(整理)變壓器允許最大電流

1、精品文檔630KVA變壓器，低壓側(cè)額定電壓400V,根據(jù)容量S=1.732*電壓*電流可以計(jì)算出額定電流1=6300/（1.732*400）=9.1千安=9100安每相最大能承受的長期電流就是9100A允許短時間內(nèi)過負(fù)荷運(yùn)行，允許的量與時間及負(fù)荷率成反比，最大允許2小時內(nèi)過負(fù)荷20%。也就是最大允許2小時內(nèi)承受9100*（1+20%）=10900安的電流。建議不要經(jīng)常性過負(fù)荷使用，因?yàn)檫^負(fù)荷使用會導(dǎo)致變壓器使用壽命會嚴(yán)重下降。上P/1.732/U由于變壓器輸出是400V所以就是630/1.732/0.4=909A變壓器能帶多少負(fù)載，決定于你的負(fù)載的性質(zhì)。也就是大家說的功率因素。按一般考慮為K=

2、0.8。變壓器的功率是視在功率S,你的負(fù)載所消耗的功率是有功功率P。他們的關(guān)系是：P=K*S。所以通過補(bǔ)償可以提高功率因素K。變壓器可以提高他輸出的有功功率P教學(xué)方式：講練結(jié)合教具：被測變壓器（10/0.4kV）臺；功率表（cos=0.1）三只；電流表三只；平均值電壓表、有效值電壓表、頻率表各一只；導(dǎo)線若干；工具若干課時：4+4教學(xué)過程項(xiàng)目二：變壓器的工作原理、損耗、銘牌和實(shí)驗(yàn)變壓器的工作原理、損耗、銘牌和實(shí)驗(yàn)（知識點(diǎn)部分）課題引入：為什么要高壓輸電？電能從發(fā)電廠輸送到用戶，輸電線路電阻R的損耗Ap取決于通過輸電線上的電流l的大TOC o 1-5 h z.XX小令輸送到用戶的功率P=UIcos

3、巾輸出電線上的功率損耗：Ap=I2R=（P/Ucos）2pL/S=C*1/U2SXXp-輸電線材料的電阻系數(shù)s-輸電線的截面積U-輸電線路負(fù)載端電壓C=P2PL/COS2巾為常數(shù)說明：若S定.U升高損耗AP若AP一定.U升高，S減小，故可節(jié)省材料，則提，X減少，X高送電電壓U,可達(dá)到減少投資和降低運(yùn)行費(fèi)用的目的。變壓器的概念：變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備。它利用電磁感應(yīng)原理，把輸入的交流電壓升高或降低為同頻率的交流輸出電壓，滿足高壓送電、低壓配電及其他用途的需要。變壓器的用途：變壓器具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的作用，具有隔離高電壓或電流的作用，特殊結(jié)構(gòu)的變壓器，還可以具有穩(wěn)壓特性、陡降特性

4、等。一、變壓器的分類1、按用途不同分類：分為電力變壓器（又可分為升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、廠用變壓器等）；特種變壓器（電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等；儀用互感器（電壓互感器、電流互感器、電流互感器）；試驗(yàn)用的高壓變壓器和調(diào)壓器等。2、按繞組結(jié)構(gòu)不同：分為雙繞組、三繞組、多繞組變壓器和自耦變壓器。3、按鐵心結(jié)構(gòu)不同：分為心式變壓器和殼式變壓器。4、按相數(shù)不同：分為單相、三相、多相（如整流用的六相）變壓器。5、按調(diào)壓方式不同：分為無勵磁調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器。6、按冷卻方式不同：分為干式變壓器、油浸自冷變壓器、油浸風(fēng)冷變壓器、強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻變壓器、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻變壓器、充氣

5、式變壓器等。7、按容量不同：分為小型變壓器容量為630kVA及以下；中型變壓器容量為800kVA6300kVA;大型變壓器容量8000kVA63000kVA;特大型變壓器容量為900000kVA及以上。二、變壓器的工作原理原繞組匝數(shù)為N1，副繞組匝數(shù)為N2。當(dāng)變壓器原繞組通以交流電流時，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，原、副繞組都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，副繞組的感應(yīng)電動勢相當(dāng)于新的電源，這就是變壓器的基本工作原理。如圖21。理想變壓器：（不計(jì)電阻、鐵耗和漏磁）一次與二次繞組完全耦合，且兩繞組電阻為零，鐵芯中損耗為零，鐵芯的導(dǎo)磁率為無窮大，即磁阻為零。理想變壓器的運(yùn)行：原繞組加電壓，產(chǎn)生電流，建

