LLC变压器设计

LLC变压器设计

分类：技术

现在照明电源用LLC的方案很多，往往在设计LLC集成变压器的时候不是很好调到需要的漏电感量。最近帮客户做了几款LLC集成变压器，就漏电感量和电感量的调节谈谈自己的看法。

首先，LLC的励磁电感量一般是漏电感量的3到7倍，通常要求漏感值较大。因此在选择变压器骨架的时候一般是选两槽或以上的，这样可以减少耦合度。同时另一个好处是绝缘比较好处理。通常此类变压器都有绝缘隔离要求，两槽以上的骨架的安规距离好处理。笔者做的一款变压器用的是3个槽的，初级分布在两个小槽内，通过调整不同的不同槽的圈数可以微调漏电感。

其次，从漏感的原理看，圈数越多漏感越大，漏感一般与圈数平方成正比。如果没好方法空间又允许的话就调圈数来达到要求。励磁电感是可通过调气息来调整的，比较好实现。

再次，可选磁路较长的骨架来做。笔者试过一个，漏感量能达到电感量一般以上（磁芯无气息）。这是由于该骨架绕线槽很宽，绕线槽的高度很小，绕完线后初次级靠近的面很小，因而漏感很大。

最后，圈数和结构定了，线径也会影响漏感，为什么呢？线径粗点，绕组占的空间越多，初次级的相对位置越多，漏感越小

小型变压器计算机辅助优化设计

小型变压器计算机辅助优化设计 张　利　郑文利　路　杰3　王国栋　刘相华 (东北大学　沈阳　110006)　(沈阳化工学院3　 沈阳　110021)摘要 采用模块编程技术,应用电磁学原理及用C 语言开发了一个基于Windows 平台 的功能较强的小型变压器(单相20kVA 以下,三相50kVA 以下)的CAD 系统,该系 统主要包括变压器的铁心选择、绕组的排列、几何参数和电磁参数的计算、总体结构 优化设计及参数化绘图等功能. 关键词:　小型变压器;　计算机辅助设计;　优化设计 分类号:　TP 391.72 现代电器工业的发展要求小型变压器的设计具有更高的可靠性、快速性、灵敏性和精确性.国内各小型变压器厂尽管在单台容量和安装容量方面满足了生产实践的需要,但采用的设计方法基本上还是传统的手工设计方法,常用的方法有两种,即计算法和图解法.设计人员往往感到设计重复量大、设计效率低、精确性差.因此,我们开发了小型变压器(单相20kVA 以下,三相50kVA 以下)的计算机辅助优化设计系统,从而可以缩短设计周期,创造较好的经济效益,提高工厂的竞争能力. 1　系统结构 本系统参考了国内外有关小型变压器的设计方面的最新理论,应用计算机技术完成了1998年3月1日收稿 第12卷　第2期 1998.6沈　阳　化　工　学　院　学　报JOURNAL OF SHEN Y AN G INSTITU TE OF CHEMICAL TECHNOLO GY Vo.12　No.2J um.1998

总体功能的设计.在使用本系统时,只需输入初级电压、次级电压、次级电流、电源频率等数据,设计者便可按照计算机的提示进行变压器的铁心形式选择、绕组排列、铁心、绕组、导线等几何参数及电磁参数的计算.在此基础上,采用改进复合形法进行优化设计和采用ADS 进行参数化绘图.本系统分为8个模块,它们既相互独立,又可以通过数据文件的方式相互传递数据(如图1所示).这8个模块是: (1)　数据信息模块:　用来输入数据和保存数据. (2)　铁心参数计算:　选择铁心形式,计算铁心截面、窗口尺寸等参数. (3)　绕组计算模块:　主副绕组设计(正弦分布绕组) . 图1　 软件模块 图2　设计框图 041沈　阳　化　工　学　院　学　报 1998年

