耗也較高80年代中期又設(shè)計(jì)生產(chǎn)出s9系列變壓器，空載損耗較s7系列平均降低8%，負(fù)載損耗平均降低24%非晶合金鐵芯變壓器sh15系列的空載損耗較s9系列降低75%左右，但其價(jià)格僅比s9系列平均高出30%，因此本文探討了非晶合金材料特性以及非晶合金變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、節(jié)能效果，描述了非晶合金變壓器設(shè)計(jì)方案：（1）非晶合金變壓器的電磁參數(shù)設(shè)計(jì)即磁密的選取方法，繞組聯(lián)結(jié)組別的確定，電壓和電流、鐵心疊厚、高低壓繞組匝數(shù)的計(jì)算；（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)即鐵心尺寸及繞組軸向、輻向尺寸的計(jì)算及絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

2、（3）性能設(shè)計(jì)即空載損耗及空載電流計(jì)算、負(fù)載損耗計(jì)算等。經(jīng)過ansoft maxwell仿真軟件驗(yàn)證所設(shè)計(jì)sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器的正確性。關(guān)鍵詞：非晶合金變壓器； 電磁參數(shù)設(shè)計(jì)； 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)； ansoft maxwell仿真 design of amorphous alloy transformers7 transformer is introduced after 1980, whose efficiency and load loss are both higher than sj, sjl, sl and so on. in the middle of 1980

3、s the s9 series transformer is designed, whose non-load loss and load loss are both lower than the s7 series transformers. the non-load loss of the amorphous alloy iron core transformer sh15 is reduced by 75% comparing the s9 series transformer, but its price is higher than s9 series. amorphous allo

4、y material properties were introduced in this paper, so as the development of the amorphous alloy transformer status, the structure characteristics and energy-saving effect of the amorphous alloy, it also described the design method of the amorphous alloy transformer: the first, the electromagnetic

5、parameter design of the amorphous alloy transformer namely the method of choosing the flux density, the determination of winding connection group, the calculation of the voltage and current ,the core thickness and the high and low voltage winding circle number. the second, the structural parameter d

6、esign namely the calculation of the axial, radial size of the core and winding structure and the insulation structure design. the third, performance design namely the calculation of the no-load loss and no-load current, load loss, etc. through the ansoft maxwell simulation, the sh15-500/10-0.4 trans

7、former we design in this paper is testified correct.keywords: amorphous alloy transformer; electromagnetic parameter design; structural parameter design; ansoft maxwell simulation目 錄1 緒論11.1 本課題的研究目的及意義11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.3 主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排42 非晶合金變壓器性能分析及電磁計(jì)算52.1 非晶合金材料簡介52.2 非晶合金變壓器經(jīng)濟(jì)效益分析92.3 非晶合金變壓器電磁計(jì)算9

8、2.3.1 非晶合金變壓器設(shè)計(jì)流程圖92.3.2 電壓和電流計(jì)算132.3.3 變壓器鐵心計(jì)算132.3.4 變壓器空載損耗計(jì)算152.3.5 變壓器繞組計(jì)算152.3.6 負(fù)載損耗計(jì)算172.3.7 空載損耗計(jì)算172.3.8 絕緣計(jì)算182.3.9 本章小結(jié)193 sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器電磁計(jì)算203.1 sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器數(shù)據(jù)參數(shù)203.2 sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器各個(gè)參數(shù)計(jì)算203.2.1 電壓計(jì)算203.2.2 電流計(jì)算203.2.3 鐵芯計(jì)算213.2.4 繞組計(jì)算213.2.5 導(dǎo)線計(jì)算223.2.6 負(fù)載損耗2

9、23.2.7 空載損耗及空載電流233.2.8 仿真結(jié)果分析233.2.9 本章小結(jié)264 總結(jié)27致謝28參考文獻(xiàn)291 緒 論1.1 本課題的研究目的及意義在我國節(jié)約型社會的建設(shè)中，隨著電力事業(yè)的發(fā)展及城農(nóng)電網(wǎng)的建設(shè)與改造的不斷深入，廣大電力用戶對節(jié)能型變壓器的要求越來越高。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高節(jié)能水平，滿足市場的需求，目前全國各地的變壓器生產(chǎn)企業(yè)加大了對非晶合金變壓器的生產(chǎn)力度1。變壓器是根據(jù)電磁原理而制造的一種輸變電設(shè)備，導(dǎo)磁磁路系統(tǒng)是變壓器的一個(gè)主要部分，導(dǎo)磁材料的性能直接影響變壓器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，非晶合金變壓器就是用非晶合金材料代替硅鋼片制造變壓器，加工成的非晶合金鐵芯帶材

10、厚度僅為0.025mm這種新材料用于變壓器鐵芯磁化過程相當(dāng)容易，并且非晶合金的飽和磁密較低一般在1.3到1.35t之間，從而大幅度降低變壓器的損耗，它比現(xiàn)行的s9,s11系列變壓器空載損耗下降達(dá)75%，空載電流下降達(dá)45%，推廣應(yīng)用非經(jīng)合金變壓器不僅有良好的節(jié)能效益，而且有環(huán)保效益。節(jié)能相當(dāng)于減少發(fā)電量或少建發(fā)電廠，從而減少發(fā)電廠排放的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等。經(jīng)過計(jì)算可知，三相非晶合金鐵芯配電變壓器系列產(chǎn)品的節(jié)能效果非同一般，由于油箱又設(shè)計(jì)成全密封式結(jié)構(gòu)，使變壓器內(nèi)的油與外界空氣不接觸，防止了油的氧化，延長了使用壽命為用戶節(jié)約了維護(hù)費(fèi)用，因此非晶合金變壓器是傳統(tǒng)配電變壓器理想的更新?lián)Q代

