《電機原理與維修 變壓器PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電機原理與維修 變壓器PPT課件（115頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022-5-19125、按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強迫油循環(huán)式）、干式變壓器、充氣式變壓器。6、電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為10630kVA）、中型變壓器（容量為8006300kVA）、大型變壓器（容量為800063000kVA）和特大型變壓器（容量在90000kVA及以上）。下面是我收集的一些變壓器圖片：第1頁/共115頁2022-5-192第2頁/共115頁2022-5-193第3頁/共115頁2022-5-194第4頁/共115頁2022-5-195第5頁/共115頁2022-5-196第6頁/共115頁2022-5

2、-197第7頁/共115頁2022-5-198第8頁/共115頁2022-5-199第9頁/共115頁2022-5-1910第10頁/共115頁2022-5-1911第11頁/共115頁2022-5-1912第12頁/共115頁2022-5-1913第13頁/共115頁2022-5-19142-1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的基本工作原理第14頁/共115頁2022-5-19152-1 如上圖，若一次繞組一側(cè)加交流電源U1,那么一次繞組中將有交流電流流過。從而在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，進而在一二次繞組中產(chǎn)生交變電動勢e1和e2。據(jù)電磁感應(yīng)定律： 1122deNdtdeNdt 第15頁/共

3、115頁2022-5-19162-1.1若忽略繞組的漏電抗壓降，設(shè)一二次繞組耦合系數(shù)為一，不考慮繞組的電阻壓降，則一二次繞組的端電壓：于是：111222dueNdtdueNdt 111222ueNueN第16頁/共115頁2022-5-19172-1.1二、變壓器的基本結(jié)構(gòu)第17頁/共115頁2022-5-19182-1.21、鐵心和繞組：變壓器中最主要的部 件，他們構(gòu)成了變壓器的器身。 1）鐵心：構(gòu)成了變壓器的磁路，同時又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構(gòu)成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。 鐵心材料：為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用

4、高磁導(dǎo)率的磁性材料硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.350.5mm，兩面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。第18頁/共115頁2022-5-19192-1.2鐵心型式 ：變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)有心式、殼式等形式。殼式結(jié)構(gòu)的特點是鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面，如圖所示。心式結(jié)構(gòu)的特點是鐵心柱被繞組包圍，如圖所示。殼式結(jié)構(gòu)的機械強度較好，但制造復(fù)雜，心式結(jié)構(gòu)比較簡單，繞組的裝配及絕緣比較容易，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu)。第19頁/共115頁2022-5-19202-1.2第20頁/共115頁2022-5-19212-1.2 鐵心疊裝 ：變壓器的鐵心一般是由剪成一定

5、形狀的硅鋼片疊裝而成。為了減小接縫間隙以減小激磁電流，一般采用交錯式疊法，使相鄰層的接縫錯開。 鐵心截面:鐵心柱的截面一般作成階梯形，以充分利用繞組內(nèi)圓空間。容量較大的變壓器，鐵心中常設(shè)有油道，以改善鐵心內(nèi)部的散熱條件，如圖所示。第21頁/共115頁2022-5-19222-1.2當采用冷軋硅鋼片時，由于順著碾壓方向?qū)Т畔禂?shù)高，損耗小，故用斜切鋼片的疊裝方法。（1-7） 鐵心柱的截面在小容量變壓器中常用方形或矩形，大型變壓器用階梯截面。直徑超過380mm時，還有冷去油道。 漸開線性鐵心（2-10）第22頁/共115頁2022-5-19232-1.2 2）繞組繞組：繞組是變壓器的電路部分，它由銅

6、或 鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成 。 一次繞組（原繞組）：輸入電能 二次繞組（副繞組）：輸出電能 他們通常套裝在同一個心柱上，一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)，通過電磁感應(yīng)作用，一次繞組的電能就可傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。 第23頁/共115頁2022-5-19242-1.2 其中，兩個繞組中，電壓較高的我們稱為高壓繞組，相應(yīng)的電壓較低的稱為低壓繞組。從高、低壓繞組的相對位置來看，變壓器的繞組又可分為同心式、交迭式。由于同心式繞組結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，所以，國產(chǎn)的均采用這種結(jié)構(gòu)，交迭式主要用于特種變壓器中。第24頁/共115頁2022-5-19252-1.2 3）油箱及冷卻裝置 油

7、浸變壓器的器身在充滿油的油箱里。變壓器油既是絕緣介質(zhì)，又有散熱的功能。小容量變壓器采用平板式油箱，容量稍大時采用排管式油箱。 當排管不能滿足散熱要求時，先將排管做成散熱器，再安裝在油箱上。大型變壓器采用強迫油循環(huán)冷卻等方式。 4）絕緣套管 將線圈的高低壓引線引到箱外的絕緣裝置，第25頁/共115頁2022-5-19262-1.2 起著對地絕緣和固定引線的作用?？煞譃椋杭兇盘坠?、空心充氣或充油套管和電容式套管。 5）保護裝置 （1）儲油柜（油枕）：油保護裝置，柜內(nèi)油面高度隨變壓器的熱脹冷縮而變動。他的作用是保證變壓器的油箱內(nèi)充滿油，減少油和空氣的接觸面積，降低油老化的速度。 （2）吸濕器（呼吸器