对干式和油浸式变压器优化设计的研究

对干式和油浸式变压器优化设计的研究 发表时间：2017-07-04T15:28:50.517Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：刘建萍[导读] 摘要：我国干式变压器和油浸变压器的优化设计，是社会进步发展的必然选择。本文根据我国目前使用的干式变压器以及油浸变压器的特点，结合最新的科学技术，优化变压器的系统，并且对设计内容进行研究和阐述。 （山东泰开箱变有限公司 271000） 摘要：我国干式变压器和油浸变压器的优化设计，是社会进步发展的必然选择。本文根据我国目前使用的干式变压器以及油浸变压器的特点，结合最新的科学技术，优化变压器的系统，并且对设计内容进行研究和阐述。 关键词：干式变压器；油浸式变压器；优化设计 1. 干式和油浸式变压器优化的原因 变压器是电力系统的重要组成部分，其工作效率、工作能耗、生产成本是影响电力系统运行效率、运行线损、运行成本的关键。当前我国电力系统中干式和油浸式变压器占有极高比例，因此采用计算机辅助设计和最优化方法对上述两种变压器进行优化设计具有鲜明的显示意义。 2. 干式和油浸式变压器优化设计理念 我国较早使用的变压器系统设计工具是CAD。随着社会和科技的不断发展，CAD系统和技术也在不断地研发，加快了变压器的改革和优化进程。同时电力需求的增加，远距离、跨区域输变电工程大力建设发展，对变压器的要求也越来越高。所以我国需要优化变压器，我们秉承的理念是节约材料，，力求科学与自然地融合，提高干式变压器和油浸变压器的工作效率，实现远距离低损耗输电以及环境保护的目的。 3. 干式和油浸式变压器优化设计分析以及方法 3.1 干式和油浸式变压器优化设计分析 3.1.1 变压器优化设计使用工具 变压器的结构和系统比较复杂，尤其传统的变压器设计方法，其中的数据是分散式的，并不集中，对于变压器的控制和管理，以及设计都十分的不利。“工欲利其事，必先利其器”，所以想要优化变压器的设计方法，首先需要确定设计变压器的工具，使用正确的变压器设计工具，能够有效的提高变压器的设计效率，利用UML语言，以及变压器数据计算和IE型电源变压器自动设计软件，根据变压器系统的特点，以及数据模型的支持，可以制作有关数据计算的软件，体改手工计算。比如编制一个程序和公式，通过计算机，把电磁计算等流程的过程简化，加快计算效率和准确率。 3.1.2 变压器优化设计的理论依据 决定变压器性能的参数主要涉及电、磁、热以及结构，也就是说，变压器的优化也是根据这几方面来决定的。只要能够设计出这几方面的优化计划，就可以改变现有的变压器的系统和结构。因此，新型的变压器首先需要确定计算公式，根据计算公式来确定需要修改的参数和标准值，然后根据电、磁、热以及结构四方面理论，加入节能低碳等约束条件等，设置相关的离散型数值。因为变压器设计本身的特点，虽然设计系统使用的数值比较分散，但是在系统的管理之下，可以确定变压器系统使用的标准值，比如圆形铁心柱直径，就可以通过现有的系统进行计算得到。使用的公式为 通过公式可以知道，f(x)为目标函数，其中，变量为x1,x2,......xn,其中gi(x)为约束条件，首先需要根据约束条件，控制变压器的材料选择，这样能够改变变压器的工作功率。其中，约束条件就是技术性指标，也就是说，是硬性指标，该指标包括变压器的电压比，阻抗电压、空载耗损、空载电流只有变压器达到一定的标准，才能为商户和居民提供高质量的电能。比如，变压器的电阻比，主要是根据电阻率来计算的，即ρ=RS/L。常用单位几种金属导体及其在20℃时的电阻率 (Ω m) 为铜 1.75 × 10-8 ，铝 2.83 × 10-8 ，铁 9.78 × 10-8 。同种材料导电能力是和截面积成正比，与长度成反比。选择不同的变压器材质，对变压器的性能会产生不同的影响。 其次是材料性能约束，也就是说，变压器在设计的过程中，材料的选择需要满足国家和国际的标准。材料的性能不能影响到变压器的技术性能，选择的绝缘物质，也不能发生导电。不同绝缘材料的特性不同，其需要的电阻值以及绕组温升的值也不同，只有确定其范围，才能在保证变压器的设计优化更加合理科学。变压器的铜耗与铁耗与自身的材质是有关系的。在材料上的优化上，如果选择非晶态磁性材料，这种变压器能够大幅度的降低电损和涡损。

电力变压器铁芯柱截面的优化设计

A 题 电力变压器铁心柱截面的优化设计 电力变压器的设计中很重要的一个环节就是铁心柱的截面如何设计。我国变压器制造业通常采用全国统一的标准铁心设计图纸。根据多年的生产经验，各生产厂存在着对已有设计方案的疑问：能否改进及如何改进这些设计，才能在提高使用效果的同时降低变压器的成本。 现在以心式铁心柱为例试图进行优化设计。 电力变压器铁心柱截面在圆形的线圈筒里面。为了充分利用线圈内空间又便于生产管理，心式铁心柱截面常采用多级阶梯形结构，如图1所示。截面在圆内上下轴对称，左右也轴对称。阶梯形的每级都是由许多同种宽度的硅钢片迭起来的。由于制造工艺的要求，硅钢片的宽度一般取为5的倍数（单位：毫米）。因为在多级阶梯形和线圈之间需要加入一定的撑条来起到固定的作用，所以一般要求第一级的厚度最小为26毫米，硅钢片的宽度最小为20毫米。 铁心柱有效截面的面积，等于多级铁心柱的几何截面积（不包括油道）乘以叠片系数。而叠片系数通常与硅钢片厚度、表面的绝缘漆膜厚度、硅钢片的平整度以及压紧程度有关。设计时希望有效截面尽量大，既节省材料又减少能量损耗。显然铁心柱的级数愈多，其截面愈接近于圆形，在一定的直径下铁心柱有效截面也愈大。但这样制造也工艺复杂，一般情况下铁心柱的级数可参照表1选取。 图1 铁心柱截面示意图