6、立磁通，沿鐵心閉合分別在原副繞組中感應(yīng)電動勢。圖21變壓器的工作原理變壓器的變電壓作用：UEN1i=i=1=kUEN222一e二N22dt由于線圈電阻為零，且一次、二次側(cè)繞組完全耦合，故按照圖中的假定正方向下:結(jié)論：只要改變原、副繞組的匝數(shù)比，就能按要求改變電壓。變壓器的變電流作用:UI二UI1122TUTII=2T=21U2k1結(jié)論：變壓器在改變電壓的同時，亦能改變電流。變壓器的變阻抗作用圖中，二次側(cè)繞組電路負(fù)載阻抗為：Z=ULI2如果從一次側(cè)繞組電路來看ZL，則其大小為：2U17iZIk2L1Nu7UN1Z2=1LIN丁211Ni2結(jié)論：變壓器在改變電壓的同時，亦能實(shí)現(xiàn)對阻抗的變換。本次小

7、結(jié)：1、變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的靜止電氣設(shè)備，它在電力系統(tǒng)中用來傳遞電能、變換電壓和電流，以滿足輸電及用電的要求。在工業(yè)生產(chǎn)中，變壓器還用于整流、電爐、電焊、調(diào)壓、測量與控制等很多方面。2、變壓器的原繞組從交流電源吸收電能傳遞到副繞組供給負(fù)載，鐵心中的磁通是能量傳遞的中介橋梁。變壓器只能傳遞交流電能，而不能產(chǎn)生電能；只能改變交流電壓或電流的大小，不改變頻率；在傳遞過程中幾乎不改變電流與電壓大小的乘積。3、變壓器由鐵心、繞組兩個主要部分組成。鐵心是變壓器的磁路部分。電力變壓器的鐵心一般采用0.35毫米厚的硅鋼片疊裝而成。繞組是變壓器的電路部分，它是用電磁線繞制而成的。電力變壓器還有其他附件，

8、如油箱、油枕、氣體繼電器、防爆管、分接頭開關(guān)、絕緣套管等。附件對繞組與鐵心起散熱、保護(hù)、絕緣等作用，它能保證變壓器安全可靠地運(yùn)行。三、變壓器的損耗變壓器運(yùn)行時將產(chǎn)生損耗，變壓器的損耗分兩大類銅耗1、基本銅耗2、雜散銅耗鐵耗1、基本鐵耗2、雜散鐵耗基本銅耗：一、二次繞組內(nèi)電流所引起時的直流電阻損耗。雜散銅耗：主要是由漏磁通所引起的肌膚效應(yīng)，使繞組的有效電阻增大而增加的銅耗。以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。銅耗與負(fù)載電流的平方成正比。因此也稱為可變損耗。銅耗與繞組的溫度有關(guān)，一般用77度時的電阻值來計(jì)算。基本鐵耗：變壓器鐵心中的磁滯與渦流損耗。雜散鐵耗：主要是鐵心接連處由于磁通密度分布不均

9、勻所引起的損耗，和主磁通在鐵軛夾件，油箱等結(jié)構(gòu)部件中所引起的渦流損耗。鐵耗可近似認(rèn)為與Bm或Ui2成正比。由于變壓器側(cè)電壓保持不變。故鐵耗可視為不變損耗。（F不變的前提下）Pr12+r12rCu1(N)2I2丿PCuNr1211NPCu2N丿四、變壓器的效率2P02PCuNCuNPPP-工P工Ppp-工p-pF+Z?亠712112111、因變壓器無轉(zhuǎn)動部分，一般效率都很高，大多數(shù)在95%以上。大型變壓器可達(dá)99%。測量變壓器的效率一般不采用直接測P、P的方法，因P與P相差很小。測量儀器本身的誤差就可能超出次范圍，一般用間接法測量變壓器的效率。即測出各種損耗，再計(jì)算效率。PmUIcos申TOC

