第三變壓器PPT課件

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1、1電源變壓器電力變壓器控制變壓器接觸調(diào)壓器三相干式變壓器第1頁/共34頁2三、變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介鐵心變壓器中主要的磁路部分，分為鐵心柱與鐵軛兩部分。 單相芯式變壓器1鐵心柱 2鐵軛3高壓線圈 4低壓線圈三相芯式變壓器1鐵心柱 2鐵軛3高壓線圈 4低壓線圈第2頁/共34頁3單相殼式變壓器1鐵心柱 2鐵軛 3繞組繞組變壓器中的電路部分。 1低壓繞組 2高壓繞組交疊式繞組第3頁/共34頁4油浸式電力變壓器1信號(hào)式溫度計(jì)2吸濕器3儲(chǔ)油柜4油位計(jì)5安全氣道6氣體繼電器7高壓套管8低壓套管9分接開關(guān)10油箱11鐵心12線圈13放油閥門第4頁/共34頁5變壓器的額定值額定容量為變壓器的視在功率（用SN 表示，

2、單位 kVA ，VA）額定電壓（一次和二次繞組上分別為U1N 和U2N ，單位V, kV）額定電流（一次和二次繞組上分別為I1N 和I2N ，單位 A , kA）單相變壓器N2N2N1N1NIUIUS三相變壓器N2N2N1N1N33IUIUS額定頻率fN 我國(guó)的規(guī)定為50Hz第5頁/共34頁6例3-1 有一臺(tái)三相油浸自冷式鋁線電力變壓器，AkV160NSkV4 . 0/kV35/2NN1UU試求一次、二次繞組的額定電流。解：A64. 2A10353101603331NNN1USIA9 .230A104 . 03101603332NNN2USIY,y0聯(lián)結(jié)第6頁/共34頁7第二節(jié) 單相變壓器的空

3、載運(yùn)行一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況變壓器匝數(shù)為N1的一次繞組加上交流電壓，變壓器匝數(shù)為N2的二次繞組開路，這種情況即為變壓器的空載運(yùn)行。一次繞組和二次繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式110 1110111dd()()ddui reei RNNtt 2022ddueNt 其中，i0 空載電流；u20 二次繞組的空載電壓；r1 一次繞組的電阻。 主磁通；1 一次繞組漏磁通。第7頁/共34頁81、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通空載運(yùn)行時(shí)，忽略i1R1和e1 11eu sinmt 設(shè)：1111dsin(90 )sin(/2)dmmeNNtEtt 2222dsin(90 )sin(/2)dmmeNNtEtt 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1 和e

4、2 均滯后于 的電角度90，其有效值為mmmmfNfNNEE1111144. 42222mmmmfNfNNEE2222244. 42222E1和E2的相量表達(dá)式mfNE1144. 4 jmfNE2244. 4 j第8頁/共34頁92、空載電流空載電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量，作用是建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生主磁通無功分量；另一個(gè)是鐵損耗分量，作用是供變壓器鐵心損耗有功分量。 性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)也稱勵(lì)磁電流；大?。号c電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，用空載電流百分?jǐn)?shù)I0%來表示：%100%N00III3、漏磁通和漏電抗漏電動(dòng)勢(shì)E 1

5、mIE1111jXmEI 漏電抗X1 是一次繞組的一個(gè)參數(shù)。第9頁/共34頁10二、空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、相量圖及等效電路1111111()()j()mmmUI REEI RI XE 11111(jX )()()mmIREI ZE 220EU1(jX )mmmmmEI ZIR其中，Z 1 一次繞組漏阻抗 Zm 變壓器的勵(lì)磁阻抗 Xm 變壓器的勵(lì)磁電抗 Rm 變壓器的勵(lì)磁電阻并且有mmIEZ1FemmpRI22mmmXZR第10頁/共34頁11mmmmZIZIEZIU1111)(第11頁/共34頁12第三節(jié) 單相變壓器的基本方程式 變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次側(cè)接

6、上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況由于電源電壓恒定，即U1=常數(shù)，則E1常數(shù)，m常數(shù)。因此，達(dá)到新的電動(dòng)勢(shì)平衡的條件是使一次繞組的電流增量所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與二次繞組電流所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相抵消，以維持主磁通基本不變，以及由主磁通所感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)基本不變。02211NINI2121INNI第12頁/共34頁13二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式1、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式2、電動(dòng)勢(shì)平衡 方程式0)(22112211NINIININIm12211NININIm和漏電抗。分別為一次和二次繞組的漏阻抗、電阻121212ZZRRXX、 、 、 、和mmZIE1111111111jUEI RI XEI

7、Z222222222jUEI RI XEI Z1212/EENNk第13頁/共34頁14第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖一、繞組歸算歸算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來等效，同時(shí)，對(duì)該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。歸算原則：1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。二次繞組歸算后，變壓器一次和二次繞組具有同樣的匝數(shù)，即（一）電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算12NN 則221222ENNkENN22EkE 2020EkE 22UkU 第14頁/共34頁15（二）電流的歸算22IIk （三）阻抗的歸算阻抗歸算的原則：歸算前后電阻銅耗及漏感中無功功率不變。2222

