第一章导言………………………………………………………1
第二章电压电流计算……………………………………………6
第三章铁芯计算…………………………………………………12
第四章线圈计算…………………………………………………34
第五章主纵绝缘结构设计………………………………………51
第六章阻抗电压计算……………………………………………56
第七章引线装配与设计…………………………………………61
第八章油箱的设计计算…………………………………………76
第九章负载损耗计算……………………………………………87
第十章温升计算…………………………………………………93
第十一章总装配结构设计………………………………………98
第十二章质量计算……………………………………………101
第十三章三维立体卷铁芯油浸变压器设计计算实例………107
参考文献…………………………………………………………124
第一章导 言
电力变压器是输电工程中的重要设备。它是一种静止电气设备。其主要作用是将一定值的交流电压或电流升高或降低到频率相同的另一个或几个不同值的电压或电流设备。电力系统一般由发电厂、输电线路、变电站、配电线路和电气设备组成。根据一般电厂发电机装机容量的不同，发电机输出电压等级有6．3 kV，10．5 kV．13 8 kV和18．5 kV。目前，我国输电线路常用的电压等级有220V，380V．6．3 kV．10 kV，35 kV，110 kV，220 kV，330 kV，500kV，1000 kV。其中，35 kV以上的电压线路通常称为输电线路，35 kV及以下的电压线路称为配电线路。发电后电能往往被输送到远距离的城市或农村地区使用。在输电过程中，高压输电可以有效减少电能的损耗。输电线路的作用是将发电机出口6．3 kV，10．5 kV，13．8 kv，18．5 kv电压提高到35 kV以上送电。这个过程需要电源变压器提升电压。到达用户后，需要将电压降至10 kV，6．3 kV，380 V，220 V等配电线电压使用。这里还需要电源变压器进行降压。因此，电力变压器是电力系统中的重要设备，也是设备制造商设计制造的电力设备。
电力变压器的工作原理是：当初级绕组通电交流电时，铁芯中产生交变磁通。交变磁通通过铁芯的导磁，在次级绕组中感应出交变电动势。二次感应电动势的高低与一、二次绕组的匝数有关，即电压与匝数成正比，电流与匝数成反比。 一、电力变压器的发展史 法拉第在1831年8月29日发明了一种“电感环”，名为‘‘法拉第感应线圈”，实际上是世界上第一台变压器原型。1881年，卢森·古拉尔和约翰．迪克森．吉布斯在伦敦展示了一种名为“二次发电机”的装置，然后把这项技术卖给了西屋公司，这可能是第一台实用的电力变压器。1884~，卢森·古拉尔和约翰．迪克森．吉布斯在意大利都灵展示了他们早期的变压器，这种变压器使用的是电力照明。 西屋公司工程师威廉·斯坦利从乔治·西屋公司，卢森．古拉尔和约翰．迪克森．吉布斯手中购买变压器专利后，于1885年制造出第一台实用变压器。后来变压器的铁芯由E形铁板叠加而成，并于1886年投人商业使用。
我国电力建设的大规模发展始于中华人民共和国成立后。从20世纪50年代初开始，我国国产变压器基本采用热轧硅钢片。由此产生的空载损耗和负载损耗都很大。70年代以来，我国变压器制造开始采用冷轧硅钢片，使国产电力变压器的损耗大大降低。从90年代中期开始，s9配电变压器开始研制。随着三维绕组电力变压器结构的创新设计和非晶合金材料的问世，变压器的空载损耗大大降低，使得该类型产品更适合农村电网。 二、电力变压器分类 常用变压器的分类可以归纳如下。 1．按相数分类 (1)单相变压器：用于单相负载或组合成三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升压或降压。 2．按冷却方式分类 (1)干式变压器：采用空气对流冷却，一般用于局部照明、电子电路等小容量变压器。
(2)油浸变压器：依靠油作为冷却介质，如油浸白冷、油浸风冷、油浸水冷、强制油循环等。 3．按用途分类 (1)电力变压器：用于输配电系统的升电压、降电压。 (2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置等。 (3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。 (4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。 4．按绕组形式分类 (1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 (2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。 (3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可作为普通的升压或降压变压器用。
5．按铁芯形式分类
(1)心式变压器：用于高压的电力变压器。
(2)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
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