2017國網(wǎng)新增內(nèi)容電機(jī)學(xué)電子課件

第二第二變壓年月日星期三變壓器的分類、基本一.分按繞組數(shù)目分單繞組（按相數(shù)分單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器按用途分電力變壓器和特種變按冷卻介質(zhì)分干式變壓器、油浸式 第二第二變壓年月日星期三二.主要結(jié)1、基本結(jié)油浸式變壓器的主要結(jié)構(gòu)部鐵心+繞套管 信號(hào)式儲(chǔ)油柜4安全氣體繼高壓低壓分接油箱1112-繞組及13-放油年月日星期三

圖2- 油箱盛裝變壓器油，機(jī)械支撐、冷卻散熱、保護(hù)2、鐵電力變壓器的鐵心是由0.35mm厚的冷軋硅鋼0.35(或0.5)mm厚、表面涂絕緣漆、含硅量較高的硅鋼而成.(加硅-----提高磁導(dǎo)率;0.35(或0.5)mm---降低渦流損耗組成.3mm分類：心式、殼式(圖2-2、圖2-3)電力變主要為心年月日星期三

第二 變壓 圖2-2單相心式變壓 圖2-3三相心式變壓1-鐵心柱；2-鐵軛；3-高壓繞組；4-低壓年月日星期三

第二 變壓 第二第二變壓年月日星期三3變壓器繞組一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞制而成繞組套裝在變壓器鐵心柱上，低壓繞組在內(nèi)組套裝在低壓繞組外層，以4變壓器的引出線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時(shí)，須穿管，使帶電引線與接地油箱絕緣。（瓷質(zhì) 第二第二變壓年月日星期三*額定容量額定視在功率。雙繞組變壓器，一、二次側(cè)額定容量S1N額定電壓UN：一次側(cè)額定電壓U1N，二次側(cè)額定電U2N。額定電壓均指線電U2N一次側(cè)外加額定電壓U1N次側(cè)空載電壓。（單位：V、 第二第二變壓年月日星期三額定電流IN一次側(cè)額定電流I1N，二次側(cè)額定I2N額定電流均指線電流。容量、電流、電壓之間單相變壓

I

三相變壓I

3 3I 額定頻率fN我國規(guī)定為50Hz

3 3 §2.2變壓器的空載運(yùn) 空載運(yùn)行系．系0．

( 2U．．2U． ．1年月日星期三

．0．0．第二 變壓

1．2．II 1 §2.2變壓器的空載運(yùn) 一次側(cè)（原邊）遵循電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)（副邊遵循發(fā)電主磁d.沿鐵心閉合漏磁1僅與一（或2二次）繞組相交起電壓降作用占(0.1— 第二 變壓年月日星期三 §2.2變壓器的空載運(yùn) 空載運(yùn)行時(shí)的電 假 0msin

eN

E14.44fN1E24.44fN1'j4.44fN '2j4.44年月日星期三

第二 變壓§2.2壓器的空載變比kE1 E2 Nku2NeL 1 f01 (N1*i0)1N11 設(shè)電流· 年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 空載時(shí)的電

E一次側(cè)：u1i0R1-e1-二次側(cè)：u2U1 I0R1E1E1U I0R1 j

1I

E1

=I0Z

E11Z1 R1 j1

空載空載運(yùn)空載電流波年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 變壓器空載運(yùn)行時(shí)各物理量之間的相位年月日星期三

第二 變壓§2.2壓器的空載 1 3年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 考慮磁滯損耗時(shí)空載電流年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 等值電路及相 .

1.

.

.

2 年月日星期三

第二 變壓§2.2壓器的空載 d1Ndt e2N

d間的關(guān)dt 1 mrmjxm001Xm=Lm=2fN1年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 等值電路R XRXmm由于磁路具有飽和特性，所以 mm路飽和程度增大而減

,Z

不是常年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 由于RmR1XmX1，所以有時(shí)忽略漏阻抗，空載路只是一個(gè)Zm元件的電路。在1 I0于Zm 的大小。從運(yùn)行角度講，希望I0越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大Zm，減小I0，提高運(yùn)行效率年月日星期三

第二 變壓 §2.2變壓器的空載運(yùn) 第二第二變壓年月日星期三相量根據(jù)電動(dòng)勢平衡方程式，可作出變壓器空載時(shí)·為參考相m 同相

·· R滯后90 10r與

··

0 0··滯后

90 E 0E20（4）R10

j· 0E110E11（5）1 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 第二第二變壓年月日星期三負(fù)載運(yùn)行時(shí) §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 負(fù)載時(shí)的.11r1

.1r(r11222222..r2r222222年月日星期三

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn)

勢平衡方GF F =Fm I1N1+I2N2=I0N I1I2kZ1很小性1空載負(fù) U1=U1

=m空m Rm空RmE1基本不變E1444fN1

=. .