8、）：內(nèi)有硅膠或活性氧化鋁，吸收進入儲油柜的水分。第26頁/共115頁2022-5-19272-1.2（3）安全氣道（防爆筒）：一個長鋼圓筒，端口處有一定厚度的玻璃板或酚醛紙板，下端與油箱相連通。當變壓器內(nèi)壓力驟增時，氣流沖破玻璃或酚醛紙板，避免造成爆裂?，F(xiàn)一般改用壓力釋放閥。（4）凈油器（5）氣體繼電器 此外，變壓器還有調(diào)壓分接開關(guān)和測溫及溫度控制裝置。第27頁/共115頁2022-5-19282-1.3變壓器的銘牌三、變壓器的銘牌 1.變壓器的型號（表2-1） SL-500/10 SFPL-63000/300 2.額定值 視在功率：在交流線路中，電壓與電流有效值的乘積。 視在功率2=有功功率

9、2+無功功率2 第28頁/共115頁2022-5-19292-2變壓器的空載運行和負載運行一、變壓器的空載運行 空載運行：是指變壓器原繞組接到額定電壓、額定頻率的電源上，副繞組開路時的運行狀態(tài)。 1.空載運行時的電磁關(guān)系第29頁/共115頁2022-5-19302-2.1 主磁通： 漏磁通： 2.電壓、電動勢和磁通的關(guān)系 在研究變壓器問題時，一般將一次繞組看成一次測電源的負載；將二次側(cè)看成變壓器負載的電源。 （1）.按習(xí)慣方式規(guī)定方向： 1）在負載支路，電流的正方向與電壓降的正方向一致，而在電源支路，電流的正方向與電動勢的正方向一致；第30頁/共115頁2022-5-19312-2.1 2）磁

10、通的正方向與產(chǎn)生它的電流的正方向符合右手螺旋定則； 3）感應(yīng)電動勢的正方向與產(chǎn)生它的磁通的正方向符合右手螺旋定則。 （2）感應(yīng)電動勢與磁通之間的關(guān)系 假定主磁通按正弦規(guī)律變化，即 =msint 根據(jù)電磁感應(yīng)定律和對正方向規(guī)定，一、二次繞組中感應(yīng)電動勢的瞬時值為;第31頁/共115頁2022-5-19322-2.1即：其有效值：01111cossin(90 )mdeNNtEtdt02222cossin(90 )mdeNNtEtdt0111111cossin(90 )mdeNNtEtdtmmfNNE11144.42第32頁/共115頁2022-5-19332-2.1mmfNNE22244. 42m

11、mfNNE1111144. 42第33頁/共115頁2022-5-19342-2.1 （3）電動勢平衡方程式： 根據(jù)對正方向的規(guī)定，可以得到空載時電動勢平衡方程式： 將漏感電動勢寫成壓降的形式 ： 于是：10111RIEEU01011IIEjxLj101111001ZIxjREEIIU第34頁/共115頁2022-5-19352-2.1 式中 Z1=R1+ I1原繞組的漏阻抗。 對于電力變壓器，空載時原繞組的漏阻抗壓降I0Z1很小，其數(shù)值不超過U1的0.2%，將I0Z1忽略，則上式變成： 在副方，由于電流為零，則副方的感應(yīng)電動勢等于副方的空載電壓，即：11EU220EU第35頁/共115頁20

12、22-5-19362-2.1(4)變壓器的變比： 在變壓器中，原、副繞組的感應(yīng)電動勢E1和E2之比稱為變壓器的變比，用K表示，即： 上式表明，變壓器的變比等于原、副繞組的匝數(shù)比。當變壓器空載運行時，由于U1E1 ，U20E2，故可近似地用空載運行時原、副方的電壓比來作為變壓器的變比，即:21212144.444.4NNfNfNkmmEENNOUUUUk2121第36頁/共115頁2022-5-19372-2.1 3.空載電流和空載損耗 （1）空載電流： 變壓器空載運行時原繞組中的電流I0主要用來產(chǎn)生磁場，又稱為勵磁電流.空載電流主要分為兩部分，一是磁化電流I0r,單純起勵磁作用，不消耗有功功率