表1 铁心柱截面级数的选择 问题一：当铁心柱外接圆直径为650毫米时，如何确定铁心柱截面的级数、各级宽度和厚度，才能使铁心柱的有效截面积最大。 问题二：实际生产中线圈的内筒直径和铁心柱的外接圆直径不是精确地相等，而留有一定的间隙以便于安装和维修，设计的两个直径的取值范围称为各自的公差带。因此可以在设计铁心截面时稍微增加铁心柱的外接圆的直径以使得铁心柱有更好的截面形状。请结合铁心柱截面的设计而设计出二者的公差带。 问题三：铜导线在电流流过时发热造成的功率损耗简称为铜损；铁心在磁力线通过时发热造成的功率损耗简称为铁损。为了改善铁心内部的散热，铁心柱直径为380毫米以上时须设置冷却油道。简单地说，就是在某些相邻阶梯形之间留下6毫米厚的水平空隙（如图2所示），空隙里充满油，变压器工作时油上下循环带走铁心里的热量。具体油道数可按表2选取。 油道的位置应使其分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相等。 分别针对问题一和问题二的情况，增加油道要求再给出设计，并指出油道的位置。 油道 图2 带油道的铁心柱截面

高频变压器的设计与实验研究

高频变压器的设计与实验研究 刘修泉1，曾昭瑞2，黄平2 （1．广州番禺职业技术学院，广东广州511483；2.华南理工大学机械与汽车工程学院， 广东广州510640） 摘要：给出了感应电能传输系统高频变压器的设计方法，并进行了实验和分析。关键词：高频变压器；感应电能传输；损耗；温升中图分类号：TM402 文献标识码：B 文章编号：1001－8425（2009）03－0013－04 Design and Experimental Research of HF Transformer LIU Xiu 蛳quan 1,ZENG Zhao 蛳rui 2,HUANG Ping 2 （1．Guangzhou Panyu Polytechnic,Guangzhou 511483,China; 2．South China University of Technology,Guangzhou 510640,China ） Abstract ：The design method of HF transformer for inductive electric energy transmission system is presented．The experiment and analysis are made． Key words ：HF transformer ；Inductive electric energy transmission ；Loss ；Temperature rise 基金项目：广州市科技攻关项目（2005Z3－E0341） 1引言 移动机电设备，如电力机车和城市电车等，其传统供电方式一般为滑动接触方式，存在磨损和电火花等一系列问题。由此一种新的能量供应方式感应电能传输被提出来。感应电能传输系统可以无接触供电，消除了传统接触供电的安全隐患，提高了系统供电的灵活性[1]。感应电能传输系统主要是利用变压器来传递能量，利用耦合式电磁感应原理，电磁耦合结构相当于一个分离变压器，即变压器初级和次级绕组是分离的，存在空隙的。工频交流电经整流且逆变成高频交流电提供给初级绕组，根据电磁感应定律，次级绕组两端产生高频的感应电动势，经过整流和稳压等环节之后，为用电负载供应电能，实现电能传输。 感应电能传输系统变压器初、次级绕组的频率很高，其绕组参数受频率影响很大，电感和电阻均随着频率变化而变化，电感变化一般很小，但电阻变化很大，称为交流电阻，是直流电阻的几倍、几十倍甚至更大[2，3]。因此，高频变压器设计是感应电能 传输系统的核心。 笔者介绍了高频变压器设计中主要考虑的因素，根据面积法给出了设计高频变压器的一般方法，并对其进行了实验和分析。 2高频变压器设计中考虑的因素 在高频变压器的设计中，对铁心有以下要求：（1）高的饱和磁通密度或高的振幅磁导率。（2）在工作频率范围有低的铁心总损耗。软磁铁氧体满足上述要求，因此高频变压器铁心选择铁氧体PC30。但是在设计中必须考虑铁心损耗、绕组损耗和温升等问题，才能获得高效的系统。 2．1铁心损耗 铁心损耗取决于磁感应增量、频率和温度，在这里忽略温度的影响。软磁铁氧体铁心总损耗通常由三部分构成：磁滞损耗P h 、涡流损耗P e 和剩余损耗P r 。每种损耗产生的频率范围是不同的。但是铁心总损耗为[4]： P coreless ＝K p V core f m B n （1） 式中 K p ——— 铁心损耗系数，忽略温度变化时为常数第46卷第3期2009年3月 TRANSFORMER Vol．46March No．32009