1 I1=I0+( 年月日星期三

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 勵(lì)磁電流 建立磁I1

I1L(負(fù)載分量抵消負(fù)載磁動(dòng)勢的動(dòng)態(tài)平衡 i2F2L抵消＿達(dá)到新的F 結(jié)論２.的作用 年月日星期三

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 繞組的一.基本概年月日星期三

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 二.折算方1F=N

F'= *I'=

I' 22 222E 222

=年月日星期三

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 3、阻抗折2折算前22

(Z2+ZL折算則

" =I'(Z'+Z Z2'+ZZ2

'= 2=K I

2=KI

(Z

+ZL4、二次側(cè)折算

22="2-"*Z2折算后："

2-

* k ="

2* *K2K

結(jié)論

I*1 ,U或E*K Z*K2 年月日星期三

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 5.基本方

1=I1 1-22 =I 22

+·222·1=·2221

I 22L· =I'Z22L0 1=-I'Z0年月日星期

第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 變壓器的相作相量圖

12"1111)jX1112223

" )" 07)"0超前 年月日星期三

24)jX2第二 變壓 §2.3變壓器的負(fù)載運(yùn) 已知:U2、I2、cos2、K和參數(shù)c、E1＝Ed、I E fU1＝I1Z1年月日星期三

第二 變壓 §2.4變壓器的等值電 第二變第二變壓年月日星期三§2.4壓器的等值2.4.1型等值2.3.2型等效2.4.3簡化等效I1>>I0(短路時(shí)分析用電路 §2.5變壓器的參數(shù)測 第二變第二變壓年月日星期三§2.5壓器的參數(shù)一.實(shí)驗(yàn)二.實(shí)驗(yàn)要注意:必須使用額定電壓,使之符合正常使用況實(shí)驗(yàn)在1電壓較易獲2.安全三.實(shí)驗(yàn)參單相

0 I I0Z2Z2Rmm折算到高

K2U1 0mI2 K2mI20ZmZmRm§2.5壓器的參數(shù)測變比 鐵耗

1 2PFeBf(經(jīng) 特性曲年月日星期三 §2.5變壓器的參數(shù)測 短路實(shí)一.實(shí)驗(yàn)電年月日星期三

第二 變壓 §2.5變壓器的參數(shù)測 二.實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)的參數(shù)測定 Uk.Pk.I三.實(shí)驗(yàn)參 2Zk U Rk 2 ZkkXk 2RZkkk 234.5 rk 234.5k 234.5k 228 rk 228k 228年月日星期 第二 變壓 §2.5變壓器的參數(shù)測 年月日星期三年月日星期三第二變壓短路電su%I1NZS750Cs

S750IKN(IK=IN時(shí)的短路電流符 I2 I I2 K K 功率關(guān)

I2rI2

CU CU

rr

xx rr'＝1 xx'＝ 特性曲 §2.6標(biāo)幺 年月日星期三年月日星期三第二變壓§2.6標(biāo)幺表示符號(hào):①:U*I*②:U基值:U1N、U2N、I1N、

=U2N =

SNU1N*I1N(單相變壓器SN 3U1N*I1N(三相變壓器優(yōu)點(diǎn)①:可以用于不同變壓器容量的比 UＫ Ｋb.Uk

I1NZU1

Z 1 I1

ZZK

＝Z §2.7變壓器的運(yùn)行特 年月日星期三年月日星期三第二變壓§2.7壓器的運(yùn)行質(zhì)量指標(biāo):電壓變化率U經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電壓變化２２