13、，稱為空載電流的無功分量。另一部分是鐵耗電流I0a，因磁滯和渦流損耗引起，為空載電流的有功分量。 磁化電流一般比鐵耗電流大10倍左右，空載電流幾乎屬于無功電流。第37頁/共115頁2022-5-19382-2.1 （2）空載損耗： 空載損耗絕大部分是鐵心損耗，只有極少部分為繞組的銅損耗。鐵心損耗主要是在交變磁場下產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗與電源頻率的一次方和鐵心最大磁通密度的平方成正比。 4.空載運行時的向量圖和等效電路 1)空載時的向量圖: 我們已知101111001ZIxjREEIIU第38頁/共115頁2022-5-19392-2.1繪圖步驟(p54）:第39頁/共115頁202

14、2-5-19402-2.1 從向量圖可見，空載電流與電源電壓的相位差為900，因此空載時變壓器的功率因數(shù)很低。 （2）等效電路 為分析方便，可以用一個既能保持變壓器原來內(nèi)部的電磁關(guān)系不變，又便于工程計算的線性電路來代替實際變壓器，這種電路稱為等效電路。令：101100()mmmEjI xEI ZIrjx 第40頁/共115頁2022-5-19412-2.1則有：如圖2-20： r1是原繞組的電阻,X1是對應(yīng)原繞組漏磁路磁導(dǎo)的電抗，它們數(shù)值很小且為常數(shù)。 但rm、Xm卻受鐵心飽和度的影響，不是常數(shù)。對電力變壓器來說，由于漏阻抗遠小于勵磁阻抗，所以可以把一次漏阻抗忽略不計?？梢娍蛰d電流主要取決于勵

15、磁阻抗的大小，一般希望空載電流越小越好，所以變壓器采用高導(dǎo)磁材料，以增大Zm。101011()()mmmUIzzIrjxrjx第41頁/共115頁2022-5-19422-2.2變壓器的負載運行二、變壓器的負載運行 當變壓器原方接入交流電源，副方接上負載時的運行方式稱為變壓器的負載運行。第42頁/共115頁2022-5-19432-2.2 1.負載運行時的電磁關(guān)系 當二次側(cè)接上負載，二次側(cè)感應(yīng)電動勢將在二次繞組中產(chǎn)生電流I2, I2流過二次繞組將產(chǎn)生磁通勢。此時，鐵心中的磁通勢將由一二次繞組共同決定。由于電源電壓和頻率都為常數(shù)，相應(yīng)磁通基本不變。因此由空載到負載，一次繞組中電流將增加一個分量I

16、，以平衡二次繞組產(chǎn)生的作用。即：11220I NI N第43頁/共115頁2022-5-19442-2.2 2.負載運行的基本方程式 （1）磁通勢平衡方程式 負載是一二次繞組產(chǎn)生的合成磁通勢和空載時產(chǎn)生的主磁通的勵磁磁通勢基本相等。即： 可以推得： 1201 12 21 0FFFN IN IN I 2120121020201111()()LNIIINNIIIIIIINk 第44頁/共115頁2022-5-19452-2.2 其中： 由于I0遠小于I1,所以可以忽略。即有： （2）電動勢平衡方程式 在原方，電動勢平衡方程式為：2112,LINIkkN 21IIk11.1.111.1.1.)(ZI

17、EjxRIEU第45頁/共115頁2022-5-19462-2.2 在副方，電動勢平衡方程式為： 綜上，負載時： 22.2.222.2.2.)(ZIEjxRIEU.11111.22222112210121022()()mLUEIRjxUEIRjxNININIEk EEIZUIZ 第46頁/共115頁2022-5-19472-2.2 3.繞組折算與等效電路 （1）繞組折算：由于原、副繞組的匝數(shù)，原、副繞組的感應(yīng)電動勢12，這就給分析變壓器的工作特性和繪制相量圖增加了困難。為了克服這個困難，常用一假想的繞組來代替其中一個繞組，使之成為變比k=的變壓器，這樣就可以把原、副繞組聯(lián)成一個等效電路，從而大

18、大簡化變壓器的分析計算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號上加一個上標號“”以示區(qū)別。通常將二次折算到一次側(cè)。第47頁/共115頁2022-5-19482-2.2 折算的本質(zhì)：在由副方向原方折算時， 由于副方通過磁動勢平衡對原方產(chǎn)生影響，因此，只要保持副方的磁動勢不變，則變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系的本質(zhì)就不會改變。即折算前后副方對整個回路的電磁關(guān)系的影響關(guān)系不能發(fā)生變化！副方各量折算方法如下： 1）二次側(cè)電動勢的折算值：于折算前后主磁通和漏磁通均未改變，根據(jù)電動勢與匝數(shù)成正比的關(guān)系可得.122212NEEk EEN.22.EkE第48頁/共115頁2022-5-19492-2.2 2）二次側(cè)

19、電流的折算值: 3）二次側(cè)漏阻抗的折算值：根據(jù)折算前后副繞組的銅損耗不變的原則：.2221ININ.22221NIIINk第49頁/共115頁2022-5-19502-2.2得：222 22222222222222222222222222222()()()()LLLI rI rIrrk rIIxxk xIZrjxkrjxk ZIZZk ZI無功損耗:漏阻抗為：負載阻抗：第50頁/共115頁2022-5-19512-2.2 （2）等效電路 ：經(jīng)過折算120111112222212022()()mLIIIUEI rxUEIrxEEI ZUI Z 第51頁/共115頁2022-5-19522-2.2

