02-变压器概要.pptx

1 电机学----变压器 Transformer 2 变压器结构及运行 第六章 概述 第七章 变压器的运行原理 7.1 变压器的空载运行 7.2 变压器的负载运行 变压器的分类 变压器的基本结构 变压器的额定值 空载运行时的磁通、感应电动势 电压方程式和变比 空载电流 负载运行时的电磁过程 磁动势平衡方程式 电压平衡方程式 绕组折算 负载时等效电路和相量图 变压器：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。 3 4 变压器 5 第七章 概述一、变压器的分类 用途：电力变压器、互感器、特殊用途变压器 绕组数目：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器 相数：单相变压器、三相变压器 冷却方式：空气为冷却介质的干式变压器 油为冷却介质的油浸变压器 6 二、变压器的基本结构 基本结构包括：铁心、绕组、油箱、套管等 1、铁心 冷轧高硅钢片叠装 变压器的磁路 减少交变磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗 表面涂绝缘漆 厚度为0.27mm、0.3mm、0.35mm 7 8 心柱截面是内接于圆的多级矩形，铁轭与心柱截面相等 9 变压器的电路部分 2、绕组 由包有绝缘材料的铜(或铝)导线绕制 低压绕组靠着铁心 高压绕组套在低压绕组外面 高低压绕组间设置有油道(或气道) 将绕组装配到铁心上成为器身 10 除了干式变压器以外，电力变压器的器身都放在 油箱中，箱内充满变压器油，其目的是提高绝缘强度 (因变压器油绝缘性能比空气好)、加强散热 3、油箱 11 变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必须经过绝缘套管，以使高压引线和接地的油箱绝缘 4、套管 套管外形做成多级伞形以增加爬电距离 10kV～35kV套管采用充油结构 绝缘套管一般采用瓷质 12 三、变压器的额定值 额定容量SN：变压器的视在功率 变压器效率高，设计规定一次侧、二次侧额定容量相等 额定电压U1N、U2N: 二次侧额定电压U2N是当变压器一次侧外加额定电压U1N时二次侧的空载电压 对于三相变压器，额定电压指线电压 额定电流I1N、I2N: 二次侧额定电流I2N是变压器满载时二次侧的满载电流。 对于三相变压器，额定电流指线电流。 额定频率：按我国规定，工业用电50Hz。 13 8.1 变压器的空载运行 空载运行：一次侧绕组AX接电源、二次侧绕组ax开路 一、空载运行时的磁通、感应电动势 14 主磁通Φ：磁力线沿铁心闭合，同时跟一次侧绕组 与二次侧绕组相交链的磁通 15 一次侧绕组漏磁通Φ1σ：磁力线主要沿非铁磁材料(油、空气)闭合，仅与一次侧绕组相交链的磁通。 16 主磁通和漏磁通的区别： 磁路磁阻： 主磁通沿铁心闭合，磁阻为非常数，存在饱和现象，Φ与i0呈非线性关系 漏磁通主要沿非铁磁材料(油、空气)闭合，磁阻为常数，Φ1σ与i0呈线性关系 作用： 主磁通同时与一次侧绕组、二次侧绕组相交链，起能量传递媒介的作用 漏磁通Φ1σ仅与一次侧绕组相交链，不能传递能量，仅起电压降的作用 大小不同： 主磁通占总磁通的绝大部分 漏磁通只占很小的一部分 17 假定正向： Φ与i呈右手螺旋关系 e与i同方向 感应电动势 主磁通在一次绕组（匝数N1）,二次绕组（匝数N2）中感应电动势的瞬时值为： 18 空载运行的电动势 e1：主磁通在原绕组内感应电动势的瞬时值 m：主磁通的幅值；E1m：原绕组感应电动势的幅值 主磁通按正弦规律 主磁通和漏磁通1在绕组内产生的感应电动势 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 原边电势分析 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。 原边电动势幅值 有效值： 相量表示： 19 20 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 感应电动势有效值 空载电流i0频率为 f，Φ=Φmsinωt，Φm表示主磁通的最大值，则正弦稳态下感应电动势有效值复量为： 正弦稳态下感应电动势有效值为： E1=4.44 f N1Φm E2=4.44 f N2Φm 21 漏电动势 一次绕组漏磁通Φ1σ在一次侧绕组中感应漏电动势为 在正弦稳态下： 一次侧绕组的漏电感 L1σ= N12Λ1σ  漏磁电抗 （漏抗） Λ1σ为漏磁通Φ1σ所经路径的磁导 22 式中， 为一次绕组漏阻抗 23 2. 电压方程式和变比 在假定正向下，根据基尔霍夫第二定律可得一、二次侧电压平衡方程式 在正弦稳态下，写成复数形式 24 单相变压器：k = U1N／U2N三相变压器：k = U1Nφ／U2Nφ 变比：一次绕组电动