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1、南京工程高等職業(yè)學校五年制高職畢業(yè)設計姓 名： 朱林童 學 號： 110114136 系 部： 電子工程系 專 業(yè)： 電氣自動化 設計題目：800KVA變壓器的節(jié)能與研究 指導教師： 劉俊華 職 稱： 2016年 月 日 摘要在電力系統(tǒng)中，為了使電能傳輸范圍及數(shù)量提高，變壓器得到了廣泛的使用。然而，發(fā)電、輸電、配電及用電各環(huán)節(jié)構(gòu)成的電力系統(tǒng)中其變壓過程，造成電力系統(tǒng)中總的變壓器容量遠遠超過發(fā)電機的總?cè)萘?，從而產(chǎn)生了而嚴重的損耗。因此，降低變壓器的損耗，是一項長期的重要研究課題。本文在綜述了變壓器的參數(shù)、功率損耗的基礎上，對變壓器技術參數(shù)存在的差異，變壓器的有功率損耗和無功率損耗隨著負載發(fā)生變化

2、進行深入分析。針對配電變壓器負載波動大，長時間處于輕載和空載運行，損耗大的特點。詳細的分析介紹了配電變壓器的經(jīng)濟運行方式的選擇，經(jīng)濟運行區(qū)間、變壓器的負載調(diào)整以及變壓器的負載經(jīng)濟分配問題。關鍵詞：變壓器 經(jīng)濟運行 節(jié)能分析目錄前言11 變壓器損耗的原因21.1變壓器的工作原理2 1.1.1變壓器靜止的電磁裝置2 1.1.2理想變壓器3 1.2變壓器的結(jié)構(gòu)簡介3 1.2.1鐵芯3 1.2.2繞組3 1.3損耗4 1.3.1變壓器是物理學領域的概念4 1.3.2損耗產(chǎn)生的原因4 1.3.3板牙器的損耗42 對800KVA變壓器的節(jié)能與改造5 2.1對800KVA變壓器的介紹 5 2.1.1800K

3、VA變壓器構(gòu)成的部件5 2.1.2800KVA變壓器使用條件6 2.1.3800KVA變壓器并列運行條件6 2.1.4800KVA變壓器套管的種類6 2.1.5800KVA變壓器交流耐壓時試驗電壓測量方法6 2.1.6800KVA變壓器連接組件6 2.1.7800KVA變壓器額定升溫6 2.2800KVA變壓器各組件的作用7 2.3800KVA變壓器節(jié)能與改造7 2.3.180KVA經(jīng)濟手段8 2.3.2800KVA變壓器技術手段8 2.3.3按國際有關規(guī)定進行優(yōu)化調(diào)試9 2.3.4降低變壓器短路事故93 根據(jù)不同能耗選擇變壓器104電力能耗產(chǎn)生的影響12 4.1電器能耗引起的火災12 4.2

4、電氣能耗的其他因素145 結(jié)論15 致謝16 參考文獻17前言我國是世界上能源消費增長最快的國家之一，同時也是能源緊缺的國家，節(jié)能是我國建設節(jié)約型社會的的一項必不可少的國策。為了滿足社會可持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境的需要，國家發(fā)改委已將變壓器的節(jié)能列為重點推廣。 變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設備之一，盡管它的效率很高（大型變壓器效率高于99.5%，小型變壓器也在98%以上），但是由于他的總?cè)萘看螅ㄒ话闱闆r下變壓器的總?cè)萘繛榘l(fā)電容量的57倍），再加上在輸電系統(tǒng)中變換級次多，損耗可占線路總損耗的17%。中小型配電變壓器雖然容量小，但數(shù)量多。經(jīng)調(diào)查和統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)我國要求在短時間內(nèi)，推廣使用低耗能的變壓器，改造