20、等效電路如圖T型電路：第52頁/共115頁2022-5-19532-2.2 考慮到ZmZ1，I1NI0，當負載變化時，變化很小，可以認為不隨負載的變化而變化。這樣，便可把T型等效電路進行簡化處理： 第53頁/共115頁2022-5-19542-2.2 4.變壓器負載時的向量圖 通常在做定性分析時用相量圖比較形象直觀，而在做定量計算時用等效電路比較簡便（圖2-24）。12121212112KkkkkKZZZrxrrrxxxIIUI ZU 第54頁/共115頁2022-5-19552-2.2向量圖：第55頁/共115頁2022-5-19562-3 變壓器的工作特性 變壓器的工作特性主要指其外特性和

21、效率特性，主要指標有電壓變化率和效率。 一、變壓器的外特性和電壓變化率 1.變壓器的外特性；當變壓器的電源電壓和負載的功率因數(shù)為常數(shù)時，二次端電壓隨負載電流變化的規(guī)律。即U2=f(I2).第56頁/共115頁2022-5-19572-3.1變壓器的外特性和電壓變化率外特性曲線：第57頁/共115頁2022-5-19582-3.1 2.電壓的變化率 電壓變化率反映了變壓器供電電壓的穩(wěn)定性，一定程度上反映了電能的質(zhì)量。2 0222221211 0 0 %1 0 0 %1 0 0 %NNNNNUUUUUUUUUU第58頁/共115頁2022-5-19592-3.1由簡化等效電路：變壓器的負載系數(shù)12

22、11212112121100%cossin100%cossin100%NNkkNNkNkNUUUUI rI rUIrIrU第59頁/共115頁2022-5-19602-3.2變壓器的損耗、效率和效率特性 1.變壓器的損耗 變壓器沒有機械損耗，變壓器損耗主要包括鐵損耗和1、2次繞組的銅損耗兩部分。95%，99%。 （1）鐵損耗:基本鐵損耗為鐵心中的渦流和磁滯損耗，取決于磁通密度的大小磁通交變的頻率和硅鋼片的質(zhì)量。附加鐵損耗包括有鐵心疊片堅決緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等，較小。 鐵損耗與一次側(cè)外加電源電壓大小有關(guān)，與負載大小無關(guān)。又稱不變損耗。第60頁/共115頁2

23、022-5-19612-3.2 （2）銅損耗：基本銅損耗是電流在一二次繞組上電阻的損耗，附加銅損耗包括以集膚效應(yīng)一起導(dǎo)線等截面積變小而增加的損耗以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。銅損耗的大小與負載電流的平方成正比，所以又稱為“可變損耗”。集膚效應(yīng)又叫趨膚效應(yīng),當交變電流通過導(dǎo)體時,電流將集中在導(dǎo)體表面流過,這種現(xiàn)象叫集膚效應(yīng)。2.變壓器的效率及效率特性第61頁/共115頁2022-5-19622-3.2 變壓器原邊從電網(wǎng)吸收電功率P1，其中很小部分功率消耗在原繞組的電阻上(pcu1=mI12R1)和鐵心損耗上 (pFe=mI02Rm)。其余部分通過電磁感應(yīng)傳給副繞組，稱為電磁功率PM。副

24、繞組獲得的電磁功率中又有很小部分消耗在副繞組的電阻上(pcu2=mI22R2)，其余的傳輸給負載，即輸出功率:2222cosImUP 第62頁/共115頁2022-5-19632-3.2這樣，變壓器的功率關(guān)系可表示如下：所以變壓器的效率為：2、效率的求解：1）以按給定負載條件直接給變壓器加負載，測出輸出和輸入有功功率就可以計算出來。這種方法稱為直接負載法 。2211PpppPcuFecu%10011%10012Ppppp第63頁/共115頁2022-5-19642-3.22）電力變壓器可以應(yīng)用間接法計算效率， 間接法又稱損耗分析法。其優(yōu)點在于無需給變壓器直接加負載，也無需運用等效電路計算，只要

25、進行空載試驗和短路試驗，測出額定電壓時的空載損耗p p0 0和額定電流時的短路損耗p pkNkN就可以方便地計算出任意負載下的效率。在應(yīng)用間接法求變壓器的效率時通常作如下假定：1.忽略變壓器空載運行時的銅耗，用額定電壓下的空載損耗p0來代替鐵耗pFe，即pFe=p0，它不隨負載大小而變化，稱為不變損耗； 2.忽略短路試驗時的鐵耗，用額定電流時的短路損耗pkN來代替額定電流時的銅耗。但需要注意的是：第64頁/共115頁2022-5-19652-3.2不同負載時的銅耗與負載系數(shù)的平方成正比，當短路損耗pk不是在IK=IN時測的，則pkN=(IN/IK)2PK。3. 不考慮變壓器副邊電壓的變化，即認