11、產(chǎn)品。目前國家還在不斷進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)和改造，如果所有配電變都采用非晶合金鐵芯變壓器，那么既可為國家節(jié)約大量能源，又會取得顯著的環(huán)保效益23。1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在我國從20世紀(jì)90年代初期到21世紀(jì)初期，小部分變壓器企業(yè)逐漸開始了解和運(yùn)用非晶合金材料以及非晶合金配電變壓器技術(shù)制造變壓器。但是，由于受原材料供應(yīng)的限制和終端市場發(fā)展的影響，我國非晶合金配電變壓器技術(shù)尚未完全達(dá)到商業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模和能力，尤其是變壓器的核心組件非晶合金鐵心的生產(chǎn)主要依賴外資企業(yè)。從2005年起，非晶合金配電變壓器由于具有高效、環(huán)保的特性，成為了電網(wǎng)降耗的重要手段之一，也正是在這樣的背景下得到了大規(guī)模的應(yīng)用。中低端

12、變壓器產(chǎn)品技術(shù)含量低決定了行業(yè)進(jìn)入壁壘不高，生產(chǎn)能力相對飽和，產(chǎn)品銷售處于完全競爭狀態(tài)，由此導(dǎo)致的市場無序競爭格局嚴(yán)重?cái)_亂了市場秩序，不利于整個(gè)變壓器行業(yè)的健康發(fā)展。高端產(chǎn)品市場的集中度則相對較高，其中生產(chǎn)500kv及以上變壓器產(chǎn)品的內(nèi)資企業(yè)3家；生產(chǎn)220kv變壓器的廠家目前有30家左右；生產(chǎn)110kv變壓器的廠家目前有100家左右；生產(chǎn)干式變壓器的廠家目前有100家左右。我國電力需求增長迅速，電網(wǎng)的高速建設(shè)和投資拉動(dòng)了輸變電設(shè)備的市場需求。龐大的電力建設(shè)資金給變壓器行業(yè)（包括變壓器、互感器、電抗器、組件制造廠）帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，促使變壓器行業(yè)得到了快速發(fā)展。中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2011年前

13、三季度，我國變壓器產(chǎn)量超過11億千伏安，同比增長13.9%。隨著電網(wǎng)改造工程的深入，電網(wǎng)升級速度的加快，我國變壓器生產(chǎn)仍將保持較快增速，預(yù)計(jì)到2015年，我國變壓器產(chǎn)量將超過20億千伏安。隨著我國節(jié)能降耗政策的不斷深入，國家鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能型、低噪音、智能化的配電變壓器產(chǎn)品。高能耗配電變壓器面臨著技術(shù)升級、更新?lián)Q代的需求，未來將逐步被節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保、低噪音的變壓器所取代。非晶合金變壓器兼具了節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性，其顯著特點(diǎn)是空載損耗很低，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和電網(wǎng)節(jié)能降耗的要求，是目前節(jié)能效果最為先進(jìn)，使用成本也較為經(jīng)濟(jì)的配電變壓器產(chǎn)品。在解決了噪聲問題之后，產(chǎn)品普遍適用于城市、農(nóng)村的各類場所。2013-

14、2017年 中國非晶合金變壓器行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告中國非晶合金變壓器市場調(diào)研及投資前景預(yù)測前瞻顯示，隨著電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造加速，變壓器市場需求量有望保持強(qiáng)勁增長態(tài)勢。2010年我國非晶合金變壓器市場規(guī)模約18億元，隨著非晶合金變壓器市場推廣加快，產(chǎn)品應(yīng)用比例逐步提升。預(yù)計(jì)未來10年非晶合金變壓器市場容量將達(dá)到千億元，年均市場容量超過100億元，市場空間巨大。在國家將鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)能型、低噪音、智能化的配電變壓器產(chǎn)品背景下，行業(yè)內(nèi)經(jīng)營規(guī)模較大、技術(shù)研發(fā)能力較強(qiáng)的大型企業(yè)將面臨更多的發(fā)展機(jī)遇。置信電氣作為國內(nèi)規(guī)模最大的非晶變壓器生產(chǎn)企業(yè)，公司產(chǎn)品在非晶合金變壓器市場占有率達(dá)

15、到80%左右，行業(yè)龍頭地位穩(wěn)固，公司擬以非公開發(fā)行股份的方式購買非晶合金變壓器業(yè)務(wù)和資產(chǎn)。中商情報(bào)網(wǎng)研究員指出，隨著國家和各地電網(wǎng)公司對使用非晶合金變壓器節(jié)能環(huán)保認(rèn)識上趨于統(tǒng)一，并加大對非晶合金變壓器的推廣力度，未來兩年公司非晶合金變壓器在招標(biāo)中的市場份額將上升，保守預(yù)計(jì)公司今后兩年?duì)I業(yè)收入將有30%左右的增幅。美國是最早研發(fā)非晶合金材料和非晶合金變壓器的國家，現(xiàn)有9家以上的企業(yè)采用非晶合金生產(chǎn)非晶合金變壓器，它們生產(chǎn)各種單相、三相非晶配電變壓器，生產(chǎn)能力超過30萬臺，目前成功研制出2500kva三相非晶合金配電變壓器，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2000年美國非晶合金配電變壓器占配電變壓器總數(shù)的20%左

16、右，超過800萬臺。美國配電變壓器每年更換和補(bǔ)充100多萬臺，給美國每年節(jié)約近50*109kwh的空載損耗，節(jié)能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約35億美元左右。非晶合金配電變壓器在美國有美好的情景，在生產(chǎn)和應(yīng)用上美國都處在世界的前列。歐洲（主要指歐洲中的西歐國家）的6到10千伏級配電變壓器總數(shù)基本和美國相當(dāng)，也有4000多萬臺，近年來，出于環(huán)境保護(hù)和節(jié)能目的采用非晶合金的配電變壓器約占總數(shù)的5%。歐盟中的英國、法國、德國、荷蘭、比利時(shí)及瑞典和瑞士都有大量應(yīng)用。東歐國家近年來也有生產(chǎn)和應(yīng)用非晶合金變壓器的報(bào)道5。日本于1999年重新修訂了配電變壓器的損耗標(biāo)準(zhǔn)，把以前的節(jié)能型配電變壓器改為普通型配電變壓器，而把采

