《相變壓器原理》ppt課件

1、 三相變壓器三相變壓器 當(dāng)三相變壓器的原邊和副邊繞組均以當(dāng)三相變壓器的原邊和副邊繞組均以一定的接法現(xiàn)接，一定的接法現(xiàn)接， 帶上三相對稱負(fù)帶上三相對稱負(fù)載，載， 原邊加上對稱的三相電壓時原邊加上對稱的三相電壓時 ，由于三相對稱電壓本身大小相等、相由于三相對稱電壓本身大小相等、相位互差位互差12001200，因此求得一相的電壓、，因此求得一相的電壓、電流，電流， 其它兩相按對稱關(guān)系求出。其它兩相按對稱關(guān)系求出。 特殊特殊問題：問題： 1三相繞組的聯(lián)接，即電三相繞組的聯(lián)接，即電路問題；路問題； 2三相變壓器的三相變壓器的磁路系統(tǒng)；磁路系統(tǒng)；磁路一、組式變壓器三個獨(dú)立的單相變壓器組成,在電路上相互聯(lián)接

2、，三相磁路相互完全獨(dú)立。 各相主磁通有各自的鐵心磁路， 互不影響。各相鐵芯、磁通、磁阻等一致二、芯式變壓器 具有共同鐵芯;中柱中間鐵芯柱磁通為三相磁通之和，對稱時中柱磁通為零，可省去;又稱三相三鐵芯柱式變壓器三相鐵芯式變壓器;平面，磁路不完全對稱，各相If不完全一樣，但相差很小，忽略區(qū)別。2、銜接組1高、低壓繞組中電動勢相位關(guān)系單相繞組高、低壓繞組中電動勢相位關(guān)系單相繞組單相變壓器中，單相變壓器中， 高壓繞組首端為高壓繞組首端為“A、末端、末端為為“X；低壓繞組首端為；低壓繞組首端為“a、末端為、末端為“x。AXaxAXax原、副繞組被同一主磁通原、副繞組被同一主磁通交鏈，交鏈， 感應(yīng)電動勢感

3、應(yīng)電動勢在任一瞬間原邊繞組一端點(diǎn)為高電位，副邊繞在任一瞬間原邊繞組一端點(diǎn)為高電位，副邊繞組也有一端點(diǎn)為高電位。組也有一端點(diǎn)為高電位。 這兩個端點(diǎn)為這兩個端點(diǎn)為“同名同名端端二、單相變壓器的銜接組 同名端 兩繞組繞向 原、副邊繞組主磁通一樣，電動勢只能同相或反相 思索首未端為人為定義，也有兩種能夠 所以兩繞組之間關(guān)系四種方式但其電勢關(guān)系只需兩種能夠 同向夾角0度 反向夾角180度圖：同極性端有一樣首端標(biāo)志圖：同極性端有相異首端標(biāo)志一、三相變壓器繞組的聯(lián)接法和聯(lián)接組1、三相變壓器銜接法ABCXYZAXEBXECXE星形銜接ABCXYZAXEBXECXE三角形銜接高壓繞組首端由高壓繞組首端由A、B、

4、C表示，表示， 末端由末端由X、Y、Z表示；低壓繞組首端由表示；低壓繞組首端由a、b、c表示，末端由表示，末端由x、y、z表示。表示。 一相繞組末端與另一相繞組首端相連，一相繞組末端與另一相繞組首端相連， 依次得到依次得到一閉合回路，一閉合回路， 為三角形銜接為三角形銜接“ ， 有順、逆之有順、逆之分。分。 圖：三相繞組銜接法三、三相變壓器的銜接組別銜接組別：反映三相變壓器銜接方式及一、二次線電銜接組別：反映三相變壓器銜接方式及一、二次線電動勢或線電壓的相位關(guān)系。動勢或線電壓的相位關(guān)系。三相變壓器的銜接組別不僅與繞組的繞向和首末三相變壓器的銜接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相

5、繞組的銜接方式有關(guān)。端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相繞組的銜接方式有關(guān)。實(shí)際和實(shí)際證明，無論采用怎樣的銜接方式，一、二實(shí)際和實(shí)際證明，無論采用怎樣的銜接方式，一、二次側(cè)線電動勢可電壓的相位差總是次側(cè)線電動勢可電壓的相位差總是300的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。因此可以采用時鐘表示法因此可以采用時鐘表示法分針長針：表示高壓繞組線電勢分針長針：表示高壓繞組線電勢EAB，固定指向，固定指向12時針短針：表示低壓繞組線電勢時針短針：表示低壓繞組線電勢Eab，指向幾就是，指向幾就是幾點(diǎn)鐘銜接。幾點(diǎn)鐘銜接。UVEuvE判別步驟：判別步驟：1在接線圖上標(biāo)出各相電動勢相量；2畫出原繞組電動勢相量位形圖；畫出原繞組電動勢相量位形