計(jì)算 +＊ 2 2*

負(fù)載系 電流的標(biāo)幺 §2.7變壓器的運(yùn)行特 損耗與效一.鐵心損耗(不變P

Ｐ＝Ｐ ｆＦｅ Ｆｅ

５０Ｐ１ 單位鐵心重量５０一般,取 ?。?３二.銅損耗(可變損

Ｂ

I2rI2r＝2CU CU CU 當(dāng) 2r２ 年月日星期 第二 變壓 §2.7變壓器的運(yùn)行特 三.效P21p1pFe

pFepCuP2pFepCu其 (I2 )2 2ICuI

P2 cos

P02 ) cos P2

100% 年月日星期 第二 變壓 §2.7變壓器的運(yùn)行特 d0,則有變壓器產(chǎn)生最大效率的條件

m

m為最佳負(fù)載數(shù)＝ Ｋ),

20 cos

) 年月日星期三

第二 變壓 第二第二變壓年月日星期三V§V三相變壓器一.組式磁路變壓器U二.心式磁路變壓 V2 U關(guān)聯(lián)三相變壓器的電路系統(tǒng)—聯(lián)結(jié)一.繞組的繞組首末端的標(biāo)志繞組名首末高壓繞O低壓繞o 第二第二變壓年月日星期三繞向(同名名端同同時(shí)在尾.高低壓⑵同名端一在首,一在尾,高低壓相電動(dòng)勢§2.8器的磁路系統(tǒng)、聯(lián)接組、電動(dòng)勢波U1

U1 U u1

u1

一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢同U1

U1U2u2

Uu

U 一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢反第二 變壓年月日星期三 第二第二變壓年月日星期三二.時(shí)鐘表高壓線電低壓線電、、 采用時(shí)鐘表示法——

ab作為時(shí)鐘的分針，指向12

3。 第二第二變壓年月日星期三繞組聯(lián)接與磁路系統(tǒng)對(duì)空載電形的影i03Ai03Bi03C同大小同方向Y繞組Y

Y0各相電路相關(guān),三次諧波電流不能流通一.Yy聯(lián)結(jié)原則：聯(lián)結(jié)法影響i03能否流通；三相心式變壓器變壓器組影響三次諧波磁通的閉合磁YyI0–激磁電

i03B=I03msin3(t-

三相空載電流的三次諧波：三相同大小、同相一次側(cè)Y無中性線，故三次諧波電流無法流通，i0中不 年月日星期三

第二 變壓§2.8器的磁路系統(tǒng)、聯(lián)接組、電動(dòng)勢波年月日星期三 三相變d相電勢e由磁通變化(dt)引起，當(dāng)Φ為正弦時(shí)，e為相滯后90度的正弦函數(shù)；若Φ非正弦時(shí)，e將發(fā)生畸變正弦波的磁通產(chǎn)生正弦波感應(yīng)電勢；平頂波的磁通產(chǎn)生頂波的E1=4.44N11,大故3(4-6%E1可能;E3,.三相變壓器組不允許采用Yy聯(lián)結(jié)(合成相電勢幅值升高過危及繞組年月日星期三

第二 變壓 年月日星期三

第二 變壓§2.8器的磁路系統(tǒng)、聯(lián)接組、電動(dòng)勢波三相心各磁路彼此聯(lián)系（如圖3A、3B、3C三相,三相心式變壓器允許采用YyGB1094- 年月日星期三

第二 變壓 二.Dy、YdYd聯(lián)接三1e1i0(正弦波)(平頂波) ee(正弦波 3/Dy聯(lián)接三

e(很小)

e3(i3 3 3YNyn聯(lián)接(大型變壓器),一般加第三繞組i0(尖頂波(正弦波e(年月日星期三

第二 變壓 副繞組△,有3’抵消3→使1,e．原副有一側(cè)為,無論組式,心式．原副方均Y,不宜用于三相組式,影響絕年月日星期三

第二 變壓

§2.8器的磁路系統(tǒng)、聯(lián)接組、電動(dòng)勢波 相線相線相

年月日星期三

第二 變壓 §2.9變壓器的并聯(lián)運(yùn) 第二第二變壓年月日星期三§2.9變壓器次側(cè)分別接到公共母線上,同時(shí)對(duì)負(fù)載供作用:O提高供電可靠提高供電經(jīng)濟(jì)減小備用容理想并聯(lián)運(yùn)行的空載時(shí)無環(huán)各自承SN成正比,可同二.為了達(dá)到上述理想運(yùn)行情況，并聯(lián)運(yùn)行的變壓以下條件各變壓各臺(tái)變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)應(yīng)相同。（必須嚴(yán)格保證 §2.9變壓器的并聯(lián)運(yùn) 年月日星期三年月日星期三第二變壓變比不等的并聯(lián)一.臺(tái)變壓器的聯(lián)結(jié)組相電壓比（變比）不同，