变压器优化设计软件开发

变压器优化设计软件开发 摘要：本软件编程语言为Visual Basic和C++，编程语言和变压器设计原理相结合。采用分层遗传算法实现变压器的优化设计，并以220kV两圈变压器为实例进行验证，改进的MLGA比单层传统GA成本节省了3.02%，比手工设计方案节约9.48%。开发了10-220kV等级变压器的优化设计软件及界面，实现变压器设计人员由手工计算向计算机软件计算转变。 关键词：Visual Basic；变压器设计原理；分层遗传算法；变压器优化设计 1 概述 变压器优化设计软 件节约设计成本，提高设计质量，缩短产品的开发周期，将人工智能技术、数据库技术应用于设计中去，快速设计其结构方案，进一步提高公司的技术水平、企业形象和在市场中的核心竞争力。研究基于知识工程的计算机集成系统对变压器制造企业在“以市场需求为中心”的激烈竞争中有着很强的应用价值，对我国变电设 备制造企业和国民经济的发展有重要的现实意义[1]。 2 分层遗传算法的原理 本软件采用改进的分层遗传算法进行优化设计，传统的遗传算法是将所有设计优化变量进行编码形成一个向量（染色体），然后由染色体组成一个种群进行进化操作；分层遗传算法的基本思想是将设计优化变量根据工程实际权重或优化先后顺序分类并进行独立编码，放置在不同的层中，每层中可以有多个种群进行并行的遗传操作，因此每个种群可以采用不同的遗传算子、不同的遗传参数，并行的设计。不失一般性，这里以三层遗传优化算法为例，简要介绍分层遗传算法原理[2]。如图1所示。 第一层GA1是控制其他模块的独立遗传算法，第二层GA2和第三层GA3分别由一系列的模块组成，每个模块对应一个子问题，每个子问题对应一个独立的GA，且同一层中的各个模块的编码相同。一个独立的GA可以用以下格式来描述： GA=（PO,PS,IS,FIT,SO,CO,MO） (1)其中PO、PS、IS、FIT，分别表初始种群、种群大小、编码长度以及适应度值，SO、CO、MO分别代表选择、交叉、变异，故分层遗传算法可以用下式描述： GAij=（POij,PSij,ISij,FITij,SOij,COij,MOij） (2) 其中下标i和j表示分层遗传算法第i层第j个模块，GAij表示用独立遗传算法求解第i层第j个模块。由于上层和下层以及同层相邻模块之间的影响，考虑上层和下层之间的影响，GAij可以表示为式(3)。 GAij={POij（GAi-1,j）,PSij（GAi-1,j）,ISij（GAi-1,j）,FITij（GAi-1,j）,SOij （GAi-1,j）,COij（GAi-1,j）,MOij（GAi-1,j）}（3） 如果考虑同层相邻模块的影响则GAij表示为式(4)。 GAij={POij（GAi-1,j,GAi-1,j,GAi-1,j）,PSij（GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1）, ISij（GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1）,FITij（GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1）, SOij（GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1）,COij（GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1）, MO（GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1）}（4）

