CAD課程設(shè)計(jì)1250KVA變壓器設(shè)計(jì)

1、河南機(jī)電高等專科學(xué)校課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課程名稱： 電機(jī)電器及其cad 課題名稱：1250kva變壓器設(shè)計(jì) 系部名稱： 電氣工程系 專 業(yè)： 電機(jī)與電器 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 2012年06月26日一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 課程設(shè)計(jì)目的1.1 熟悉變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，1.2 掌握變壓器設(shè)計(jì)各性能參數(shù)及材料、結(jié)構(gòu)的設(shè)置。1.3 掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法、步驟。1.4 掌握優(yōu)化方案的選擇及細(xì)調(diào)。1.5 熟悉鐵心截面的優(yōu)化。2. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 2.1 s9系列變壓器電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)2.1.1 性能參數(shù)輸入；2.1.2 材料、鐵心、線圈、絕緣參數(shù)的設(shè)置；2.1.3 油箱、溫升、重量計(jì)算；2.1.4 優(yōu)化計(jì)算；

2、2.1.5 調(diào)整計(jì)算單；計(jì)算單保存生成；2.1.6 鐵心截面優(yōu)化。2.2 s9系列變壓器結(jié)構(gòu)cad設(shè)計(jì)2.2.1 總裝配圖2.2.2 鐵心、鐵心裝配2.2.3 線圈2.2.4 器身裝配及絕緣2.2.5 夾件2.2.6 引線裝配3. 電磁計(jì)算中參數(shù)設(shè)置：硅鋼片牌號 dq147-30 疊片系數(shù) 0.970鐵心單位鐵損 1.288w/kg 損耗系數(shù) 1.20絕緣距離下限： 低壓線圈對鐵心柱的絕緣距離 3.0mm壓板厚度及對鐵軛的空隙之和b 低壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 15.0+b mm低壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 15.0mm 高低壓線圈絕緣距離靜電屏 9.0mm高壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 22mm

3、高壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 22mm相鄰高壓線圈的相間絕緣距離 8.0(12)mm y:8 :124.設(shè)計(jì)任務(wù)要求額定值：sn=1250kva，硅鋼片：dq147-30，高壓側(cè)無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍±5%。（1）優(yōu)化任務(wù)： a：s9-1250/10 聯(lián)結(jié)組別：y，yn0 ，u1n=10000v，u2n=400v，pk=11665w，p0=1800w，阻抗電壓：4.5% b：s9-1250/10 聯(lián)結(jié)組別：d，yn11 ，u1n=10000v，u2n=400v，pk=12000w，p0=1950w，阻抗電壓：6%要求：在a、b兩項(xiàng)任務(wù)中，通過方案比較，選擇合適的高低壓導(dǎo)線及線圈型式。其中

4、高壓導(dǎo)線可采用漆包線和紙包線，低壓導(dǎo)線采用紙包線；高壓繞組采用多層圓筒式，低壓繞組結(jié)構(gòu)可采用多層圓筒式、雙螺旋或四螺旋結(jié)構(gòu)。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)：合理分工繪制高低壓線圈、鐵心及鐵心裝配圖。二、設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化及選擇1、設(shè)計(jì)方案a的優(yōu)化及選擇（1）性能參數(shù)設(shè)置額定容量 1250kva 短路阻抗 4.56 4.5%高壓繞組額定電壓 10.0kv 短路損耗 12073 11665w低壓繞組額定電壓 0.40kv 空載損耗 1461 1800w繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 yyn0 空載電流 0.21 1.8%（2）鐵心材料、導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)的選取鐵心直徑 232mm 硅鋼片牌號 dq147-30鐵窗高度 830mm 心

