变压器学习ppt课件教程

,变压器,*,上一张,下一张,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,*,*,第一章,上一张,下一张,*,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,*,变压器,上一张,下一张,电机与电气控制技术,第一章,返回第一张,上一张,下一张,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,*,*,2024/11/18,变压器,变压器是一种静止的，将某一等级的,交流,电压和电流转换为同频率的另一等级的交流电压和电流的设备。,功能：,变电压,电力系统,变电流,电流互感器,变阻抗,电子电路中的阻抗匹配,2023/9/19变压器变压器是一种静止的，将某一等级的交流,2024/11/18,发电厂,10.5,千伏,输电线,220,千伏,升压,变电站,10,千伏,降压,变压器应用举例,降压,实验室,380/220,伏,降压,仪器,36,伏,降压,我国规定：输电线路的电压为,110KV,，,220KV,，,500KV,等几种,2023/9/19 发电厂输电线升压变电站降压 变压器应用举,2024/11/18,任务,5,其它用途的变压器,任务,4,三相变压器,任务,3,单相变压器的负载运行,任务,2,单相变压器的空载运行,任务,1,变压器基本工作原理和结构,2023/9/19任务5 其它用途的变压器 任务4 三,2024/11/18,任务,1,变压器基本工作原理和结构,一、,变压器的基本工作原理,一个铁心：,提供磁通的闭合路径。,两个绕组：,1,次侧绕组,N1,；,2,次侧绕组,N2,。,单相变压器原理图,2023/9/19任务1 变压器基本工作原理和结构 一、变,变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。,只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。,变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。,2024/11/18,任务,1,变压器基本工作原理和结构,一、,变压器的基本工作原理,空载运行：,U1,i1,感应电势,e1,和,e2,U2,；,略去绕组电阻和漏抗压降，则：,2023/9/19任务1 变压器基本工作原理和结构 一、变,2024/11/18,二、变压器的应用与分类,1,）电力变压器,：电力系统传输电能的,升压变压器,/,降压变压器,等。,2)特殊变压器,：给电焊机供电的,电焊变压器,，给炼钢炉供电的,电炉变压器,等,3)仪用互感器,：,电压互感器,/,电流互感器,4)试验变压器,：高压试验用,5)调压变压器：,能在一定范围内连续,调节输出电压,6)控制变压器：,隔离防止触电安全，同时,提供多种电压,按用途分:,2023/9/19二、变压器的应用与分类1）电力变压器：电力,2024/11/18,按制造方式,壳式,(,用在小容量变压器）,心式,（工艺简单应用广泛）,变压器,图形符号,变压器,文字符号,：,T,按相数分,单相变压器,三相变压器,多相变压器,不同的分类，基本原理一样,2023/9/19按制造方式壳式(用在小容量变压器）心式（工,2024/11/18,三、电力变压器的基本结构,分类：,干式变压器：,空气冷却。一般用于小容量变压器，如电站、工厂等。在电力系统中，变压比为,6000V/400V,，用于额定电压为,380V,的负载。,油浸式变压器：,油冷却。一般用于升压站和发电厂，变压比为,20KV/500KV,，,20KV/6KV,等。,2023/9/19三、电力变压器的基本结构 分类：,2024/11/18,油浸式电力变压器,铁心（硅钢片）：,变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用,0.35mm,厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。,绕组（铜线或铝线）：,变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。,绝缘套管（引出装置）：,将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。,油箱：,油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。,附件：,储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。,2023/9/19油浸式电力变压器 铁心（硅钢片）：变压器的,2024/11/18,（一）电力变压器的额定值,3,额定容量,S,N,：额定条件下的输出功率,1,额定电压,U,N1,和,U,N2,：绕组正常工作时的电压值,2,额定电流,I,N1,和,I,N2,：绕组长期允许的最大电流值,4,额定频率,f,：,50Hz,四、电力变压器的额定值与主要系列,单相变压器的是,相电压；,三相变压器的是,线电压。,2023/9/19（一）电力变压器的额定值3额定容量 SN,2024/11/18,（二）电力变压器的型号及主要系列,2023/9/19（二）电力变压器的型号及主要系列,2024/11/18,三相,铝线,高压边额定电压,10kv,额定容量,1000kvA,变压器型号：,三相,设计序号,高压边额定电压,10kv,额定容量,500kv,A,变压器型号：,S9,500/10,组合式,冷却方式,高压边额定电压,10kv,额定容量,630kv,A,变压器型号：,Zb-F-630/10,2023/9/19三相铝线高压边额定电压10kv额定容量10,2024/11/18,任务,2,单相变压器的空载运行,I,2,=0,U,2,=,U,20,=,E,2,U,1,E,1,2023/9/19任务2 单相变压器的空载运行 I2=0,2024/11/18,绕组：,一次绕组,二次绕组,单相变压器,+,+,变压器的磁路,由硅钢片叠成,厚,0.35mm,或,0.5mm,铁心,变压器的电路,一次,绕组,N,1,二次,绕组,N,2,铁心,2023/9/19绕组：一次绕组二次绕组单相变压器+变,2024/11/18,空载电流,(,励磁电流,),：占额定电流的,2%,10%,空载损耗,(,铁心损耗,P,Fe,),：磁滞损耗和涡流损耗,磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造成的损耗；,涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流,(,涡流,),造成的损耗。