毕业论文开题报告

1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文 献 综 述 “10000/400V油浸式变压器设计” 变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静电感应器。它有一个共同的铁心和与其交链的几个绕组，并且它们的空间位置不变。其中一个绕组从电源接受交流电能时，通过电感生磁、磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流），在其余绕组上以同一频率、不同电压传输出交流电能。因此，变压器的主要结构就是铁心和绕组。铁心和绕组装了绝缘和引线之后组成变压器器身，再配置调压、冷却、保护、测温和出线等装置，就成为变压器的结构整体。[2] 一、变压器的分类 变压器可以分为电力变压器和特种变压器两类。电力变压器又分为油浸式变压器 和干式变压器。其中油浸式变压器主要用作升压、降压、联络、配电变压器，干式变压器只在部分配电变压器中使用。 通常变压器的容量在500kVA及以下的称为小型变压器；630~6300kVA的变压器称为中型变压器；8000~63000kVA的变压器称为大型变压器；90000kVA及以上的变压器称为特大型变压器。 本课题着重研究电力变压器中的油浸式变压器。 二、电力变压器 电力变压器是发、输、配、变电系统中的重要设备。众所周知，输送一定的电能 时，输电线路的电压愈高，线路中的电流和相应的线路损耗就愈小。为此需要升压变压器来提高发电机的电压到输电线，在用电地区再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，供用户使用。 电力变压器的品种繁多，为了产品的标准化和系列化，必须对其规范分类，它的 分类及其代表符号如表1所示，如OSFPSZ—250000/220表示自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜绕有载调压变压器，它的额定容量为250000 kVA，高压绕组额定电压为220 kV 。[1]

表1：电力变压器的分类及其代表符号 分 类 绕组耦合方式 相 数 类 别 自 耦 单 相 三 相 变压器油 空气 气体 成型固体浇注 成型固体包绕 难燃液体 油浸风冷 冷却方式 油浸水冷 强迫油循环风冷 强迫油循环水冷 绕组数 绕组导线材质 调压方式 双绕组 三绕组 铜 铝 无励磁调压 有载调压 代表符号 O D S — G Q C CR R F S FP SP — S — L — Z 绕组绝缘介质 三、油浸式变压器的特点和结构 1．铁心和绕组 变压器的铁心和绕组为变压器的主要部件，构成变压器的器身。 铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架，分为心式和壳式两种。铁心由心柱和铁轭 两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用0.30~.035mm的硅钢片叠成，个别厂家也用0.27mm。[4]片上有绝缘涂层，防止片间短路。在大型电力变压器中，常采用冷扎硅钢片来提高磁导率和减少损耗；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷扎硅钢片卷成的卷片式铁心。如最新的S11系列就是采用这种铁心， 制成低损耗卷铁心变压器。通过专业的设备将从窄到宽各级有取向晶态的冷扎钢片卷制成铁心框，包括外框及0型内框，再由外框及内框组成三个3心柱或5心柱和单相2心柱的环型铁心。变压器的3心柱环型铁心，由一个外框和2个内框组成。外框的四角为圆形角，0型内框的心柱为尺寸完全相同的半圆形阶梯状心柱，两者紧密贴合在一起，组合成圆形阶梯状的铁心柱。磁路中间没

有间隙，也没有接缝，比叠片式铁心更具有良好的导磁性能，变压器的空载损耗也比较少。两个内框的贴合处有两处对磁路没有影响的三角形空隙。[11] 传统铁心截面一般为圆形或椭圆形，自90年代以来，从国外引进生产技术，生产组合式变压器（俗称“美式箱变”），国内部分厂家开始将原来的圆形铁心和线圈设计成矩形铁心和线圈。[12] 绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。从高低绕组的相对位置来看，变压器的绕组、可以分为同心式和交迭式两种。 2．油箱 目前，配电变压器产品的典型外壳主要是波纹油箱。它不仅能满足散热的要求， 而且还要能消化因热胀冷缩而产生的油体积的变化。因此，在材料的选择是，要根据材料力学的要求，并对其波纹筋高h进行计算确定。[13] 3．其他部件 典型的油浸式变压器还有变压器油、散热器、绝缘套管、分接开关及继电保护装 置等部件。特别要提出的是，变压器的各部分绝缘一定要计算仔细，确保变压器能安全可靠的运行，这也是变压器设计的一个很重要的方面。[3] 四、油浸式变压器的发展前景 改进配电变压器性能，降低损耗，提高配电系统效率，一直是电力行业的重要工作之一。应根据实际用电负荷或计算负荷的大小来正确使用变压器，同时也要对变压器本身技术参数优劣进行比较选用，这对节能工作也是大有好处的。[7] 由于油浸式配变是目前配变的主导产品，所以做好油浸式配变的降损节能工作，对整个配网的降损节能是至关重要的。20世纪90年代后期，随着市场经济的发展、变压器制造技术的不断进步和受到城乡电网改造工程的拉动，新材料、新工艺不断应用，新的低损耗配变相继开发成功，油浸式配变已出现了比S9系列更节能的S11系列。[4] 目前我国研制开发比较成熟的新型油浸式低损耗配变主要有S11系列和非晶合金铁心配变。S11系列包括卷铁心和叠铁心两种，其中卷铁心又分平面卷铁心和立体卷铁心。S11卷铁心配变（典型型号：S11－M.R）。这种配变20世纪90年代在我国开发研制，最大的特点就是铁心由硅钢片不间断连续卷制而成，在片形上没有接缝。其主要优点是：硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60%～80%；连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20%～35%；[14]卷铁心结构成自