简析500kV变电站所用变压器的优化设计

简析500kV变电站所用变压器的优化设计 发表时间：2016-07-01T15:15:50.023Z 来源：《电力设备》2016年第7期作者：龙晓慧罗栋梁邵贤[导读] 500kV电网系统的加强，设计和制造技术的提高及产品的不断改进。 龙晓慧罗栋梁邵贤（国核电力规划设计研究院）0引言500kV电网系统的加强，设计和制造技术的提高及产品的不断改进，所用电系统的可靠性也越来越高，通过对山东省已运行的3座500kV变电站所用电系统实际应用情况进行了调查、分析、研究，有必要对所用电系统中的所用变压器容量、台数及其一次接线方式作进一步优化设计。1所用变压器容量及台数的选择500kV变电站远景规模一般为2~4台主变压器，500kV出线4~回，220kV出线10~16回，主变压器低压侧接6~12组无功补偿装置，所用变压器容量大多在630~1000kVA之间[1-3]。安装3台所用变压器，近期安装2台所用变压器，其容量均按100%负荷考虑。所用变压器容量按下式计算[4]：S≥K1.P1+P2+P3 式中：S—所用变压器容量（kVA）；K1—所用动力负荷换算系数，一般取K1=0.85；P1—所用动力负荷之和（kW）；P2—所用电热负荷之和（kW）；P3—所用照明负荷之和（kW）。根据变电站负荷统计及计算结果，在500kV变电站设计中，站用变压器一般选择630kVA或800kVA。由于负荷计算均按远景规模,而近期建设规模主变压器最多为2台，如淄博500kV变电站为2台主变压器；济南、潍坊500kV变电站均为1主变压器。主变压器各侧电压等级的出线回路也较少，这样所用变压器所带负荷也相对较少，如果所用变压器容量选择较大就不利于所用变压器的经济运行。从调查已运行的变电站所用电系统负荷情况与按远景规模所用负荷计算的结果相比较看，按远景规模所用负荷计算的结果要大的多， 主要原因如下: （1）真空滤油机和真空泵负荷，一般在主变压器大修时才使用。（2）主变压器冷却负荷，在计算负荷时按ODAF冷却方式，全部冷却器都运行,而实际情况主变压器负荷轻只有部分冷却器运行。（3）各电压等级配电装置断路器、隔离开关操作机构等加热负荷，由于各电压等级单元数量较少，达不到远景计算负荷。从所用变低压侧380V/220V接线方式来考虑，一般均采用单母线分段接线，一段母线上接一台工作所用变，正常运行时两台所用变分裂运行，基本上各带一半全所用电负荷。重要负荷都按双回路设计，另外随着制造厂技术水平不断提高，主变压器的可靠性越来越高，主变压器大修的可能性变的更少。鉴于上述分析的情况及所用变压器本身故障率极小,500kV变电站所用变压器我们推荐选用2所用变压器。每台所用变压器容量按全所负荷的100%考虑。若仍选用3台所用变压器，其一，考虑实际所用电负荷应用情况。其二，考虑低压侧380V/220V一般采用单母线分段接线，一段接一台工作所用变，备用所用变低压侧有两台自动开关分别接两段母线上。正常工作时两台工作所用变同时运行，分段开关断开。任一台工作所用变故障、退出或检修时可投入备用所用变；当仅有一台所用变运行时合上分段开关，此时一台所用变带全所负荷。一台所用变压器运行的可能性是非常小的，这种情况的出现只有在一台主变压器检修时才会出现上述情况，即便如此，在考虑其它负荷的同时率后，一台所用变带全所负荷也是适宜的。因此我们建议采用3台所变时，从初期到远景每台所用变压器容量都按全所负荷66.7%来选择。 2所用变压器一次接线方式对于选用2台所用变压器，初期建设只有1台主变压器时，装设1台从所外可靠电源引接的所用变压器。当第二台主变压器安装后，此外引的所用变压器从第二台主变压器低压侧引接。因为两台主变压器同时故障的可能性很小，若出现这种可能，我们从接线方式上考虑外引电源通过隔离刀闸与主变压器低压母线上引接隔离刀闸，相互切换来实现对全所供电。其接线方式如下： 这种接线方式，正常时由主变压器低压母线供电；母线或主变压器故障检修时，由外引电源来供电。母线隔离刀闸与外引电源进线隔离刀闸之间可实现电气闭锁，来保证母线或主变压器故障检修时，其低压侧不带电。当500kV变电站最终规模选用3台所用变压器时，与以往工程接线相同，即两台工所用变高压侧分别接于主变压器三次侧母线上，备用所用变压器采用外引电源。3技术经济比较从技术上来讲，选用两台所用变压器是完全可行的，正常时，两台所用变压器同时向全所负荷供电；当一台所用变压器故障、检修退出运行时，另一台所用变压器可带全所负荷。从经济上来讲，选用两台所用变压器可节省一台所用变压器约16，一台带套管电流互感器的断路器约12.5万元，另外还可适当节约占地，共计节省投资约30万元左右。4结论

