第1讲-变压器.pptx

1发电机110kv升压变压器110kv三绕组变压器230kv去系统另一部分降压变压器11kv配电变压器其他负载D电力系统中变压器的使用2一、变压器工作原理 负载交流电源铁心原边一次侧初级副边二次侧次级U1、I1、N1U2、I2、N21-1 变压器的用途、工作原理 3 变压器通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直接联系。接联系。当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别中产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感应电势感应电势e e11、e e22 副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，调节变副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，调节变比比K K即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。e1=-N1ddte2=-N2ddtk=N1N2变压比4按用途分按用途分:电力变压器，供特殊电源用变压器，测量用互电力变压器，供特殊电源用变压器，测量用互感器，特种变压器感器，特种变压器按绕组数按绕组数：双绕组、三绕组、多绕组、自耦变压器：双绕组、三绕组、多绕组、自耦变压器按冷却方式按冷却方式：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器按相数划分按相数划分：单相、三相、多相变压器：单相、三相、多相变压器 二、变压器种类和用途二、变压器种类和用途5电子变压器干式变压器电源变压器6电力变压器7电力变压器8电力变压器电力变压器绕组和装配9电力变压器10三、变压器的主要构造11121314151617四、变压器铭牌和额定值 额定电压：规定线电压 额定电流：线电流 额定容量：额定电压、电流状态下的视在功率值。对三相变压器指三相容量之和。额定频率，相数，效率，温升，短路电流，运行方式，冷却方式，接线图，连接组别等等。181-2 变压器的空载运行 原边加额定电压，副边开路时的运行情况，称为变压器的空载运行。一、电磁关系分析me1e2e11u1u2i0i2=0变压器空载运行19正方向规定（1）原边绕组内电流的正方向与电源电压正方向一致；（2）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通；（3）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。副边：（1）副边绕组感应电势正方向与产生该电动势的磁通正方向之间符合右手螺旋关系；（2）副边绕组内电流的正方向与副边绕组电动势的正方向一致；（3）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。20主、漏磁通的区别：1 1）性质上：）性质上：与与 成非线性关系，成非线性关系，与与 成线性关系；成线性关系；2 2）数量上：）数量上：占占99%99%以上，以上，仅占仅占1%1%以下；以下；3 3）作用上：）作用上：起传递能量的作用，起传递能量的作用，起漏抗压降作用。起漏抗压降作用。21二、正方向规定注意：（1）正方向规定可以任意 （2）通常原边按电动机惯例对待，副边按发电机惯例 （3）习惯上，端电压U表示电压降，电势E表示电压升22三、空载电流 磁化电流（无功分量），铁耗电流（有功分量）。变压器铁芯的磁化曲线非线性，磁化电流大小决定铁心饱和程度。it1t2tt1t2tiiti0i空载电流图解法23空载电流作用和性质1 1）作用和组成）作用和组成一方面：用来励磁，一方面：用来励磁，建立磁场建立磁场-无功分量无功分量另方面：供变压器另方面：供变压器空载损耗空载损耗-有功分量有功分量2 2）性质和大小）性质和大小性质：主要是感性无功性质性质：主要是感性无功性质-也称励磁电流；也称励磁电流；大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关。及几何尺寸有关。24忽略漏阻抗压降后有效值忽略漏阻抗压降后有效值：故：故：可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。几何尺寸无关。四、等效电路25小结:（1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定。（2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。261-3 变压器的负载运行 原边接入电源、副边接负载阻抗ZL时的运行情况，称为变压器的负载运行。一、电磁关系分析mE1E11U1U2I1I2变压器负载运行.E2E2.2.Z ZL L27正方向规定（1）原边绕组内电流的正方向与电源电压正方向一致；（2）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通；（3）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。副边：（1）副边绕组感应电势正方向与产生该电动势的磁通正方向之间符合右手螺旋关系；（2）副边绕组内电流的正方向与副边绕组电动势的正方向一致；（3）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。28四、副绕组归算和变压器等效电路变压器的基本方程式综合了变压器内部的电磁过程,利用这组方程可以分析计算变压器的运行情况.但解联立方程相当复杂,且由于K很大,使原副边电压电流相差很大,计算精确度差,故一般不直接计算,常常采用归算的方法,其目的是为了简化等量计算和得出变压器一、二次侧有电的联系的等效电路。目前变压器一、二次绕组的电压方程式是独立的，没有电的联系，如何把两个独立的电路联系在一起组成一个电路？显然，只要想办法将两个绕组的感应电势变为相等即可。也就是将二次绕组匝数变为一次绕组匝数即可。电流归算原则是：保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变）291-4 变压器参数的测定变压器中的等效参数励磁阻抗Zm和短路阻抗Zk，对变压器的运行性能有直接影响，知道了变压器的参数，就可绘出等效电路，然后应用等效电路分析计算。对已经制成的变压器，可以通过空载试验测出励磁阻抗，短路试验测出短路阻抗。AVVWU1.一、空载试验（开路试验）条件：为试验安全和仪器接线方便，一般在低压侧做空载实验。试验时，低压侧加额定电压，二次绕组开路。30试验时，测量电压U1，空载电流I0，输入功率P0，以及二次绕组开路电压U20空载试验可求取变比K，铁耗pFe和励磁阻抗Zm空载时，I2=0，输出功率为0，输入功率主要用于铁耗，由于I0很小，r1也相对很小，铜耗可以忽略不计。空载时测得的功率近似等于铁耗。漏阻抗也很小，忽略不计，则有：变 比：励磁阻抗：励磁电阻：励磁电抗：31二、短路试验AVWU1.条件：为试验安全，令低压绕组（大电流侧）直接短路。试验时，高压侧加一定的电压U1k使一次侧电流接近额定值I1e，U1k一般比额定电压低得多，为额定值的5-10%。读取短路电流I1k，短路电压U1k，输入功率P1k由于外施电压很低，主磁通很小，铁耗和励磁电流均可忽略，则输入功率近似等于一、二次侧绕组的铜耗。32短路阻抗：短路电阻：短路电抗：33A.C.B.A.C.B.ABC三相心式铁心的形成三相心式铁心的形成3-4 三相变压器一、三相变压器概述34二、单相变压器的极性和绕组标志u同极性端的确定u三相变压器的Y和D连接三、绕组连接方式和连接组别国家标准规定五种连接组别：Y，Yn12；YN，y12；Y，y12；YN，d11；Y，d11星形接法（Y），或者带中性点（YN）三角形接法（D）35EU.EV.EW.Ev.Ew.Eu.U1V1W1EU1V1.u1v1w1u1v1.EY,y12连接组EU.EV.EW.EUV.Ev.Eu.Euv.时钟法组别判定EUV.Euv.36EU.EV.EW.Ev.Ew.Eu.U1V1W1EU1V1.u1v1w1u1v1.EY,y6连接组EU.EV.EW.EUV.Ev.Eu.Euv.EUV.Euv.37EU.EV.EW.Eu.Ev.Ew.U1V1W1EU1V1.w1u1v1u1v1.EY,y4连接组EU.EV.EW.EUV.Eu.Ev.Euv.EUV.Euv.38EU.EV.EW.Ev.Ew.Eu.U1V1W1EU1V1.u1v1w1u1v1.EY,d11连接组EU.EV.EW.EUV.Ev.Eu.Euv.EUV.Euv.