然紧固状态，无需夹件紧固，避免了因铁心加紧力所带来的铁心性能恶化，损耗增加；卷铁心自身是一个无接缝的整体，且结构紧凑，在运行时的噪音水平降低到30～45dB，大大优于国标要求(44～57dB)，保护了环境。因此，很适合于建筑物内和生活区安装使用。应用特殊夹件进行器身装配，使其抗短路能力优于叠片式铁心；铁心和线圈在专用设备上卷制，减少了由人工制造造成的质量波动，质量稳定可靠。[9] 卷铁心变压器的缺点：铁心退火工艺要求较高；铁心和绕组维修较困难。同时卷铁心变压器存在三个主要问题：国家尚未制定卷铁心变压器的专用技术条件、工艺标准及采购办法；缺乏对卷铁心变压器固有问题、产品优化设计的研究；卷铁心变压器生产专业工艺设备滞后于生产需要，工艺需完善。[10] 目前我国市场上主要供应的是平面卷铁心配变，平面卷铁心有\"阶梯型\"和\"R型\"两种结构。 S11叠铁心配电变压器(典型型号：S11－M)。S11叠铁心配变是在新型S9系列产品结构设计的基础上进行开发的，其主要特点是铁心采用了高导磁、低损耗的优质高性能硅钢片，降低了空载损耗。 叠铁心生产使用时间长，生产工艺成熟，结构稳定。但由于采用人工叠片、叠装、拆插上铁轭等，产品质量容易受人为因素影响，造成质量波动。另外，由于结构所限，其噪声要比卷铁心配变大。 非晶合金配电变压器(典型型号：SH11－M.R)。非晶合金配变因铁心采用非晶合金材料制成而得名。非晶合金材料是一种新型软磁材料，用它代替硅钢作为变压器铁心可大幅度降低变压器空载损耗。目前，非晶合金配变铁心一般也采用卷制式。非晶合金配变的主要特点是非晶合金与硅钢片变压器相比空载损耗下降70%～80%，空载电流下降80%，节能效果显著。 总之，目前国际上变压器正朝着低损耗、低能耗、高效节能、绿色环保的方向前进，而我也通过三年城乡电网改造，大量新型变压器已经用于电网，但大型变压器产品和技术水平与国外先进国家相比存在一定的差距，这里既有产品本身设计技术水平问题，也有主要原材料、工艺、装备、测试手段等问题。为适应国内外市场的需要，不论在技术水平上，还是在装备上、管理上都需要进一步的提高，需要设计人员、管理人员和科研工作者的不懈努力，为社会主义现代化的电力事业贡献自己的一份力量。

参 考 文 献： 1、电力变压器手册 辽宁科学技术出版社 2、电力变压器计算（修订本）路长柏 朱英浩等主编 黑龙江科学技术出版社 3、电力变压器设计方法与实践 刘传彝 辽宁科学技术出版社 4、特种变压器理论与设计 崔立君 科学技术文献出版社 5、电气维修实用技术手册 周希章 海洋出版社 6、电工技术 1995年第4期 7、电力变压器的选用与节能 张波 重庆机械制造学校 8、农村电气化 2002年增刊 9、油浸式配电变压器优化选型 张波 重庆机械制造学校 10、 关于完成“低损耗卷铁心配电变压器现况及市场调研活动”的报告 中国电机工程学会农村电气化分会 11、 大力推广应用卷铁心配电变压器是我国城乡配电网发展的方向 刘乾业 福建省东方电工研究所 12、 矩形铁心及线圈的设计方法 李桂元 顺德特种变压器厂 13、 全密封波纹高的计算 李雪 柳州变压器厂 14、 The discuss to structure and capability of new type transformer Ge Aili 15、 卷铁心变压器的开发与应用 刘同仁 沈阳变压器有限责任公司 16、 中南变压器 2001年合刊 17、 R型铁心材料利用率的理论分析 吴丹 等 清华大学精仪系制造工程研究所 18、 农村电网用节能型配电变压器 贺以燕 沈阳变压器研究所