.U

U

△UZKI、ZKII為折算至二次側(cè)的短路二.空載時(shí)變壓器二次側(cè)繞組構(gòu)成的閉合回路中的環(huán)·1 · 一次側(cè)環(huán)

=一次側(cè)環(huán)

1C KI1CIII

KII變壓器副繞組中的電流與△U方向 1 .

.

.

1

0.%聯(lián)接組號(hào)的051.8%，短路阻抗不等時(shí)的并聯(lián)等效電由等效.I .IIZI.I.

I.I. .

U U :

Z Z §2.9變壓器的并聯(lián)運(yùn) .I= ZkⅡI=IINI(ZkIZkⅡ.I=

要求各變壓器的短抗角相等。一般來Z( NINⅡ .I.I Z ( NINⅡZkⅡZ Z

變壓器容量相差越的變壓器的最大容比不超過3：1 年月日星期 第二 變壓 §2.9變壓器的并聯(lián)運(yùn) 年月日星期三年月日星期三第二變壓 §2.9變壓器的并聯(lián)運(yùn) 年月日星期三年月日星期三第二變壓推廣到nIi Z

I i

iZ*KSiZ*K

ZKi

ni

SN

Si

SSN

=Iii實(shí)際希i

I*相差不超過10%，

Z*相差不超過10 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 年月日星期三年月日星期三第二變壓§2.10三相變壓器的不2.10.1對(duì)稱分原則：把一組不對(duì)稱三相相量分解為三個(gè)對(duì)稱三相相一.三組三相對(duì)稱相量：（下頁圖2-正序分量

. . .I IB2I. .ICI. . .IAIBI §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) .負(fù)序分

I. .IBI. .IC2I. . .IAIBI 零序分. . .IAIBI

. . . .IAIBI 3IA年月日星期三

第二 變壓 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 圖2-年月日星期三

第二 變壓 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 二.三組對(duì)稱分量相加得到一個(gè)不對(duì)稱的三相正弦·=++ =2I++ I·+2 三.一個(gè)不對(duì)稱的三相正弦量系統(tǒng)可分解為三組對(duì)·

·+

+

·IA=IA

+IA+IA

IA=3(I ·=

I+

+

1

2·+

·

IA

3(IA I+2+

0 (··· 年月日星期三

第二 變壓 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 一.不對(duì)稱條件及對(duì)稱不對(duì)稱 I

Ib

Ic

UaI正序分量

. 1 .

. . .負(fù)序分量

I

Ib2I3

I I. 1 .

. . .分量

I

I I I

I 2I. . . 1年月日星期三

IaIbIc I3 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 對(duì)稱的

. . . UAU

UB2U

UCU. .

. . . .UAUBUC二.相序電

UAUBUC 電路圖（零序電路一次側(cè)為Y形聯(lián)結(jié)，無圖2-年月日星期三 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 第二第二變壓年月日星期三Z1+=Z1-

Z2=Z2=Z2Zm+=Z- 三相變壓器組：三相磁路彼此獨(dú)立 Zm0=Zm=Zm三相芯式變壓器：零序磁路（經(jīng)氣隙閉合）路不同Zm0..三.負(fù)載電.. 等效電.-Ua+=UA++I -Ua-=Ia-m-Ua0=Ia0(Z2+Zm

圖2- .

