变压器的运行特性课件

,*,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,其中，U,2N,代表变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路时，二次电压U,20,就是二次额定电压,。,5.6 变压器的运行特性,5.6.1,变压器的电压调整率,定义：,采用标幺值表示为：,目录,其中，U2N代表变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路,1,感性负载简化相量图,标幺值简化等效电路,感性负载简化相量图标幺值简化等效电路,2,变压器的短路阻抗 越小，,U,也也越小，供电电压越稳定。,=1,时，,U,称为额定电压调整率，标志着变压器的输出电压的稳定程度。,变压器的短路阻抗 越小，,3,例题5-6 某三相变压器，S,N,=600kVA，U,1N,/U,2N,=10000/400V，Y/Y,0,联结。Z,k,=1.8+j5，一次绕组接额定电压，二次绕组带额定负载运行，负载功率因数cos,2,=0.9滞后，计算该变压器额定电压调整率及二次绕组电压值,解,例题5-6 某三相变压器，SN=600kVA，U1N/U,4,5.6.2 变压器的效率,其中:,变量,P,2,代表 副边输出的有功功率；,变量,P,1,代表 原边输入的有功功率；,代表 变压器的总损耗。,5.6.2 变压器的效率其中:变量 P2 代表 副边输出,5,单相变压器：,三相变压器：,以上两式的结果是一样的。,P,2,的计算:,若忽略副边端电压接负载时的变化，则：,单相变压器：三相变压器：以上两式的结果是一样的。P2的计算:,6,不变损耗,可变损耗,铜耗 是一二次绕阻中，电流在电阻上的有功损耗，因此与负载电流平方成正比。,代入,，,从空载到负载，变压器的主磁通基本不变，因此相应的铁耗在额定电压下基本不变。,不变损耗可变损耗,7,变压器的效率公式：,一定时，,一定时，效率特性曲线。,变压器的效率公式：一定时，,8,最大效率时的负载系数,即发生在铜耗和铁耗相等的时候,最大效率时的负载系数即发生在铜耗和铁耗相等的时候,9,变压器效率特性,变压器效率特性,10,例题5-7 一台三相变压器，S,N,=1000kVA,U,1N,/U,2N,=10000/400V,Y,d接法。空载损耗p,0,=4.9kW；短路损耗p,kN,=15kW。试求：,(1)计算满载及cos,2=0.8（滞后）时的效率；,(2),cos,2=0.8（滞后）时的最高效率；,(3)cos2=1.0时的最高效率；,解,返回,例题5-7 一台三相变压器，SN=1000kVA,U1N/,11,5.7 变压器的连接组别,变压器不但可以变电压、变电流、变阻抗，而且可以改变供电的相位。变压器的并联运行必须保证连接组别相同。,5.7.1 单相变压器绕组的标志方式,同极性端（或同名端）的概念：同极性端是指正负极性保持一样的端接点。一般打上“”表示。,变压器绕组电动势的规定：大写为高压，小写为低压。,高压绕组电动势从A到X为,低压绕组电动势从a到x为,简化为,简化为,目录,5.7 变压器的连接组别高压绕组电动势从A到X为低压绕组电动,12,变压器的运行特性课件,13,变压器的运行特性课件,14,5.7.2 三相变压器绕组的连接,三相绕组接线有：星形联结、三角形联结,星形联结记作：“Y”或“y”,三角形联结记作：“D”或“d,”,5.7.2 三相变压器绕组的连接 三相绕组接线有：星,15,绕组标记,绕组名称,单相变压器,三相变压器,中性点,首端,末端,首端,末端,高压绕组,A,X,A、B、C,X、Y、Z,N,低压绕组,a,x,a、b、c,x、y、z,n,绕组标记绕组名称 单相变压器 三相变压器 中性点 首端 末端,16,A,X,B,Y,C,Z,星形连接,AXBYCZ星形连接,17,A,X,B,Y,C,Z,AXBYCZ,18,A,X,Y,Z,B,C,AXYZBC,19,5.7.3 三相变压器的连接组别,国际上采用时钟表示法标识三相变压器高、低绕组线电动势的相位关系，即规定高压绕组线电动势为 长针，永远指向钟面的“12”，低压绕组线电动势 为短针，它指向的数值，表示为三相变压器连接组标号的时钟序数，其中指向“12”，时钟序数为0。