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 ２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告 “10000/400V油浸式变压器设计” 一、课题的目的与意义： 通过对本课题的研究： 1、了解变压器的分类及各类型的基本结构； 2、掌握三相油浸式电力变压器的结构、设计方法； 3、掌握变压器铁心类型的选择、铁心柱和铁轭截面的设计和铁心直径的估算及铁心截面的计算方法； 4、掌握变压器绕组型式的选择、电压和电流的计算方法、导线和电流密度的选择、绕组匝数的计算及电压比校核的方法； 5、掌握变压器铁窗高度及绝缘半径的计算方法及主纵绝缘结构的确定； 6、掌握变压器空载电流、空载损耗、附加损耗及负载损耗的计算方法； 7、掌握油浸式变压器油箱的尺寸计算和油箱的设计方法； 8、掌握变压器温升、机械力、结构强度和重量的计算方法； 9、熟练使用AutoCAD绘制变压器的工程图纸。 二、课题发展现状和前景展望 电力变压器是发、输、配、变电系统中的重要设备，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。20世纪50年代以来，特别是改革开放以来，为满足我国电力工业的发展建设需要，电力变压器行业得到了较快的发展。 我国电力变压器的发展从低压到高压、高压直至超高压，从单一品种发展到系列化生产；随着技术进步，载材料性能、结构原理、制造工艺及检测技术、检测手段等方面都有较大的进步、提高和创新。 “八五”期间，我国按JB500-64和JB1300-73变压器系列生产的配电变压器200万台，使我国电网运行维持在高损耗的水平上。直至吉林省电力公司研制的SN9型节能变压器，利用CAD优化设计，发挥系列设计的优势，才使空载损耗有了显著的下降。

我国中小型配电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的，进入20世纪90年代，干式变压器才有了一定的发展。 S9系列产品通过迭片铁心、绕组结构优化和调整主绝缘距离而较大地降低空载损耗将S7系列产品淘汰之后，卷铁心变压器又通过应用硅钢片卷制工艺，降低了空载损耗、空载电流及降低了噪音，这就是S11系列变压器。而在此基础上，通过对磁路进行分析，突破传统结构的框架，采用三只相同的矩形半圆截面卷铁心组合成立体变压器铁心，比S11卷铁心变压器的性能又有大幅的提高。这种变压器国内有的称为“三角形变压器”，国外称为Gage Transformer（鸟笼式变压器）：还有资料称为HEXA Transformer（六边形变压器）。目前还有待与标准委员会对其进行规范。 同时，箱式变压器由于其占地少，能伸人负荷中心，减少线路损耗，提高供电质量，选位灵活而在城市电网中大量应用。 而干式变压器经历由浸渍绝缘到环氧树脂绝缘，技术上已经成熟，但其绝缘等级还是B级或F级。 在高压和超高压电力变压器上，目前我国已具备了110 kV 、220 kV 、330 kV及500kV变压器的生产能力。SF6气体绝缘高压、超高压变压器正在研究开发。 三、课题主要内容和要求。 设计一台配电三相油浸式变压器。包括铁心方案设计和绕组方案设计以及电磁计算。根据损耗大小和国标选择铁心；由电压大小和工艺方法选择绕组方案；并进行电磁计算。还必须进行温升计算、选择散热形式。画出变压器各种结构图。 四、研究方法、步骤和措施 1、决定基本的电磁参数：决定高低压绕组的线电压、相电压、线电流、相电流及绕组中的电流。 2、铁心直径的估计和绕组匝数的确定。 3、绕组计算及主纵绝缘的确定：主要包括高低压绕组型式的选择，绕组尺寸的计算，主纵绝缘距离的确定，进行冲击分布和绝缘强度的计算。 4、阻抗电压的计算。 5、绕组数据、铁心数据及油箱尺寸的计算。 6、损耗计算：空载损耗、负载损耗的计算，而负载损耗中主要是涡流损耗、不完全换位损耗及结构损耗的分析计算。

7、温升计算：包括绕组对油的温升及在该冷却方式下的温升计算。 8、绕组机械力的计算。 9、重量计算。 10、 夹件、压板、油箱等部位机械强度的分析计算。 11、 分析比较给定技术规范，是否达到要求，未达要求从新计算（包括调整线圈高度、另选导线和另选铁心柱直径等）。 12、 绘制出各部件工程图。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

指导教师意见： 1．对“文献综述”的评语： 2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日