第五章變壓器ppt課件

1、第五章 變壓器,變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理 變壓器的空載運行（慣例、平衡方程、向量圖、等值電路等） 變壓器的負載運行（慣例、平衡方程、向量圖、折算、等值電路等） 變壓器的參數(shù)測定（空載試驗、短路試驗） 標(biāo)幺值 三相變壓器的聯(lián)接組別 變壓器的并聯(lián)運行,第一節(jié) 概述,一、變壓器的用途,變壓器：是輸送交流電時使用的、通過磁路的耦合作用，實現(xiàn)電能傳輸及變電壓、變電流功能的設(shè)備,二、單相雙繞組變壓器,1、主要結(jié)構(gòu) 1）鐵心：硅鋼片 2）繞組：銅、鋁線 3）外部附件： 油箱、分接開關(guān)等,接電源端： 原繞組 原邊線圈 初級線圈 一次線圈,接負載端： 副繞組 副邊線圈 次級線圈 二次線圈,2、變壓器慣例,3、銘牌

2、數(shù)據(jù),額定容量 輸出端視在功率 單位： 額定電壓 線電壓 單位： 額定電流 線電流計算值 單位： 額定頻率 電源正弦電頻率 單位,三、三相雙繞組變壓器,1、由三個單相雙繞組變壓器組成變壓器組,聯(lián)接、聯(lián)接、聯(lián)接、 聯(lián)接,三鐵心柱式三相變壓器,說明： 三相對稱： 對稱運行狀態(tài),四、單相雙繞組變壓器的基本工作原理,1、兩邊電壓關(guān)系,2、兩邊電流、功率關(guān)系,第二節(jié) 變壓器的空載運行,空載運行： 原邊接電源，副邊開路,空載電流 （也叫勵磁電流） 產(chǎn)生勵磁磁勢,1、理想變壓器時,3）向量圖,2、勵磁電流分析,1）磁化電流分析 建立磁場，送入無功功率 與 同相位 可以認(rèn)為是正弦量,2）鐵耗電流分析 為鐵耗提

3、供有功功率 與 同相位 應(yīng)盡量減小該電流,3）向量圖,1） 的作用,2） 的作用,3）原邊電壓方程,原繞組漏阻抗,二、空載運行時的向量圖,例題5-1,一臺三相電力變壓器，Y/Y接法，額定容量SN=100kVA，額定電壓U1N/U2N=6000/400V，額定電流I1N/I2N=9.62/144.3A，每相參數(shù)：原繞組漏阻抗 z1=r1+jx1=(4.2+j9)，勵磁阻抗zm=rm+jxm=(514+j5526) 。計算： （1）勵磁電流及其與額定電流的比值； （2）空載運行時的額定功率； （3）原邊相電壓、相電動勢及漏阻抗壓降,解：（1）勵磁電流及其與額定電流的比值,2）空載運行時的額定功率,

4、3）原邊相電壓、相電動勢及漏阻抗壓降,第三節(jié) 變壓器的負載運行,一、負載運行時的慣例,二、負載運行時的電磁關(guān)系,1、主磁通,2、原、副邊電流關(guān)系,1 ）磁勢平衡式,3 ）電流平衡式,4）電流關(guān)系,3、副邊電壓、電勢平衡方程式,與分析原繞組一樣,4、小結(jié)：穩(wěn)態(tài)時變壓器基本方程式,1）原邊電壓、電勢平衡式,2）副邊電壓、電勢平衡式,3 ）磁勢平衡式,4 ）變壓器變比,5 ）電流平衡式,6）負載式,7 ）勵磁電流式,示意圖,三、折算與等值電路,1、折算的原則,由平衡方程式得到的等值電路如下,可見：原、副邊無電路上的聯(lián)系 副邊負載通過 與原邊電源聯(lián)系 不變就不影響原邊,折算的原則：1）保持副邊磁勢不變

5、 2）保持功率傳遞關(guān)系不變,折算的思路：假設(shè)副邊繞組的匝數(shù)也為 ，電流為,2、各物理量的折算,3、折算的特點,阻抗角不變 電壓、電流、電動勢的相位不變 功率傳遞關(guān)系不變,4、折算后的基本方程式,5、T型等值電路,6、應(yīng)用T型等值電路的注意事項,按等值電路計算出的是折算值，實際值需由折算值反折算獲得 折算值均為一相的相值，單相變壓器可直接計算，三相變壓器需根據(jù)接法求出相值再折算 T型等值電路可進一步簡化， 簡化等值電路如下,簡化等值電路的使用,1）變壓器空載運行時不能使用簡化等值電路， （2）雖有誤差，工程上已足夠準(zhǔn)確，計算簡單,短路阻抗 短路電阻 短路電抗,四、負載運行時的向量圖（感性負載,負