5、柱中心距 390mm疊片系數(shù) 0.970 磁通密度 1.424t鐵軛凈截面 384.168cm? 心柱凈截面 384.168cm?三相角重 142.4kg 鐵心重量 1332.7kg單位鐵損 0.792w/kg 損耗系數(shù) 1.38磁化容量 0.993va/kg 接縫伏安 0.129va/cm?空載損耗 1461w 空載電流有功分量 0.12%（3）變壓器主縱絕緣尺寸的確定鐵心半徑 116.0mm 低壓線圈內(nèi)半徑 119.5mm低壓線圈輻向?qū)?34.5mm 低壓線圈外半徑 154.0mm主空道距離 3.5mm 高壓線圈內(nèi)半徑 157.5mm高壓線圈輻向?qū)?33.5mm 高壓線圈外半徑 191.0

6、mm高壓線圈相間距 8.0mm 鐵心柱中心距離 390mm低壓線圈對鐵心柱的絕緣距離 3.5mm 低壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 80.0mm低壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 80.0mm 高低壓線圈絕緣距離靜電屏 3.5mm高壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 27.5mm 高壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 27.5mm相鄰高壓線圈的相間絕緣距離 8.0mm2、設(shè)計(jì)方案b的優(yōu)化及選擇（1）性能參數(shù)設(shè)置額定容量 1250kva 高壓繞組額定電壓 10.0kv低壓繞組額定電壓 0.40kv 繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 dyn11短路阻抗 6.00 6.0% 短路損耗 12270 12000w空載損耗 1923 1950w 空載電流

7、0.53 1.8%（2）鐵心材料、導(dǎo)體材料及結(jié)構(gòu)的選取鐵心直徑 219mm 硅鋼片牌號 dq147-30鐵窗高度 660mm 心柱中心距 395mm疊片系數(shù) 0.970 磁通密度 1.690t鐵軛凈截面 341.683cm? 心柱凈截面 341.683cm?三相角重 117.6kg 鐵心重量 1048.2kg單位鐵損 1.306w/kg 損耗系數(shù) 1.40磁化容量 3.510va/kg 接縫伏安 0.454va/cm?空載電流有功分量 0.15% 空載電流無功分量 0.50%空載損耗 1923w（3）變壓器主縱絕緣尺寸的確定鐵心半徑 109.5mm 低壓線圈內(nèi)半徑 112.5mm低壓線圈輻向?qū)?/p>

8、 35.5mm 低壓線圈外半徑 148.0mm主空道距離 6.5mm 高壓線圈內(nèi)半徑 154.5mm高壓線圈輻向?qū)?39.0mm 高壓線圈外半徑 193.5mm高壓線圈相間距 8.0mm 鐵心柱中心距離 395mm低壓線圈對鐵心柱的絕緣距離 3.0mm 低壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 50.5mm低壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 50.5mm 高低壓線圈絕緣距離靜電屏 6.5mm高壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 24.0mm 高壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 24.0mm相鄰高壓線圈的相間絕緣距離 8.0mm對兩個(gè)方案的進(jìn)行優(yōu)化及調(diào)整，本次課程設(shè)計(jì)采用方案a的優(yōu)化設(shè)計(jì)。方案a的設(shè)計(jì)更具有實(shí)用價(jià)值，在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用更

9、加廣泛。因此采用方案a作為本次設(shè)計(jì)。三、變壓器結(jié)構(gòu)cad繪制繪制平面圖時(shí)，不能按照手工繪圖的方法來繪制，那樣做不但不能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的長處，甚至其繪圖速度還不如手工繪圖的速度快。繪圖時(shí)，應(yīng)充分考慮計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使用按“線群”繪制的方法，而不是手工繪圖的按“單線”繪制的方法。 平面圖的繪制大體由如下幾個(gè)步驟組成：1、環(huán)境設(shè)置設(shè)置繪圖界限按照圖示所標(biāo)的尺寸大小和圖形布置情況，繪圖界限設(shè)置成a4（297，210）大小，豎放。執(zhí)行l(wèi)imits和zoom all命令將整幅圖形顯示出來注。設(shè)置圖層圖形包含了尺寸線、設(shè)備、欄桿、標(biāo)題欄等圖層。設(shè)置捕捉模式（選擇交點(diǎn)、端點(diǎn)、中點(diǎn)等）。繪制一些符號：利用塊“bl