10、o 1-5 h z考慮到：222乂pP+PP+ml2RFeCUFe2K耳_PmUIcos屮PmlUcos0+P+ml2R1222Fe2K可得：mI2R廣Pe蟲-0令dI2PPGe，且Pe不隨負(fù)載的變化而變P在計(jì)算效率時作以下假設(shè)：1額定電壓下空載損耗PO化。PP2、額定電流時的PKNPCUN，因銅耗與負(fù)載電流平方成正比，所以任一負(fù)載下的銅耗PPI*2CUKN23、計(jì)算P2時忽略了負(fù)載時2的變化，即P-muIcos申-I*Scos申22222N2EP、P+PCU11FeFeCUPmUIcos屮+P+P1222P+I*2P102KNSI*cos申+P+PI*2P0P=141/3N22OKN2PI*

11、2P因產(chǎn)生最大效率時02KNkn對應(yīng)最大效率時負(fù)載電流的標(biāo)幺值為：1pI*12PI*20.50.6KN2通過變壓器空載和短路實(shí)驗(yàn)測取變壓器的勵磁參數(shù)和短路參數(shù)。ZZ變壓器中的參數(shù)m,k對變壓器的運(yùn)行性能有直接影響，知道了變壓器的參數(shù)，就可繪出Z等效電路，然后繪出等效電路，然后可以運(yùn)用等效電路分析計(jì)算，Zm可通過空載試驗(yàn)來確定.Zk可以通過試驗(yàn)確定，這兩個試驗(yàn)是變壓器的主要試驗(yàn)項(xiàng)目.五、空載實(shí)驗(yàn)注:用大寫字母表示高壓端，小字母表示低壓端.空載試驗(yàn)可在任一邊作但考慮到空載試驗(yàn)所加電壓較高，其電流較小，為試驗(yàn)的安全和儀器儀表選擇方便，一般在低壓側(cè)作如圖22。圖22變壓器開了路試驗(yàn)的接線圖測定方法:在

12、低壓方加U1.高壓側(cè)開路.都取Im,Po,U2o由空載試驗(yàn)等效電路可知：U1Im=Z15Zm15可近似認(rèn)為Zo=ZmZ=1Nm1Zo二ZmmPU1R-0-KX=Z2R2m12Ummmm20注：1、此時測得的值為歸算到低壓側(cè)的值，如需歸算到高壓側(cè)時參數(shù)應(yīng)乘K2.2、Zm與飽和程度有關(guān)，電壓越高，磁路越飽和，Zm越小，所以應(yīng)以額定電壓下測讀的數(shù)據(jù)計(jì)算勵磁參數(shù).六、短路試驗(yàn)圖23變壓器短路試驗(yàn)的接線圖1、因短路試驗(yàn)電流大電壓低，一般在高壓側(cè)作，如圖23.從等效電路可見.Zl=0,外加電壓僅用來克服變壓器本身的漏阻抗壓降，所以當(dāng)Uk很低時，電流即到達(dá)額定，該電壓為(5-10%)Un.ZmZ15，且電壓

13、很低，所以很小,Zm大.絕大部分電流流經(jīng)Z25，可忽略激磁支路不計(jì)。此時由電源輸入的功率Pk完全消耗在一、二次繞組銅耗上，即：P12R+12RR12RK1122KKUPZKRK1KIK12XZ2R2KKKKKRXRRKXX可按122152b2注意：1.kn,讀取Pk,Uk計(jì)算短路參數(shù)。2、由于繞組的電阻隨溫度而高.而短路試驗(yàn)一般在室溫下進(jìn)行,所以計(jì)算的電阻必須換算到rn額定工作時的數(shù)據(jù)，按國際規(guī)定換算到c的數(shù)據(jù).門門T+75R=RK（750c）KT+00上式中：e：室溫T：對銅線234.5，對鋁線2280短路試驗(yàn)時使電流達(dá)到額定值時所加電壓U1K稱為阻抗電壓或短路電壓，阻抗電壓用額定電壓百分比