17、用磁疇細(xì)化型硅鋼和非晶合金的損耗更低的定位為新的節(jié)能型配電變壓器。預(yù)計(jì)到2010年為止，要投入的新型節(jié)能變壓器1000萬臺，其中非晶合金配電變壓器占1/3左右，1999年日本節(jié)能大獎(jiǎng)和2001年的日本機(jī)械工業(yè)會長獎(jiǎng)都授給了非晶合金配電變壓器，日本生產(chǎn)非晶合金配電變壓器的有大阪變壓器產(chǎn)、日立公司、東芝公司、高岳制作所、愛知電機(jī)公司等年生產(chǎn)能力超過10萬臺namco公司最近也開始上產(chǎn)非晶合金配電變壓器6。印度廠家從1992年開始批量生產(chǎn)三相合金變壓器，容量為25到100千伏安，主要用于農(nóng)村電網(wǎng)。印度農(nóng)村電氣化公司每年向農(nóng)網(wǎng)中投入上萬臺非晶合金配電變壓器。據(jù)報(bào)道，到2000年印度已有6家非晶合金配電

18、變壓器制造廠，年生產(chǎn)能力超過15萬臺，生產(chǎn)的非晶合金配電變壓器也擴(kuò)大到500千伏安以上，印度農(nóng)網(wǎng)中的非晶合金配電變壓器占總量的20%7。東南亞的馬來西亞、印尼、菲律賓、泰國等國南亞的孟加拉、尼泊爾等都積極推廣應(yīng)用非晶合金配電變壓器，有的已向電網(wǎng)投入3萬到5萬臺非晶合金配電變壓器，有的每年都要采購上千臺非晶合金配電變壓器，成為非晶合金配電變壓器的一個(gè)重要應(yīng)用市場8。另外，臺灣地區(qū)、韓國等其他一些國家都在開發(fā)、研制、制造和使用非晶合金配電變壓器9。1.3 主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排本課題主要是按照變壓器的設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)一臺sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器，并對其進(jìn)行仿真出結(jié)果。主要研究內(nèi)容如

19、下：（1）非晶合金變壓器綜述這部分主要分析變壓器工作原理及結(jié)構(gòu)，變壓器鐵芯材料的發(fā)展，非晶合金鐵芯的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式，非晶合金變壓器的經(jīng)濟(jì)效益分析以及非晶合金變壓器的一些知識。（2）變壓器的電磁計(jì)算變壓器的電磁設(shè)計(jì)流程，技術(shù)參數(shù)的確定，電壓和電流的計(jì)算，鐵芯直徑的確定，高低壓繞組匝數(shù)的確定，高低壓繞組匝數(shù)計(jì)算，絕緣設(shè)計(jì)及變壓器的鐵心與空載參數(shù)的計(jì)算，變壓器的繞組與負(fù)載損耗的計(jì)算。（3）非晶合金變壓器的設(shè)計(jì)非晶合金變壓器主要參數(shù)的確定即磁通密度的取值，工藝系數(shù)的確定，聯(lián)結(jié)組別，噪聲，鐵心受力以及非晶合金變壓器與硅鋼片變壓器計(jì)算不同的部分。（4）仿真結(jié)果與分析2 非晶合金變壓器性能分析及電磁計(jì)算2.

20、1 非晶合金材料簡介物質(zhì)按照內(nèi)部微觀原子尺度下的方式來區(qū)分，可以把物質(zhì)劃分為晶體和非晶體兩大類：晶體的結(jié)構(gòu)狀態(tài)按一定的幾何形狀有規(guī)則的呈周期性排列，也可以說晶體中的原子長程有序排列，例如氯化鈉、鉆石、普通的金屬合金等；而非晶體中原子的排列處于混亂堆積，處于短程有序而長程無序的狀態(tài)，例如液體、氣體、玻璃、以及聚合物等10。對于金屬合金而言，通常情況下為晶體狀態(tài)，具有晶體的一般性質(zhì)；而當(dāng)金屬合金液體在相當(dāng)快的冷卻速度下凝固時(shí)，合金液體的熱量被迅速帶走，原子的動(dòng)能迅速降低，成為過冷液體，當(dāng)合金完全凝固以后，由于在如此快速冷卻條件下，原子來不及擴(kuò)散形成規(guī)則排列，從而原子最終保持了與合金液體相似的結(jié)構(gòu)，

21、這種內(nèi)部原子混亂排列結(jié)構(gòu)的合金便是非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金與晶態(tài)合金之間本質(zhì)的差別在于：晶態(tài)合金具有平移對稱性(即長程有序)，而非晶態(tài)合金則無平移對稱性，只是在1.2 nm的范圍內(nèi)由于化學(xué)鍵合作用而存在一定的配位關(guān)系，即形成了一種有缺陷的且不完整的“短程有序”。它們可由多種工藝制備。所有這些工藝都涉及將合金組元從氣態(tài)或液態(tài)快速凝固，將原子的液態(tài)組態(tài)凍結(jié)下來。這樣的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了獨(dú)特的磁性能，機(jī)械性能，電性能和耐腐蝕性能等11。非晶變壓器鐵心不是由傳統(tǒng)的硅鋼片疊裝而成，使用的是一種新型導(dǎo)磁材料非晶合金。這種合金是1960年美國加利福尼亞工科大學(xué)p.瓦茲教授首先從金和硅合金中發(fā)現(xiàn)的一種新型導(dǎo)磁材料

22、。這種合金具有超軟磁特性。首次研究成的非晶合金為鐵、硼非晶合（fe80b20）。將這種熔化的金屬噴射到一個(gè)轉(zhuǎn)速為10km/h的底盤上，足以使這種合金的冷卻速度超過106。c/s，從而形成固態(tài)非晶合金。因?yàn)檫@個(gè)過程是連續(xù)的，因而可以最終生產(chǎn)出一定長度的卷料來。晶粒體晶粒結(jié)構(gòu)與硅鋼片的晶粒結(jié)構(gòu)不同12。見圖2-1。 a）晶粒結(jié)構(gòu) b） 非晶粒結(jié)構(gòu)圖2-1 結(jié)構(gòu)圖非晶合金的單位損耗和勵(lì)磁特性大大低于硅鋼片，其主要特點(diǎn)有：(1)非晶合金鐵心片厚度極薄，僅0.025mm，不到常用硅鋼片的110；疊片系數(shù)較低，只有0861帶材有142，170，213mm種寬度。(2)非晶合金的飽和磁通密度較低，單相變壓器

