變壓器工作原理與應(yīng)用

變壓器工作原理首先強調(diào)一下紀律：1、手機調(diào)成振動或靜音2、不大聲喧嘩或討論3、不遲到早退謝謝大家配合！2015年1月23日變壓器工作原理

變壓器及其工作原理

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理傳輸電能或電信號的器件,它具有變壓、變流和變阻抗的作用。變壓器的種類很多,應(yīng)用十分廣泛。比如在電力系統(tǒng)中用電力變壓器把發(fā)電機發(fā)出的電壓升高后進行遠距離輸電,到達目的地后再用變壓器把電壓降低以便用戶使用,以此減少傳輸過程中電能的損耗;在電子設(shè)備和儀器中常用小功率電源變壓器改變市電電壓,再通過整流和濾波,得到電路所需要的直流電壓;在放大電路中用耦合變壓器傳遞信號或進行阻抗的匹配等等。變壓器雖然大小懸殊,用途各異,但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理卻是相同的。2023/2/1三相鋁線高壓邊額定電壓10kv額定容量1000kv·A變壓器型號：三相設(shè)計序號高壓邊額定電壓6kv額定容量1250kv·A變壓器型號：S9–

1250/6組合式冷卻方式高壓邊額定電壓35kv額定容量1600kv·A變壓器型號：Zb-F-1600/35變壓器工作原理例：SCB10型脫硫干式變壓器干式電力變壓器型號及含義SCB10—1600/6SC:三相固體成型（環(huán)氧樹脂）B:低壓箔式線圈10:設(shè)計序號1600kVA:額定容量6kV:額定高壓電壓變壓器工作原理

變壓器的銘牌參數(shù)：每臺變壓器都有一銘牌，上面標注著型號、額定值及其它數(shù)據(jù)，便于用戶了解變壓器的運行性能。電力變壓器產(chǎn)品型號SL7－315/10產(chǎn)品編號額定容量315kV·A使用條件戶外式額定電壓10000/400V冷卻條件ONAN額定電流18.2/454.7A短路電壓4%額定頻率50Hz器身吊重765kg相數(shù)三相油重380kg聯(lián)接組別Yyno總重1525kg制造廠生產(chǎn)日期圖1－4電力變壓器銘牌示意圖一次側(cè)與二次側(cè)電壓電流比U1U2=N1N2I1I2=N2N1一次側(cè)與二次側(cè)電壓比等于一次側(cè)與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比即所繞的圈數(shù)比一次側(cè)與二次側(cè)電流比等于二次側(cè)與一次側(cè)繞組的匝數(shù)比即所繞的圈數(shù)反比根據(jù)此比例式子可以看出當一次輸入電壓一定時，二次側(cè)的電壓或高或低，不滿足要求，設(shè)計時N2是不變的，N1有三個檔位可以調(diào)節(jié)，當U2需要調(diào)大一點，只能N1變小一點。否則反之。2023/2/1二、儀用互感器

實現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓。VR

N1（匝數(shù)多）保險絲

N2（匝數(shù)少）~u（被測電壓）（一）電壓互感器

2023/2/12）鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防一次側(cè)高壓繞組絕緣損壞時，其帶上高電壓而觸電；3）電壓互感器有一定的額定容量，使用時不宜接過多的儀表，否則將影響互感器的準確度。注意：1）二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大，將互感器燒壞。為此應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護；2023/2/1（二）電流互感器

實現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流。（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2被測電流=電流表讀數(shù)N2/N12023/2/1注意：1）二次繞組絕不許開路，否則一次繞組中流過的大電流使鐵心過熱而燒壞繞組絕緣； 二次繞組中因匝數(shù)很多，將產(chǎn)生高電壓，可能將絕緣擊穿，危及安全。

2）在運行中若要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短路后再進行。

3）鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以免絕緣損壞時，高壓側(cè)電壓傳到低壓側(cè)，危及儀表及人身安全。