5、高耗能變壓器，這是節(jié)能挖潛、提高經(jīng)濟效益的有效途徑。 近年來，國民經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，盡管電力裝機增長很快，但由于整個社會對能源需求的巨大增加，使得電力供需矛盾仍十分突出。出現(xiàn)上述巨大缺口的原因，一方面與前幾年電力裝機滯后有關，但更重要的是與我國能源不足，結(jié)構(gòu)不合理有著密切的關系。要實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟的高速可持續(xù)增長，能源的供需矛盾必將更為突出，能源已成了制約可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。今后，除了繼續(xù)探索新能源的開發(fā)利用之外，大力節(jié)約能源也成了重中之重。 電力系統(tǒng)要把電能從發(fā)電站送到用戶，至少需要4-5級變壓器方可輸送電能到抵押用電設備（380V/220V）。雖然變壓器本身效率很高，但是因為其數(shù)量太多

6、、容量太大、總損耗仍很大。據(jù)估計，我國變壓器的總損耗占系統(tǒng)發(fā)電量的10%左右，如損耗每降低1%，每年可以節(jié)約上百億度電，因此降低變壓器損耗是勢在必行的技能措施。 1 變壓器損耗的原因1.1變壓器的工作原理變壓器-利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾?1.1.1.變壓器-靜止的電磁裝置 （1）變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能 （2）變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。 變壓器原理圖（3）與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 （4）與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 設

7、一次繞組的二次繞組的電壓相量U1電壓相量U2 電流相量I1電流相量I2電動勢相量E1電動勢相量E2 匝數(shù)N1匝數(shù)N2 同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為m,該磁通量稱為主磁通。 1.1.2理想變壓器 不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，其間耦合系數(shù)K=1的變壓器稱之為理想變壓器，描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為： e1(t)=-N1d/dt e2(t)=-N2d/dt 若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正選規(guī)律變化，則有不計鐵心損失，根據(jù)能量守恒原理可得。由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值得關系，令K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比）1.2變壓器的結(jié)構(gòu)簡介 1.2.1.鐵心 鐵

8、心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為0.35mm或0.5mm，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。 鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用 鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種 1.2.2.繞組 繞組是變壓器的電路部分， 它是用紙包的絕緣扁線為圓線繞成 變壓器的基本原理是電磁感應原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理（如上圖）：當一次繞組繞組上加上電壓1時，流過電流1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應電勢1，2，感應電勢公式為：E=4.44fN?m 式中：E-感應電勢有效值 f-頻率 N-匝數(shù) ?m

9、-主磁通最大值 由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內(nèi)阻抗壓降后， 電壓1和2大小也就不同。 當變壓器二次側(cè)空載時，一次側(cè)僅流過主磁通的電流（0），這個電流稱為激載電流。當二次側(cè)加負載流過負載電流2時，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側(cè)就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流0，一部分為用來平衡2，所以這部分電流隨著2變化而變化。當電流乘以匝數(shù)時，就是磁勢。 上述的平衡作用實質(zhì)上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。1.3損耗1.3.1 變壓器損耗是現(xiàn)代物理學領域的概念，是指空載損耗P。和短路

10、損耗Pk之和。 （1）空載損耗P。 當用額定電壓施加于變壓器的一個繞組上，而其余的繞組均為開路時，變壓器所吸收的有功功率叫空載損耗。（2）短路損耗Pk 對雙繞組變壓器來說，當以額定電流通過變壓器的一個繞組，而另一個繞組短接時變壓器所吸收的有功功率叫做變壓器的短路損耗。對于多繞組變壓器，短路損耗是以指定的一對繞組為準。 1.3.2 變壓器損耗產(chǎn)生的兩大原因: 第一、繞制變壓器時需要大量的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，這種損耗稱為“銅損”。 第二、當變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動，因為鐵芯本身也是導體，在垂直于磁力線的

11、平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，稱為“渦流”。這個“渦流”增加了變壓器的損耗，導致變壓器的鐵芯發(fā)熱，變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。由于變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小于輸入功率，用效率表示輸出功率與輸入功率的關系：=輸出功率/輸入功率。1.3.3 板牙器的損耗 板牙器的損耗包括負載損耗以及附加雜散損耗等。 空載損耗是指變壓器二次側(cè)開路、一次側(cè)加額定頻率與額定正弦波電壓時變壓器所汲取的功率。國內(nèi)外都很看重空載損耗PO值得下降，因變壓器一旦投運，意念365天、一天24小時，時時刻刻都

