復(fù)習(xí)第05章-變壓器.ppt

1、1-、第5章變壓器，電動(dòng)機(jī)和拖動(dòng)的基礎(chǔ)，第1節(jié)變壓器的基本原理和構(gòu)造，第2節(jié)變壓器的無負(fù)荷運(yùn)行和負(fù)荷運(yùn)行，第3節(jié)變壓器的等效電路和殘奧儀表測量，第4節(jié)變壓器的運(yùn)行特性，第5節(jié)三相變壓器，-2-、第5節(jié)二，變壓器的基本構(gòu)成是鐵芯和繞組1 .鐵芯柱和鐵芯在第五章變壓器自耦穩(wěn)壓器電子電路中，變壓器不傳輸信號，也用于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 第五章變壓器、-7-、2 .變壓器的分類按用途分類電力變壓器和特殊變壓器。 電力變壓器可以分為升壓、降壓、配電、工廠用變壓器等。 特殊變壓器根據(jù)不同系統(tǒng)和部門的要求，提供電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器、校正用變壓器、試驗(yàn)用高壓變壓器和變壓變壓器等特殊的電源和用途。 (2

2、)按繞組結(jié)構(gòu)分為2繞組、3繞組、多繞組變壓器和自耦變壓器。 (3)按鐵芯結(jié)構(gòu)分類殼式變壓器和心式變壓器。 (4)按相數(shù)對單相、三相、多相變壓器進(jìn)行分類。 (5)干式變壓器、油浸式變壓器(油浸自冷式、油浸空冷式和強(qiáng)制油循環(huán)式等)、充氣變壓器按冷卻方式分類。 第五章變壓器、8 -、四、變壓器的額定殘奧儀表(1)額定電壓U1N和U2N (2)額定電流I1N和I2N (3)額定容量SN第五章變壓器、-10-、1 .無負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況一般采用電工的慣例規(guī)定其正向：第五章變壓器2) i和其磁動(dòng)勢確立的正方向符合右手螺旋定律。 3 )產(chǎn)生的e的正方向與產(chǎn)生該磁通的I的正方向一致：-11-，當(dāng)對一次線圈施

3、加交流電源電壓u1時(shí)，在一次線圈中產(chǎn)生電流，由于進(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此將電流稱為怠速電流i0。 從i0產(chǎn)生無負(fù)荷電動(dòng)勢F0=N1i0，建立無負(fù)荷時(shí)的磁場。 由于鐵心的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于空氣的磁導(dǎo)率，所以大部分磁通通過鐵心閉合，同時(shí)使一次、二次線圈交鏈，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e1和e2。 第5章變壓器、-12-、次級繞組和負(fù)載接通時(shí)，通過電動(dòng)勢向負(fù)載輸出電力，因此，該部分的磁通作為傳遞能量的介質(zhì)發(fā)揮作用，因此，稱為主磁通m的另一部分的泄漏磁通1 (主磁通的約0.25%左右)與初級繞組交鏈第五章變壓器、-13-、2 .感應(yīng)電動(dòng)勢和漏磁通電動(dòng)勢(1)在對感應(yīng)電動(dòng)勢一次線圈施加正弦交流電壓u1時(shí)，假設(shè)主磁通、一次線圈的

4、感應(yīng)電動(dòng)勢、第五章變壓器、的二次線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為第五章變壓器、5-9， e1和e2的可使用相量可以用(5-10 )、-15-、 (2)表示，-16-、3 .無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電動(dòng)勢平衡式和電壓比，第5章變壓器、(5-12 )、-17-、第5章變壓器、-18-、二、變壓器的負(fù)載運(yùn)行1 .變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理狀況、第五章變壓器、-19-、-20-、2 .負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式() (5-18 )、22 -、第三節(jié)變壓器的等效電路和殘奧儀表測量一、變壓器負(fù)載時(shí)的等效電路、第五章變壓器、-22- (1)二次側(cè)電動(dòng)勢和電壓的換算由于主磁通不變，所以根據(jù)電動(dòng)勢與匝數(shù)成正比：第5章變壓器、即同樣，(