14、表示時有：Z=：R2+X2K(750c)K(750c)KK(750c) HYPERLINK l bookmark18 o Current Document uIxZU=-x100%=-nkx100%=kUU1N1NZ7UK1NI1N是變壓器的主要參數(shù)，阻抗電壓的大小反映變壓器在額定負(fù)阻抗電壓百分比是銘牌數(shù)據(jù)之一，載下運(yùn)行時,漏阻抗壓降的大小。七、變壓器的銘牌1、型號：表示一臺變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內(nèi)容。例如：S9-80/10：表示三相變壓器（D表示單相），額定容量為80kVA，高壓側(cè)額定電壓為10kV級的電力變壓器。2、額定值是正確使用變壓器的依據(jù)，在額定狀態(tài)下運(yùn)行，可保

15、證變壓器長期安全有效的工作。1）額定容量N:指變壓器的視在功率。對三相變壓器指三相容量之和。單位伏安（VA）千伏安（KVA）2）額定電壓UN:指線電壓，U1N指電源加到原繞組上的電壓，U2N是副邊開路即空載運(yùn)行時副繞組的端電壓。3）額定電流N：由n和計(jì)算出來的電流即為額宀電流丁SU1N和N計(jì)算出來的電流，即為額定電流I=葺N對單相變壓器：1N對三相變壓器：V-3UN2ni=13u2N我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50赫（HZ）有些國家采用60赫。4）額定頻率f：N此外，額定工作狀態(tài)下變壓器的效率、溫升等數(shù)據(jù)均屬于額定值。本次小結(jié)：一、變壓器的損耗基本銅損：原副線圈直流電阻的損耗附加銅損：漏磁場引起

16、的鐵損,基本鐵損：磁滯和渦流損耗附加鐵損：鐵心、迭片間引起的鐵損-不變損耗；銅損-可變損耗。二、變壓器的效率：三、空載實(shí)驗(yàn)四、短路試驗(yàn)五、變壓器的銘牌PP2變壓器的工作原理、損耗、銘牌和實(shí)驗(yàn)（能力培養(yǎng)部分）一、空載實(shí)驗(yàn)1、實(shí)訓(xùn)目的1）測量變壓器的空載電流和空載損耗；2）通過測試參數(shù)發(fā)現(xiàn)磁路的局部或整體缺陷；檢查繞組匝間、層間絕緣是否良好，鐵心硅鋼片間絕緣狀況和裝配質(zhì)量等。2、實(shí)訓(xùn)設(shè)備被測變壓器（10/0.4kV）臺；功率表（cos=0.1）三只；電流表三只；平均值電壓表、有效值電壓表、頻率表各一只；導(dǎo)線若干；工具若干。3、實(shí)訓(xùn)步驟3一rrL0C變壓器空載試驗(yàn)方法有單相電源法和三相電源法兩種，其

17、接線圖如下圖所示。單相電源法采用單相試驗(yàn)電源，適用于單相變壓器試驗(yàn)和三相變壓器的單相試驗(yàn)。三相電源法采用三相試驗(yàn)電源，只適用于三相變壓器，試驗(yàn)時，功率損耗可采用三瓦特表或雙瓦特表測量，一般使用的是雙瓦特表法。（a）單相變壓器（b）三相變壓器圖24變壓器的空載實(shí)驗(yàn)接線圖按試驗(yàn)圖接線，并選擇電源;檢查接線無誤后，通電測試。4、空載電流和空載損耗的計(jì)算設(shè)外加相電壓為U,相電流為I,P為每相輸入功率，空載試驗(yàn)時輸入功率全部都是損耗TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark50 o Current Document OOO功率，所以P（輸入功率）就是空載損耗p,即由以下公式表示

18、：OOIZI二yo-P亠=r+rrI21mmoXo電力變壓器空載試驗(yàn)時，在額定條件下，空載電流的允許偏差為土22%；空載損耗的允許偏差為+15%。IZ21r2=-xxux HYPERLINK l bookmark48 o Current Document oo1mm5、空載實(shí)驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目檢査配分評分標(biāo)準(zhǔn)扣分記錄15記錄電器名稱、型號、電壓電流及相扣2分關(guān)參數(shù)，每處(1)工具使用、操作符合要求，每處扣4分工具10(2)儀表使用、操作符合要求，每處扣3分儀表(3)儀表的正確讀數(shù)，每處扣2分(1)檢杳元器件扣5分(2)按試驗(yàn)圖接線，并選擇電源扣5分實(shí)驗(yàn)步(3)檢杳接線無誤后，通電測試扣5分驟50(