10、ock”進(jìn)行編輯,如以下符號等等，可以修改它們的屬性，多次使用，方便有快速。直接用菜單欄下的繪圖工具執(zhí)行和用改變屬性值來完成。8aa3.4a 2、整體布局整體布局階段主要采用先定位、后定形的“多線法”。繪制標(biāo)題欄按照所給圖采用a4大小繪制一標(biāo)題欄，采用直線和偏移、修剪等命令，其中的文字部分在后面填寫標(biāo)題欄是再補(bǔ)充。再將其輸出成塊，并在“對象”區(qū)選擇“刪除”單選框。繪制墻體1）使用直線命令“l(fā)ine”繪制墻體的定位軸線。對各種形體先定位、后定形；2）根據(jù)墻體的形狀采用雙線繪制墻體；3）相交的“多線”采用“多線編輯”命令編輯相交處的接頭，有角點(diǎn)結(jié)合、t形打開等等；4）使用“分解”命令將所有“多線”

11、分解成“直線”，目的是為了方便后續(xù)步驟中采用普通的編輯命令編輯細(xì)部圖形。3、局部凹凸處理圓整圖形，采用“相交”“filiet”、“延伸”“extend”、“修剪”“trim”。開門、窗等孔口。利用定位軸線，使用“offset”命令進(jìn)行定位。使用塊“block”功能，完成門、窗、樓梯、家具、設(shè)備等配件的繪制，再將其插入已切開的洞口中。在繪制鐵心柱、窗等時(shí)應(yīng)注意圖塊基點(diǎn)的選擇，避免在插入時(shí)引起錯(cuò)位。操作步驟為：1）使用“bedit”命令進(jìn)入“塊編輯器”，在編輯塊定義對話框中輸入要?jiǎng)?chuàng)建的塊名，按確定進(jìn)入“塊編輯器”的編輯狀態(tài)；2）利用繪圖命令繪制各個(gè)塊，窗、等等。不標(biāo)注尺寸。使用直線、偏移、倒角、倒

12、圓角等基本命令將塊插入到圖中，直接用菜單欄下的繪圖工具執(zhí)行和用改變屬性值來完成。并補(bǔ)充完善整幅，精確繪圖。修改線性，對實(shí)體進(jìn)行填充。由于剖面圖各部件可視化程度不同，這決定了該圖上有不同線型。通過之前設(shè)置好的圖層，將圖線進(jìn)行修改，使它呈現(xiàn)在應(yīng)在的圖層上。接著對墻體進(jìn)行填充，通過設(shè)置填充屬性（比例），選擇填充點(diǎn)，最后將要填充的地方補(bǔ)上。將塊插入到圖中，直接用菜單欄下的繪圖工具執(zhí)行和用改變屬性值來完成。并補(bǔ)充完善整幅，精確繪圖。修改線性，對實(shí)體進(jìn)行填充。由于剖面圖各部件可視化程度不同，這決定了該圖上有不同線型。通過之前設(shè)置好的圖層，將圖線進(jìn)行修改，使它呈現(xiàn)在應(yīng)在的圖層上。接著對墻體進(jìn)行填充，通過設(shè)置

13、填充屬性（比例），選擇填充點(diǎn)，最后將要填充的地方補(bǔ)上。4、標(biāo)注對圖形進(jìn)行標(biāo)注，添加文字。通過綜合應(yīng)用線性標(biāo)注和連續(xù)標(biāo)注，快速地將圖形大體標(biāo)注上，對于圖內(nèi)部的標(biāo)注，在標(biāo)注的時(shí)候我更改標(biāo)注文字高度，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)命令，使標(biāo)注更加合理化和美觀化。在圖上添加說明文字時(shí)，我先新建了3種基本的文字類型，（其他的都與這三種的格式一樣），通過復(fù)制和修改文字內(nèi)容的方法將之注寫完。標(biāo)注尺寸：需要改變標(biāo)注樣式，選擇線性標(biāo)注、連續(xù)標(biāo)注等；標(biāo)注各種文字說明：采用“dtext”命令或直接選擇“文字”按鈕。5、出圖進(jìn)入布局卡，插入圖框，填寫標(biāo)題欄，設(shè)置打印屬性，最終打印成圖。四、心得體會經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步熟悉了cad的