12、有損耗。PO是一個不隨負載變化、也不隨時間變化的損耗之，即便變壓器沒有帶負載，其PO損耗值 是不變的。PO值每降低1KW，一年可以節(jié)省8760KWH（度）電費。國際招標時，空載損耗1KW、折合6000美元。SC（B）10系列比現(xiàn)行國標（GB/T10288）空載損耗PO下降約30%。 因為空載損耗發(fā)生在鐵芯中，故常稱之為鐵損。顯然，其損耗大小與鐵磁材料性能有關，與鐵芯迭片生產(chǎn)工藝過程有關，所以在鐵芯生產(chǎn)工藝過程中，都要采取一系列措施，盡全力降低空載損耗：選購優(yōu)質(zhì)高導磁的晶粒取向冷軋硅鋼片，先進的硅鋼片剪切線，45度全斜鐵芯解封，階梯步進迭片，合理的鐵芯結(jié)構(gòu)等先進工藝，計算及優(yōu)化設計等等，使得我國

13、新系列產(chǎn)品損耗值達到世界先進水平。2 對800KVA變壓器的節(jié)能與改造2.1 對800KVA變壓器的介紹如下圖所示的就是800KVA變壓器，它在我們?nèi)粘Ｉ罨蛘吖締挝?，以及我們學校實驗室中都是必不可少的，不過隨著我們對用電的需求日益增長，同時也要提出節(jié)約能源這個話題，并且減少一些無功率的損耗做出一點改良，使得我們的用電生活更加舒適。2.1.1 800KVA變壓器構(gòu)成的主要部件 首先，介紹一下800KVA變壓器有哪些零件組成。 （1）鐵芯：構(gòu)成閉合磁路，系0.35硅鋼片疊成； （2）線圈 （3）凈油器 （4）油枕：儲油柜、容量為油箱容積8-10% （5）防爆管：采用壓力釋放閥 （6）油箱：平頂

14、、鐘罩式 （7）變壓器油 （8）套管 （9）冷卻裝置 （10）溫度計 （11）吸濕器 （12）分接開關：有載、無載 （13）絕緣材料：分內(nèi)絕緣、外絕緣、主絕緣、縱絕緣 （14）氣體繼電器2.1.2 800KVA變壓器使用條件 （1）最高環(huán)境溫度：+40攝氏度 （2）最低環(huán)境溫度：-25攝氏度 （3）海拔高度：1000m （4）最高月平均相對濕度：90%（20攝氏度） （5）安裝地點：安裝在沒有火災、爆炸危險、嚴重污穢、化學腐蝕劑劇烈振動的場所，戶內(nèi)或戶外。2.1.3 800KVA變壓器并列運行條件 （1）聯(lián)結(jié)組別相同 （2）電壓比相等，允許插值范圍為正負5% （3）短路阻抗相等，允許插值范圍為

15、正負10%2.1.4 800KVA變壓器套管的種類 分為有電容型和兆電容型兩種 （1）電容型：油低電容型、膠低電容型、氣體電容型、平式電容型 （2）非電容型：充油型、充膠型、膠低型2.1.5 800KVA變壓器交流耐壓時試驗電壓的測量方法 （1）在實驗變壓器低壓測量 （2）用電壓互感器測 （3）用高壓靜電電壓測量 （4）用球間隙測量 （5）用電容分壓器測量2.1.6 800KVA變壓器連接組別 S7-800KVA變壓器是采用Y yn0和D yn11聯(lián)結(jié)特點。2.1.7 800KVA變壓器額定溫升 變壓器的額定溫升是以環(huán)境溫度為正負40攝氏度參考，規(guī)定在運行中允許變壓器的溫度超出參考溫度的最大溫

16、升。國家規(guī)定，繞組的溫升限值為65攝氏度，上層油面的溫升值為55攝氏度，以確保變壓器上層油溫不超過95攝氏度并正常運行。 指變壓器的損耗最小，效率最高運行方式。因變壓器的銅損與鐵損相等時，變壓器的效率達到最大值，通常與此作為變壓器經(jīng)濟運行的依據(jù)。2.2 800KVA變壓器各個組件的作用 （1）鐵芯：變壓器的鐵芯是磁力線的通路，起集中和加強的作用，同時用以支持繞組。 （2）繞組：變壓器的繞組是電流的通路，靠繞組通入電流，并借電磁感應作用產(chǎn)生感應電動勢。 （3）油箱：油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器主體放在油箱中，箱內(nèi)充滿變壓器油。 （4）油枕：油枕也叫輔助油箱，它是由鋼板做成的圓筒形容器，水平安