5、5-20 )。 第五章變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器。 變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器測量無負(fù)載試驗(yàn)變壓器的電壓比k、無負(fù)載電流I0、無負(fù)載損耗P0和勵(lì)磁殘奧定儀Rf、Xf、Zf等。 變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器、變壓器測量短路試驗(yàn)變壓器的短路損耗(銅損耗) Psh、短路電壓Ush和短路殘奧儀表Rsh、Xsh、Zsh等。 第五章變壓器、短路試驗(yàn)Psh pCu。 /電抗，(5-32 )，短路電抗，電抗，(5-32 )，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電抗，電

6、抗，電抗(5-31 )、第4節(jié)變壓器的運(yùn)行特性1、變壓器的外特性和電壓變化率由于變壓器內(nèi)部存在電阻和漏電電阻，所以負(fù)載運(yùn)行時(shí)負(fù)載電流流向二次側(cè)時(shí)，變壓器內(nèi)部產(chǎn)生阻抗電壓降， 所謂具有二次側(cè)端子電壓根據(jù)負(fù)載電流的變化而變化的關(guān)系的變壓器的外部特性，是指在一次側(cè)的電源電壓和二次側(cè)負(fù)載的功率因數(shù)都為常數(shù)時(shí)，二次側(cè)端子電壓根據(jù)負(fù)載電流而變化的規(guī)則，即U2=f (I2 )。 第五章變壓器、變壓器帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，二次側(cè)端子電壓的變化程度，通常是一次側(cè)與額定頻率和額定電壓的柵極連接，負(fù)載功率因數(shù)能夠?qū)С鲆欢〞r(shí)電壓變化率的實(shí)用的修正公式，(5-39 )、式中變壓器的負(fù)載系數(shù)，還有、-36-、 第五章變壓器、()

7、引起的電壓變化率u在某種程度上反映了電能的質(zhì)量，代表變壓器的次級側(cè)供電電壓的穩(wěn)定性。 如果、cos2接近，則額定負(fù)載時(shí)的電壓變化率約為(23)%，但是在cos20.8 (電感性)時(shí)，額定負(fù)載時(shí)的電壓變化率約為(47)%，即電壓變化率大幅增加，因此-37-、第五章變壓器、二、變壓器的效率特性1變壓器的損耗(1)銅耗變壓器的繞組有一定的電阻，當(dāng)繞組中有電流流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生繞組損耗，稱為銅損耗pCu。銅消耗的大小取決于負(fù)載電流和繞組電阻的大小，隨著負(fù)載的變化而變化，因此被稱為可變損耗。 由于短路試驗(yàn)時(shí)的外部電壓低，鐵芯的磁密合低，因此可以省略鐵損，故短路損耗主要為銅損。 在這樣的一定的負(fù)載下，變壓器的銅

8、消耗pCu在、(5-40 )、-38-、第5章變壓器、(2)、即電源電壓U1一定時(shí)，鐵損基本上被認(rèn)為是一定的，所以稱為不變損耗，與負(fù)載電流的大小、性質(zhì)無關(guān)。 由于變壓器無負(fù)載時(shí)的無負(fù)載電流I0和繞組電阻都小，所以無負(fù)載時(shí)的繞組損耗可以縮小并省略，所以無負(fù)載損耗主要是鐵損：(5-42 )、(5-41 )，所以變壓器的總損耗與雙變壓器的效率變壓器的效率以百分率表示其輸出功率P2和輸入功率P1之比(5-44 )，變壓器的電壓變化率小，因此，如果不考慮負(fù)載時(shí)的輸出電壓U2的變化，則認(rèn)為U2U2N，在使用相值進(jìn)行校正的情況下，變壓器效率的實(shí)用校正公式為-40-、第5章變壓器、3效率特性負(fù)載功率因數(shù)cos