14、基本操作,在繪圖前必須要進(jìn)行以下基本的操作, 圖形界限的設(shè)置在這次的設(shè)計(jì)過程中采用的是a3圖幅。線型的加載，全局線型比例設(shè)置，在圖層設(shè)置的過程中，需要按圖上要求設(shè)置，圖層的設(shè)置應(yīng)遵循在夠用的基礎(chǔ)上越少越好。此外還有顏色、線型、線寬等設(shè)置都隨層，這樣會簡單很多，但都需按照要求進(jìn)行。通過這幾天的學(xué)習(xí)，使我對cad有了進(jìn)一步的了解，一開始覺得它不是一個(gè)輕易學(xué)好的軟件，覺得用處不是很大。但幾天的學(xué)習(xí)下來，使我對這個(gè)軟件的看法徹底改變了，不但用處很大，我們可以用它作出工程、建筑等方面的圖畫來，而且易學(xué)，就是把那些基本的套路把握熟悉了以后就很簡單了，現(xiàn)在的速度比以 前那是快很多了，不管是在設(shè)置還是在標(biāo)注上

15、，都有了很大的提高。cad課程的學(xué)習(xí)，我真切地體會到了這種繪圖系統(tǒng)的實(shí)用性。同時(shí)也感覺到，繪圖作為建筑設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)思想的載體，具備良好的繪圖能力是每一個(gè)設(shè)計(jì)人員最基本的素質(zhì)。說到它的使用性，相信許多同學(xué)都有同感。以前我們作圖是手工畫，畫一張完整的圖也得很長時(shí)間，令大家倍感疲憊。而且要注意圖紙的整潔，線條的寬度，字體的美觀，繪制過程花費(fèi)很多時(shí)間。現(xiàn)在用cad就完全沒有這方面的問題，粗細(xì)線條全用“特性”來規(guī)范，一目了然。尺寸也相當(dāng)準(zhǔn)確，在命令提示行里輸入多少就是多少，也不用拿著丁字尺在圖紙上比來比去，到頭來還是達(dá)不到十分準(zhǔn)確。畫線線連結(jié)的時(shí)候cad尺寸方面的優(yōu)勢就更加明顯，比如畫圓與直線相切的時(shí)

16、候，手工繪圖只能憑感覺覺得差不多就畫上去，每一條畫得都不一樣，怎么看都不對稱。用cad畫，打開對象捕捉就能把切點(diǎn)給抓進(jìn)來，又快又準(zhǔn)！尺寸標(biāo)注更是快捷，兩個(gè)點(diǎn)一拉，左鍵一點(diǎn)就完成一個(gè)標(biāo)注，不用畫箭頭，不用標(biāo)文字，只要自己設(shè)計(jì)好標(biāo)注格式，計(jì)算機(jī)就能按要求標(biāo)出來。插入文字也很方便，在多行文本編輯器里輸入文字內(nèi)容就能出來絕對標(biāo)準(zhǔn)的國標(biāo)字，比起我們手寫的字就美觀漂亮的多！粗糙度、基準(zhǔn)符號、標(biāo)題欄等做成塊就可以隨意插 入，用不著一個(gè)一個(gè)地畫了，用起來確實(shí)很快！在實(shí)訓(xùn)的兩周周里我不僅了解到了實(shí)在的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且對專業(yè)以外的知識做了很深的了解，以上基本上就是cad的發(fā)展歷程，當(dāng)我們要去學(xué)習(xí)或研究一門技術(shù)或?qū)W問