26、為U2=U2N不變，這樣便有P2=mU2I2 cos2=mU2NI2N(I2/I2N)cos2 = SN cos 2kNcupp2第65頁/共115頁2022-5-19662-3.2這樣，效率的公式可變?yōu)椋阂陨系募俣ㄒ鸬恼`差不大（不超過0.5），卻給計算帶來很大方便，電力變壓器規(guī)定都用這種方法來計算效率。3.效率特性： 上式說明，當負載的功率因數(shù)cos 2一定時，效率隨負載系數(shù)而變化。圖為變壓器的效率曲線。20220(1) 100%coskNNkNppppS第66頁/共115頁2022-5-19672-3.2特性分析： 1.空載時輸出功率為零，所以=0。 2.負載較小時，損耗相對較大，功率較

27、低。 3.負載增加，效率亦隨之增加。超過某一負載時，因銅耗與成正比增大，效率反而降低，最大效率出現(xiàn)在 =0的地方。因此，取對的導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，即可求出最高效率max時的負載系數(shù)m0mk Npp第67頁/共115頁2022-5-19682-3.2即當不變損耗（鐵耗）等于可變損耗（銅耗）時效率最大。由于變壓器總是在額定電壓下運行，但不可能長期滿負載。為了提高運行的經(jīng)濟性，通常設(shè)計成m=0.50.6，這樣，使鐵耗較小。0max2021100%cos2NmppS 41310ppkN第68頁/共115頁2022-5-19692-4三相變壓器 現(xiàn)代電力系統(tǒng)都采用三相制，故三相變壓器使用最廣泛。但三相變

28、壓器也有其特殊的問題需要研究，例如三相變壓器的磁路系統(tǒng)、三相變壓器繞組的連接方法和聯(lián)結(jié)組、三相變壓器空載電動勢的波形和三相變壓器的不對稱運行等。第69頁/共115頁2022-5-19702-4.1三相變壓器的磁路系統(tǒng)一.三相變壓器的磁路 三相變壓器的磁路系統(tǒng)可分為各相磁路獨立和各相磁路相關(guān)兩大類。1、組式磁路: 三相變壓器組或組式三相變壓器,如圖所示 特點：1）.顯然各相磁路相互獨立彼此無關(guān) 2）.當原方接三相對稱電源時，各相主磁通和勵磁電源也是對稱的。第70頁/共115頁2022-5-19712-4.12、心式磁路相關(guān)：如圖所示，第71頁/共115頁2022-5-19722-4.1可見，此時

29、的各相磁通之間是相互聯(lián)系的，即： 特點：在這種鐵心結(jié)構(gòu)的變壓器中，任一瞬間某一相的磁通均以其他兩相鐵心為回路，因此各相磁路彼此相關(guān)聯(lián)。.0CBA第72頁/共115頁2022-5-19732-4.2三相變壓器的電路系統(tǒng)-聯(lián)接組別二.三相變壓器的電路系統(tǒng)-聯(lián)接組別 1.變壓器三相繞組的聯(lián)接方法 對于三相變壓器，不論是高壓繞組還是低壓繞組， 我國主要采用星形連接（Y連接）和三角形連接（D連接）兩種。繞組名單相變壓器三相變壓器首端末端首端末端中點高壓繞組AXABCXYZN低壓繞組axabcxyzn中壓繞組Nm第73頁/共115頁2022-5-19742-4.2星形連接方式：以高壓繞組為例，把三相繞組的

30、個末端X、Y、Z連在一起，結(jié)成中點，而把它們的三個首端A、B、C引出，便是星形連接，以符號Y表示。三角形連接方式：如果把一相的末端和另一相首端連接起來，順序形成一閉合電路，稱為三角形連接，用D D表示。第74頁/共115頁2022-5-19752-4.22.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別 按高低壓繞組線電動勢的相位關(guān)系，把變壓器繞組的連接分成不同組合，稱為三相變壓器的組標號。因為高低壓繞組相位差為30的倍數(shù)，因此其聯(lián)結(jié)組標號可以用時鐘法來表示。 把高壓繞組的線電動勢相量作為時鐘的長針，且固定指向12的位置，對應(yīng)的低壓繞組的線電動勢相量作為時鐘的短針，其所指的鐘點數(shù)就是變壓器聯(lián)結(jié)組的標號。第75頁/共11

