电工学 第6章 磁路及变压器.pptVIP

第6章 磁路与变压器 第6章 磁路与变压器 第6章 磁路与变压器 本章要求： 6.3 变压器 一、结构和分类 1. 结构 变压器的结构 2. 分类 二、变压器的工作原理 二、变压器的工作原理 1. 电磁关系 二、变压器的工作原理 1. 电磁关系 2. 电压变换（设加正弦交流电压） 三相电压的变换 （1）三相变压器Y/Y0联接 （2）三相变压器Y0/??联接 3. 电流变换 4. 阻抗变换 1. 变压器的型号 三、变压器的铭牌和技术数据 2. 额定值 2. 额定值 例：一台三相变压器, SN=5000kVA ，Y，d联结，U1N/U2N=10/6.3kV 。求一次侧和二次侧额定电流。 6.3.2 变压器的外特性 6.3.3变压器的损耗与效率(?) 6.3.5 变压器绕组的极性 * （上） 6.3 变压器 1. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义； 2. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 3.了解三相电压的变换方法和原、副绕组常用的连接  方式； 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。 变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配 变电流：电流互感器 变压器的主要功能有： 在能量传输过程中，当输送功率 及负载功率因数 一定时： （电能损耗小） 节省金属材料 （经济） 概述 电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下： 发电厂 1.05万伏 输电线 22万伏 升压 仪器 36伏 降压 … 实验室 380 / 220伏 降压 变电站 1万伏 降压 降压 … 作用：构成磁路 绕组 原绕组(初级绕组、一次绕组） 副绕组(次级绕组、二次绕组） 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁芯 6.3.1 变压器工作原理 单相变压器 N1 作用：构成电路 + – + – 副绕组 N2 铁心 原绕组 电压互感器 电流互感器 按用途分 电力变压器 (输配电用) 仪用变压器 整流变压器 按相数分 三相变压器 单相变压器 按制造方式 壳式 心式 原、副绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合 变压器符号 + – + – 原边接交流电 源,副边开路。 (1)空载运行情况 + – + – + – + – + – ??1 ? i0 ( i0N1) ? ??1 空载时，铁心中主磁通?是由原绕组磁势产生的。 原边接交流电 源,副边接负载。 (2)带负载运行情况 + – + – + – ??2 ??1 ? i1 ( i1N1) ? ??1 Z i1 i2 + – u2 + – e2 + – e?2 i2 ( i2N2) ??2 有载时，铁心中主磁通?是由原、副绕组磁势共同产生的合成磁通。 有效值: 同 理： 主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　 则 (1) 原、副边主磁通感应电动势 根据KVL： 对原边，变压器原边等效电路如图 由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，则 – – – + + + (2) 原、副边电压 式中 R1 为原绕组的电阻; X1=?L?1 为原绕组的感抗(漏磁感抗，由漏磁产生)。 （匝比） K为变比 对副边，根据KVL： 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 式中 R2 为副绕组的电阻; X2=?L?2 为副绕组的感抗； 为副绕组的端电压。 变压器空载时: + – u2 + – + – + – ? i1 i2 + – e2 + – e?2 式中U20为变压器空载电压。 故有 A B C X Y Z a b c z y x 1) 三相变压器的结构 高压绕组： A-X B-Y C-Z X、Y 、Z ：尾端 A、B、C ：首端 低压绕组： a-x b-y c-z a、b、c：首端 x、y、z：尾端 2) 三相变压器的联接方式 联接方式： 高压绕组接法 低压绕组接法 三相配电变压器 动力供电系统（井下照明） 高压、超高压供电系统 常用接法: 线电压之比： A C B b c a + – + – + – + – 线电压之比： A C B a b c + – + – + – (原副边电流关系) 有载运行 可见，铁心中主磁通的最大值?m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有 不论变压器空载还是有载，原绕组上的阻抗压降均可忽略，故有 由上式，若U1、 f 不变，则 ?m 基本不变，近于常数。 空载： 有载： + – Z