,连接组标号书写的形式是：用大写、小写英文字母Y和y分别表示高、低压绕组星形连接；D和d分别表示高、低压绕组三角形连接；在英文字母后边写出时钟的序数。,5.7.3 三相变压器的连接组别国际上采用时钟表示法标识三,20,A,X,B,Y,C,Z,a,x,y,z,b,c,Y，y4,AXBYCZaxyzbcY，y4,21,根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，绕组的相序可以更换，Y/Y连接的三相变压器，可以得到（Y,y0）、（Y,y2）（Y,y4）（Y,y6）、（Y,y8）和（Y,y10）几种偶数的连接组别。,根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，绕,22,A,X,B,Y,C,Z,ay,x,z,b,c,Y，d11,AXBYCZayxzbcY，d11,23,A,X,B,Y,C,Z,a,x,z,b,yc,Y，d7,AXBYCZaxzbycY，d7,24,根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，绕组的相序可以更换，Y/d连接的三相变压器，可以得到（Y,d1）、（Y,d3）（Y,d5）（Y,d7）、（Y,d9）和（Y,d11）几种奇数的连接组别,根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，绕组,25,5.7.4 标准连接组,单相和三相变压器有很多的连接组别。为了方便，国家标准规定：单相双绕组电力变压器只有一个标准连接组别，为(I,I0)方式；三相双绕组电力变压器有五种连接组别，即(Y,yn0)、(Y,d11)、(YN,d11)、(YN,y0)和(Y,y0)。,(Y,yn0)主要用做配电变压器，作为三相四线制供电，即可用于照明，也可以用于动力负载，这种变压器高压侧电压不超过35KV，低压侧为400V；(Y,d11)用在二次侧超过400V的场合；(YN,d11)用在110KV以上的高压输电线路中；(YN,y0)用于一次侧需要接地的场合；(Y,y0)供三相动力负载。,返回,5.7.4 标准连接组单相和三相变压器有很多的连接组别。为,26,5.8 变压器的并联运行,所谓变压器并联运行，就是把这些变压器的一、二次绕组相同的标号的出线端连在一起，分别接在公共母线上。,本章目录,5.8 变压器的并联运行所谓变压器并联运行，就是把这些变压,27,5.8.1 并联运行的理想情况和条件,并联运行的变压器理想运行情况是：,1）空载时，每一台变压器二次侧电流都为零，与单独空载运行时一样，且各台变压器间无环流；,2）负载运行时，各台变压器分担的负载电流和它们的容量成正比。,为了满足理想运行情况，并联运行的变压器应满足如下条件：,1）一、二次侧额定电压相同；,2）属于同一连接组别；,3）短路阻抗标么值相等。,实际上，并联运行的变压器必须满足第二个条件，其他两个条件允许稍微放宽。,5.8.1 并联运行的理想情况和条件并联运行的变压器理想运,28,5.8.2 短路阻抗不等时的并联运行,用标幺值表示，有,容量相近的变压器短路阻抗相差较小，所以并联运行的变压器容量比不能超过3：1,5.8.2 短路阻抗不等时的并联运行用标幺值表示，有容量相,29,经常用下面的方法计算负荷分配问题,经常用下面的方法计算负荷分配问题,30,5.8.3 变比不等时的并联运行,先分析K打开,空载情况,当K打开时其两端的电压：,5.8.3 变比不等时的并联运行先分析K打开,空载情况当K,31,K合上时，就会产生环流。,书上少了负号,K合上时，就会产生环流。书上少了负号,32,K合上时,变压器分配负载电流外，还各自增加了一个环流,变压器环流存在的缺点：,1）占用了变压器的容量；,2）增加了变压器的损耗；,3）增加了变压器运行的风险。