23、一般取1.3t1.4t，三相變壓器一般取1.25t1.35t，因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)受到材料的限制。(3)非晶合金的硬度較大，是取向硅鋼片的5倍，因此，加工剪切很困難，對設(shè)備、刀具要求較高。一般是對邊緣剪切處進(jìn)行加溫從而獲得良好的剪切面，心柱由同一寬度的非晶合金帶卷制而成，故鐵心截面呈長方形，相應(yīng)的高、低壓繞組均為矩形13。(4)非晶合金在成材過程中急速冷卻和卷繞鐵心時(shí)會產(chǎn)生應(yīng)力，為了獲得良好的損耗特性，非晶合金鐵心成型后必須在一定的磁場條件下進(jìn)行退火處理。其退火工藝比較復(fù)雜，要求較高。(5)非晶合金鐵心材料退火之后的脆性(易產(chǎn)生碎屑)也是設(shè)計(jì)制造時(shí)需關(guān)注的問題，需要采取一定的工藝措施。(6)非晶合金

24、鐵心材料對機(jī)械應(yīng)力非常敏感，無論是張引力還是彎曲應(yīng)力都會影響其磁性能，所以，鐵心的損耗會隨著壓力的增大而增加。這需要在器身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中予以充分考慮。由非晶合金的特點(diǎn)可知，采用非晶合金制造變壓器，雖然工藝復(fù)雜，但可使空載損耗和空載電流大幅下降。非晶合金變壓器與傳統(tǒng)的變壓器相比空載損耗低，節(jié)能效果顯著因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有其獨(dú)特的特點(diǎn)。(1)非晶合金變壓器鐵心截面為矩形，因此一、二次繞組均加工成帶圓角矩形，從而提高了導(dǎo)線的利用率。與采用多級圓形截面鐵心相比，可節(jié)省鐵心及電磁線材料。(2)非晶合金鐵心的結(jié)構(gòu)可分為疊環(huán)式、單環(huán)式、氣隙分布式、疊片式和搭接式卷鐵心五種。通常鐵心采用搭接式，這是考慮到鐵心受

25、力、鐵心強(qiáng)度、鐵心和繞組的夾緊結(jié)構(gòu)等各類因素的合理選擇。但搭接式有額外的搭接長度，上下重疊。搭接式結(jié)構(gòu)的材料利用率較低，同時(shí)鐵軛厚度的有所增加。環(huán)式卷鐵心先用帶材卷成不同的尺寸的環(huán)，然后將這些環(huán)疊成鐵心，并使得心柱的截面接近圓形，這種結(jié)構(gòu)曾在大型殼式變壓器中使用。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，一般每個(gè)框宜采用5到9個(gè)環(huán)，填充系數(shù)在84%到90%之間。疊環(huán)式鐵心的優(yōu)點(diǎn)是鐵心性能優(yōu)良，在繞組繞制和組裝等過程中鐵心受力很小，其強(qiáng)度也很高；缺點(diǎn)是為防止鐵心受力，鐵心和繞組的加緊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。單環(huán)式卷鐵心這種結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于自耦變壓器和互感器中，見圖2-2。這種結(jié)構(gòu)的鐵心是用帶材直接連續(xù)繞制成圓環(huán)形，不切割。繞組利用線梭直

26、接繞制在環(huán)形鐵心上，截面是矩形。繞組支撐在鐵心環(huán)的邊緣上，鐵心受力很小。單環(huán)式鐵心性能極佳，近似于理想狀態(tài)。但這種結(jié)構(gòu)需用專用的設(shè)備，較費(fèi)工時(shí)，并且只符合15kva左右的小容量變壓器21。 圖2-2 單環(huán)式卷鐵心氣隙分布式卷鐵心先把帶材卷成圓環(huán)，然后壓扁，在進(jìn)行切割整理，使接縫形成梯形分布。鐵心退火后，使接縫處分開，裝入矩形繞組后，將鐵心重新恢復(fù)成原樣。氣隙分布式卷鐵心的性能比前兩種差，這是由于鐵心接縫的分開和重新恢復(fù)造成的。另外，鐵心切割時(shí)，需使用專用的切割設(shè)備22。搭接式卷鐵心同“氣隙分布式卷鐵心”類似，區(qū)別在于它們的接縫形式。氣隙分布式卷鐵心在接縫處片與片之間兩端對齊而搭接式有額外的搭接

27、長度，上下重疊，它的接縫示意圖見圖2-3。 圖2-3 搭接式卷鐵心示意圖非晶合金變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)主要優(yōu)缺點(diǎn)如表2-4所示：鐵芯結(jié)構(gòu)鐵心性能加工時(shí)量切割量專用設(shè)備投資疊環(huán)式好多無多單環(huán)式很好較多無較多氣隙分布式良中少較少搭接式良中少少疊片式中中多較多表2-4 5種鐵心結(jié)構(gòu)對照表 三相非晶合金變壓器一般采用四框五柱式，其結(jié)構(gòu)如圖2-5所示：圖2-5 四框五柱式結(jié)構(gòu)2.2 非晶合金變壓器經(jīng)濟(jì)效益分析變壓器在傳輸功率的過程中其自身要產(chǎn)生有功功率的損耗（即空載損耗與負(fù)載損耗的總和）。此部分的損耗只要變壓器在使用中就會產(chǎn)生，因此這里引入“變壓器全年運(yùn)行成本”這個(gè)參數(shù)，可反映出變壓器運(yùn)行一年所消耗的電費(fèi)。按照

28、 gb20052-2006三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，變壓器運(yùn)行成本計(jì)算式如下：cp=（8600+3400）+0.05m（8600%+3400%） (2-1)參數(shù)說明:變壓器空載損耗（kw）變壓器空載電流（%）變壓器負(fù)載損耗（kw）阻抗電壓百分?jǐn)?shù),按4%取值變壓器容量（kva）8600，3400變壓器全年運(yùn)行空載，負(fù)載小時(shí)數(shù)（h）0.05無功當(dāng)量m電費(fèi)（元/kw.h）,按0.65元取值經(jīng)過以上數(shù)據(jù)分析16，sh15系列變壓器的空載損耗和空載電流比較常規(guī)變壓器有顯著效果，其多出的初期投資在三到四年后即可彌補(bǔ)過來。2.3 非晶合金變壓器電磁計(jì)算非晶合金變壓器線圈電磁設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的硅鋼片

