變壓器學(xué)習(xí)課件

2023/10/3變壓器變壓器是一種靜止的，將某一等級(jí)的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換為同頻率的另一等級(jí)的交流電壓和電流的設(shè)備。功能：變電壓——電力系統(tǒng)變電流——電流互感器變阻抗——電子電路中的阻抗匹配2023/10/3發(fā)電廠(chǎng)10.5千伏輸電線(xiàn)220千伏升壓變電站10千伏降壓

變壓器應(yīng)用舉例…降壓實(shí)驗(yàn)室380/220伏降壓儀器36伏降壓我國(guó)規(guī)定：輸電線(xiàn)路的電壓為110KV，220KV，500KV等幾種2023/10/3任務(wù)5其它用途的變壓器任務(wù)4三相變壓器任務(wù)3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行任務(wù)2單相變壓器的空載運(yùn)行任務(wù)1變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu)

2023/10/3任務(wù)1變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu)

一、變壓器的基本工作原理

一個(gè)鐵心：提供磁通的閉合路徑。兩個(gè)繞組：1次側(cè)繞組N1；2次側(cè)繞組N2。單相變壓器原理圖變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的目的。2023/10/3任務(wù)1變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu)

一、變壓器的基本工作原理

空載運(yùn)行：U1→i1→Φ→感應(yīng)電勢(shì)e1和e2→U2；

略去繞組電阻和漏抗壓降，則：2023/10/3二、變壓器的應(yīng)用與分類(lèi)1）電力變壓器：電力系統(tǒng)傳輸電能的升壓變壓器/降壓變壓器等。2)特殊變壓器：給電焊機(jī)供電的電焊變壓器，給煉鋼爐供電的電爐變壓器等3)儀用互感器：電壓互感器

/電流互感器

4)試驗(yàn)變壓器：高壓試驗(yàn)用5)調(diào)壓變壓器：能在一定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓6)控制變壓器：隔離防止觸電安全，同時(shí)提供多種電壓

按用途分:2023/10/3按制造方式殼式(用在小容量變壓器）心式（工藝簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛）變壓器圖形符號(hào)變壓器文字符號(hào)：T按相數(shù)分單相變壓器三相變壓器多相變壓器不同的分類(lèi)，基本原理一樣2023/10/3三、電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)分類(lèi)：干式變壓器：空氣冷卻。一般用于小容量變壓器，如電站、工廠(chǎng)等。在電力系統(tǒng)中，變壓比為6000V/400V，用于額定電壓為380V的負(fù)載。油浸式變壓器：油冷卻。一般用于升壓站和發(fā)電廠(chǎng)，變壓比為20KV/500KV，20KV/6KV等。2023/10/3油浸式電力變壓器鐵心（硅鋼片）：變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。繞組（銅線(xiàn)或鋁線(xiàn)）：變壓器的電路，一般用絕緣銅線(xiàn)或鋁線(xiàn)繞制而成。絕緣套管（引出裝置）：將線(xiàn)圈的高、低壓引線(xiàn)引到箱外，是引線(xiàn)對(duì)地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。油箱：油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。附件：儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。2023/10/3（一）電力變壓器的額定值3．額定容量SN

：額定條件下的輸出功率

1．額定電壓UN1和UN2：繞組正常工作時(shí)的電壓值2．額定電流IN1和IN2：繞組長(zhǎng)期允許的最大電流值4．額定頻率f：50Hz四、電力變壓器的額定值與主要系列單相變壓器的是相電壓；三相變壓器的是線(xiàn)電壓。

2023/10/3（二）電力變壓器的型號(hào)及主要系列2023/10/3三相鋁線(xiàn)高壓邊額定電壓10kv額定容量1000kv·A變壓器型號(hào)：三相設(shè)計(jì)序號(hào)高壓邊額定電壓10kv額定容量500kv·A變壓器型號(hào)：S9–500/10組合式冷卻方式高壓邊額定電壓10kv額定容量630kv·A變壓器型號(hào)：Zb-F-630/102023/10/3任務(wù)2單相變壓器的空載運(yùn)行

I2=0U2=U20=E2U1≈E12023/10/3繞組：一次繞組二次繞組單相變壓器+–+–變壓器的磁路由硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵心變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵心2023/10/3空載電流(勵(lì)磁電流)：占額定電流的2%—10%空載損耗(鐵心損耗

