变压器(1).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,2,章 变压器,1.,变压器的用途,2.,电力变压器的基本结构,3.,变压器的分类,4.,变压器的额定数据,2.1,变压器的基本结构与分类,变压器是静止电器，由铁心,(,磁路,),及两个或两个以上的绕组,(,电路,),组成，绕组之间由铁心中交变磁通联系,(,磁耦合,),实现从一种电压,(,电流,),变为另一种电压,(,电流,),。,1,、变压器的用途,2,、变压器的基本结构,铁心,绕组,其他部件,：它是变压器用作导磁的磁路，也是器身的机械骨架，由铁心柱、铁轭和夹紧装置组成。为了减小铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心用,0.350.5mm,厚的硅钢片叠成，每层钢片接缝错开，从而减小变压器的励磁电流。,相邻两层铁心叠片,铁心,铁心柱截面,特点：心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。,按照铁心的结构，变压器可分为,心式,和,壳式,两种。,特点：壳式变压器的机械强度较好，常用于低电压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。,绕组,定义,变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。,一次绕组,:,输入电能的绕组。,二次绕组,:,输出电能的绕组。,高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。,按照高低电压绕组之间的布置，可以分为同心式和交叠式两种绕组。,同心式结构简单，制造方便。,交叠式机械强度好，引出线的布置和焊接都较方便，漏电抗小。,用于特种变压器,同心式绕组,高压,低压,高压,低压,高压,低压,高压,低压,交叠式绕组,其他部件,器身,油箱,变压器油,典型的油浸电力变压器,散热器,绝缘套管,分接开关,继电保护装置,等部件,按相数分为：单相变压器，三相变压器，,多相变压器,按绕组分为：双绕组变压器,三绕组变压器，,自耦变压器,3,、变压器的分类,1,1,2,2-3,3,4,4,(4),按冷却方式：,干式空气自冷变压器,(3),按用途分为：,电力变压器,仪用互感器,油浸水冷变压器,油浸自冷变压器,油浸风冷变压器,升压变压器,降压变压器,电压互感器 ,电流互感器,4,、变压器的额定数据,额定容量（视在功率）,，单位为,kVA,或,MVA,额定电流（,线电流,）,，单位,A,，单位为,V,或,kV,额定电压（,线电压,）,1),变压器的额定数据,二次绕组额定电压是当 时，二次绕组开路电压,Y,接,接,2),变压器额定数据之间的关系,单相变压器：,三相变压器：,3),额定负载,当变压器接在电压频率为额定频率 ，大小为额定电压 的电网上，若副边电流为 ，且功率因数也为额定时 的运行状态，称为额定运行状态，此时的负载为,额定负载,。,额定频率：我国的标准工频规定为,50Hz,。,此外还有额定效率、额定温升。,2.2,2.4,变压器的运行分析,*,以单相变压器为例来介绍变压器的运行分析及数学模型等，这些结果同样适用于三相变压器对称稳态运行分析,基本思路,:,已知部分运行数据求其它数据,主要内容,:,分析物理过程,列方程,化简方程,绕组归算，得到等效电路,(,数学模型,),主要分析方法,:,主磁通漏磁通分析法，相量图,分析变压器的基本电磁关系，,着重研究变压器稳态运行分析方法。,理想变压器各电磁量的正方向,按电动机惯例，吸收电功率,和,1,、,2,、,和,符合右手螺旋定则,3,、,和,符合右手螺旋定则,4,、和,符合右手螺旋定则,按发电机惯例，发出电功率,和,5,、,均由,同名端流入,和,6,、,变压器各电磁量正方向,2-2,变压器空载运行,变压器空载运行时基本电磁关系（一）,变压器空载运行时基本电磁关系（二）,*,、都是最大值，一般,*,、都是由励磁磁动势 产生的。,假设主磁通正弦变化为,根据电磁感应定律,一、主磁通感应电动势,电动势有效值,同理：,得：,结论：,主磁通 决定了感应电动势,的大小。,变压器变比,感应电动势 落后于主磁通 。,二、漏磁通感应电动势,用相量表示,根据电磁感应定律,对一次漏电抗的总结：,漏磁通 感应的漏电动势 可以用空载电,流 在一次绕组漏电抗 产生的负压降,表示，在相位上 落后于 电角度。,三、空载运行电压方程式,其中 为一次绕组的电阻,变比近似表示为：,为一次绕组的漏电抗,为一次绕组的漏阻抗,四、励磁电流及其感应电动势的关系,和变压器的参数,主磁通 感应了主电势 ，而主,磁通是由励磁电流 产生，根据,前面的分析，可从画出的相量图,中看到各物理量的相位关系。,特别注意电压降 （负电动势）,和励磁电流 两个电气量的相位,关系。,思考：,从电路物理概念出发，如何表征图中,电压降和其电流的相位关系？,如下图，可得到：,，,物理意义：,等效铁耗电阻，又称激磁电阻,称激磁电抗,其大小反映了一定励,磁电流激励主磁通的,能力。,由于：,同理可得：,思考：,说说一次漏电抗 和激磁电抗 有何区别？,是一个常数，不随变压器运行状态的改变而改变,是一个变数，因为铁心中的主磁通会出现磁饱和,现象。,也就是说激磁电抗随铁心中磁密的变化而变化；,由于磁密的大小决定于励磁电流，励磁电流的大,小又决定于电压。,所以根本上激磁电抗的大小受所施加电压幅值的,影响：,通常电压 越高激磁 电抗会减小。,思考：,一开始分析变压器空载运行时假设主磁通是正弦变化，,请通过到现在为止的学习证明变压器空载运行时其主,磁通确实是正弦变化的。,六、变压器空载运行的基本方程、相量图和等效电路,变压器空载运行的基本方程,作相量图的主要过程,:,选参考向量,-,主磁通相量,；,根据一次主电动势 和励,磁电流 关系分解励磁电,流有功分量 和无功分量,。,画出感应主电动势 、；,画出空载励磁电流 ；,根据一次侧电压方程画出,。,变压器空载运行的相量图,励磁电阻（等效铁耗电阻）；,励磁电抗,励磁阻抗,变压器空载运行的等效电路,主要参数,:,