29、變壓器設(shè)計(jì)步驟是相同的，變壓器電磁設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)是確定變壓器的電磁負(fù)荷和主要尺寸，計(jì)算的結(jié)果必須滿足有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和使用部門的要求。2.3.1 非晶合金變壓器設(shè)計(jì)流程圖變壓器電磁設(shè)計(jì)的主要步驟一般來說如圖2-6：圖2-6 設(shè)計(jì)流程圖確定技術(shù)參數(shù)實(shí)際就是確定變壓器設(shè)計(jì)的原始條件。在變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算之前需要確定的技術(shù)參數(shù)主要有國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及用戶訂貨時(shí)所提出來的要求所決定。對于電力變壓器而言，設(shè)計(jì)計(jì)算中主要涉及的國家標(biāo)準(zhǔn)有電力變壓器（即gb1094）干式變壓器(gb6450)與jb_t10318-2002油浸式非晶合金鐵芯配電變壓器技術(shù)參數(shù)和要求等。其主要項(xiàng)目如下:額定容量、電壓組合、聯(lián)結(jié)

30、組標(biāo)號及性能參數(shù)應(yīng)符合表2-7的規(guī)定18表2-7三相油浸式非晶合金變壓器性能參數(shù)額定容量kva電壓組合及分接范圍聯(lián)結(jié)組標(biāo)號空載損耗w負(fù)載損耗w空載電流%短路阻抗%高壓kv高壓分接范圍%低壓kv30 66.31010.511 0.4336001.7 4.050438701.3635010401.2806012501.11007515001.01258518000.916010022000.720012026000.725014030500.731517036500.540020043000.550024051500.563032062000.3 4.580038075000.3100045010

31、3000.31250530120000.21600630145000.22000750174000.2 52500900202000.2注：當(dāng)鐵芯為三相三柱時(shí)，根據(jù)需要也可采用yyn0聯(lián)結(jié)組別。其主要項(xiàng)目如下：（1）額定容量：一般應(yīng)按gb1094中所規(guī)定的容量等級，特別注意所推薦優(yōu)先采用的容量等級。（2）額定電壓：應(yīng)按gb1094及有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及iec標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，尤其是出口產(chǎn)品應(yīng)考慮訂貨要求。（3）有載調(diào)壓及無勵(lì)磁調(diào)壓范圍和級數(shù)。（4）額定頻率：一般為50hz個(gè)別出口產(chǎn)品可能為60hz。（5）相數(shù)：單相或三相（個(gè)別特種變壓器除外）（6）繞組聯(lián)接標(biāo)號當(dāng)非晶合金變壓器鐵心采用四框五柱式結(jié)構(gòu)時(shí)，有兩

32、個(gè)旁軛可供磁通中的高次諧波或零序分量流通，因此，yyn0聯(lián)結(jié)法是不合適的，應(yīng)采用dyn11聯(lián)結(jié)法。因?yàn)榍罢咭自斐衫@組過電壓，絕緣相對不安全，亦會使損耗增加，而后者則相反。（7）磁通密度的確定四框五柱式卷鐵心在勵(lì)磁時(shí)，磁通流經(jīng)4個(gè)鐵心框，有不對稱分布現(xiàn)象存在。這使某些局部磁通由于受不對稱分布產(chǎn)生的高次諧波疊加的影響而發(fā)生畸變，從而引起局部磁感、應(yīng)超飽和，導(dǎo)致?lián)p耗迅速增加。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，磁通密度不宜選得過高，單相變壓器一般取1.3t1.4t,三相變壓器一般取1.25t1.35t。（8）工藝系數(shù)在變壓器制造過程中，4個(gè)鐵心框在與繞組裝配時(shí)，須經(jīng)歷打開鐵心接縫、套裝繞組、再合上接縫以及壓緊繞組等工序

33、，這樣就使鐵心受到力的作用，從而造成裝配后的空載損耗比裸鐵心時(shí)有所增加。因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮這個(gè)增加值，理論上用工藝系數(shù)來表示。該系數(shù)同鐵心與繞組的組合方式、操作工人的經(jīng)驗(yàn)和技能等諸多因素有關(guān)19，一般取取1.081.15。（9）鐵心受力非晶合金對機(jī)械應(yīng)力非常敏感，無論是張應(yīng)力還是彎曲應(yīng)力都會影響其性能，空載損耗會隨著壓力的增大而增加，一般會增加20。因此，應(yīng)選擇合理的裝配結(jié)構(gòu)，使鐵心表面壓力維持在低于某一允許值范圍內(nèi)。變壓器短路時(shí)產(chǎn)生的沖擊性電動(dòng)力，如直接作用于鐵心，鐵心是無法承受的。在設(shè)計(jì)中，使繞組壓緊、固定自成體系，盡量減少其裝配時(shí)及鐵心自重產(chǎn)生的應(yīng)力，減小其短路時(shí)徑向尺寸的內(nèi)縮或外擴(kuò)。

34、（10）額定性能數(shù)據(jù)（空載損耗、負(fù)載損耗、空載電流、短路阻抗等）。（11）額定使用條件：對我國應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定如下： 環(huán)境溫度：最高氣溫 +40最高日平均氣溫 +30最高年平均氣溫 +20最低氣溫(適用于戶外式變壓器) -25最低氣溫(適用于戶內(nèi)式變壓器) -5 海拔高度:變壓器安裝地點(diǎn)的海拔高度不應(yīng)超過1000m，當(dāng)超過時(shí)應(yīng)按降低絕緣處理，對溫升標(biāo)準(zhǔn)也另作考慮。 冷卻水溫度:強(qiáng)循環(huán)水冷式變壓器規(guī)定冷卻扣除稅文衛(wèi)30(12）冷卻方式：按國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(13) 溫升限制（14）絕緣水平全絕緣：中性點(diǎn)絕緣水平與線路絕緣水平一致。分級絕緣：中性點(diǎn)絕緣水平比線路絕緣水平低，一般用于中性點(diǎn)有效接地系