6、圖；3根據(jù)同一鐵心柱上原、副繞組感應(yīng)電動勢的根據(jù)同一鐵心柱上原、副繞組感應(yīng)電動勢的相位關(guān)系，相位關(guān)系， 畫出副邊繞組電動勢位形圖。將畫出副邊繞組電動勢位形圖。將“a點(diǎn)點(diǎn)與與“A點(diǎn)重合，使相位關(guān)系更直觀。點(diǎn)重合，使相位關(guān)系更直觀。 4比較原、副繞組線電動勢的相位關(guān)系。比較原、副繞組線電動勢的相位關(guān)系。 根根據(jù)鐘點(diǎn)法確定聯(lián)接組別。據(jù)鐘點(diǎn)法確定聯(lián)接組別。 ABEabE(1) Yy0課上舉兩例演示畫法(2) Yy62. Yd銜接 兩種：Yd11, Yd1 (1) Yd11(2) Yd1五、規(guī)范銜接組 為消費(fèi)運(yùn)用方便，國家規(guī)范規(guī)定5種： Y,yn0 Y,d11 YN,d11 YN,y0 Y,y0三相變壓

7、器繞組的聯(lián)接組三相變壓器繞組的聯(lián)接組幾點(diǎn)認(rèn)識：幾點(diǎn)認(rèn)識：1當(dāng)變壓器的繞組標(biāo)志同名端或首末端改動時，當(dāng)變壓器的繞組標(biāo)志同名端或首末端改動時， 變壓器的聯(lián)接組號也隨著改動。變壓器的聯(lián)接組號也隨著改動。2Y/Y聯(lián)接的三相變壓器，聯(lián)接的三相變壓器， 其聯(lián)接組號都是偶數(shù)；其聯(lián)接組號都是偶數(shù)；3 Y/ 聯(lián)接的三相變壓器，其聯(lián)接組號都是奇數(shù)；聯(lián)接的三相變壓器，其聯(lián)接組號都是奇數(shù)；4 / 聯(lián)接可以得到與聯(lián)接可以得到與Y/Y聯(lián)接一樣的組號；聯(lián)接一樣的組號； /Y聯(lián)接也可以得到與聯(lián)接也可以得到與Y/ 聯(lián)接一樣的組號；聯(lián)接一樣的組號； 5最常用的聯(lián)接組是最常用的聯(lián)接組是Y/Y12 和和 Y/ 11；大連理工大學(xué)電氣

8、工程系2.7 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn) 負(fù)荷容量很大，一臺變壓器不能滿足要求。負(fù)荷容量很大，一臺變壓器不能滿足要求。 負(fù)荷變化較大，用多臺變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)可以隨負(fù)荷變化較大，用多臺變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)可以隨 時調(diào)理投入變壓器的臺數(shù)。時調(diào)理投入變壓器的臺數(shù)。 可以減少變壓器的貯藏容量?？梢詼p少變壓器的貯藏容量。 u1 u2 T1 T2 第第 2 章章 變壓器變壓器 并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)是指將幾臺變壓器的一、二次繞并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)是指將幾臺變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共同向負(fù)載供電的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。同向負(fù)載供電的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。一、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的理想形狀一、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)

9、的理想形狀1. 空載時各臺變壓器的空載時各臺變壓器的 I2 = 0，即各臺變壓器之，即各臺變壓器之 間無環(huán)流。間無環(huán)流。2. 負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時，各臺變壓器分擔(dān)的負(fù)載與它們負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時，各臺變壓器分擔(dān)的負(fù)載與它們 的容量成正比。的容量成正比。3. 各臺變壓器同一相上輸出的電流同相位，各臺變壓器同一相上輸出的電流同相位， 使得總輸出電流：使得總輸出電流： I2 = Ii 。 二、理想并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件二、理想并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件 1. 電壓比相等，以保證二次空載電壓相等。電壓比相等，以保證二次空載電壓相等。 規(guī)定：電壓比之差規(guī)定：電壓比之差0.5%(平均電壓比平均電壓比) 2. 結(jié)合組一樣，以保證二次空載電壓相位一

10、樣。結(jié)合組一樣，以保證二次空載電壓相位一樣。 3. 短路阻抗標(biāo)么值相等。短路阻抗標(biāo)么值相等。并聯(lián)條件不滿足時的運(yùn)轉(zhuǎn)分析并聯(lián)條件不滿足時的運(yùn)轉(zhuǎn)分析變比不等的兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)變比不等的兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時，二次空載電壓不等。折算到時，二次空載電壓不等。折算到二次側(cè)的等效電路如下圖。二次側(cè)的等效電路如下圖。由等效電路可以列出方程式：由等效電路可以列出方程式：1212IIIISIIIISIIIII = I + IU- U= I ZkU- U= IZk那么二次側(cè)電流為：那么二次側(cè)電流為：1111SIIIIIICLISISIISISIISIIIIIICLISISIISISIIUU-ZkkI=+I = I