电力变压器铁芯柱截面的优化设计

电力变压器铁芯柱截面的优化设计 摘要 针对变压器铁心柱截面优化设计，建立数学模型，利用动态规划法计算变压器铁心柱截面最优解，通过matlab程序实现。当直径为650毫米，叠片系数为0.98的时候，计算出级数为14级的时候有效面积最大，铁心柱截面的最大有效面积为314163.5平方毫米，面积利用率为94.72%。 运用动态规划方法计算任何铁心直径截面的最优解，既准确又快捷。利用vb进行编程，导出可执行软件。只要输入铁心柱的直径，级数，最小片宽还有叠片系数就能很快的算出铁心几何面积和有效截面积，以及各级的宽度和厚度。 而对于线圈的内筒直径和铁心柱的外接圆的公差带的设计，结合前一题的铁心柱截面的设计，对铁心柱直径的基本尺寸至500mm的，我们根据二者的最优配合，得出其上下偏差和公差，继而得到它们的公差带。对于基本尺寸500mm至3150mm的没有推荐的最优配合，综合考虑各因素的影响，可采用其常用配合，得出他们的公差带。同样利用vb进行编程，导出可执行软件，只用输入基本尺寸，然后选择公差代号和过程等级，就可上下偏差和公差。 根据铁心柱直径确定要增加的油道数，根据油道使分割相邻两边的面积近似相等，算出各个被分割的面积的大小，确定油道的位置。 关键词：动态规划最优解公差带基本尺寸有效面积 一问题的重述 电力变压器的设计中很重要的一个环节就是铁心柱的截面如何设计 为了充分利用线圈内空间又便于生产管理，心式铁心柱截面常采用多级阶梯形结构，截面在圆内上下轴对称，左右也轴对称。阶梯形的每级都是由许多同种宽度的硅钢片迭起来的。如何构造各个小矩形，使几何截面积最大？这就是电力变压器铁心柱截面积的优化问题。 为了改善铁心柱内部的散热，在某些相邻阶梯形之间留下一些水平空隙，放入冷却油。油道的位置应使其分割的各部分铁心柱截面积近似相等。因此在确定各级的设计后，还要考虑油道的设计。 问题一：当铁心柱外接圆直径为650毫米时，如何确定铁心柱截面的级数、各级宽度和厚度，才能使铁心柱的有效截面积最大。 问题二：实际生产中线圈的内筒直径和铁心柱的外接圆直径不是精确地相等，而留有一定的间隙以便于安装和维修，设计的两个直径的取值范围称为各自的公差带。因此可以在设计铁心截面时稍微增加铁心柱的外接圆的直径以使得铁心柱有更好的截面形状。请结合铁心柱截面的设计而设计出二者的公差带。 问题三：铜导线在电流流过时发热造成的功率损耗简称为铜损；铁心在磁力线通过时发热造成的功率损耗简称为铁损。为了改善铁心内部的散热，铁心柱直径为380毫米以上时须设置冷却油道。简单地说，就是在某些相邻阶梯形之间留下6毫米厚的水平空隙，空隙里充满油，变压器工作时油上下循环带走铁心里的热量。具体油道数可按表2选取。油道的位置应使其分割的相邻两部分铁心柱截

有载调容变压器在运行中的优化设计研究

有载调容变压器在运行中的优化设计研究 摘要本文介绍了一种新型有载调容组合式变压器的优化设计，其具有节能效果明显、智能化程度高、故障率低、安装维护方便等特点。笔者从变压器的本体及开关进行优化设计的说明，并通过试验论证，此种有载调容变压器的节能效果明显、运行中本体和开关故障低，特别适用于10KV以下配电网。 关键词有载调容变压器；优化设计；节能 1 有载调容变压器设计原理 笔者所提及的此种变压器在设计时具备大小两个额定容量。高压绕组在大容量时为三角形连接，低压绕组为段2与段3并联（段2和段3匝数相同）然后和段1串联（段1导线截面积约为段2（或3）的2倍），此时低压绕组的匝数为段1的匝数与段2（或3）。在小容量时，高压绕组改为星形连接，匝电压为原来的1/3，低压线圈则改成段1、段2、段3串联，合理选择匝数，其匝电压也要改为原来的1/3，以保证输出电压不变。 显然，由于匝电压大幅降低，铁芯中磁通密度亦大幅降低，使变压器在小容量状态下其空载损耗大大降低，实现了节能之目的。它特别适用于季节性用电不均和时段性负荷差异大的农村电网[1]。 2 有载调容变压器本体的优化设计 有载调容变压器在运行中出现的最严重也是最致命的就是变压器短路故障。因此笔者特意就此方面进行优化设计说明。 变压器在运行过程中，由于运行环境不断恶化，电网容量越来越大、短路电流逐年增大，抗短路能力不足已成为有载调容变压器事故的首要原因。在电路发生突然的短路时，线圈中流过的电流比额定电流大几十倍，因此负载损耗将比额定运行时大几百倍，线圈温度将在短时间内迅速上升，若不能及时排除故障，则变压器就有被烧坏的可能。因此笔者从绕组设计和装配工艺改进两个方面进行优化设计，以提高有载调容变压器的抗短路能力。 （1）在绕组导线的选用上，采用半硬漆包铜导线（屈服强度σ0.2=140～180MPa），增大单根导线的尺寸，在保证损耗等性能指标的前提下，内绕组尽量增大单根导线辐向尺寸（采用箔式绕组），外绕组加大导线截面，提高导线自身的机械强度。 （2）绕组采用圆筒式结构，冲击电压分布好，油道散热效率高。 （3）减小安匝不平衡程度。轴向力是由辐向漏磁引起的，辐向漏磁大小取决于安匝不平衡程度，设计时使绕组安匝尽可能平衡。高压绕组有分接匝时，将