PFe)：磁滯損耗和渦流損耗磁滯損耗：磁滯現(xiàn)象引起鐵心發(fā)熱，造成的損耗；渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感應(yīng)電流(渦流)造成的損耗。銅損耗

(

PCu：繞組的損耗)很小變壓器的損耗：P=

PFe＋

PCu

可變損耗不變損耗2023/10/3任務(wù)3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行

2023/10/3結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比2、變電流：Z四、變壓器的作用1、變電壓2023/10/33、變阻抗：應(yīng)用：阻抗匹配在電子電路中，為了提高信號(hào)的傳輸功率和效率，常用變壓器將負(fù)載阻抗變換為適當(dāng)?shù)臄?shù)值，以取得最大的傳輸功率和效率，這種做法稱(chēng)為阻抗匹配。2023/10/3變電壓變電流變阻抗2023/10/3五、變壓器的運(yùn)行特性

（一）變壓器的外特性和電壓變化率電壓變化率：反映電壓的穩(wěn)定性變壓器主要性能指標(biāo)電力變壓器：

U％=2%~3%外特性效率特性當(dāng)U1=U1N，cos

2不變時(shí)，U2=f(I2)2-純電阻負(fù)載；1-感性負(fù)載；3-容性負(fù)載一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2

變化不多）2023/10/3（二）變壓器的效率特性輸出功率輸入功率cos

2不變時(shí)，效率=f(I2)；電力變壓器，最大效率出現(xiàn)在I2=（0.5—0.7）I2N2023/10/3小結(jié)：?jiǎn)蜗嘧儔浩鞯墓β赎P(guān)系

1.一次繞組的視在功率

S1=UN1IN12.二次繞組的視在功率

S2=UN2IN23.輸入功率

P1=UN1IN1cos

14.輸出功率

P2=UN2IN2cos

25.變壓器的損耗

P=PFe＋PCu(1)銅損耗

PCu=R1I12+R2I22(2)鐵損耗

PFe=Ph＋Pe

6.效率

P1P2

=×100%2023/10/3任務(wù)4三相變壓器

1、三相變壓器組：三個(gè)獨(dú)立單相變壓器組成的變壓器組特點(diǎn)：三相之間只有電的聯(lián)系，沒(méi)有磁的聯(lián)系。一、三相變壓器的種類(lèi)2023/10/3ABCXYZabczyx2、三相心式變壓器：鐵心為三相所共有的三相變壓器特點(diǎn)：三相之間既有電的聯(lián)系，又有磁的聯(lián)系。2023/10/3繞組名稱(chēng)首端末端中性點(diǎn)高壓繞組A、B、CX、Y、ZN低壓繞組a、b、cx、y、zn二、三相繞組的聯(lián)結(jié)方式2023/10/3原邊：Y

YN

D(△)副邊：yynd

星形三角形2023/10/3三相變壓器Yyn聯(lián)結(jié)線(xiàn)電壓之比：ACBbca+–+–+–+–2023/10/3三相變壓器YNd聯(lián)結(jié)線(xiàn)電壓之比：ACBabc+–+–+–GB:Yyn、Yd、YNd、Yy、YNy最常用的三種2023/10/32023/10/3例6

有一帶電阻負(fù)載的三相變壓器，其額定數(shù)據(jù)如下： SN=100kVA,U1N=6000V,f=50Hz。

U2N=U20=400V,繞組連接成

y。由試驗(yàn)測(cè)得:

PFe=600W，額定負(fù)載時(shí)的

PCu=2400W。試求(1)變壓器的額定電流；

(2)滿(mǎn)載時(shí)的效率。解:(1)額定電流2023/10/3(２)滿(mǎn)載時(shí)的效率三、變壓器的并聯(lián)運(yùn)行3.1并聯(lián)運(yùn)行的理想條件并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：1.提高供電的可靠性；2.提高供電的經(jīng)濟(jì)性。并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線(xiàn)上，共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。并聯(lián)運(yùn)行的理想情況是：1.空載時(shí)各變壓器繞組之間無(wú)環(huán)流；2.負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等；3.負(fù)載后，各變壓器