,铜损耗,(,P,Cu,：,绕组的损耗,),很小,变压器的损耗：,P=,P,Fe,P,Cu,可变损耗,不变损耗,2023/9/19空载电流(励磁电流)：占额定电流的2%1,2024/11/18,任务,3,单相变压器的负载运行,2023/9/19任务3 单相变压器的负载运行,2024/11/18,结论：原、副边电流与匝数成反比,2,、变电流：,Z,四、变压器的作用,1,、变电压,2023/9/19结论：原、副边电流与匝数成反比2、变电流：,2024/11/18,3,、变阻抗：,应用：,阻抗匹配,在电子电路中，为了,提高,信号的,传输功率和效率,，常用变压器将负载阻抗变换为适当的数值，以取得最大的传输功率和效率，这种做法称为阻抗匹配。,2023/9/193、变阻抗：应用：阻抗匹配,2024/11/18,变电压,变电流,变阻抗,2023/9/19 变电压变电流变阻抗,2024/11/18,五、变压器的,运行特性,（一）变压器的外特性 和 电压变化率,电压变化率：,反映电压的稳定性,变压器主要性能指标,电力变压器：,U,=2%3%,外特性,效率特性,当,U,1,=,U,1N,，,cos,2,不变时，,U,2,=,f,(,I,2,),2-,纯电阻负载；,1-,感性负载；,3-,容性负载,一般供电系统希望要硬特性（随,I,2,的变化，,U,2,变化不多）,2023/9/19五、变压器的运行特性（一）变压器的外特性,2024/11/18,（二）变压器的效率特性,输出功率,输入功率,cos,2,不变时，,效率,=,f,(,I,2,),；,电力变压器，最大效率出现在,I,2,=,（,0.5,0.7,）,I,2N,2023/9/19（二）变压器的效率特性输出功率输入功率 c,2024/11/18,小结：,单相变压器的功率关系,1.,一次绕组的视在功率,S,1,=,U,N1,I,N1,2.,二次绕组的视在功率,S,2,=,U,N2,I,N2,3.,输入功率,P,1,=,U,N1,I,N1,cos,1,4.,输出功率,P,2,=,U,N2,I,N2,cos,2,5.,变压器的损耗,P=P,Fe,P,Cu,(1),铜损耗,P,Cu,=,R,1,I,1,2,+,R,2,I,2,2,(2),铁损耗,P,Fe,=P,h,P,e,6.,效率,P,1,P,2,=,100%,2023/9/19小结：单相变压器的功率关系 1.一次绕,2024/11/18,任务,4,三相变压器,1,、三相变压器组：,三个独立单相变压器组成的变压器组,特点：三相之间只有电的联系，没有磁的联系。,一、三相变压器的种类,2023/9/19任务4 三相变压器 1、三相变压器组：三个,2024/11/18,A,B,C,X,Y,Z,a,b,c,z,y,x,2,、三相心式变压器：,铁心为三相所共有的三相变压器,特点：三相之间既有电的联系，又有磁的联系。,2023/9/19ABCXYZabczyx2、三相心式变压器,2024/11/18,绕组名称,首端,末端,中性点,高压绕组,A、B、C,X、Y、Z,N,低压绕组,a、b、c,x、y、z,n,二、三相绕组的联结方式,2023/9/19绕组名称首端末端中性点高压绕组A、B、CX,2024/11/18,原边：,Y,YN,D(,),副边：,y yn d,星形 三角形,2023/9/19原边：Y,2024/11/18,三相变压器,Yyn,联结,线电压之比：,A,C,B,b,c,a,+,+,+,+,2023/9/19三相变压器Yyn联结线电压之比：ACBbc,2024/11/18,三相变压器,YNd,联结,线电压之比：,A,C,B,a,b,c,+,+,+,GB:Yyn,、,Yd,、,YNd,、,Yy,、,YNy,最常用的三种,2023/9/19三相变压器YNd联结线电压之比：ACBab,2024/11/18,2023/9/19,2024/11/18,例,6,有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：,S,N,=100kVA,U,1N,=6000V,f=50Hz,。,U,2N,=U,20,=400V,绕组连接成,y,。由试验测得,:,P,Fe,=600 W,，额定负载时的,P,Cu,=2400W,。,试求,(1),变压器的额定电流；,(2),满载时的效率。,解,:,(1),额定电流,2023/9/19例6 有一带电阻负载的三相变压器，其,2024/11/18,(,),满载时的效率,2023/9/19()满载时的效率,三、变压器的并联运行,3,.1 并联运行的理想条件,并联运行的优点：,1.,提高供电的可靠性；,2.,提高供电的经济性。,并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。,并联运行的理想情况是：,1.,空载时各变压器绕组之间无环流；,2.,负载后，各变压器的负载系数相等；,3.,负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。,为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足以下条件：,1.,各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；,2.,各变压器的连接组别相同；,3.,各变压器的短路阻抗（短路电压）的标么值相等，且短路阻抗角也相等。,三、变压器的并联运行3.1 并联运行的理想条件并联运行的,1.,变比不等时并联运行,变比不等的两台变压器并联运行时，二次空载电压不等。折算到二次侧的等效电路如图所示。,由等效电路可以列出方程式：,则二次侧电流为：,1.变比不等时并联运行变比不等的两台变压器并联运行时，二次空,为了保证空载时环流不超过额定电流的,10%,，通常规定并联运行的变压器的变比差不大于,1%,。,当变压器的变比不等时，在空载时，环流 就存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很