合肥工业大学电机设计基础-12,13讲解.pptVIP

13-9 负载损耗的计算 负载损耗主要指额定电流时绕组的铜损耗和附加损耗。具体包括绕组的直流电阻损耗、绕组中的涡流损耗、绕组中的环流损耗以及漏磁场在结构件中引起的损耗。 一、绕组的电阻损耗 绕组在75?C的直流电阻损耗 13-9 负载损耗的计算 考虑到 代入，得 该式可以解释一些问题。 13-9 负载损耗的计算 对于铜线 ρ15=0.017×10-6Ωm，ρ75=0.021×10-6Ωm 至于铝线，电阻率是铜的1.6倍。 二、绕组导体中的涡流损耗 对交流电，绕组导体中的电流密度分布是不均匀的。其交链的漏磁场越大，频率越高，导体的电流密度越不均匀，涡流损耗越大。变压器中的趋肤效应。 13-3 变压器铁心结构型式 4.辐射式 其实应该属于壳式，不过是垂直于水平面放置。特大型变压器有时采用。 二、壳式铁心 壳式铁心有两个特点：一是铁心包围绕组，二是铁心平面与水平面平行。 13-3 变压器铁心结构型式 画壳式铁心的磁路。说明四个边轭的磁通是心柱磁通的二分之一。如果把中间相绕组反接，则内部的两个轭的磁通也是心柱磁通的二分之一。 美国采用这种铁心。 三、铁心材料 一般用冷轧有取向硅钢片，如Q11等。 13-4 变压器绕组型式 变压器的绕组按照高、低压绕组是否同心，可以分为同心式和交叠式两大类。 同心式：高、低压绕组呈同心圆套装在心柱上。 交叠式：高、低压绕组沿轴向错开排列在心柱上。 13-4 变压器绕组型式 变压器绕组型式细分可分为四种： 一、圆筒式 分层绕制。 二、螺旋式 每匝线圈由多股导线并绕，与圆筒式类似，但通常只有一层。解释单螺旋、双螺旋、三螺旋、四螺旋。 13-4 变压器绕组型式 三、连续式 分段绕制。 四、纠结式 分段绕制。 以两段纠结式绕组为例说明纠结式与连续式的不同之处。 13-4 变压器绕组型式 13-4 变压器绕组型式 总结：掌握圆筒式、螺旋式、连续式和纠结式绕组的线圈绕法。 13-5 变压器的主绝缘结构 一、变压器的试验电压 主绝缘：主要指绕组对铁心、大地的绝缘。 纵绝缘：主要指绕组的匝间绝缘。 工频耐压试验主要考核主绝缘，冲击耐压试验主要考核纵绝缘。 试验电压的国家标准见表13-9。试验电压一般为额定电压的3-10倍。 13-5 变压器的主绝缘结构 简单介绍工频耐压试验和冲击耐压试验的方法和判断标准。 工频耐压试验：电压加在绕组的一个端子和铁心上。 冲击耐压试验：电压加在绕组的两个端子上。 13-5 变压器的主绝缘结构 二、主绝缘结构 油浸式变压器的主绝缘由油隙、绝缘筒、撑条、绝缘端圈等组成。 介绍这些结构。这些结构的推荐尺寸见表13-11和表13-12. 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 一、变压器的过电压及其特性 内部过电压：由于分闸等人工操作引起。 外部过电压：由于输电线遭受雷击引起。 两种雷电：感应雷，直击雷。 过电压的波形特点是幅值大、上式速度快，波头时间短，一般为1.2us左右。 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 二、在过电压作用下，变压器绕组内的电压分布 在工频电压的情况下，变压器绕组内电压分布是均匀的，而在过电压作用下，绕组内电压分布是不均匀的，这是因为过电压等效频率高，因此变压器绕组的分布参数的影响必须考虑。 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 考虑分布参数的变压器绕组电路： 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 一、变压器空载分闸时的过电压 由于变压器的绕组的电感大于等效电容，对地电容又大于匝间电容，变压器空载分闸时的绕组电路简化如下： 根据分闸前后，电感和电容储能之和不变的原则，可以确定分闸后绕组对地最大电压。 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 二、变压器遭雷击时的过电压 1.变压器绕组的起始电位分布 Cd：匝间等效电容，又称为纵电容。 Cq：线圈对地电容，又称为主电容。 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 假定由于输电线遭受雷击，大量的电荷从端子A进入变压器绕组，由于这些等效电容的分流作用，使得开头几个等效电容上流过很大的电流，形成较大的电压降。 定量的分析可以列出微分方程求解。 假定边界条件为： x=0，ux=0（线圈的末端X处接地）x=1,ux=UA.（线圈的首段A处电位为UA）。 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 不同的a所对应的ux的曲线如图13-17所示。a越大，电位分布越不均匀。 如果绕组末端X不接地，则有 绕组电压分布见图3-18。 2.过渡过程和电位的最终分布 由1知道，绕组各匝电位的初始分布是曲线（双曲正弦函数），易知最终绕组各匝电 13-6 变压器的过电压与纵绝缘结构 位分布是一条直线。 在初始分布和最终分布之间有一个过渡过程