31、5頁2022-5-19762-4.2同極性(名)端：由于變壓器高、低壓繞組交鏈著同一主磁通，當某一瞬間高壓繞組的某一端為正電位時，在低壓繞組上必有一個端點的電位也為正，則這兩個對應(yīng)的端點稱為同極性端，并在對應(yīng)的端點上用符號“*”標出。注意：繞組的極性只決定于繞組的繞向，與繞組首、尾端的標志無關(guān)。規(guī)定繞組電動勢的正方向為從首端指向末端。當同一鐵心柱上高、低壓繞組首端的極性相同時，其電動勢相位相同，如圖所示。當首端極性不同時，高、低壓繞組電動勢相位相反，如圖：第76頁/共115頁2022-5-19772-4.2第77頁/共115頁2022-5-19782-4.2三相變壓器的聯(lián)結(jié)組高、低繞組對應(yīng)線電

32、動勢之間的相位差，不僅與繞組的極性（繞法）和首末端的標志有關(guān)，而且與繞組的連接方式有關(guān)。1、Y，y接法 如圖所示：第78頁/共115頁2022-5-19792-4.2當各相繞組同鐵心柱時，Y，y接法有兩種情況。 1）、高、低壓繞組同極性端有相同的首端標志，高、低壓繞組相電動勢相位相同，則高、低壓繞組對應(yīng)線電動勢和也同相位，其聯(lián)結(jié)組為Y，y0。 2）、同極性端有相異的端點標志，高、低壓繞組相電動勢相位相反，則對應(yīng)的線電動勢和相位也相反，因此其聯(lián)結(jié)組為Y，y6。第79頁/共115頁2022-5-19802-4.22、Y，d接法第80頁/共115頁2022-5-19812-4.2對于Y,y連接而言,

33、可的0,2,4,6,8,10六個偶數(shù)的聯(lián)結(jié)組號. 相對于Y,d而言,就可的1,3,5,7,9,11六個奇數(shù)的聯(lián)結(jié)組號.第81頁/共115頁2022-5-19822-4.23、標準聯(lián)結(jié)組： 總的來說，Y，y接法和D，d接法可以有0、2、4、6、8、10等6個偶數(shù)聯(lián)結(jié)組別，Y，d接法和D，y接法可以有1、3、5、7、9、11等6個奇數(shù)組別，因此三相變壓器共有12個不同的聯(lián)結(jié)組別。為了使用和制造上的方便，我國國家標準規(guī)定只生產(chǎn)下列5種標準聯(lián)結(jié)組別的電力變壓器，即Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。其中以前3種最為常用。對于單相變壓器，標準聯(lián)結(jié)組為I，I0。第82頁/共115頁

34、2022-5-19832-4.24.變壓器的繞組連接時應(yīng)注意以下幾點：1）繞組的極性只表示繞組的繞法，與繞組首末端的標志無關(guān)；2）高、低壓繞組的相電動勢均從首端指向末端，線電動勢從A指向B； 3）同一鐵心柱上的繞組（在連接圖中為上下對應(yīng)的繞組），首端為同極性時相電動勢相位相同，首端為異極性時相電動勢相位相反；4）相量圖中A、B、C與a、b、c的排列順序必須同為順時針排列，即原、副方同為正相序。第83頁/共115頁2022-5-19842-4.3變壓器的并聯(lián)運行并聯(lián)運行的定義： 是指將兩臺或多臺變壓器的原方和副方分別接在公共母線上，同時向負載供電的運行方式，如圖所示。第84頁/共115頁2022

35、-5-19852-4.3并聯(lián)運行的優(yōu)點： 1）可以提高供電的可靠性。 2）可以根據(jù)負荷的大小調(diào)整投入并聯(lián)運行變壓器的臺數(shù)，以提高運行效率； 3）可以減少備用容量，并可隨著用電量的增加，分期分批地安裝新的變壓器，以減少初投資。 當然，并聯(lián)變壓器的臺數(shù)也不宜太多，因為在總?cè)萘肯嗤那闆r下，一臺大容量變壓器要比幾臺小容量變壓器造價低、基建設(shè)投資少、占地面積小。第85頁/共115頁2022-5-19862-4.3變壓器的理想并聯(lián)運行條件： 1）空載時并聯(lián)的各變壓器副繞組之間沒有環(huán)流。 2）帶負載后各變壓器的負載系數(shù)相等。 3）負載時各變壓器對應(yīng)相的電流相位相同。并聯(lián)運行的變壓器必須滿足以下三個條件：1

36、）各變壓器高、低壓方的額定電壓分別相等， 即各變壓器的變比相等；2) 各變壓器的聯(lián)結(jié)組相同；3）各變壓器短路阻抗的標么值相等，且短路電抗與短路電阻之比相等。上述三個條件中，條件2必須嚴格保證。第86頁/共115頁2022-5-19872-2.3條件不滿足時的情況： 1）如果各變壓器的聯(lián)結(jié)組不同：將會在變壓器的副繞組所構(gòu)成的回路上產(chǎn)生一個很大的電壓差，這樣的電壓差作用在變壓器必然產(chǎn)生很大的環(huán)流（幾倍于額定電 流） 它將燒壞變壓器的繞組，因此聯(lián)結(jié)組不同的變壓器絕對不能并聯(lián)運行。 2）變比不相等時：在并聯(lián)運行的變壓器之間也會產(chǎn)生環(huán)流。 3）當并聯(lián)運行的變壓器阻抗標么值不相等時：各并聯(lián)變壓器承擔的負載

