随着全球电力工业的发展和人类对更高物质文明的追求,对能源的需求量明显增加,为提高电机的效率发电机单机容量日趋增大,火电单机容量从300MW、600MW发展到现在1000MW,水电单机容量从150MW、300MW发展到现在的三峡工程的700MW。发电机主变所需的容量也增加,变压器运输重量和运输尺寸相应增加,然而现在开发的水电站往往都是在偏远山区,运输条件都较为苛刻,道路和桥梁的承载能力有限。三相一体式变压器由于容量大,运输重量和外限尺寸都不能满足运输要求,故需降低变压器的运输重量和外限尺寸。说到降低重量,大家首先想到的是将变压器设计成单相变压器,但三个单相变压器组成一个变压器组,需要的组配件数量为三相变压器的三倍,主要材料硅钢片、变压器油的用量也是三相变压器的1.25倍左右。当今变压器行业市场竞争激烈,控制损耗,减少重量,降低成本是能否拿下订单,抢夺市场的重要指标。为满足道路运输要求同时考虑降低成本,将变压器设计成单相双分裂变压器是一个很好的发展方向。本文以某国外大型水轮发电机升压变压器DFF-147000/400项目为工程背景,以单相双分裂发电机升压变压器为具体研究对象,对单相双分裂变压器的工作原理进行分析和计算,并进行建模及仿真优化验证,最终通过试验数据得以论证。首先,描述了该项目的用户要求和运行工况,通过多次论证分析得出单相双分裂升压变压器方案可满足用户需求。详细论述了单相双分裂升压变压器的运行原理及结构特点,单相四柱式铁心,两个心柱采用十字花式油道,强制分割每柱的磁通;高压绕组两柱并联、低压绕组相互独立,两个心柱上的绕组参数和形式相同,绕向相反,以上也是该单相双分裂变压器的关键技术点。然后,论述了分裂变压器铁心和绕组结构,根据其特有结构特点并结合用户对变压器参数的要求,进行方案计算和结构布置,同时通过专业软件对该变压器电场、磁场、温度场和机械力等方面建模计算验证,得出最优方案。按照最优方案绘制出生产图纸进行产品制造。最后,通过产品出厂试验验证该结构的合理性和建模仿真计算准确性,并对计算中的空载损耗系数、空载电流系数、杂散损耗系数等关键系数进行修正,得出最合理的计算公式。