35、統(tǒng)。降低絕緣：產(chǎn)品的絕緣水平一般比正常產(chǎn)品要低，適用于不直接和架空線路連接的產(chǎn)品。（15）噪音水平變壓器的噪聲源于變壓器鐵心在交變磁通下磁致伸縮而引起的振動(dòng)。由于非晶合金的磁致伸縮程度比硅鋼片高約10，直接影響非晶合金變壓器的噪聲。非晶合金材料在一定磁場強(qiáng)度，經(jīng)過退火處理，使磁疇沿外磁場方向形成條帶狀磁疇。保溫冷卻后，這種磁疇被保留下來，磁疇只沿帶寬方向變化，而不發(fā)生磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，非晶合金變壓器的鐵心在良好的退火條件下其噪聲應(yīng)低于硅鋼片變壓器。由于受力程度的限制，一般非晶合金變壓器噪聲比硅鋼片變壓器高6db8db，但不會超過相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值。2.3.2 電壓和電流計(jì)算三相變壓器根據(jù)聯(lián)接

36、組別有y接法(或yn接法)與接法兩種類型，故可分為兩種情況。y(yn)接法: (2-2) (2-3)接法: (2-4) (2-5)式中額定線電壓，v； 額定線電流，a。2.3.3 變壓器鐵心計(jì)算 鐵芯尺寸是變壓器的最基本的參數(shù)，因?yàn)殍F芯柱的大小一旦確定，也就決定了繞組的內(nèi)徑以及原副繞組的匝數(shù)，從而影響到整個(gè)變壓器的尺寸和個(gè)主要參數(shù)。它的正確選定還涉及到變壓器材料的銅鐵比，是影像優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要因素。所以確定鐵芯直徑往往是變壓器設(shè)計(jì)的第一步。鐵心材料采用具有軟磁特性的非晶合金帶材為鐵心材料。因非晶合金變壓器采用的是口字型成型鐵心，其本身材質(zhì)的特點(diǎn)決定了鐵心截面只能做成矩形，所以計(jì)算相關(guān)尺寸時(shí)采用非

37、晶帶材寬度和厚度。一般鐵心雙排放置，大小兩種鐵心框，每種四只，每組線圈內(nèi)有4個(gè)鐵心截面。非晶合金變壓器鐵心一般卷制成三相四框式結(jié)構(gòu)，這樣不僅變壓器的高度比三相三柱式的低，而且兩個(gè)旁軛可供磁通中高次諧波或零序分量流通，有效地降低了漏抗壓降以及改善了電流質(zhì)量。鐵心尺寸可根據(jù)表2-8選擇，亦可根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行定制，但最大片寬應(yīng)盡量控制在217mm以下。表2-8 非晶合金鐵芯截面、尺寸及其質(zhì)量容量/kva尺寸（abcd）/mmmmmmmm只/臺每只重量/kg每臺重量/kg截面積/ 301224513055100/245755510022012041.5146/2207041.51462/22/229.

38、2/25.730/27109.8114110121.18501224513552150/245755215023512547174/23575471742/22/241.5/36.144/39155.2166156163.56801226014567150/260806715026513058174/26575581742/22/251.9/51.560/53221.2226201201.841001228014570150/280807015026513054217/26575542172/22/264.7/56.869/61243260210234.3640080045015594217/

39、4509094217405170116146/405951161462/24/4187/171155/1407161180407.96677.44注：30kva100kva有兩種定型的非晶合金鐵心可供選擇。（1）鐵心通常采用搭接式卷鐵心，四框五柱式結(jié)構(gòu)。（2）密度。（3）單位重量損耗在1.3t(50hz)時(shí)。（4）磁通密度，飽和磁密，設(shè)計(jì)時(shí)工作磁通密度取1.25t1.35t。（5）鐵心質(zhì)量。2.3.4 變壓器空載損耗計(jì)算空載損耗的計(jì)算: （2-6）式中空載損耗附加工藝系數(shù)，；單位質(zhì)量的損耗（w/kg）。通常，設(shè)計(jì)出的空載損耗值不超過國家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的值的+15%，并最好是負(fù)的偏差。當(dāng)求得的空載

40、損耗值不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，需調(diào)整鐵芯直徑d。當(dāng)d增大并保持磁密不變時(shí)，由于鐵芯尺寸增大，使得與也增大，同時(shí)線圈的匝數(shù)減少，導(dǎo)線重量、隨之降低；當(dāng)直徑d減少時(shí)，則與上述結(jié)果相反。（3）空載電流的計(jì)算:空載電流主要是空載電流無功分量的計(jì)算，即 （2-7）式中：單位總量的勵(lì)磁容量（va/kg），按心柱磁密查得；q單位面積的接縫勵(lì)磁容量(va/)，按鐵軛磁通密度查得；n接縫數(shù)，取n=4；芯柱有效截面（），=； 芯柱有效截面積； 額定容量（kva）。2.3.5 變壓器繞組計(jì)算繞組在電力變壓器中是最要、最復(fù)雜的部件，因?yàn)樗旧蠜Q定了變壓器的容量、電壓、電流和使用條件。它有銅（鉛）扁導(dǎo)線繞制，再配以專門的絕

41、緣部件組成。繞組形式主要是根據(jù)繞組的電壓等級和電流的大小來進(jìn)行選擇，同時(shí)還要考慮電氣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、散熱面積和繞制的可能性等等。一般對電壓低而電流大的繞組，常用多根扁導(dǎo)線并聯(lián)繞制成螺旋式繞組；而對于電壓等級較高、電流較小，且在縱絕緣上還有其特殊要求的，常可繞制成連續(xù)式和插入電容的內(nèi)屏蔽式繞組。因?yàn)榉蔷Ш辖痂F心截面為矩形，所以一、二次線圈均設(shè)計(jì)成圓角矩形，而后通過壓裝整形使線圈固化，以增強(qiáng)其機(jī)械特性，提高變壓器抗短路沖擊能力。其示意圖如圖2-9所示，圖2-9 鐵心壓裝整形裝置繞組在運(yùn)行過程中必須滿足絕緣強(qiáng)度要求、動(dòng)穩(wěn)定要求、散熱能力要求才能保證其安全有效地運(yùn)行。（1）導(dǎo)線的選擇 高低壓線圈均采用