大功率DCDC用高频变压器的优化设计 任务书.doc

武汉理工大学本科生毕业设计（论文)任务书学生姓名：乔腾飞专业班级：自动化0601班指导教师：陈启宏，黄亮工作单位：自动化学院 设计(论文)题目: 大功率DC/DC用高频变压器的优化设计 设计（论文）主要内容： 对大功率高频变压器进行优化设计，研究高频变压器的优化设计方法。分析变压器用磁芯材料的特性及区别。讨论绕组线径、匝数、变压器损耗、分布参数等对变压器性能、重量和体积的影响，结合实际的电源系统提出完整的优化设计方法与步骤。 要求完成的主要任务: 1．了解全桥式DC/DC的电路图工作原理，输入电压范围29VDC～72VDC，输出电压310VDC～400VDC，额定输出功率3.5kW，开关频率为20kHz， 稳态工作时输出电压脉动峰峰值≤200mV； 2．了解变压器的基本构造和工作原理，相关DC/DC配套变压器容量为3500~4000V A，变压器目标工作效率≥98%，整机目标效率≥90%； 3．分析变压器磁芯的特性，选择合适的变压器磁芯； 4．分析变压器的损耗和影响变压器损耗的因素，通过给定数据设计变压器； 5．撰写毕业设计论文，字数不低于15000左右； 6．完成英文翻译2万字（其中汉字5000字）； 7．参考文献10篇以上（其中外文文献2篇以上）。 必读参考资料： [1] 刘胜利.高频开关电源实用新技术[M].南京：南京航天航空大学出版社南京. [2] 马昌贵.开关电源变压器极其磁芯的发展[J].磁性材料与器件,V ol.30 No 6.1999 [3] 刘凤君.现代高频开关电源技术及应用[M].北京：电子工业出版社. [3] 王瑞华.脉冲变压器设计[M].北京：科学出版社，1996. [4] 伊克宁.变压器设计原理[M].北京：中国电力出版社，2003. 指导教师签名：系主任签名： 院长签名（章）：