37、系數(shù)將不會相等，下面分析變壓器并聯(lián)運行時的負載分配問題。第87頁/共115頁2022-5-19882-4.3在實際運行中，條件1）和3）可以稍有差異，但要求各并聯(lián)運行的變壓器其變比的差值不超過 1%，短路阻抗的差值不超過10%。第88頁/共115頁2022-5-19892-4.3變壓器并聯(lián)運行時的負載分配：如圖所示:第89頁/共115頁2022-5-19902-4.3設(shè)這兩臺并聯(lián)運行的變壓器聯(lián)結(jié)組相同,變比相等,但是阻抗的標幺值不等,這樣,從上圖可的 :用標幺值表示:KBBKAABAZIZIIII.2.*/*/*.KAKBBAKBBKAAZZIIZIZI第90頁/共115頁2022-5-199

38、1補充：標幺值在工程計算中，各物理量往往不用實際值表示，而采用相應(yīng)的標幺值來進行表示： 標幺值=實際值/基值通常取各量的額定值作為基值。 采用標幺值的優(yōu)點： 1.采用標么值可以簡化各量的數(shù)值，并能直觀地看出變壓器的運行情況。 2.采用標么值計算，原、副方各量均不需要折算 3.用標么值表示，電力變壓器的參數(shù)和性能指標總在一定的范圍之內(nèi)，便于分析比較。 第91頁/共115頁2022-5-19922-4.3可見,負載電流的標幺值與其短路阻抗的標幺值成反比.由于短路阻抗角相差不大,短路阻抗角的差別對并聯(lián)變壓器的負載分配影響不大,因此上試可以寫成標量的形式,即:設(shè)變壓器負載運行時副邊電壓U2=U2N保持

39、不變,則負載系數(shù):KAKBKAAKBAuuZZII/*/*/*2222222SSSUIUIIIINNNNN第92頁/共115頁2022-5-19932-4.3進而可以寫成:KAKBKAKBBAuuZZ/*/*/第93頁/共115頁2022-5-19942-5其他變壓器 電力系統(tǒng)中，除大量采用雙繞組變壓器外，還常采用多種特殊用途的變壓器，他們涉及面廣，種類繁多。一、自耦變壓器 自耦變壓器：把普通雙繞組變壓器 的高壓繞組和低壓繞組串聯(lián)連接， 便構(gòu)成一臺自耦變壓器，如圖所示。正方向規(guī)定與雙繞組變壓器相同。第94頁/共115頁2022-5-19952-5.1第95頁/共115頁2022-5-19962

40、-5.1 自耦變壓器能節(jié)省大量材料、降低成本、減小變壓器的體積重量，有利于大型變壓器的運輸和安裝。在高電壓、大容量的輸電系統(tǒng)中，自耦變壓器主要用來連接兩個電壓等級相近的電力網(wǎng)，做聯(lián)絡(luò)變壓器用。實驗室中用作調(diào)壓器，此外可以用作異步電動機的啟動補償器第96頁/共115頁2022-5-1997 2、電流關(guān)系和電壓關(guān)系： 如圖C所示，在分析時我們可忽略自耦變壓器的漏磁通和繞組電阻，這樣我們可以得到以下等式： = = k kA A k kA A： 自耦變壓器的變比。負載時磁動勢平衡關(guān)系為：UUNN21EE21NN21.102211)(NIINNNI第97頁/共115頁2022-5-1998 若忽略勵磁電

41、流，則有：A點電流關(guān)系為：帶入上式，可得：0)(2211INNNIIII21第98頁/共115頁2022-5-199900222121221122212111ikiiNNININININININIA第99頁/共115頁2022-5-19100 3、容量關(guān)系： 自耦變壓器的容量是它的輸入容量或輸出容量。額定運行時容量用S自N表示： SN=（1-1/KA）S自自N在這里：SN-等于普通變壓器的額定容量，在自耦變壓器中，叫做繞組容量繞組容量1/KAS自自N-自耦變壓器的傳導(dǎo)容傳導(dǎo)容量量 第100頁/共115頁2022-5-191014、主要優(yōu)缺點： 優(yōu)點：優(yōu)點：由于自耦變壓器的繞組容量小于額定容量，

