电机与电气控制 教学课件 作者 周元一 第2章.ppt

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1、第2章变压器目录2.1变压器的基本结构和分类2.2单相变压器的工作原理2.3变压器的工作特性2.4三相变压器2.5其他常用变压器上一页下一页变压器是通过电磁感应原理，或是利用互感作用，将一种等级（电压、电流、相数）的交流电，变换为同频率的另一种等级的交流电，其主要用途是变换电压，故称之为变压器。将大功率的电能从发电厂（站）输送到远距离的用电区，需要升压变压器把发电机发出的电压升高，再经过高压线路进行传输，以降低线路损耗；然后再用降压变压器逐步将输电电压降到配电电压，供用户使用。本章主要介绍一般用途电力变压器的基本结构、工作原理及工作特性概述返回上一页

2、下一页2.1变压器的基本结构和分类2.1.1基本结构变压器作为一种静止的电气设备，其基本结构主要由两部分组成：1铁心——变压器的磁路；2绕组——变压器的电路。1．铁心铁心是变压器的磁路部分，同时作为变压器的机械骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分组成，铁心柱上套装变压器绕组，铁轭起连接铁心柱使磁路闭合的作用。上一页下一页返回根据铁心的结构形式变压器可分为壳式变压器和心式变压器两大类。上一页下一页返回根据变压器的制作工艺可分为叠片式和卷制式铁心两种类型。叠片式铁心的制作过程是：先将硅钢片冲剪成如图2-3所示的形状，再将一片片硅钢片按其接口交错地插入事先绕好并

3、经过绝缘处理的线圈中，如图2-4所示。上一页下一页返回2．绕组绕组是变压器的电路部分，它一般是用具有绝缘的漆包圆铜线、扁铜线或扁铝线绕制而成。接于高压电网的绕组称为高压绕组；接于低压电网的绕组称为低压绕组。根据高、低压绕组的相对位置，绕组可分为同心式和交叠式两种类型。根据高、低压绕组的相对位置，绕组可分为同心式和交叠式两种类型。上一页下一页返回2.1.2分类和用途1．分类变压器种类很多，通常可按其用途、绕组数目、铁心结构、相数和冷却方式等进行分类。（1）按用途分类。有用于电力系统升、降压的电力变压器（2）按绕组数目分类。可分为电力系统中最常用的两绕组

4、变压器、用以连接三种不同电压输电线的大容量三绕组变压器以及用在电压等级变化较小场合的自耦变压器等。（3）按铁心结构分类。可分为心式变压器、壳式变压器。（4）按相数分类。可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器等。（5）按冷却方式分类。可分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、充气式变压器和强迫油循环变压器等。2．用途在电力系统中，变压器是一种非常重要的电气设备。上一页下一页返回2.1.3铭牌数据变压器的铭牌数据主要有：1．额定容量SN在铭牌上所规定的额定状态下变压器输出能力（视在功率）的保证值，称为变压器的额定容量。单位以V•A、kV••A或

5、MV••A表示。对三相变压器，额定容量是指三相容量之和。2．额定电压UN标志在铭牌上的各绕组在空载额定分接下端电压的保证值，单位以V或kV表示。对三相变压器，额定电压是指线电压。3．额定电流IN根据额定容量和额定电压计算出的线电流称为额定电流，单位以A表示。4．额定频率我国规定标准工业用电的频率为50Hz。上一页下一页返回单相变压器是指接在单相交流电源上用来改变单相交流电压的变压器，其容量一般都比较小，主要用作控制及照明。它是利用电磁感应原理，将能量从一个绕组传输到另一个绕组而进行工作的。2.2.1变压器的空载运行变压器的一次绕组接在额定电压的交流电

6、源上，而二次绕组开路时的运行状态称为变压器的空载运行。2.2单相变压器的工作原理上一页下一页返回2.2.2变压器的负载运行1．变压器负载运行时的磁动势平衡方程2．变压器的电流变换上一页下一页返回2.2.3变压器的匹配运行（1）只要改变变压器一次、二次绕组的匝数比，就可以改变变压器一次、二次侧的阻抗比，从而获得所需的阻抗匹配。（2）接在变压器二次侧的负载阻抗Z2对变压器一次侧的影响，可以用一个接在变压器一次侧的等效阻抗来代替，代替后变压器一次侧的电流I1不变。上一页下一页返回2.3变压器的工作特性在实际应用中要正确、合理地使用变压器，需了解其运行时的工

7、作特性及性能指标。（1）外特性。是指电源电压和负载的功率因数为常数时，二次侧端电压随负载电流变化的规律，即（2）效率特性。是指电源电压和负载的功率因数为常数时，变压器的效率随负载电源变化的规律，即上一页下一页返回2.3.1变压器的外特性和电压调整率变压器负载运行时，由于变压器内部存在电阻和漏抗，故当二次绕组中流过负载电流时，变压器的二次绕组将产生阻抗压降，使二次侧端电压随负载电流的变化而变化。另一方面，由于一次绕组电流随二次绕组电流的变化而变化，故使一次绕组漏阻抗上的压降也相应改变，一次绕组电动势和二次绕组电动势也会有所改变，这也会影响二次绕组输出电

8、压的大小。变压器的负载一般多为感性负载，因此当负载增大时，变压器的二次绕组电压总是下降的，其下降的程度常用电