北方交通大学电机学2变压器概论.ppt

第二部分 变压器;变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应原 理将一种等级电压和电流的交流电能转换成同 频率的另一种等级的电压和电流的交流电能。 ;研究步骤：实物模型－－－结构;第二章 变压器;第一节 变压器的基本原理、分类及结构;一、变压器的基本原理;对于理想变压器，可不计绕组电阻及铁耗。 设原副边绕组的匝数分别为N1、N2， 则原副边绕组的感应电势为： 若;二、变压器的分类： 1、电力变压器：电力系统中输配电力的主要设备。 升压，降压，配电，联络，厂用（按用途分） 还可按线圈数：自耦、双绕组、三绕组、多绕组 按相数：单相、三相、多相。 还可按冷却介质，冷却方式，铁芯结构及调压方式分类。 2、特种变压器：整流，电炉，高压试验，矿用，船用， 小容量控制变压器，互感器，调压器，电抗器等。;;三、变压器的结构： 器身：铁心、绕组、绝缘和出线装置； 油箱； 冷却装置； 保护装置 （一）、铁芯：磁路部分。 含硅量高的(0.35~0.5mm)厚硅钢片迭压而成。 （为减少磁滞，涡流损耗）分为铁芯柱和铁轭两部分 结构的基本形式有芯式和壳式两种。 ;单相心式变压器;;单相壳式 变压器;（二）绕组：电路部分。高压绕组，低压绕组同心式：高（外）、低（内）压绕组同心地套在铁心柱上。结构简单，制造方便。交迭式：做成饼式，高低压绕组交迭放置，最上和最下为低压绕组。漏抗小，机械强度好，引线方便，特殊变压器用的多。（三）保护装置： 包括储油柜（油枕）、吸湿器（呼吸器）、安全气道（防爆管）、气体继电器、净油器、温度计。（四）其它结构部件： 储油箱，散热管，分接开关;四、变压器铭牌： 用以标明该设备的额定数据和使用条件。 额定值：保证设备能正常工作，且能保证一定寿命而规定的某量的限额。 1、额定容量： 视在功率，伏安，千伏安，兆伏安。 在稳定负载和额定使用条件下，加额定电压， 额定频率时能输出额定电流而不超过温升限值 的容量。对 三相变压器指三相容量之和。;2、额定电压 （对三相变压器指线电压） 原绕组的额定电压Ｕ1N是指规定加到一次侧的电压； 副绕组的额定电压Ｕ2N是指分接开关放在额定电压位置，一次侧加额定电压时二次侧的开路电压，单位kV。 ;3、额定电流：对三相变压器指线电流；单位A或kA。 4、关系： 单相 三相 （无论Y接或D接） 作业1：推导三相变压器额定值之间的关系。（ ）;例如：一台三相变压器，其额定容量 ， 原、付边额定电压 则原、付边的额定电流为多少？ 作业1：推导三相变压器额定值之间的关系。（ ） 作业2：P59 2-17 2-18 ;第二节 变压器的空载运行;空载运行： 一次侧加额定电压，二次侧开路的运行 一、空载运行时物理情况： 空载电流、磁动势、主磁通、漏磁通 （瞬时物理量的关系图—黑板） ;1、参考正方向： 电源电压 ——习惯取由首端A指向尾端X 空载电流 ——习惯取参考正方向与电压 一致 磁通 、 ——习惯取参考正方向与电流正方向 符合“右手螺旋”定则 感应电动势 、 和 ——习惯取参考正方向 与磁通正方向符合“右手螺旋”定则 二次电流 ——习惯取参考正方向与 的正方向 一致 二次开路电压 ——习惯取参考正方向与 的正 方向一致 ;; 2、主、漏磁通： 主磁通Φ(与原副绕组交链)，比例大，Φ与i0 非线性。 漏磁通Φ1σ(仅与原绕组交链)，比例小，0.1～0.2%, Φσ与i0线性。 主磁通Φ→ ， ，传递能量 漏磁通Φ1σ→ ，只起电压降作用 ;3、方程式 原付绕组电势平衡方程为：;二、各物理量关系分析： 1、感应电势与主磁通的关系：若 ，有：;用相量表示：;变压器变比：;若忽略原绕组电阻压降和漏磁通影响时， 由原边电压平衡方程式可得：; 2、主磁通和空载电流 的关系 产生主磁通 的电流是激磁电流，用 表示 空载电流就是激磁电流。激磁电流 可分为 磁化电流 ：以产生主磁通（磁