变压器原理设计与运行ppt课件.ppt

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1、第三章变压器变压器是一种静止的电气设备，根据电磁感应原理，将一种形态（电压、电流、相数）的交流电能，转换成另一种形态的交流电能。电力变压器（升压、降压、配电）特种变压器（电炉、整流）仪用互感器（电压、电流互感器、脉冲变压器，阻抗匹配变压器）实验用变压器（高压、调压）也可按线圈数目、铁心结构、相数或变压器冷却方式划分按用途变压器电源变压器电力变压器环形变压器接触调压器控制变压器三相干式变压器简单的单相变压器：两个线圈没有电的直接联系，只有磁的耦合。原绕组（一次绕或初级绕组）：两个线圈中接交流电源的线圈，其匝数为N1副绕组（二次绕组或次级绕组）：接到用电设备上

2、的线圈，其匝数为N2交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。变压器原、副边电势之比及电压之比等于原、副边匝数之比。§3－1单相变压器的基本工作原理二、单相变压器的基本结构变压器的主要结构：铁心和绕组。铁心是变压器的磁路部分；绕组是变压器的电路部分。铁心通常用0.35mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成一定的形状叠制而成。铁心结构单相壳式变压器心式变压器迭片奇数层偶数层心式冷轧硅钢片迭片绕组绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成单相和三相芯式变压器变压器其它附件温度计；吸湿器，储油柜；油表；安全气道；气体继电器；高

3、压套管；低压套管；分接开关；油箱等等三、额定数据额定容量SN：额定工作状态下的视在功率，用伏安（VA）等表示。额定电压U1N/U2N:U1N是电源加到原绕组上的额定电压，U2N是原边绕组加上额定电压后副边开路即空载时副绕组的端电压。额定电流I1N、I2N：变压器额定容量分别除以原、副边额定电压所计算出来的线电流值。额定频率：按我国规定，工业用电50Hz。单相：三相：§3－2单相变压器的空载运行变压器空载运行：变压器的原绕组加上额定电压，副绕组开路。几个概念：空载电流、励磁磁势、主磁通、漏磁通以及正方向的确定I0二、空载电流(忽略空载损耗)空载运行时，原

4、边绕组中流过的电流i0，称为空载电流。变压器中磁性材料的磁化曲线为非线性，在一定电压下，空载电流大小、波形取决于饱和度。忽略空载损耗：（1）当主磁通为正弦波时，磁路越饱和，电流波形畸变严重。（2）空载电流与主磁通同相位。iu建立空载运行时的磁场空载电流iFe引起损耗I0空载电流（考虑空载损耗）考虑空载损耗时：（1）考虑铁耗（包含磁滞、涡流），将磁化曲线改为磁滞回线。因此，将激磁电流分解为两个分量：（1）与同相的磁化电流iu；（2）导前900有功分量iFe（2）激磁电流不再与主磁通同相，而是导前一个磁滞角三、空载运行的电动势主磁通和漏磁通1

5、在绕组内产生的感应电动势：e1：主磁通在原绕组内感应电动势的瞬时值e2：主磁通在副绕组内感应电动势的瞬时值；e1：漏磁通1在原绕组内感应电动势的瞬时值主磁通按正弦规律，m：主磁通的幅值；E1m：原绕组感应电动势的幅值。原边电势分析原边电动势幅值：有效值：相量表示：当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正弦规律变化，但相位比主磁通落后900。副边电势分析副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：有效值：相量表示：原边漏电势由原边绕组链接漏磁链得到，相量表示：漏电势分析漏磁通1通过的磁路是线性的，漏磁链1与产生漏磁链的电流i0呈线性关

6、系，漏电势可表示为：若励磁电流i0按正弦规律变化，即（1）L1为原绕组的漏感系数；X1是原绕组的漏电抗。表征漏磁通对电流的电磁效应。两者与匝数和几何尺寸有关，均为常数。（2）漏电感电动势与电流同频率，相位上落后I0900。结论：（3）空载时，漏阻抗压降小，（4）主磁通大小，取决于电网电压、频率和匝数。变压器中，原、副绕组电动势E1和E2之比称为变压器的变比k.由于.对于三相变压器，变比指相电势之比。考虑漏磁通，变压器空载运行时相量形式表示的电压平衡方程式：r1：原绕组电阻；Z1＝r1＋jx1为原绕组漏阻抗四、电压平衡式根据相量形式的电压平衡式，五、空载运行

7、的等效电路和相量图rm：变压器的励磁电阻，反映铁耗；xm:变压器的励磁电抗，反映励磁过程；Zm：变压器的励磁阻抗。把和之间的关系直接用参数形式反映，可把写成流过一个阻抗引起的阻抗压降。等值电路综合了空载时变压器内部的物理情况，在等值电路中r1、x1是常量；rm、xm是变量，它们随铁心磁路饱和程度的增加而减少。等效电路相量图0（1）作为参考相量，和落后900。（2）考虑磁滞现象，等值正弦空载电流超前一个很小的角。（3）根据电压方程，得到电压相量。§3－3单相变压器的负载运行变压器原边接在电源上，副边接上负载的运行情况，称为负载运行。AXax单相变压器的负载运

8、行电路、磁路的工作情况：原边的电势平衡副边的电势平衡忽略了漏阻抗压