17、時(shí)，去了解有關(guān)這門技術(shù)或?qū)W問的歷史背景是非常重要的，這也就是“尋根”。欲學(xué)習(xí)一門技術(shù)或?qū)W問卻不去了解它的歷史，將有如無根之萍，無法深入并獲得其中的樂趣!我們每畫的一個(gè)建筑圖就好象跟cad的歷史一樣，一步一步的漸進(jìn)，自己從中吸取很多的精華，例如，當(dāng)尺寸沒有按照標(biāo)準(zhǔn)畫時(shí)，那么在標(biāo)注尺寸的時(shí)候就需要修改數(shù)據(jù)，不僅影響到了圖的雅觀，還直接影響了圖的真實(shí)性，所以在畫圖過程中就要很細(xì)心，一步一步慢慢來，做到精確，無誤差，在比如， 在修剪多余直線的時(shí)候很有可能會出先剪不掉的現(xiàn)象，我經(jīng)常遇到，那是因?yàn)檫B線的時(shí)候線與線之間根本就沒有連接在一起，表現(xiàn)出作圖不扎實(shí)的意思，在老師的幫助下，我改正了這個(gè)不好的習(xí)慣，作圖

18、，就要用心去做，扎扎實(shí)實(shí)的完成任務(wù)！總之，在本次的cad設(shè)計(jì)中，我感覺我學(xué)到的東西比一個(gè)學(xué)期學(xué)的東西還多，繪圖技巧在平常的學(xué)習(xí)中是學(xué)不到，我希望以后能夠有更多的這種實(shí)訓(xùn)的機(jī)會，這一周感覺過的很充實(shí)，我也真正的融入到了學(xué)習(xí)當(dāng)中去，別無他思，一切都還不錯(cuò)，感覺非常好 如果要我用三個(gè)字來表達(dá)我對cad的感覺，就是快、準(zhǔn)、美！結(jié)合我自身的情況，我將繼續(xù)練習(xí)使用cad，做到能夠把它運(yùn)用得得心應(yīng)手、揮灑自如，使它成為我今后學(xué)習(xí)和工作的助手。同時(shí)，也要培養(yǎng)良好的繪圖習(xí)慣，保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，不斷地提高自己，完善自己！五、附錄一：計(jì)算單 一、產(chǎn)品性能額定容量 1250kva 短路阻抗 4.56

19、 4.5%高壓繞組額定電壓 10.0kv 短路損耗 12073 11665w低壓繞組額定電壓 0.40kv 空載損耗 1461 1800w繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 yyn0 空載電流 0.21 1.8%二、鐵心計(jì)算鐵心直徑 232mm 三相角重 142.4kg硅鋼片牌號 dq147-30 鐵心重量 1332.7kg鐵窗高度 830mm 單位鐵損 0.792w/kg心柱中心距 390mm 損耗系數(shù) 1.38疊片系數(shù) 0.970 磁化容量 0.993va/kg磁通密度 1.424t 接縫伏安 0.129va/cm?鐵軛凈截面 384.168cm? 空載損耗 1461w心柱凈截面 384.168cm? 空載電

20、流有功分量 0.12%三、線圈計(jì)算高壓線圈結(jié)構(gòu)型式 多層圓筒式 低壓線圈結(jié)構(gòu)型式 雙螺旋圓筒式高壓繞組分接線電壓(v) 10500 10250 10000 9750 9500 高壓繞組分接相電壓(v) 6062 5918 5774 5629 5485 低壓繞組電壓 400/231v 高壓線圈額定電流 72.17a低壓線圈額定電流 1804a 高壓線圈電流密度 2.464a/mm?低壓線圈電流密度 2.239a/mm? 匝電壓 12.1547v高壓線圈匝數(shù) 499 487 475 463 451 低壓線圈匝數(shù) 19高壓線圈每層匝數(shù) 105*4+79*1=499 低壓線圈每層匝數(shù) 19*1=19高