42、當額定容量相同時，自耦變壓器與雙繞組變壓器相比，其單位容量所消耗的材料少、變壓器的體積小、造價低，而且銅耗和鐵耗也小，因而效率高。這就是自耦變壓器的主要優(yōu)點。 第101頁/共115頁2022-5-19102 缺點：缺點：由于自耦變壓器原、副繞組之間有直接電的聯(lián)系，為了防止因高壓邊單相接地故障而引起低壓邊的過電壓，用在電力系統(tǒng)中的三相自耦變壓器中性點必須可靠接地。同樣，由于原、副繞組之間有直接電的聯(lián)系，當高壓邊遭受過電壓時，會引起低壓邊嚴重過電壓，為避免這種危險，需要在原、副邊都裝設(shè)避雷器。 第102頁/共115頁2022-5-19103儀用互感器二、儀用互感器 儀用互感器包括儀用互感器包括電壓

43、互感器和電流互感器，是電力系統(tǒng)中使用的測量設(shè)備，其工作原理與變壓器基本相同。使用互感器的目的是：1與小量程的標準化電壓表和電流表配合測量高電壓、大電流；與小量程的標準化電壓表和電流表配合測量高電壓、大電流；2使測量回路與使測量回路與被測回路隔離，以保障工作人員和測試設(shè)備的安全；被測回路隔離，以保障工作人員和測試設(shè)備的安全；3為各類繼電保護和控制系統(tǒng)提供控制信號。第103頁/共115頁2022-5-191042-5.2二、電流互感器：如圖所示：第104頁/共115頁2022-5-19105如果將勵磁電流忽略，根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系：式中，k i 為電流互感器的變流比，顯然，當測量出I2后，被測電流I

44、1=Ki I 2在實際中，由于勵磁電流和漏阻抗的影響，電流互感器也存在著誤差。.2.212.1.221.10IkINNININIi第105頁/共115頁2022-5-19106電流互感器在使用時應(yīng)注意電流互感器在使用時應(yīng)注意：1在運在運行過程中絕對不允許副方開路行過程中絕對不允許副方開路。這是因為電流互感器的原方電流是由被測試的電路決定的，在正常運行時，電流互感器的副方相當于短路，副方電流有強烈的去磁作用，即副方的磁動勢近似與原方的磁動勢大小相等、方向相反，因而產(chǎn)生鐵心中的磁通所需的合成磁動勢和相應(yīng)的勵磁電流很小。第106頁/共115頁2022-5-19107若副方開路，則原方電流全部成為勵磁

45、電流，使鐵心中的磁通增大，鐵心過分飽和，鐵耗急劇增大，引起互感器發(fā)熱。同時因副繞組匝數(shù)很多，將會感應(yīng)出危險的高電壓，危及操作人員和測量設(shè)備的安全；2副方應(yīng)可副方應(yīng)可靠接地；靠接地；3副方回路阻抗不應(yīng)超過副方回路阻抗不應(yīng)超過規(guī)定值，以免增大誤差。規(guī)定值，以免增大誤差。第107頁/共115頁2022-5-191082-5.2一、電壓互感器：第108頁/共115頁2022-5-191092-5.2第109頁/共115頁2022-5-19110 當忽略漏抗時： = = 這樣，被測電壓 U1=K U2UU21EE21NN21uk第110頁/共115頁2022-5-191112-5.2但實際上很明顯，電壓

46、互感器存在著誤差，這個誤差包括變比誤差和相位誤差。但實際上很明顯，電壓互感器存在著誤差，這個誤差包括變比誤差和相位誤差。在使用電壓互感器時應(yīng)注意：在使用電壓互感器時應(yīng)注意： 1副方不允許短路，否則會產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞互感器的繞組；副方不允許短路，否則會產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞互感器的繞組；2副方應(yīng)可靠接地；副方應(yīng)可靠接地；3副方接入副方接入的阻抗不得小于規(guī)定值，以減小誤差。的阻抗不得小于規(guī)定值，以減小誤差。第111頁/共115頁2022-5-191122-5.3電焊變壓器三、電焊變壓器電焊變壓器是一種特殊的降壓變壓器，為保證電焊的質(zhì)量和電弧燃燒的穩(wěn)定性，應(yīng)滿足以下幾點： 1.應(yīng)具有60-

47、75V的空載電壓，以保證容易起弧，但考慮操作的安全，電壓不超過85V。 2.應(yīng)具有迅速下降的外特性，以滿足電弧特性的要求。 3.為適應(yīng)不同工件，應(yīng)能夠調(diào)節(jié)焊接電流的大小。第112頁/共115頁2022-5-191132-5.3 4.短路電流不應(yīng)太大，也不應(yīng)太小。一般短路電流不超過額定電流的兩倍。一二次繞組一班裝在兩個鐵心柱上，所以漏阻抗較大，常用改變漏抗的方法很多，常用的有磁分路法和可變電抗法 。（p77）第113頁/共115頁2022-5-191142-5.4整流變壓器四、整流變壓器 在整流裝置中，將電源電壓變換成整流器所需要的交流電壓，還可以將三相交流系統(tǒng)變換為多相系統(tǒng)，以減小整流器輸出直流電壓的脈動程度 1.作用原理 第114頁/共115頁2022-5-19115感謝您的觀看！第115頁/共115頁