17、裝在變壓器油箱蓋上，用彎曲聯(lián)管與油箱連接，油枕的一端有油位指示計，油枕的容積一般為變壓器所裝油體積的8%10%。其作用是變壓器內(nèi)部充滿油，而由于油枕內(nèi)油位在一定限度，當又在不同溫度下膨脹和收縮時有回旋的余地，并且油枕內(nèi)空余的位置小，使油和空氣接觸的少，減少了油受潮和氧化的可能性，另外，儲油柜內(nèi)的油比油箱上部的油溫度低很多，幾乎不和油箱內(nèi)的油對流。在油枕和油箱的連接管上裝有瓦斯繼電器，來反映變壓器的內(nèi)部故障。 （5）呼吸器：呼吸器內(nèi)裝有干燥劑即硅膠，用來吸收空氣中的水分。 （6）防爆管：防爆管安裝在變壓器的油箱蓋上。防爆管的頂端有一個玻璃片，當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，產(chǎn)生高壓，油里面的氣體便沖破玻璃

18、片排到油箱外，釋放壓力，從而保護變壓器油箱不被破壞。 （7）溫度計：溫度計安裝在油箱蓋上的測溫桶內(nèi)，用來測量油箱內(nèi)的上層油溫。 （8） 套管：套管是將變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部的絕緣裝置。它既是引線對地（外殼）的絕緣，又擔負著固定引線的作用。（9） 冷卻裝置：冷卻裝置是將變壓器在運行中產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去的設備。（10） 凈油器：又稱溫差濾過器。它的主要部分是用鋼板焊成的圓筒形凈油罐，安裝在變壓器油箱的一側(cè)，罐內(nèi)充滿硅膠、活性氧化鋁等吸附劑。在運行中，由于上層油和下層油之間的溫差，于是變壓器油從上向下流動經(jīng)過凈油器形成對流，油與吸附劑接觸，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油得到凈化。

19、延長油的使用期限。強油循環(huán)變壓器的凈油器是靠油流壓差使變壓器油流經(jīng)凈油泵，達到凈化的目的。2.3 800KVA變壓器的節(jié)能與改造 隨著電力變壓器容量的加大，大電流下的漏磁通在結(jié)構(gòu)件上的發(fā)熱故障問題也越來越突出，如果不給于足夠的重視并且妥善的解決，大容量變壓器的安全運行將會受到影響。電力變壓器二次側(cè)出線套管之間的油箱蓋板由于大電流漏磁通引起的渦流發(fā)熱故障，作為結(jié)構(gòu)上漏磁發(fā)熱故障的一種，如果不采取保護措施也會影響變壓器的安全運行。 對于電力變壓器的生產(chǎn)制造行業(yè)來說，一般容量在630KVA電流在800A以上的變壓器對大電流引出線漏磁發(fā)熱問題均有一定的處理方法，而在此范圍以下，則被認為引線電流在想該處

20、引發(fā)的渦流發(fā)熱和散熱處理平衡狀態(tài)，因而低壓側(cè)箱蓋處不做過多的處理，但是實際情況卻并非如此。以下是對變壓器的節(jié)能和改造方法：2.3.1 經(jīng)濟手段 （1）樹立現(xiàn)代設備耗能觀念，加強設備更新。現(xiàn)代化耗能設備管理的決策要求人們必須從產(chǎn)品經(jīng)濟管轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐方?jīng)濟觀念。耗能設備管理的科學理論的主要基礎是從經(jīng)濟壽命觀念出發(fā)，把產(chǎn)品經(jīng)濟的物質(zhì)磨損觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W技術磨損觀念。耗能設備的經(jīng)濟壽命系指耗能設備在制造過程中，不僅考慮設備的物質(zhì)磨損，更主要的是按技術磨損確定設備的使用年限，其技術性能和經(jīng)濟效益比原來的設備繼續(xù)使用有優(yōu)越時，就應該按技術磨損進行決策，更新設備。 （2）實施分時電價的措施。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，用電結(jié)

