變壓器原理介紹圖文.ppt

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1、第5章　變　壓　器5.1變壓器概述5.2變壓器的空載運(yùn)行5.3變壓器的負(fù)載運(yùn)行5.4變壓器的等效電路和相量圖5.5變壓器的參數(shù)測定與應(yīng)用5.6三相變壓器5.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行*5.8變壓器參數(shù)的標(biāo)幺值與變壓器的并聯(lián)運(yùn)行5.9自耦變壓器與互感器小結(jié)圖5-1單相雙繞組變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖5.1變壓器概述5.1.1變壓器的工作原理圖5-1是一臺單相雙繞組變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)交流電壓u1加到一次繞組上時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生主磁通Φ，并在原副邊感應(yīng)電動勢e1和e2。其電路連接與磁路原理如圖5-2所示。圖5-2單相雙繞

2、組變壓器的電路與磁路根據(jù)電磁感應(yīng)定律和右手螺旋定則，規(guī)定感應(yīng)電動勢和交變主磁通Φ的正方向時(shí)有：　　一次繞組感應(yīng)電勢為　　二次繞組感應(yīng)電勢為式中：N1和N2分別為一、二次繞組匝數(shù)。各電量參考方向如圖5-2所示。顯然，一、二次繞組感應(yīng)電動勢e1、e2之比等于一、二次繞組匝數(shù)N1、N2之比，即引入變壓器變比K的概念。K的大小可由下式計(jì)算：可見，當(dāng)電源電壓u1確定時(shí)，若改變匝數(shù)比N1/N2，則可以獲得不同數(shù)值的二次側(cè)電壓，以達(dá)到變壓的目的。5.1.2變壓器的基本結(jié)構(gòu)鐵芯和繞組是組成變壓

3、器的兩個(gè)主要部分。圖5-3給出了油浸式電力變壓器的總圖。圖5-3三相油浸式雙繞組電力變壓器三相油浸式雙繞組電力變壓器各主要部分的功能及結(jié)構(gòu)如下所述。1.鐵芯圖5-4鐵芯交疊裝配圖（a）1，3，5，…層；（b）2，4，6，…層圖5-5斜接縫的交疊裝配圖（a）第一層；（b）第二層；（c）兩層疊加當(dāng)前，大量采用高導(dǎo)磁、低損耗的冷軋硅鋼片做鐵芯。因其在軋制方向上導(dǎo)磁性能高，為此采用斜切角條片，疊成斜接縫的交疊裝配方法，如圖5-5所示。變壓器鐵芯由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成。在鐵芯柱上套置一、二次繞組；鐵軛是構(gòu)成交

4、變磁通閉合磁路必不可少的部分，鐵芯結(jié)構(gòu)的基本形式有芯式和殼式兩種。圖5-6三相芯式變壓器的鐵芯與繞組圖5-7單相殼式變壓器示意圖圖5-7為單相殼式變壓器的鐵芯和繞組示意圖。這種鐵芯結(jié)構(gòu)制造工藝復(fù)雜，使用材料較多。目前，只有容量很小的電源變壓器使用這種結(jié)構(gòu)。2.繞組繞組是變壓器的電路部分，套置在鐵芯柱上。變壓器繞組形式可分為同心式或交疊式兩類。同心式繞組是指高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上，一般低壓繞組套在里面，高壓繞組套在外面。國產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。　　交疊式繞組都做成餅式，高、低壓繞組互相交

5、疊地放置，如圖5-8所示。一般最上層和最下層的兩個(gè)繞組都是低壓繞組。較大型的電爐變壓器常采用這種結(jié)構(gòu)。3.其它結(jié)構(gòu)部件此外，油箱上還有引出線的絕緣套管、發(fā)生事故時(shí)報(bào)警的氣體繼電器、調(diào)節(jié)一次繞組匝數(shù)用的分接開關(guān)等部件。5.1.3變壓器的型號與額定參數(shù)每臺變壓器油箱上都裝有銘牌，上面標(biāo)注著該變壓器的型號及有關(guān)數(shù)據(jù)。銘牌數(shù)據(jù)是使用變壓器的依據(jù)。　　變壓器的型號由漢語拼音字母和數(shù)字按確定的順序組合起來構(gòu)成。例如：SL-1000/10，S表示三相；L表示鋁線；1000表示額定容量為1000kVA；10表示高壓

6、側(cè)額定電壓為10kV。1.變壓器的銘牌數(shù)據(jù)1）額定容量SNSN指變壓器的視在功率，單位為VA、kVA或MVA。對于雙繞組的電力變壓器，其一、二次側(cè)繞組設(shè)計(jì)容量是相同的，所以SN=S1N=S2N。對于三相變壓器，SN是指三相總?cè)萘?。?）額定電壓U1N/U2NU1N指電源施加到一次繞組的額定電壓；U2N指當(dāng)一次繞組加U1N時(shí)，二次繞組開路（空載）時(shí)的二次繞組電壓U20，所以U20=U2N。對于三相變壓器，額定電壓是指線電壓，額定電壓的單位為V或kV。3）額定電流I1N/I2N變壓器額定容量SN

7、除以一、二次額定電壓（U1N或U2N）后，所計(jì)算出來的值即為額定電流（I1N或I2N），單位為A或kA。對于三相變壓器，額定電流指線電流。　　對于單相變壓器　對于三相變壓器4）額定頻率fN我國規(guī)定供電的工業(yè)頻率為50Hz。因此，所有電力變壓器的額定頻率均為50Hz。解：【例5-1】有一臺三相雙繞組電力變壓器，額定容量SN=100kVA，額定電壓U1N/U2N=6000/400V，試求一次、二次繞組的額定電流。圖5-9變壓器的圖形符號2.變壓器的圖形符號國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電氣圖用的圖形符號，變壓

8、器的圖形符號如圖5-9所示。5.1.4變壓器的分類按照用途可將變壓器分為電力變壓器和特種變壓器兩大類。升壓變壓器降壓變壓器配電變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器廠用變壓器電力變壓器整流變壓器電爐變壓器試驗(yàn)變壓器中頻變壓器特殊變壓器電焊變壓器電源變壓器阻抗匹配變壓器脈沖變壓器電流互感器電壓互感器電抗器調(diào)壓器變壓器還可按相數(shù)分成單相、三相、多相，按繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組、多繞組，按絕緣方式分為油浸式、干式，還可按冷卻方式分為自然冷卻、風(fēng)冷、水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻等各種形式。5