摘要本文介绍了非晶合金材料特性以及非晶合金变压器的发展现状、还描述了变压器一般的设计方法，其中着重讨论了变压器的铁芯设计、绝缘设计、绕组结构设计、绕组尺寸计算、阻抗计算、空载损耗及空载电流计算、负载损耗、温升计算等。
并通过查询手册，选取合适参数与本设计进行比较，确定运用文中介绍方法设计完成的SH15-800/10-0.4箔式非晶合金变压器，在电气性能、节能效果等各方面性能均符合国家相关规定。
文中变压器各部件图形及非晶合金铁心、高低压线圈图形均由AUTO CAD绘制完成。
关键词：SH15-800/10;非晶合金；变压器设计；电磁计算。
AbstractIn this paper, the material properties of amorphous alloys, and the development of amorphous alloy transformer status quo, but also describes the general design method of the transformer, which focused on the transformer core design, insulation design, structural design of winding, winding size calculation, the impedance calculation, No-load loss and no-load current calculation, load loss, temperature rise calculation. Manual by inquiries, select the appropriate parameters to compare with the design to determine the use of text designed to introduce the completion of the SH15-800/10-0.4-type amorphous alloy foil transformers, electrical performance, and other energy-saving performance results are in line with the relevant provisions of the country. Text and graphics components transformer amorphous alloy core, high-low voltage coil graphics drawn by the completion of AUTO CAD.Keyword：SH15-800/10；Amorphous alloy；Transformer Design；Electromagnetic computing。
目录摘要 (1)ABSTRACT (3)目录 (4)1 非晶合金变压器综述 (7)1.1非晶合金材料 (7)1.2非晶合金的主要特点 (7)1.3非晶合金变压器的发展前景 (11)2 变压器的电磁计算 (13)2.1变压器电磁计算的一般程序 (13)2.2变压器技术参数的确定 (14)2.3电压和电流的计算 (16)2.3.1 单相变压器 (16)2.3.2 三相变压器 (16)2.4铁心直径的确定 (17)2.4.1 影响铁心直径选择的主要因素 (17)2.4.2 选择铁心直径的实用方法 (18)2.5高、低压绕组匝数的计算 (19)2.5.1 初算每匝电压 (20)2.5.2 低压绕组匝数计算 (21)2.5.3 磁通密度的计算 (21)2.5.4 高压（中压）绕组匝数的计算 (21)2.5.5 电压比校核 (22)2.6绝缘设计基础 (23)2.6.1变压器绝缘的分类及对绝缘设计的要求 (23)2.6.2 变压器运行时各部分所承受电压 (24)2.6.3变压器的绝缘结构 (24)2.7变压器的铁心与空载参数的计算 (27)2.7.1铁心的功能 (27)2.7.2空载损耗的计算 (28)2.7.3空载电流的计算 (28)2.8变压器的绕组及负载损耗计算 (29)2.8.1变压器绕组的结构型式和特点 (29)2.8.2绕组的要求 (30)2.8.3绕组的型式 (30)2.8.4导线和电流密度的选择 (33)2.8.5绕组轴向、辐向尺寸及绝缘半径计算 (34)2.8.6短路损耗计算 (36)2.9.1基本计算公式 (38)2.9.2电抗高度计算 (39)2.9.3 漏磁面积∑D的计算 (39)2.9.4调整方法 (40)2.10变压器的温升及油箱尺寸计算 (40)2.10.1温升计算 (40)2.10.2 绕组对油的平均温升 (43)G (43)2.11变压器总重Z3 非晶合金变压器的设计 (44)3.1非晶合金变压器基本参数的确定 (44)3.1.1 磁通密度的取值 (44)3.1.2 工艺系数的确定 (44)3.1.3 联结组别 (44)3.1.4 噪声 (44)3.1.5 铁心受力 (45)3.2非晶合金变压器的电磁计算 (45)3.2.1 铁心计算 (45)3.2.2线圈计算 (46)4 SH15-800/10-0.4箔式非晶合金变压器电磁计算 (48)4.1技术参数和标准 (48)4.2电压、电流计算 (48)4.2.1高压侧线电压: (48)4.2.2高、低压侧相电压压分别为 (48)4.2.3高压相电流 (49)4.2.4低压侧相电流 (49)4.3铁心（迭厚）计算 (49)4.4绕组计算 (50)4.4.1每匝电压： (50)4.4.2高低压绕组匝数确定 (50)4.4.3验算电压误差 (50)4.4.4绕组尺寸计算 (50)4.5绝缘半径计算 (53)4.6负载损耗 (47)4.6.1高压绕组 (47)4.6.2低压绕组 (48)K取1.05） (48)4.6.3负载损耗d P（p4.7阻抗电压计算 (48)4.8铁重 (49)4.9空载损耗计算 (49)4.10油箱及线圈温升计算 (50)4.10.2 高压绕组对油平均温升 (51)4.10.3 低压绕组对油平均温升 (52)4.11重量计算 (52)结束语 (54)参考文献 (55)谢辞 (57)1 非晶合金变压器综述1.1非晶合金材料在日常生活中人们接触的材料一般有两种：一种是晶态材料，另一种是非晶态材料。
所谓晶态材料，是指材料内部的原子排列遵循一定的规律。
反之，内部原子排列处于无规则状态，则为非晶态材料, 一般的金属，其内部原子排列有序，都属于晶态材料。
科学家发现，金属在熔化后，内部原子处于活跃状态。
一但金属开始冷却，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。
如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金,制备非晶态合金采用的正是一种快速凝固的工艺。
将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。
钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。
非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。
以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点。
由于这样的特性,非晶态合金材料在电力、能源、电子、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间。
例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷。
用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力。
微型铁芯可大量应用于综合业务数字网ISDN中的变压器。
非晶合金神奇的功效，具有广阔的市场前景。
1.2非晶合金的主要特点（1）非晶合金铁心1）非晶合金铁心片厚度极薄，仅0.025mm，不到常用硅钢片的1/10；叠片系数较低，只有0.86；带材有142、170、213mm3种宽度。
2）非晶合金的饱和磁通密度较低，单相变压器一般取 1.3～1.4T，三相变压器一般取1.25～1.35T，因此，产品设计受到材料的限制。
3）非晶合金的硬度较大，是取向硅钢片的5倍，因此，加工剪切很困难，对设备、刀具要求较高。
一般是对边缘剪切处进行加温从而获得良好的剪切面，心柱由同一宽度的非晶合金带卷制而成，故铁心截面呈长方形，相应的高、低压绕组均为矩形。
4）非晶合金在成材过程中急速冷却和卷绕铁心时会产生应力，为了获得良好的损耗特性，非晶合金铁心成型后必须在一定的磁场条件下进行退火处理。
其退火工艺比较复杂，要求较高。
5）非晶合金铁心材料退火之后的脆性（易产生碎屑）也是设计制造时需关注的问题，需要采取一定的工艺措施。
6）非晶合金铁心材料对机械应力非常敏感，无论是张引力还是弯曲应力都会影响其磁性能，所以，铁心的损耗会随着压力的增大而增加。
这需要在器身结构设计方案中予以充分考虑。
7）单相非晶合金铁心变压器的铁心结构一般为“框”形，如图1.1所示；图1.1 单相非晶合金铁心结构示意图三相变压器的结构则由4个“框”合并成类似的三相五柱式结构，如图1.2所示；容量较大时，则采用8个铁心框叠放在一起的结构。
图1.2 三相非晶合金铁心结构示（2）非晶合金铁心变压器运行后的空载损耗非晶合金片磁滞损耗和涡流损耗都明显低于取向硅钢片，因此非晶合金铁心配电变压器的空载损耗只有S11型配电变压器空载损耗的40％，甚至更少。
但也有人认为，运行后的非晶合金铁心变压器的空载损耗会呈增加趋势。
此问题早在开发非晶合金变压器期间已经有所考虑。
1982年，第一台非晶合金铁心变压器在美国挂网运行；1983年，美国电力研究院（EPRI）、GE公司及纽约州电力公司曾考虑到了这一问题，并于1985年，将已制成的台、柱上变压器送到个成员单位进行为期年的现场试验。
现场试验的测试数据表明，运行2年后其空载电流和空载损耗与交付试验时的极为接近。
日本东京电力公司、Takao电气公司和日立电气公司对非晶合金变压器的长期可靠性做了深入细致地研究。
他们从1991年起对不同容量的200台非晶变压器进行了加速老化、现场运行、短路、冲击等试验，还进行了负荷和振动对变压器空载特性的影响测试。
研究结果表明，在30年寿命期内，其空载特性是稳定的，运行是可靠的。
我国对此问题亦有研究。
1995年，作为非晶合金配电变压器试运行单位的甘肃省天水市北道区电力局，根据冶金部、电力部关于攻关试验项目试验测试的规定要求，对10台挂网运行2个月的非晶合金变压器进行了测试，测试结果与运行前的测试值是相一致的。