21、構(gòu)也發(fā)生了變化，加之傳統(tǒng)用電習慣，使用電負荷的峰谷差別加大。在高峰時段變壓器負荷成倍增加，而下半夜的用電負荷銳減，沖擊變壓器運行的平穩(wěn)性，導致變壓器的效率下降。為了提高變壓器的磨損。其經(jīng)濟手段就是全面推行峰谷分時電價，對生產(chǎn)用戶安裝付費率電表。 （3）根據(jù)功率因數(shù)進行電費合理調(diào)節(jié)。提高用戶變壓器及用電設備的功率因數(shù)，減少變壓器的磨損，供電部門要對用戶進行考核，實行調(diào)整電費。按規(guī)定：對用戶變壓器容量進行考核，要安裝有功電能表和無功電能表。每月抄錄用戶的有功電表與無功電表，計算其功率因數(shù)，按其差額加收無功補罰電費，差額越大，補罰電費越多。用戶因用電過低，每月需要增加支付大量電費。通過經(jīng)濟杠桿，使用

22、戶在支付補罰電費中，權(quán)衡經(jīng)濟利益，采用無功就地補償?shù)拇胧?，從而提高功率因?shù)。2.3.2 技術手段 合理選配變壓器的容量，從理論上講，要使變壓器發(fā)揮最大功率，應使平均負荷率為額定容量50%-75%。但因為變壓器本身的負載及功率是因數(shù)變化的，且有超載運行的可能性，所以不必按最大效率的準則來選擇變壓器的容量。如果變壓器容量選的過大，出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，空載損耗會大大增大；變壓器容量選的過小，變壓器負載過大，甚至過負荷，使變壓器負載損耗增大。通常工廠及民用等用電設備，其負荷是變動的，每天都有所不同。選擇容量的計算方法如下： （1）計算負荷量及功率因數(shù)，在待選的系列變壓器中選擇多種容量（即不同規(guī)格

23、）的變壓器，以供作待選變壓器（其額定容量應大于負荷的最大視在功率）。 （2）計算出各種容量變壓器與負荷對應的負載率。 （3）根據(jù)上述值以及各種容量變壓器的空載損耗和短路損耗計算出每臺變壓器運行時的損耗約功率（一般情況下宜選用效率高的）。 （4）具體確定變壓器容量是，既要考慮變壓器的損耗，又要考慮適當提高變壓器的容量利用率。此外，如果負荷是季節(jié)性或夜間停止使用的，變壓器的負荷可能僅占其容量的40%以下，此時就要考慮到符合降低情況下變壓器的運行效率。因為變壓器的空載損耗與負載無關，其功率損耗是一定的，且變壓器輕載時損耗也相當大。所以，從節(jié)電角度出發(fā)是不能忽視的。因此，這種情況下使用單臺大容量的變壓

24、器，不如使用多太小容量變壓器，以提高其運行效率。 總的來說變壓器節(jié)能改造的具體方法包括：降容、保容、增容和調(diào)容4種方法。 （5）繞組改制法：改高、抵押繞組降容法；改高、低壓繞組調(diào)容法；改高、低壓繞組保容法；改高、低壓繞組質(zhì)量法；改高、低壓繞組增容法。 （6）鐵芯改制法：調(diào)換全部鐵芯法；調(diào)換部分柱芯法；調(diào)換全部軛鐵法；調(diào)換部分軛鐵法；增減芯柱級數(shù)法；增減芯柱直徑法；單片重疊鐵芯法；鐵芯硅鋼片重疊法；鐵芯硅鋼片重新絕緣法。 （7）繞組、鐵芯全改法；全改繞組、鐵芯增容法；全改繞組、鐵芯保容法；全改繞組、鐵芯降容法。2.3.3 按國際按有關規(guī)定要求進行優(yōu)化調(diào)試 （1）變壓器的空載損耗比改之前降低45%