. . .Ua(UaUaUa)UAIaZKIa.Ia(Z2Zm §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 由（一）中不對(duì)稱條件及對(duì)稱分量表I=I=I0=1

(三相序等效電路串聯(lián) 此式代入前式（紅色） .UaIaZI0

3I ZrA2 2

2Z

+Z +3 +Z0年月日星期三

第二 變壓 §2.10三相變壓器的不對(duì)稱運(yùn) 第二第二變壓年月日星期三故單相負(fù)

3·-I=-·=-3I+ 2ZK+Z2+3ZL+Zm三相變壓器組中，Z0很大，等于

，如忽略繞組漏阻ma I - I a

U+UA L L3 即使負(fù)載阻抗Z很小1

很大，負(fù)載電流也不大。如為單，等于正序勵(lì)磁電流的三K路，ZL=0I=K

A0Z0m結(jié)論：Yyn聯(lián)結(jié)三相變壓器組的不能擔(dān)負(fù)單相負(fù)載，三相變組不采用Yyn聯(lián)結(jié)四.三相電壓與圖2-37Yyn聯(lián)結(jié)三相變壓器的相負(fù)載相量

圖2-37Yyn聯(lián)結(jié)三相變壓器的相負(fù)載相量 §2.12三繞組變壓 第二第二變壓年月日星期三§2.12三繞組繞組排列產(chǎn)品：YNYmd-12- YNYmy-12-降壓變：高壓為一次，低壓、中壓為（心式）排列見圖2-高壓：最中壓：中間（降壓變里邊（升壓變

鐵低壓：中間（升壓變里邊（降壓變）降（升）壓變繞組布

圖3-基本方程一.磁動(dòng)勢+·+·= N

=N+

·+ +·N +·N3= 1+ + 1

= +'+'=K12 K13N =

NK13= 12 N N二.電動(dòng)勢平衡方程（采用互感與自感概念自感：L1、L2、 互感：M12=M21、M13=M31、M23=磁場分析僅與兩個(gè)繞組交鏈引入互感系數(shù)MB、自感漏磁通磁通僅與一個(gè)繞組交鏈引入自感系數(shù)?=

+jL +j

'?

+j

'? 1 1 =I1R1+jX ?+jX12'I2'+jX 'I1 2 -?2'=I2'R2'+jL2'I2'+j ' +1 2 =I

'+ '

'+jX

'

+

'? 12 22 -?'=? '+jL?'+j

+j

'? =I

'+jX I'+jX '

+

'? ?'=-(?+?'

23 §2.12三繞組變壓 由前面U+ =I -IU+ =I -I 123 312221·+221

'=I1(

123

+jX

123

)-'

213

'+

)213)= - 123 213其 = - '- '+ 123 12 13 23X213'X2-X12'-X23'+X13X312'

3-

13'-

23'+X12年月日星期三

第二 變壓 §2.12三繞組變壓 三、三繞組變壓器的等效電1、簡化等效電路如圖2-2、折算

= = N N

I' N1= = 2 U2'=U2K12 U3'=K13U

'= (N1)2=N N

K12

X332=X33K13X12

'=X12

N1N

=X12K12年月日星期三

= =

= = 第二 變壓§2.12三繞組變壓 圖2- 三繞組變壓器的等效電假定繞組2、3的匝數(shù)都已折算到一次側(cè)繞組的匝數(shù)年月日星期三

第二 變壓 §2.12三繞組變壓 四、參數(shù)測量：（Z1、Z2′、Z3通過三次短路試驗(yàn)第一次：U加在1上，2短路，32ZK12=Z1+Z2′=R1+jX1+R2′+jX′=RK12+2第二次：U加在1上，3短路，23ZK13=Z1+Z3′=R1+jX1+R3′+jX′=RK13+3第三次：U加2上,3短路,1Z′=Z′+Z′=R′+jX

第二 變壓

§2.12三繞組變壓 聯(lián)立求解R123

(2

1 + 13- 23')X121 ( + - 1 1 1 23 213' 312'==

( 1 + 23'- 1 ) 213212( 1 + 23'- 1 21212( 1 + 23'- 1 ) 3121212( 13+ 23'- 1 12

第二 變壓

§2.12三繞組變壓 五、額定容量實(shí)際三繞組變壓器各繞組可額定容量指三個(gè)繞組中容量最大的一組的容量三個(gè)繞組容量配合有高壓繞中壓繞低壓繞三個(gè)繞組容量均為100%的僅作升壓

第二 變壓

§2.13耦變

.

2.22IU2a2

第二 變壓

§2.13自耦變壓 基本分原方電EAx EAa Ea4.44NAafm4.44Naxf4.44fm(NAaNax副方感應(yīng)電動(dòng)勢有效Eax 4.44