《电力变压器》ppt课件

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1、电力变压器一、变压器概述变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。它是一种静止的电气设备，利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。在能量传输过程中，当输送功率P=UIcos及负载功率因数cos一定时：电能损耗小节省金属材料（经济）UIP=I²rIS所以远距离输电采用高电压是最为经济的。发电机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV、18kV、20kV等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能实现远距离经济输送。电力工业中常

2、采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。目前，我国交流输电的电压最高已达750kV。发电厂10.5kV输电线220kV升压仪器36V降压…实验室380/220V降压变电站10kV降压降压变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。二、变压器的分类按用途分类：电力变压器（升压、降压）、仪用变压器（电压互感器、电流互感器）、整流变压器；按相数分类：单相变压器和三相变压器；按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器；按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器；按调压方式分类：无载调压变压器、有载调压变压器；按冷却介质和冷却方式分类

3、：油浸式变压器和干式变压器等；按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。1、变压器的原理模型接交流电源的绕组称为原绕组或称一次绕组，该侧是通入交流电流侧，即吸收电能侧，输入电能侧,也称一次侧。接负载的绕组称为副绕组或称二次绕组，该侧是接负载侧，即输出电能侧，也称二次侧。三、变压器的工作原理2、工作原理当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通(主磁通)，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。并且在一、二次绕组中分别产生感应电动势。变压器原理图+–+–Z一次绕组N1二次绕组N2铁心其感应电动势大

4、小可分别表示为：式中、——一、二次绕组的匝数;——磁通变化率。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。（1）空载运行情况3.电磁关系一次侧接交流电源，二次侧开路。+–+–+–+–+–1i0(i0N1)1空载时，铁心中主磁通是由一次绕组磁通势产生的。漏磁通主要经过空气或其他非导磁性物质而闭合。由于漏磁通不经过铁心，所以励磁电流与漏磁通为线性关系。铁心线圈是一个非线性电感元件，所以励磁电流与主磁通不是线性关系。磁动势(2)带负载运行情况一次侧接交流电源，二次侧接负载。+–+–+–11i1(i1N1)i1i2(i2N2)2有载时，铁心中主磁通

5、是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。2i2+–e2+–e2+–u2Z4.电压变换（设加正弦交流电压）有效值:同理：主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　则(1)一次、二次侧主磁通感应电动势根据KVL：变压器一次侧等效电路如图由于电阻R1和感抗X1(或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势E1比较可忽略不计，则–––+++(2)一次、二次侧电压式中R1为一次侧绕组的电阻;X1=L1为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗，由漏磁产生)。（匝比）K为变比对二次侧，根据KVL：结论：一次、二次侧电压与匝数成正比。改变匝数比，就能改变输出电压。式中R2为二

6、次绕组的电阻;X2=L2为二次绕组的感抗；为二次绕组的端电压。变压器空载时:+–u2+–+–+–i1i2+–e2+–e2式中U20为变压器空载电压。故有5.电流变换(一次、二次侧电流关系)有载运行即：铁心中主磁通的最大值m在变压器空载和有载时基本是恒定的。不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有当U1、f不变，则m基本不变，近于常数。空载：有载：+–

7、Z

8、+–+–+–一般情况下：I0(2~3)%I1N很小可忽略。或结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：可得磁势平衡式：空载磁势有载磁势一般情况下，由于，所以，如果忽略一、二次绕组本身的阻抗

9、压降这个次要因素时，，。则。这就实现了改变电压等级的目的。若二次绕组接上负载，就有电流流过，变压器就向负载输出电能，从而实现了不同电压等级的电能传递。由分析显而易见，变压器能够改变电压等级的条件是：（1）由铁芯闭合同时交链于一、二次绕组的磁通必须交变；（2）一、二次绕组的匝数应不相等。四、变压器的结构图9-3油浸式电力变压器结构图1-绕组；2-铁芯；3-油箱；4-分接开关；5-低压套管；6-高压套管；7-气体继电器；8-安全气道；9-油位计；10-储油柜；11-呼吸器；12-铭牌；13-信号式温度计；14-放油阀门变压器结构示意图+–+–