25、55%，優(yōu)于JBI300-73標準（冷軋硅鋼片）； （2）空載電流比改之前降低70%左右； （3）空載短路損耗符合國標或者有關規(guī)定； （4）阻抗壓降控制在3.6%5.5%（310KV，301600KVA）、6%7.7%（35KV、501600KVA）。2.3.4 降低變壓器短路事故 （1）電磁計算，在保證性能指標、溫度限制的前提下，綜合考慮短路時的動態(tài)過程。從保證繞組穩(wěn)定，合理選擇撐條數(shù)、導線寬度以及導線許應力的控制值，在進行安匝平衡排列時根據(jù)額定分接和各級限分接情況整體優(yōu)化，盡量減小平衡安匝。考慮到作用在內(nèi)繞組上的軸向內(nèi)力約為外繞組的兩倍，因此盡可能使作用在內(nèi)繞組上的軸外力方向與軸向力方向相

26、反。 （2）繞組結(jié)構(gòu)方面，繞組是產(chǎn)生電動力又直接承受電動力的結(jié)構(gòu)部件，要保證繞組在短路時的穩(wěn)定性，就要針對其受力情況，使繞組在各個方向有牢固的支撐。具體做法如在內(nèi)繞組內(nèi)側(cè)設置絕緣筒，繞組外側(cè)設置外撐條，并保證外撐條可靠地壓在線段上。對單螺旋低壓繞組首末端端平一匝以減少端部漏磁場畸變。對等效軸向電流大的低壓和調(diào)壓繞組，針對其相應的電動力，采取特殊措施固定繞組出頭，并在出頭位置和換位處采用適形的墊塊，以保證繞組穩(wěn)定性。 （3）器身結(jié)構(gòu)方面，器身絕緣是電動力傳遞的中介，要保證在電動力作用下，各個方面均有牢固的支撐和減小相關部件受力時的壓強。在設計時采用整體相套裝結(jié)構(gòu)，內(nèi)繞組硬絕緣筒與鐵心柱間用撐板撐

27、緊，以保證內(nèi)繞組上承受的壓應力均勻傳遞到鐵心柱上，合理布置壓釘位置和選擇壓釘數(shù)量，并設計副壓板，以減小壓釘作用到絕緣壓板上的壓強和壓板的剪切應力。 （4）鐵芯結(jié)構(gòu)方面，軸向電動力最終作用在鐵芯框架結(jié)構(gòu)上。如果鐵芯固定框架出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和變形，將導致繞組失穩(wěn)而變形損壞。因此設計鐵芯各部分結(jié)構(gòu)，強度要留有充分的裕度，各部件間盡量采用無間隙配合和互鎖結(jié)構(gòu)，是變壓器器身成為一個堅固的整體。3 根據(jù)不同能耗選擇變壓器 在變換變壓器以及傳遞功率的過程中，變壓器自身將會產(chǎn)生有功功率損耗和無功功率損耗。其損耗與變壓器的技術特性有關，同時又隨著負載的變化而產(chǎn)生非線性的變化。因此，必須根據(jù)有關技術參數(shù)，通過合理

28、地選擇變壓器型號、運行方式，加強變壓器的運行管理，充分利用現(xiàn)有的設備條件，以達到節(jié)約電能的目的。 SN9系列農(nóng)用變壓器是由吉林省電力科學研究院與吉林省電力有限公司農(nóng)電部等單位聯(lián)合開發(fā)研制的節(jié)能型變壓器產(chǎn)品。該產(chǎn)品適合低負載率地區(qū)使用，其最大的特點是：在于S9型變壓器制造成本基本相同條件下，用于負載小于50%的地區(qū)，可減少運行損耗。經(jīng)計算當負載率為20%時，SN9-50/10的變壓器比9-50/10變壓器總運行損耗降低15.3%左右。目前吉林省農(nóng)村電網(wǎng)建設與改造工程中已廣泛使用（如圖所示） 充分考慮農(nóng)村電網(wǎng)負載率： 我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)較發(fā)達的地區(qū)，年負載率最大也不會超過20%，一般年負載率在10%15