4）電流表內(nèi)阻抗應(yīng)很小，否則影響測量精度。變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù)含義定義：變壓器二次繞組短接，一次繞組通額定電流（此時二次短接電流也達到二次額定電流），在一次側(cè)施加的電壓稱阻抗電壓Uz，通常以百分數(shù)表示。阻抗電壓百分數(shù)Uz（%）=Uz/UNХ100%。阻抗電壓Uz大小與變壓器成本、性能及一二次繞組結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電質(zhì)量有關(guān)。阻抗電壓大，承受動穩(wěn)定能力強，但負載損耗大。為了便于設(shè)計線路上繼電保護裝置，Uz是固定的，不得任意更改。阻抗電壓變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù)含義即變壓器在短路試驗狀態(tài)下從電源吸收的功率。即將變壓器一組線圈短接，另一組線圈施加阻抗電壓（使線圈產(chǎn)生額定電流），此時從電源線圈上所接的功率表上測出的功率，即為負載損耗。負載損耗主要是線圈導(dǎo)線的電阻損耗，線圈的附加損耗（包括導(dǎo)線的渦流損耗和不完全換位損耗），引線損耗及鋼鐵結(jié)構(gòu)中的雜散損耗。當負載損耗計算值太小時，會使變壓器體積和重量增大，從而使制造成本增大。負載損耗變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù)含義空載損耗變壓器損耗=空載損耗+負載損耗各種型號的變壓器負載損耗相差不大，損耗的差別主要在于空載損耗，即鐵芯部分產(chǎn)生的損耗，因此改善鐵芯的設(shè)計結(jié)構(gòu)和工藝水平尤為重要。鐵芯中的有功損耗。變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù)含義空載運行時所消耗的電流，它有兩個分量：有功分量和無功分量。有功分量：空載運行時在一次線圈和鐵芯中產(chǎn)生有功損耗的電流無功分量：空載運行時在鐵芯中產(chǎn)生磁通的勵磁電流從安全運行和經(jīng)濟運行上看，空載電流越小越好。隨著鐵芯結(jié)構(gòu)的改進和硅鋼片性能的改善，空載電流趨于下降?？蛰d電流2023/2/1

解：變壓比K=N1/N2=800/200=4

副邊電壓U2=U1/K=220/4=55V

原邊電流I1=I2/K=8/4=2A

輸入功率S1=U1I1=440V·A

輸出功率S2=U2I2=440V·A

可見當變壓器的功率損耗忽略不計時，輸入功率與輸出功率相等，這符合能量守恒定律。例1

已知一變壓器N1=800，N2=200，U1=220V，I2=8A，負載為純電阻，忽略變壓器的漏磁和損耗，求變壓器的副邊電壓U2，原邊電流I1，輸入和輸出功率。變壓器三相繞組接線有兩種：1、星形聯(lián)結(jié)

星形聯(lián)結(jié)記作：“Y”或“y”2、三角形聯(lián)結(jié)

三角形聯(lián)結(jié)記作：“D”或“d”變壓器工作原理2023/2/1原邊：Y

YN

D(△)副邊：yynd

星形三角形各種連接組別適用范圍各種連接組別適用范圍1、Y，yn0

（1）三相負荷基本平衡，其低壓中性電流不至超過低壓繞組額定電流25%時。（2）供電系統(tǒng)中諧波干擾不嚴重時。（3）用于10kV配電系統(tǒng).2、Y，zn0

用于多雷地區(qū)

各種連接組別適用范圍3、D，yn11

（1）、由單相不平衡負荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時。（2）、供電系統(tǒng)中存在著較大的“諧波源”，3n次諧波電流比較突出時。（3）、用于10kV配電系統(tǒng)，需要提高低壓側(cè)單相接地故障保護靈敏度時。4、Y，d11

用于35kV配電系統(tǒng)