9、2常數(shù)、效率和負(fù)載系數(shù)通過數(shù)學(xué)分析，當(dāng)可變損耗與不變損耗相等時(shí)，由于效率達(dá)到最大值，在變壓器產(chǎn)生最大效率時(shí)的負(fù)荷系數(shù)m為：、或最大效率max出現(xiàn)在m0.50.7范圍內(nèi)，因?yàn)榈湫偷墓β首儔浩鲬?yīng)具有相對較小的鐵損，以便獲得良好的總經(jīng)濟(jì)效益、和。 因?yàn)榈谖逭伦儔浩鳌⒌谖骞?jié)三相變壓器現(xiàn)代電力系統(tǒng)都采用三相制供電，所以三相變壓器被廣泛使用。 從運(yùn)行原理來看，三相變壓器在對稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各相的電壓和電流大小相等，相位相差120，可以用一相進(jìn)行分析。 關(guān)于其中一相，由于此時(shí)三相變壓器的任意一相與單相變壓器之間幾乎沒有差別，所以上述單相變壓器的分析方法及其結(jié)論完全能夠適用于三相變壓器在對稱負(fù)載下的運(yùn)行狀況。

10、在本節(jié)中，作為三相變壓器本身的特征，研究了三相變壓器的磁路、三相繞組的連接方法、三相變壓器的連接組以及三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行等。 第5章變壓器、一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)1 .三相變壓器組的磁路三相變壓器組由三個(gè)單相變壓器以一定的方式連接而構(gòu)成。 各相的主磁通分別沿著自己的磁路閉合，因此相互獨(dú)立。 對一次側(cè)繞組施加三相對稱的電壓時(shí)，三相的主磁通必然對稱，三相的空載電流也對稱。 三相心式變壓器的磁路圖三相心式變壓器的磁路特征是三相主磁通磁路相互關(guān)聯(lián)，用于簡化結(jié)構(gòu)、簡化制造、降低制造的常用三相心式變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)如圖所示由于電力變壓器的空載電流小，因此其非對稱性對變壓器負(fù)載運(yùn)行的影響小，可以不考慮，因

11、此空載電流取三相的平均值。 在第五章變壓器、二、三相變壓器的電路系連接組1 .三相變壓器繞組的連接法三相變壓器中，繞組的連接主要采用星形和三角形兩種連接方法。在第五章變壓器、2變壓器的連接組中，由于變壓器繞組可以采取不同的連接，所以在一次繞組和二次繞組的對應(yīng)的線電動(dòng)勢(或線電壓)之間產(chǎn)生不同的相位移動(dòng)。 為了簡單明了地表現(xiàn)繞組的連接及對應(yīng)的線電動(dòng)勢(或線間電壓)之間的相位關(guān)系，將變壓器一次、二次繞組的連接分為不同的組合稱為繞組的連接組。 連接組的標(biāo)簽按照電力變壓器的國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1094.11996的“時(shí)修正時(shí)序數(shù)表示法”確定：高壓側(cè)相量圖在a點(diǎn)對稱軸位置將向外的相量作為時(shí)修正的長針(即分針)

12、，始終指鐘面的“12”。 根據(jù)高低壓側(cè)繞組的相電動(dòng)勢(或相電壓)的相位關(guān)系制作的低壓側(cè)相量圖。 其相量圖在a點(diǎn)對稱軸的位置將向外的相量作為時(shí)修正的短針(即時(shí)針)，其指定的時(shí)鐘點(diǎn)數(shù)是該變壓器的連接組的符號。 (1)高低壓側(cè)繞組相電動(dòng)勢的相位關(guān)系以單相變壓器為例，在同一主磁通下交鏈的兩個(gè)繞組相電動(dòng)勢之間的相位關(guān)系(即，電路理論中的互感線圈在同一主磁通下交鏈的兩個(gè)繞組，在該兩個(gè)繞組的相電動(dòng)勢(-48-、第5章變壓器、(2)三相變壓器的連結(jié)組的判定方法，根據(jù)三相繞組的連結(jié)方法，分別繪制高壓繞組和低壓繞組的電動(dòng)勢相量圖，然后，以Yy0和Yd11這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)連結(jié)組為例，對其判斷方法進(jìn)行說明。 Yy0連結(jié)組對于圖5的20a所示的線圈連結(jié)圖，按照以下的順序描繪出相量的位組合：-49-、3 )根據(jù)高