29、%；我國農(nóng)業(yè)地區(qū)，年負載率也不會超過9%，一般年負載率在5%左右?？紤]到發(fā)展的因素，我國農(nóng)村電網(wǎng)的負載率在相當長的一段時間內(nèi)不超過25%。因此，農(nóng)村變壓器技術條件的編制、系列設計、技術經(jīng)濟分析等，均采用20%進行計算的。為我國農(nóng)村電網(wǎng)的負載的發(fā)展留有足夠的空間。 通過進行農(nóng)村電網(wǎng)負載率的調(diào)查，結(jié)合變壓器性能參數(shù)的優(yōu)化設計，以與S9型變壓器制造成本作為約束條件，以保證損耗比值、最低運行損耗為目的標函數(shù)。確定了SN9系列變壓器的條件。其中空載損耗較S9型變壓器降低了20%25%，負載損耗較S9增加了10%，使損耗比（負載損耗/空載損耗）提高了7%左右。其它性能參數(shù)保持了S9型變壓器的性能參數(shù)。本技

30、術條件的采用使SN9變壓器在50%以下負載率的條件下較S9型變壓器的是節(jié)能的，且負載率越低節(jié)能的效果就越明顯。先進的設計技術：SN9系列農(nóng)用變壓器，除了在性能參數(shù)上具有上述特點，在產(chǎn)品設計上也采用了新的結(jié)構(gòu)設計和設計方法（如下圖所示）。利用CAD進行優(yōu)化電磁計算，在規(guī)定的性能參數(shù)要求內(nèi)達到經(jīng)濟指標最優(yōu)；充分發(fā)揮了系列設計的優(yōu)勢，考慮了標準零部件的采用和互用，提高了原材料的利用率；在結(jié)構(gòu)設計中重點考慮農(nóng)用變壓器的使用環(huán)境，提高了農(nóng)用變壓器的過載能力、抗過電壓能力；提高了重點工序的工藝要求，既保證了農(nóng)用變壓器生產(chǎn)工藝技術與S9型變壓器的接軌，又保證了生產(chǎn)工藝技術的先進性。4 電力能耗產(chǎn)生的影響4.

31、1 電器能耗引起的火災 電氣火災事故的種類是比較多的，比較常見的有線路過載、電流泄露、電氣短路等。電氣短路事故分為兩個部分，分別是金屬性短路與電弧性短路，前者具備較大的短路電流，因為超高溫度導致短路點發(fā)生溶結(jié)現(xiàn)象，從而導致一系列火災。后者的短路電流是比較小的，但是其短路點容易引發(fā)電弧與電火花，從而促使其局部溫度升高，導致一系列的人身財產(chǎn)安全損失。為了保證電氣火災發(fā)生頻率的降低，我們需要對相關線路進行實時控制，以避免線路溫度超額上升，從而避免一系列電氣火災事故的發(fā)生（如圖所示）。 電流泄漏事故的發(fā)生來源與潮濕的環(huán)境或者是絕緣材料的低效能，這種情況導致節(jié)電強度的不足，增大線路的對地電容，從而發(fā)生一

32、系列的泄漏電流，進而導致絕緣層的損害，從而引發(fā)電火花，導致電氣火災的發(fā)生。接觸不良現(xiàn)象也是普遍存在的，他增加了其接觸電阻，電流通過接觸面時，發(fā)生溫度的急劇上升，進而產(chǎn)生一系列的電氣火災事故。隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展，對諧波效應的研究也越來越深入，在此過程中，非線性負荷電氣設備得到普遍應用，對于它的應用不規(guī)范，也容易導致電氣火災的發(fā)生。4.2 電氣能耗的其他因素 線路發(fā)生短路也容易導致電氣火災的發(fā)生，在電力資源輸送過程中，它發(fā)生了電流回路現(xiàn)象，使通過回路的電流急劇增大，進而產(chǎn)生很多的熱量，導致溫度提升，從而引發(fā)一系列的火災事故（如上兩幅圖所示）。導致線路短路現(xiàn)象因素是多種多樣的，比如老化的絕緣層、絕緣