42、無氧銅繞制。材質(zhì)：直徑2.5mm以下的采用qq-2高強(qiáng)度縮醛漆包圓線。其余采用zb-0.45紙包扁銅線。 線圈形式。容量為315-1600kva/6-10 kva的抵押0.4kv的線圈，采用圓角矩形箔式結(jié)構(gòu)；容量為30-1600kva/6-10kva的高壓線圈，采用多層層式圓角矩形結(jié)構(gòu)。（2）電流密度的選擇銅導(dǎo)線電流密度最大不超過4.5；鋁導(dǎo)線電流密度最大不超過2.4。小型變壓器電流密度可以取較低，容量較大，電流密度可取高些。低損耗變壓器銅導(dǎo)線電流密度一般為2.53.0，不超過3.5。電流密度按下式確實(shí)： ， （2-8）式中：電流密度（），一般銅導(dǎo)線=3.04.5，鋁導(dǎo)線=1.62.0；繞組相

43、電流（a）；n導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)；單根導(dǎo)線截面積，。（3）層式繞組軸向尺寸計(jì)算 （2-9）式中：b-帶絕緣導(dǎo)線的直徑或?qū)挾?；?dǎo)線沿軸向的并聯(lián)根數(shù)；每層匝數(shù)；制造裕度。（4）線圈輻向尺寸計(jì)算線圈油道兩側(cè)的輻向尺寸要分別計(jì)算。 （2-10）式中：a帶絕緣導(dǎo)線的直徑或?qū)挾?；?dǎo)線沿輻向并聯(lián)根數(shù)；油道一側(cè)的線圈層數(shù)；絕緣層厚度；裕度；2.3.6 負(fù)載損耗計(jì)算變壓器的額定負(fù)載損耗是指變壓器的一側(cè)繞組短路，而另一側(cè)繞組有額定電流時(shí)，變壓器從電網(wǎng)所吸取的有功功率，也就是變壓器的短路損耗。線圈電阻計(jì)算：非晶合金變壓器的鐵心截面是矩形，而繞組的橫截面是一個(gè)帶圓角的矩形，在計(jì)算線圈電阻時(shí)可以用一個(gè)周長相等的的等效圓形鐵心

44、來代替實(shí)際存在的矩形鐵芯，即r=c+d（r為等效半徑）。對于箔式繞組，這樣的等效一樣成立。 (2-11)為負(fù)載損耗，為短路電流，為短路等效電阻。2.3.7 空載損耗計(jì)算（1）變壓器空載損耗的組成變壓器的空載損耗又稱鐵耗20，它屬于勵(lì)磁損耗而與負(fù)載損耗無關(guān)，空載損耗的大小對變壓器的制造成本與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性都有較大的影響。通常變壓器的空載損耗包括鐵芯材料的磁滯損耗、渦流損耗以及附加損耗三部分。采用非晶合金材料做成的卷鐵芯，異常渦流損耗甚至將占到50%左右。（2）空載損耗的計(jì)算 （2-12）式中空載損耗附加工藝系數(shù)，；單位質(zhì)量的損耗（w/kg）。通常，設(shè)計(jì)出的空載損耗值不超過國家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的值的+15

45、%，并最好是負(fù)的偏差。當(dāng)求得的空載損耗值不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，需調(diào)整鐵芯直徑d。當(dāng)d增大并保持磁密不變時(shí)，由于鐵芯尺寸增大，使得與也增大，同時(shí)線圈的匝數(shù)減少，導(dǎo)線重量、隨之降低；當(dāng)直徑d減少時(shí)，則與上述結(jié)果相反。（3）空載電流的計(jì)算空載電流主要是空載電流無功分量的計(jì)算，即 （2-13）式中：單位總量的勵(lì)磁容量（va/kg），按心柱磁密查得；q單位面積的接縫勵(lì)磁容量(va/)，按鐵軛磁通密度查得；n接縫數(shù)，取n=4；芯柱有效截面（），=； 芯柱有效截面積； 額定容量（kva）。2.3.8 絕緣計(jì)算變壓器按絕緣介質(zhì)的不同，通常可分為：油浸式變壓器（包括不燃油變壓器），干式變壓器以及氣體絕緣變壓器（主要

46、是六氟化硫氣體）這三大類。無論哪種類型的變壓器，其絕緣結(jié)構(gòu)都是十分重要的，它既影響到運(yùn)行的可靠性，也是決定產(chǎn)品成本及其技術(shù)先進(jìn)性等主要因素。變壓器在長期運(yùn)行時(shí)，既要承受長期最大工作電壓的作用，更要耐受各種可能發(fā)生的過電壓，而后者對變壓器來說更加嚴(yán)峻，它往往是決定變壓器絕緣水平的主要依據(jù)。變壓器的電性能，主要依據(jù)各種試驗(yàn)電壓來保證。當(dāng)電流流過變壓器繞組時(shí)，在漏磁場與電流的共同作用下，在導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生電動(dòng)力，尤其是在突然短路時(shí)，將遭受巨大的短路電流的作用，這時(shí)電動(dòng)力達(dá)到很大數(shù)值。在設(shè)計(jì)是選用絕緣材料和整個(gè)的絕緣結(jié)構(gòu)在電動(dòng)力作用下有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。另外，變壓器的使用壽命也與機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)。變壓

47、器在運(yùn)行過程中將因各部分的損耗而發(fā)熱，并直到穩(wěn)定的穩(wěn)升值。高溫將加速絕緣材料的老化從而縮短其使用壽命。通常，根據(jù)變壓器所使用絕緣材料的絕緣等級不同，都規(guī)定有相應(yīng)的額定溫升與最高容許發(fā)熱溫度值。在運(yùn)行過程中，一旦發(fā)熱溫度超過最高容許值后，變壓器的壽命將銳減。電壓器運(yùn)行時(shí)各部分所承受的電壓有：(1)正常工作時(shí)的最高電壓；(2)雷電沖擊過電壓；(3)工頻過電壓；(4)內(nèi)部過電壓。變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)分為主絕緣及縱絕緣兩大部分。不同種類的變壓器，其主縱絕緣均有一定的絕緣規(guī)范要求。這里僅介紹油浸式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)。主絕緣系指繞組有電連接的電容屏蔽、引線和分接開關(guān)對箱體的絕緣，即繞組對鐵心接地部位、箱體以及在