11、 + IZ+ ZZ+ ZUU-ZkkI=+I = - I + IZ+ ZZ+ ZCII1kU2ULZSIZ2IS IIZII1kULIILIII一、變比不等時并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)IIIk k 為了保證空載時環(huán)流不超越額定電流的10%，通常規(guī)定并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器的變比差不大于1%。 當(dāng)變壓器的變比不等時，在空載時，環(huán)流 就存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻抗很小，即使變比差很小，也會產(chǎn)生很大的環(huán)流。環(huán)流的存在，既占用了變壓器的容量，又添加了變壓器的損耗，這是很不利的。CI二、銜接組別不同時并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn) 銜接組別不同時，二次側(cè)線電壓之間至少相差300，那么二次線電壓差為線電壓的51.8%，由于變壓器的短

12、路阻抗很小,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會燒毀繞組，所以銜接 組別不同絕不允許并聯(lián)。三、短路阻抗標(biāo)么值不等時并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)由等效電路可知：由等效電路可知： 等效電路如下圖。ISIIISIII Z= I ZNISINIISIIIIININNIINIZIZII=IUIUIII*SISII11:=:ZZ 可見，各臺變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值成反比。 為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。1Uk2ULZSIZS IIZIIIII 變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)程規(guī)定：在任何一臺變壓器不過負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器可以并

13、聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器的容量均能充分利用。 為了使各臺變壓器所承當(dāng)?shù)碾娏魍辔?，要求各變壓器的短路阻抗角相等。普通來說，變壓器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的變壓器的最大容量之比不超越3：1。自耦變壓器自耦變壓器1. 自耦變壓器的根本構(gòu)造自耦變壓器的根本構(gòu)造 只需一個繞組。只需一個繞組。手手柄柄接接線線柱柱第第 2 章章 變壓器變壓器2. 自耦變壓器的任務(wù)原理自耦變壓器的任務(wù)原理(1) 電壓關(guān)系電壓關(guān)系 忽略漏阻抗，那么忽略漏阻抗，那么= U1 U2E1 E2=N1 N2= k

14、2.8 自耦變壓器自耦變壓器 I 降壓自耦變壓器降壓自耦變壓器 N1N2+ +U1U1I1E1E2 U2U2I2 I+ +U2U2I1E1E2 U1U1I2 升壓自耦變壓器升壓自耦變壓器 (2) 電流關(guān)系電流關(guān)系 N1I1N2I2 = N1I0 N1I1N2I2 = 0 I1 = I2 N2N1I1 I2 N2 N1 =I1與與 I2 相位相反。相位相反。 1 k =I = I1I2 2.8 自耦變壓器自耦變壓器公共繞組的電流公共繞組的電流忽略忽略 I0，那，那么么 在降壓變壓器中，在降壓變壓器中， I1 I2 (3) 功率關(guān)系功率關(guān)系 變壓器容量變壓器容量 SN = U2NI2N = U1N

15、I1N S2 = U2I2在降壓變壓器中在降壓變壓器中 = U2 (II1 )= U2IU2I1= SiSt2.8 自耦變壓器自耦變壓器I = I1 I2 在升壓變壓器中在升壓變壓器中S1 = U1I1= U1 (II2 )= U1IU1I2= SiSt 降壓變壓器降壓變壓器 升壓變壓器升壓變壓器 感應(yīng)功率感應(yīng)功率 Si傳導(dǎo)功率傳導(dǎo)功率 StU2I U1IU2I1 U1I2 在在 SN 一定時，一定時， k 越接近越接近 1，Si 越小，越小， St 所占所占 比例越大，經(jīng)濟(jì)效果越顯著。比例越大，經(jīng)濟(jì)效果越顯著。2.8 自耦變壓器自耦變壓器儀用互感器儀用互感器一、電壓互感器一、電壓互感器U1 U2=N1 N2= ku 國產(chǎn)互感器：國產(chǎn)互感器： U2N = 100 V 運(yùn)用留意：運(yùn)用留意：二次繞組制止短路。二次繞組制止短路。二次繞組與鐵心必需接地。二次繞組與鐵心必需接地?？蛰d運(yùn)轉(zhuǎn)的降壓變壓器?？蛰d運(yùn)轉(zhuǎn)的降壓變壓器。u1 Vu