,为了限制变压器的环流，通常规定并联运行的变压器变比之间相差不能超过1。,K合上时,变压器分配负载电流外，还各自增加了一个环流变压器,33,5.8.4 连接组别问题,如果并联运行的变压器额定电压等级即变比相同，而标准连接组别不一样时，就等于只保证了二次侧额定电压的大小相同，而相位不同。例如，两台变压器并联运行，二次侧 ，而且 的数值都比较大，这样一、二次侧绕组中都出现极大的循环电流，这是绝对不允许的。因此，并联运行的变压器必须保证连接组别相同,5.8.4 连接组别问题如果并联运行的变压器额定电压等级即,34,例题5-8 两台变压器并联运行，额定数据如下：,S,N,=1800kVA,Y,d11，35/10kV,Z,k,=0.0825,S,N,=1000kVA,Y,d11，35/10kV,Z,k,=0.0675,当负载为2800kVA时，求：,(1)每台变压器的电流、容量及负载系数；,(2)若不使任一台变压器过载，能供给的最大负载为多少？,解,欠载,过载,返回,例题5-8 两台变压器并联运行，额定数据如下：解欠载过载返,35,其他用途变压器（自学）,其它用途的变压器*,1自耦变压器,自耦变压器的特点是副绕组是原绕组的一部分，原、副绕组既有磁的耦合，又有电的联系。自耦变压器有单相和三相，有升压，也有降压。图1-33所示为单相双绕组自耦变压器接线图。,其他用途变压器（自学）其它用途的变压器*1自耦变压器,36,从图中可见，AX为原绕组，匝数为,N,1,，ax为副绕组，匝数为,N,2,，其中副绕组也是原绕组的一部分，称为公共绕组，将Aa绕组称为串联绕组。,1.电压关系,与双绕组变压器一样，当在原边加电压时，有主磁通和漏磁通产生，主磁通在原、副绕组中产生感应电势,1,、,2,，如果忽略漏阻抗压降，则原、副边的电压关系为：,式中,k,A,为自耦变压器的变比，,k,A,1时为降压变压器。,2.电流关系,负载运行时，主磁通可认为与空载时近似相等，则有磁势平衡方程式：,自耦变压器,从图中可见，AX为原绕组，匝数为N1，ax为副绕组，匝数为N,37,忽略励磁电流时可得：,上式表明，电流,1,与,2,的实际方向相反。,对于图1-33节点a利用基尔霍夫电流定律，可得公共绕组ax中的电流,I,为：,当忽略,0,时，,1,与,2,反相，在,k,A,1时，则有,2,1,，在节点a上的电流有效值为：,I,=,I,2,-,I,1,。,自耦变压器,忽略励磁电流时可得：自耦变压器,38,自耦变压器,3.容量关系,自耦变压器中存在变压器容量和绕组容量这两个容量。变压器容量是指原边输入容量或副边输出容量，又称通过容量，数值上等于额定电压与额定电流的乘积。绕组容量是指该绕组的电压与电流的乘积，又称电磁容量。,自耦变压器3.容量关系,39,自耦变压器,对于双绕组变压器，功率是全部通过原、副绕组的电磁耦合从原边传送到副边，即有：,S,N,=,U,N1,I,N1,=,U,N2,I,N2,所以，变压器的绕组容量就等于原绕组容量或副绕组容量，也就是铭牌上标注的变压器容量。但是自耦变压器的变压器容量与绕组容量却不相等。,自耦变压器的额定变压器容量为：,S,N,=,U,N1,I,N1,=,U,N2,I,N2,。,自耦变压器对于双绕组变压器，功率是全部通过原、副绕组的电磁耦,40,自耦变压器,Aa串联绕组的绕组容量为：,ax公共绕组的绕组容量为：,上两式说明，额定运行时串联绕组与公共绕组的绕组容量相等，均为自耦变压器容量的（,1-1/,k,A,）倍。,自耦变压器的输入容量为：,自耦变压器Aa串联绕组的绕组容量为：,41,自耦变压器,其中,S,em,为电磁容量；,S,tr,为传导容量，说明输入容量中一部分是电磁容量，是通过电磁感应作用传到副边的；另一部分是传导容量，它是由,I,1,直接传到副边的，它不需要增加绕组容量，所以自耦变压器的变压器容量大于绕组容量，和同容量的普通双绕组变压器比，耗材少，体积小，成本低，效率高。,变比,k,A,越接近1，(1-1/,k,A,)越小，绕组容量越小于变压器容量，自耦变压器优点越突出，故一般变比在1.52之间。自耦变压器在电