48、電器上與它沒有聯(lián)系的相鄰繞組的絕緣。主絕緣設(shè)計(jì)主要任務(wù)，在于正確選擇各部位的絕緣尺寸和材料，以確保這些部位的絕緣在工頻1分鐘試驗(yàn)電壓和沖擊電壓下不發(fā)生擊穿，在長期最大工作電壓下不發(fā)生有害的局部放電。變壓器繞組絕緣的好壞和可靠程度是決定變壓器能否長期、安全運(yùn)行的基本保障，對于各類高壓變壓器，繞組絕緣顯然更為重要?？v絕緣是指繞組具有不同電位的不同點(diǎn)和不同部位之間的絕緣。變壓器的縱絕緣包括匝間絕緣、層間絕緣以及段間絕緣這三部分。縱絕緣設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的是：作用在縱絕緣上的各種電壓及梯度分布：繞組制造中的工藝裕度；特殊情況下繞組間的相互影響；縱絕緣對主角元的影響，段間油隙大小對散熱影響等。2.3.9 本章

49、小結(jié)本章主要介紹變壓器的電磁設(shè)計(jì)流程，技術(shù)參數(shù)的確定，電壓和電流的計(jì)算，鐵芯直徑的確定，高低壓繞組匝數(shù)的確定，高低壓繞組匝數(shù)的計(jì)算，變壓器的繞組與負(fù)載損耗的計(jì)算，空載損耗的計(jì)算。3 sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器電磁計(jì)算3.1 sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器數(shù)據(jù)參數(shù)額定容量：額定電壓： 聯(lián)結(jié)組別：dyn11短路阻抗： 空載損耗： 空載電流： 負(fù)載損耗： 其它技術(shù)條件符合gb10941999電力變壓器及jb/t103182002油浸式非晶合金鐵芯配電變壓器技術(shù)參數(shù)的要求。3.2 sh15-500/10-0.4非晶合金變壓器各個(gè)參數(shù)計(jì)算3.2.1 電壓計(jì)算高、低壓側(cè)線電

50、壓：，高、低壓側(cè)相電壓： ，高壓側(cè)10kv：（+5%抽頭處）： （-5%抽頭處）： 3.2.2 電流計(jì)算高壓側(cè)相電流：低壓側(cè)相電流：3.2.3 鐵芯計(jì)算=41310,取220mm,取110mm3.2.4 繞組計(jì)算選取初算v/匝匝取整后實(shí)際，v/匝t高壓調(diào)壓抽頭：計(jì)算電壓誤差如下：高壓繞組額定分接處：高壓繞組+5%分接處：高壓繞組-5%分接處： 3.2.5 導(dǎo)線計(jì)算（1）高壓繞組：初算電流密度j=2.3a/，導(dǎo)線選取為zb-0.45 ，其規(guī)格為41.8mm；查表的其截面積為7.0。已知電流為16.7a，則實(shí)際電流密度為j=2.386a/，假設(shè)繞組為8層，軸向尺寸：=41（871/8+1）(1+1

51、.5%)=446.1mm輻向尺寸：=1.814+(4-1)8(1+8%)=31.668mm =1.814+(4-1)8(1+8%)=31.668mm（2）低壓繞組：初算電流密度j=2.3a/，采用箔繞，導(dǎo)線選取為qz0.45 2.520扁銅線；查表的其截面積為50，采取并聯(lián)6根，4層。已知電流為721.7a，則實(shí)際電流密度為j=2.406a/。軸向尺寸：=206 (5+1）（1+1.5%）=730.8mm輻向尺寸：=2.512+(2-1)8（1+8%）=13.195mm =2.512+（2-1）8（1+8%）=13.195mm3.2.6 負(fù)載損耗（1）高壓繞組：，由表可得對于500kva來說c

52、=420和420mm，d=160和90mm=184.7mm,=162.4mm, =15.834mm, =47.502mm, =6.5975mm, =19.7925mm，=1.371m，=1.556m，=1274.8m。高壓75攝氏度時(shí)的電阻：高壓繞組銅損耗： （2）低壓繞組：=1.102m，=1.185m低壓導(dǎo)線總長：=23.37m低壓75攝氏度時(shí)的電阻：低壓繞組銅損耗： 負(fù)載損耗：3.2.7 空載損耗及空載電流有表可推得鐵心重量為816 kg， 3.2.8 仿真結(jié)果分析（1）使用ansoft maxwell電磁仿真軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，用其先建立電磁模型如圖3-1所示:圖3-1非晶合金變壓器三維

53、模型圖（2）變壓器為dyn11聯(lián)結(jié)，一次側(cè)線圈為三角形連接其額定線電壓為10千伏匝數(shù)為871，如圖3-2所示，二次側(cè)匝數(shù)設(shè)置為20，如圖3-3所示圖3-2 一次側(cè)設(shè)置圖圖3-3二次側(cè)設(shè)置圖圖3-4勵(lì)磁加載圖（3）設(shè)置二次側(cè)電阻為50歐，運(yùn)行模型，加載激勵(lì)，如圖3-4所示，得出下圖： 圖3-5二次側(cè)相電壓波形圖如圖3-5所示二次側(cè)相電壓幅值為325v，其有效值為230v，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的變壓器的正確性。 圖3-6二次側(cè)線電壓波形圖如圖3-6所示二次側(cè)線電壓波形幅值為572v，其有效值為400v，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的變壓器的正確性。 圖3-7二次側(cè)相電流波形圖 二次側(cè)設(shè)置負(fù)載電阻為50歐姆，相電流波形如圖3-7所示，幅值為6.5a，有效值為4.6a，所以線電流有效值為8.0a，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的變壓器的正確性。3.2.9 本章小結(jié)本章通過對非晶合金變壓器各個(gè)部分分別進(jìn)行分析和研究，得出各個(gè)部分的參數(shù)，最后通過ansoft maxwell仿真驗(yàn)證了各個(gè)參數(shù)的正確性。4 總結(jié)本選題基于變壓器的設(shè)計(jì)原理與電