19、4)計(jì)算變壓器的損耗扣5分驗(yàn)收(1)測試的功率及電流值扣5分25(2)空載損耗是否在允許偏差范圍記錄扣5分(3)空載電流是否在允許偏差范圍扣5分安全文明違反安全文明生產(chǎn)規(guī)程扣1040分備注除定額時間外，各項(xiàng)最高扣分不得超過配分?jǐn)?shù)二、短路試驗(yàn)1、實(shí)訓(xùn)目的測定變壓器的短路損耗P和短路電壓U。kk2、實(shí)訓(xùn)設(shè)備被測變壓器（10/0.4kV）臺；功率表（cos=0.1）三只；電流表三只；平均值電壓表、有效值電壓表、頻率表各一只；導(dǎo)線若干；工具若干。3、實(shí)訓(xùn)意義短路試驗(yàn)就是將變壓器一側(cè)的繞組短路，從另一側(cè)施加額定頻率交流電壓的試驗(yàn)。試驗(yàn)時，一般是將二次側(cè)短路，一次側(cè)施加電壓，當(dāng)電壓調(diào)整到額定電流時，記錄功

20、率和電壓值，此時換算到額定溫度下便是變壓器的短路損耗和短路電壓，接線如圖25所示：（a）單相變壓器圖25變壓器短路試驗(yàn)接線圖短路試驗(yàn)的意義:4、Pr=koI2kx=；IZ21-r2kkk計(jì)算變壓器的效率；確定變壓器能否與其他變壓器并聯(lián)運(yùn)行；計(jì)算變壓器的短路電流；計(jì)算變壓器二次側(cè)的電壓波動；發(fā)現(xiàn)變壓去在結(jié)構(gòu)和制造商的缺陷。試驗(yàn)步驟變壓器短路試驗(yàn)方法基本上與空載試驗(yàn)相似，不同之處是空載試驗(yàn)施加的是額定電壓，短路試驗(yàn)施加的是達(dá)到額定電流的電壓。短路試驗(yàn)的方法也分為單相電源法和三相電源法。因變壓器二次側(cè)短路，外加電壓為Uk會使流入的短路電流Ik達(dá)額定電流的1020倍，將燒壞變壓器，所以應(yīng)調(diào)節(jié)Uk使短路

21、電流Ik=IN,此時的外加電壓只有額定電壓的4%10%。即由以下公式表示k5、討論題1）比較空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)的原理接線圖有何差別？2）為何空載試驗(yàn)時常在二次側(cè)接電源，而短路試驗(yàn)又常在一次側(cè)接電源？在一次側(cè)接電源空載試驗(yàn)與在二次側(cè)接電源作空載試驗(yàn)所求的數(shù)據(jù)有何不同？其實(shí)際的數(shù)值相差多少？6、短路實(shí)驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目檢査配分評分標(biāo)準(zhǔn)扣分記錄15記錄電器名稱、型號、電壓電流及相扣2分關(guān)參數(shù)，每處工具儀表10(1)工具使用、操作符合要求，每處扣4分(2)儀表使用、操作符合要求，每處扣3分(3)儀表的正確讀數(shù)，每處扣2分實(shí)驗(yàn)步驟50(1)檢杳元器件扣5分(2)按試驗(yàn)圖接線，并選擇電源扣5分(3)檢杳接線無誤后，通電測試扣5分驗(yàn)收記錄25(1)計(jì)算變壓器的效率扣5分(2)計(jì)算變壓器的短路電流和二次側(cè)的電壓波動扣5分(3)確定變壓器能否與其他變壓器并聯(lián)運(yùn)行扣5分安全文明違反安全文明生產(chǎn)規(guī)程扣1040分備注除定額時間外，各項(xiàng)最高扣分不得超過配分?jǐn)?shù)變壓器標(biāo)準(zhǔn)容量有200kVA、250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA、lOOOkVA等變壓器應(yīng)該不過載運(yùn)行；則以實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷計(jì)算。例如實(shí)際負(fù)荷23