33、層破裂、過久的輸電線路，都容易發(fā)生量現(xiàn)相碰的現(xiàn)象。在實際工作中，電線的亂拉亂接，容易導致外套機械的損傷，進而導致短路現(xiàn)象。電線接頭的不良接觸，也容易導致電線的溫度聚升，從而導致火災事故。在實際情景中，如果電線與家用電器或者其他設備接頭的不牢固，也容易對電流造成阻礙，進而導致溫度上升，這些熱量容易融化癲癇的絕緣層，進而導致電氣火災。一般來說，通過電線的電流大于它的安全載流量，它的電線溫度就越高，也越容易融化電線的絕緣層，導致短路現(xiàn)象，進而產(chǎn)生一系列的電氣火災。5 結(jié)論 通過推廣使用節(jié)能變壓器，我們應該了解并掌握了不同變壓器的結(jié)構(gòu)以及用法，以及對一些高能耗變壓器的節(jié)能改造，再根據(jù)具體情況選擇適當?shù)?/p>

34、變壓器等這一系列措施可以大大降低變壓器的能耗，這對我們國家這樣一個以制造為主的用電大國來說意義非凡。 當然除了以上所談的變壓器具體的降耗方法外，變壓器節(jié)能運行還有很多辦法，如變壓器更換為經(jīng)濟型變壓器，還有對變壓器進行無功功率的補償，提高變壓器負載功率因數(shù)等等手段和方法，使得配電變壓器經(jīng)濟運行。在今后配電線路、變配電室維修改造工程中，我們將給相關部門提出這樣合理的建議。在滿足階段性生產(chǎn)及生活用電的同時，通過對變壓器合理的使用和調(diào)控，使變壓器的負荷率搞到80%以上或短路時輕微超載負荷運行時，利用率達到95%以上，從而降低變壓器損耗，從而大大降低了電費成本，進而達到降低生產(chǎn)成本、節(jié)能增效的目的。致謝

35、對于這次的設計，剛開始的時候由于沒有經(jīng)驗，動手的時候手忙腳亂，不知從何入手。我通過查閱大量的有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，是自己學到了不少的知識，也經(jīng)歷了不少的艱辛，但收獲同樣是巨大的。而且大大提高了自己的動手能力，是我充分體會到了在設計過程探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，是我終身受益。 在本次設計過程中最應該感謝的是我的指導老師劉俊華老師！每當我們遇到困難時劉老師都會不辭辛苦的耐心的給我們講解，在劉來時的幫助下，我克服了設計中遇到的所有難題，也走了不少彎路。從劉老師的身上我們不僅僅是學到了專

36、業(yè)知識，更重要的是我們學到了誨人不倦。敬職敬業(yè)、一絲不茍的工作態(tài)度，這對一個即將步入社會的學生來講，是非常寶貴的！為了我們以后的工作生活打下了堅實的基礎。在學習和生活期間，我也始終感受這劉老師的精心指導和無私的關懷，使我受益匪淺。在此我要向劉俊華老師表達深深的感謝和崇高的敬意。參考文獻1王銘慧編.變壓器節(jié)能的探究J.科技風，2012.92韓富春.吳變桃編.負荷調(diào)整與變壓器的節(jié)點運行J.電力系統(tǒng)及其自動化學報，2002.3劉洪濤編.配電變壓器節(jié)能研究M.北京：華北電力大學出版社，20084劉笙.電氣工程基礎M.北京：科學出版社，20025楊林建.機床電器設備的維修M.北京：北京理工大學出版社，20086童詩白.模擬電子技術基礎（第三版）M.北京：高等教育出版社，20017閻石.數(shù)字電子技術基礎（第四版）M.北京：高等教育出版社，19988張安紅.電力變壓器的損耗研究與優(yōu)化設計M.湖南大學，20059余國清，王玲.電力變壓器漏磁場及繞組渦流損耗計算J.電器制，200310詹并.論變壓器的經(jīng)濟運行與科學管理J.廣西質(zhì)量監(jiān)督報道，200811劉剛，范薇薇.談配電變壓器采用D，yn11聯(lián)結(jié)之優(yōu)點J.節(jié)能，199812姚正武.降低變壓器二次側(cè)箱蓋的渦流發(fā)熱J.電氣時代，2005