35kv配电变压器优化设计分析 郭庆

35kv配电变压器优化设计分析郭庆 发表时间：2018-05-10T15:44:38.637Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：郭庆 [导读] 摘要：随着我国社会以及经济的快速发展，我国电力工业的发展速度也随之提升，35kv配变压器是我国电力系统中非常重要的组成部分，在35kV 变电站的实际运行中，变压器的运行是十分重要的，为确保变电站的良好运行，对配电变压器予以优化显得至关重要，本文将以35kV 配电变压器的优化设计进行探讨，为我国电力事业发展奠定重要基础。 (江苏南瑞帕威尔电气有限公司江苏 211100) 摘要：随着我国社会以及经济的快速发展，我国电力工业的发展速度也随之提升，35kv配变压器是我国电力系统中非常重要的组成部分，在35kV 变电站的实际运行中，变压器的运行是十分重要的，为确保变电站的良好运行，对配电变压器予以优化显得至关重要，本文将以35kV 配电变压器的优化设计进行探讨，为我国电力事业发展奠定重要基础。 关键词：35kV 配电；变压器；优化设计；对策 配电变压器的优化设计，最重要的则是铜铁比的选择问题，在35kV 配电变压器设计中，应加大创新力度，降低材料成本、提高设备运行效率。笔者将分别从：常规35kV 变电站设计、35kV 配电变压器优化设计方案研究、提高35kV 配电变压器优化设计对策，三个方面来阐述。 1 常规35kV变电站设计 就目前来看，我国35kV 配电变压器设计中，一般采取户外装置，而断路器则选择DW12-35 户外多油断路器，高压开关柜则会选用ZN-10户内高压真空断路器，继电保护则应用电磁式继电器。这种常规变电站设计，存在许多问题，主要表现在：占地面积大、投资力度大、结构缺乏合理、工作效率低下等方面，另外，其一二次设备选型依然停留在50、60 年代水平之上。随着时代的发展，常规变电站设计逐渐被新的设计方案所取代，这也是时代发展的必要性。 2 35kV配电变压器优化设计方案研究 2.1 按负荷重要性及防尘要求选择合理设计方案 一般来说，变电站负荷一般为重要负荷，据此，对变电站的供电可靠性相对较高，据此，在变电站设计中应符合防尘设计。与常规设计相比，按负荷重要性及防尘要求来选择设计方案更具科学合理。且土地占地面积相对较小，但对设备的要求则相对较高。在优化设计中，所有变压器可采用一次接线方式，先装设一台从所外可靠电源引接的所有变压器，待第二台变压器安装好以后，再将所用变压器从第二台主变压器低压侧引接。 2.2 从减轻用户负担角度优化设计方案 这种优化方式，一般应有在35kV 简易变电站，该设计方案具有周期短、投资少、见效快等特点，经笔者研究，这种设计方案在农网改造工程中应用频率相对较高。举个例子：新建的35kV 天山变电站，该变电站位于天山脚，人流量不大，其经济来源于牧业，大部分利用民用负荷，为降低电荷的损耗应采取相应对策，利用35kV 线路送电，主变容量100kVA一台，35kV 进线一回，10kV 出线三回，变电站采用无人值班模式，通过该手段可以更好地解决用电问题。值得注意的是，这种设计优化手段仅仅适用于经济落后、资金筹集难等偏远地区的小型变电站，提高变电站运行效率，确保当地牧民的生活。 2.3 从技术进步角度来优化设计方案 在变电站变压器设计优化中，应选择较先进的技术，利用微机来实现对设备的控制与保护，在设计优化中，应用微机来对数据进行采集，经加工后将信息反馈出来，相关人员则可作出决策，并利用小键盘对变电站加以控制。一旦系统发生故障后，CPU 根据相关信息，通过算法来实现保护作用。联用打印机则可将各种故障参数打印出来，通过参数来分析各种故障，并采取一定处理对策。总的来说，利用微机来控制设备，既能有效排除各种故障问题，还能提升设备运行的可靠性。微机的应用具有一定适用力，可根据系统实际运行现状对定值加以调整。这种优化设计方案减少了相关投资，减少了占地面积，与此同时，便于安装工程的开展，使信息传输速度更加迅速，值得应用。 3 提高35kV配电变压器优化设计对策 为促进35kV 配电变压器的运行，还应采取多种有效对策，合理设计配电线路、更新维护配电设备、提高管理人员自身素质水平。 3.1 合理设计配电线路 配电线路的不合理设计是阻碍电网安全运行的主要原因，也是不可忽视的一个环节，在现阶段的社会发展进程中，由于科学技术更加先进，使用科学化的配电线路设计方案，能够为输电线路的正常运行奠定良好的基础。在配电线路的设计过程中，输电线路路径的正确选择具有十分重要的意义，也是电力工作人员应当重视的要点。在实际的设计中，工作人员应当明确变电站的实际情况，进行全方位的、系统的考虑，逐步实现线路设计的有效性及其科学性，以此从根本上保障线路的正常工作。另外，工作人员也应当将配电设备工作中可能出现的问题纳入考察范围，事先分析风险因素，并提前做好应对措施，尽可能降低事故隐患造成的经济损失。也就是说，配电线路的合理化设计具有十分重要的意义，也是开展电网创新建设的基本出发点，应当意识到该工作的重要性。 3.2 更新维护配电设备 在我国变电站的运行中，系统化建设在多年的发展中逐步完善，但是，配电设备的落后及其陈旧不利于其正常运行，在投入生产后其趋避性更加明显，对于电力事业的发展造成了极大的阻碍。为了提升10kV 配电设备运行的可靠性，保障人民用电的安全性，全面凸显配电设备的积极作用，对其进行定期的维护及其检修是不可轻视的工作。在实际的工作过程中，电力监管部门应当组织专业水平较高的工作人员开展设备运行及检修工作，通过实时的监督与控制及时发现存在的问题，减小损失。另外，电力监管部门应当加大设备投资，以此保障定期更换重要设备，避免设备带病工作，针对变电站而言，定期进行设备的更新及其维护是发展的前提，如果能与时俱进不断创新工作形式，引进现代化技术，将能实现电力服务的优质化，实现电力事业的健康进步。 在维护的过程当中，管理人员应该合理的对电力设备运转的温度、压力和负载等条件进行考虑，在变电站经济条件允许的情况下，变电站可以适当购买一些电力设备设备运行状态的监控设备，对设备运行状态进行规范化的监测和管理，从而避免认为管理工作当中的遗漏。最后，对于一些工艺制造水平要求较高的生产制造变电站而言，应该考虑到变电站的长远发展，对于设备的更新工作不能忽视，为了

大功率高频开关电源变压器的优化设计

国内图书分类号：TM433 西南交通大学 研究生学位论文 大功率高频开关电源变压器的优化设计 年级二OO六级 姓名张朋朋 申请学位级别工学硕士 专业物理电子学 指导教师刘庆想教授 二OO九年五月

Classified Index:TM433 Southwest Jiaotong University Master Degree Thesis OPTIMUM DESIGN OF HIGH-POWER HIGH-FREQUENCY SWITCHING POWER SUPPLY TRANSFORMER Grade: 2006 Candidate: Zhang PengPeng Academic Degree Applied for: Master Degree Speciality: Physical Electronics Supervisor: Liu Qingxiang May.2009

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