6、載運行時的向量圖（容性負載,例題5-2,一臺三相電力變壓器，Y/Y接法，額定容量SN=750kVA，額定電壓U1N/U2N=10000/400V，已知每相短路阻抗 zk=rk+jxk=(1.40+j6.48)，變壓器原邊接額定電壓,副邊接三相對稱負載運行,負載Y接，每相負載阻抗為zL=(0.20+j0.07) 。計算： （1）原、副邊電流； （2）副邊電壓； （3）輸入、輸出的有功功率和無功功率； （4）效率,解：（1）原、副邊電流（均指線值,采用簡化等值電路，從原邊看每相總阻抗,2）副邊電壓（指線值,3）輸入輸出功率,4）效率,第四節(jié) 變壓器參數(shù)的測定,變壓器等值電路的參數(shù)可以通過空載試驗和

7、短路試驗測量,一 、變壓器空載試驗,1、試驗?zāi)繕?biāo)：通過變壓器空載試驗期望得到： 變比 、空載損耗 、勵磁阻抗,1）原邊加額定電壓，副邊開路 （2）讀取各表參數(shù),6、注意事項：從安全和儀表方面考慮，低壓邊加電壓。 得到的是低壓邊折算值，折算到高壓邊需乘變比的平方,7、三相變壓器的空載試驗,二 、變壓器短路試驗,1、試驗?zāi)繕?biāo)：通過變壓器短路試驗期望得到： 變壓器短路電阻 和短路電抗 。 即線圈電阻 、 和漏電抗 、,3、試驗方法： （1）原邊加較低電壓，電流達到額定值，副邊短路， （2）讀取各表參數(shù),4、依據(jù)： 若原邊繞組的電流達到額定值，副邊繞組的電流也同時達到額定值； 此時線圈的銅耗相當(dāng)于額定

8、負載時的銅耗值,5、假設(shè)： 原邊電流達到額定值時原邊電壓一般只有額定值的（510）%； 勵磁電流和鐵耗均忽略不計，輸入功率全部共給銅耗,使用簡化等值電路,6、計算與結(jié)果： 漏阻抗： 短路電阻： 短路電抗,換算為標(biāo)準(zhǔn)溫度：(銅線,7、注意事項： 兩邊做試驗均可,常在高壓邊做。 得到的是測量側(cè)折算值,8、三相變壓器的短路試驗,第五節(jié) 標(biāo)幺值,優(yōu)點： 不論變壓器的容量多大，用標(biāo)幺值表示的參數(shù)和性能數(shù)據(jù)，一般總在特定的范圍內(nèi)，便于分析比較。 采用標(biāo)幺值計算時，不必進行折算。 在對稱的三相系統(tǒng)中，線值和相值的標(biāo)幺值相等。 正弦交變量的有效值和最大值的標(biāo)幺值相等,空載試驗得到,短路試驗得到,換算到75 時

9、（鋁線,標(biāo)幺值,原、副繞組漏電阻、漏電抗,本節(jié)討論變壓器的變相位作用； 主要有變壓器同名端的標(biāo)注； 三相線圈的連接； 變壓器聯(lián)接組別的標(biāo)注等,第六節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別,一 、單相變壓器繞組的標(biāo)志方式,變壓器聯(lián)接組別的時鐘表示法,二 、三相變壓器繞組的聯(lián)接組別,1、三相變壓器繞組的聯(lián)接,Y接,相電動勢,線電動勢,接,2、三相變壓器的聯(lián)接組別,Y/Y接,向量圖,步驟：1）接線圖標(biāo)出電勢 2）畫出高壓邊向量位形圖 3）畫出低壓邊向量位形圖 4）時鐘表示法給出聯(lián)接組別,y,Y/接,Y，d11,Y，d1,國標(biāo)：I,I0、Y,yn0、Y，d11、YN,d11、YN,y0、Y,y0,第七節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行,并聯(lián)運行的理想情況： （1）空載時每臺變壓器副邊電流都為零，各變壓器 間無環(huán)流。 （2）負載運行時每臺變壓器分擔(dān)的負載電流與它們 的容量成正比,并聯(lián)運行的變壓器應(yīng)滿足的條件： （1）原、副邊額定電壓相同。 （2）屬同一聯(lián)接組別。 （3）短路阻抗標(biāo)幺值相等等,解,1）原邊總負載電流,原邊額定電流,每相短路阻抗,計算每臺變壓器的電流,計算每臺變壓器的容量,計算每臺變壓器的負載系數(shù),2）最大負載時的負載系數(shù),最大負載系數(shù)時各變壓器容量,最大總負載容量,作業(yè)： 自習(xí)