21、壓線圈導(dǎo)線尺寸 4.50*6.70/4.95*7.15mm 低壓線圈導(dǎo)線尺寸 4.25*16.00/4.70*16.45mm 高壓線圈導(dǎo)線截面 29.292*1=29.29mm? 低壓線圈導(dǎo)線截面 67.142*12=805.70mm?高壓線圈平均匝長 1.026/1.137m 低壓線圈平均匝長 0.859m高壓線圈總長 517.1/544.4m 低壓線圈總長 16.83m高壓線圈導(dǎo)線電阻 0.37018 低壓線圈導(dǎo)線電阻 0.00043791高壓線圈導(dǎo)線重量 425.74/432.17kg 低壓線圈導(dǎo)線重量 361.95/366.20kg導(dǎo)線總重量 787.69/798.36kg 高壓線圈軸

22、向高度 775mm低壓線圈軸向高度 670mm 高壓線圈輻向厚度 11.5+4.5+17.5=33.5mm低壓線圈輻向厚度 34.5mm 低壓線圈層間絕緣 無低壓線圈層間絕緣 無低壓線圈層間油道 無低壓線圈對鐵心柱的絕緣距離 3.5mm 壓板厚度及對鐵軛的空隙之和 無線圈壓板低壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 80.0mm 低壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 80.0mm高壓線圈對上鐵軛的絕緣距離 27.5mm 高低壓線圈絕緣距離靜電屏 3.5mm高壓線圈對下鐵軛的絕緣距離 27.5mm 相鄰高壓線圈的相間絕緣距離 8.0mm四、絕緣半徑鐵心半徑 116.0mm 低壓線圈內(nèi)半徑 119.5mm低壓線圈輻向?qū)?

23、34.5mm 低壓線圈外半徑 154.0mm主空道距離 3.5mm 高壓線圈內(nèi)半徑 157.5mm高壓線圈輻向?qū)?33.5mm 高壓線圈外半徑 191.0mm高壓線圈相間距 8.0mm 鐵心柱中心距離 390mm五、短路阻抗高壓電抗高度 767.8mm 低壓電抗高度 637.0mm平均電抗高度 702.4mm 漏磁寬度 68.50mm洛氏系數(shù) 0.969 等值漏磁總面積 38.529cm?額定安匝 34280.2a 額定頻率 50hz短路電阻 0.97% 附加電抗系數(shù) 1.20短路電抗 4.46% 短路阻抗 4.56%六、油箱計(jì)算結(jié)構(gòu)型式 平頂長方形桶式油箱 油箱長度 1230mm油箱寬度 4

24、75mm 油箱高度 1445mm 油箱周長 3410mm箱壁厚度 2mm 箱底厚度 6mm 箱蓋厚度 10mm儲油柜直徑 310mm 儲油柜長度 800mm散熱管總長度 168.6m=1.654*97+1.354*6 散熱管尺寸 l*c=150*1200+75*1050散熱油管上管口中心至箱蓋距離 80mm 散熱油管下管口中心至箱底距離 165mm散熱油管彎曲內(nèi)半徑 120mm 箱壁上每排散熱油管管間中心距 35mm七、溫升計(jì)算高壓繞組有效散熱面積 8.117m? 高壓線圈表面單位熱負(fù)荷 855w/m?高壓線圈表面對油的溫升 14.4k 高壓絕緣校正溫升 1.8k高壓層數(shù)校正溫升 0.0k 高壓線圈對油的平均溫升 16.2 24.0k高壓線圈對空氣的平均溫升 55.1 65.0k 低壓繞組有效散熱面積 4.916m?低壓線圈表面單位熱負(fù)荷 1044w/m? 低壓線圈表面對油的溫升 16.9k低壓絕緣校正溫升 0.0k 低壓層數(shù)校正溫升 0.0k低壓線圈對油的平均溫升 16.9 24.0k 低壓線圈對空氣的平均溫升 55.9 65.0k箱蓋幾何散熱面積 0.584m? 箱壁幾何散熱面積 4.927m?散熱管幾何散熱面積 21.175m? 油箱有效散熱面積 26.062m?油箱表面單位熱負(fù)荷 519w/m