因此我們最常用的就是Yyn0和Dyn11這兩種聯(lián)結(jié)組別2023/2/1三相變壓器Yyn聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBbca+–+–+–+–2023/2/1三相變壓器YNd聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBabc+–+–+–GB:Yyn、Yd、YNd、Yy、YNy最常用的三種變壓器并列運行條件1、電壓相同、變比相同。變比差值不超過0.5%2、連接組別相同。聯(lián)結(jié)方式、極性、相序必須相同3、阻抗電壓相等。差別不易超過10%4、容量差別不宜過大。不易超過3：1三、變壓器的并聯(lián)運行3.1并聯(lián)運行的理想條件并聯(lián)運行的優(yōu)點：1.提高供電的可靠性；2.提高供電的經(jīng)濟性。并聯(lián)運行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，共同向負載供電的運行方式。并聯(lián)運行的理想情況是：1.空載時各變壓器繞組之間無環(huán)流；2.負載后，各變壓器的負載系數(shù)相等；3.負載后，各變壓器的負載電流與總的負載電流同相位。為了達到上述理想運行情況，并聯(lián)運行的變壓器需滿足以下條件：1.各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓分別相等，即變比相同；2.各變壓器的連接組別相同；3.各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的標么值相等，且短路阻抗角也相等。為了保證空載時環(huán)流不超過額定電流的10%，通常規(guī)定并聯(lián)運行的變壓器的變比差不大于1%。1.當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，又增加了變壓器的損耗，這是很不利的。2.連接組別不同時并聯(lián)運行連接組別不同時，二次側(cè)線電壓之間至少相差300，則二次線電壓差為線電壓的51.8%，由于變壓器的短路阻抗很小,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，所連接組別不同絕不允許并聯(lián)。3.短路阻抗標么值不等時并聯(lián)運行由等效電路可知：等效電路如圖所示?？梢姡髋_變壓器所分擔的負載大小與其短路阻抗標么值成反比。為了充分變壓器的容量，理想的負載分配，應(yīng)使各臺變壓器的負載系數(shù)相等，而且短路阻抗標值相等。變壓器運行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺變壓器不過負荷的情況下，變比不同和短路阻抗標么值不等的變壓器可以并聯(lián)運行。又規(guī)定：阻抗標么值不等的變壓器并聯(lián)運行時，應(yīng)適當提高短路阻抗標么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運行的變壓器的容量均能充分利用。為了使各臺變壓器所承擔的電流同相位，要求各變壓器的短路阻抗角相等。一般來說，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)運行的變壓器的最大容量之比不超過3：1。變壓器工作原理額定容量SN：它是變壓器額定工作條件下輸出能力的保證值，是額定視在功率，單位有：伏安（V?A）或千伏安（kV?A）或兆伏安（MV?A）。一般容量在630kVA以下的為小型電力變壓器；800~6300kVA的為中型電力變壓器；8000~63000kVA為大型電力變壓器；

90000kVA及以上的為特大型電力變壓器；變壓器工作原理額定電壓U1N/U2N

均指線值電壓。原邊額定電壓U1N是指電源加在原繞組上的額定電壓；副邊額定電壓U2N是指原邊加額定電壓副邊空載時副繞組的端電壓，單位有：伏（V）或千伏（kV）。變壓器工作原理額定電流I1N/I2N

均指線值電流。原、副邊額定電流是指在額定容量和額定電壓時所長期允許通過的電流，單位有：安（A）

額定頻率fN

指工業(yè)用電頻率，我國規(guī)定為50Hz。變壓器工作原理變壓器的額定容量、額定電壓、額定電流之間的關(guān)系為：單相變壓器：三相變壓器：變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù)含義變壓器額定容量

變壓器容量以視在功率S計算，變壓器額定容量等級為固定的S=√3UI由此公式可知，當變壓的額定容量已知，想要知道一次側(cè)和二次側(cè)的電流，可由S=√3UI計算的出。比如容量500KVA的變壓器，一、二次側(cè)額定電流為：5001.732х10S1.732хU==28.868A5001.732х0.4

=721.71AI1=I2=2023/2/1變壓器的選用舉例：一小區(qū)有300戶居民，進小區(qū)的額定電壓為10KV，請選擇合適的變壓器。結(jié)構(gòu)：干式的，可移動組合式的額定容量：300*2000V·A=600KV·A額定電壓：10KV型號：Zb-F-630/10分為三相U，V，W，加零線給居民用電變壓器溫升過高的原因當變壓器在負載正常和冷卻方式正常情況下，或負載不變，油溫不斷上升時，則視為變壓器內(nèi)部故障。油溫顯著上升的故障原因：（1）、變壓器一、二次繞組匝間或?qū)娱g短路。此時三相電壓和三相電流表現(xiàn)為不平衡。（2）、分接開關(guān)故障：接觸不良、位置錯誤、開關(guān)燒毀、過電壓下短路，每次倒分接頭時至少轉(zhuǎn)動開關(guān)手柄10次以上，消除接觸部分氧化膜及油垢。（3）、鐵芯硅鋼片絕緣損壞。（4）、過載。變壓器缺油的危害油位過低時，氣體繼電器動作。油位過低時，變壓器繞組暴露出油面，溫度升高，繞組接觸空氣，吸收空氣中的潮氣，降低絕緣水平，嚴重時導(dǎo)致變壓器燒毀。變壓器的安裝變壓器安裝分室外安裝和室內(nèi)安裝，室外安裝有柱上安裝和地上安裝兩種安裝方式，地上安裝又有地上變臺安裝（安裝在水泥臺上）和箱變兩種形式。變壓器容量在315KVA及以下可采用柱上安裝方式