8、22I RI R22222222IRRk RI 222222IXI X 22222222IXXk XI 歸算后變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式變?yōu)槿缦滦问剑簃III211111ZIEU2222ZIEU21EEmmZIE1第15頁/共34頁16二 、等效電路右圖中，二次繞組各量均已經(jīng)歸算到一次繞組，即12NN 圖中a、b和c、d分別是等電位點(diǎn)，可連接起來而不改變運(yùn)行情況。于是作出變壓器的T形等效電路。（由前述的基本方程式也可得出該等效電路）12EE第16頁/共34頁17三 、相量圖 根據(jù)T形等效電路，可以畫出相應(yīng)的相量圖。四 、近似等效電路圖 Rk、Xk和Zk分別稱為短路電阻、短路電抗和短路阻抗。第

9、17頁/共34頁18第五節(jié) 等效電路的參數(shù)測(cè)定一、空載試驗(yàn)通過測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵耗和勵(lì)磁阻抗。變壓器空載運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為輸入功率p0完全用來抵償鐵耗。Fe0pp 從空載運(yùn)行的等效電路得出2210110()()mmUZRRXXImZZ 00mRR0mXX12UkU第18頁/共34頁19二、負(fù)載試驗(yàn) （又稱短路試驗(yàn)）通過測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損。kkkUZI2kkkpRI222Cu1122kkkpI RpI RI R22k

10、kkXZR折算到75時(shí)的數(shù)值075 C075kkTRRT2275 C75 CkkkZRX第19頁/共34頁20標(biāo)么值,就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的基準(zhǔn)值的比值（通常以額定值為基準(zhǔn)值）,即基準(zhǔn)值實(shí)際值標(biāo)么值 阻抗電壓(原稱短路電壓) 負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)繞組中電流達(dá)到額定值，加在一次繞組上的短路電壓。用一次側(cè)額定電壓的百分值表示。1N175 C1N1N%100%100%kkkI ZUuUU阻抗電壓的標(biāo)么值1N*175 C75 C75 C1N1N1N1NN/kkkkkkI ZZZUuZUUUIZ*kZ其中,為短路阻抗的相對(duì)值第20頁/共34頁21第六節(jié) 三相變壓器一、三相變壓器的電路系統(tǒng)

11、聯(lián)結(jié)組1、聯(lián)結(jié)法a)星形聯(lián)結(jié)b)三角形聯(lián)結(jié)2、聯(lián)結(jié)組a)I/I-0聯(lián)結(jié)組b)I/I-6聯(lián)結(jié)組第21頁/共34頁22Y y0 聯(lián)結(jié)組Yd11 聯(lián)結(jié)組第22頁/共34頁23二、三相變壓器的磁路系統(tǒng) 鐵心的結(jié)構(gòu)形式a)單相芯式鐵心的合并 b)鐵心的演變 c)三相芯式鐵心 第23頁/共34頁24 不考慮鐵耗時(shí)勵(lì)磁電流波形確定三、三相變壓器的電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形影響勵(lì)磁電流中無三次諧波的主磁通波形第24頁/共34頁25 三相芯式變壓器中三次諧波磁通的路徑三相變壓器繞組Y, d聯(lián)結(jié)時(shí)，電流I23的作用第25頁/共34頁26第七節(jié) 變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行1、變壓器的電壓調(diào)整率變壓器二次側(cè)的端電壓隨負(fù)載變

12、化的程度用電壓調(diào)整率u來表示。電壓調(diào)整率u規(guī)定為：一次側(cè)加額定負(fù)載電壓、負(fù)載功率因數(shù)為一定值，空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓之差，用二次側(cè)額定電壓的百分值表示，即%100%100%100N12N1N22N2N2220UUUUUUUUUu 變壓器的近似等效電路相量圖第26頁/共34頁27電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。1N21N21Ncossin100%kkIRIXuU 式中 N11/ II為負(fù)載系數(shù) 可見，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。當(dāng)I2=I2N, =1時(shí))(2fu第27頁/共34頁282、變壓器的效率變壓器的損耗主要是鐵耗和

13、銅耗兩種。鐵耗包括基本鐵耗和附加鐵耗?；捐F耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。鐵耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。 銅耗也分基本銅耗和附加銅耗。基本銅耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起的損耗以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。銅耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。 變壓器的效率也是指其輸出的有功功率與輸入的有功功率之比，用百分值表示。%10012PP第28頁/共34頁29式中%100)1 (%100)1 (%100%100211112pPpP

14、pPpPPPCuFeppp第29頁/共34頁30第八節(jié) 自耦變壓器與互感器一、自耦變壓器 自耦變壓器僅有一個(gè)繞組，其一次、二次繞組之間既有磁的耦合，又有電的聯(lián)系。1、工作原理 實(shí)質(zhì)上，自耦變壓器就是利用一個(gè)繞組抽頭的辦法來實(shí)現(xiàn)改變電壓的一種變壓器。額定容量2N2NN11NNIUIUS電壓比12121N2NkNNE EUU在不計(jì)勵(lì)磁電流的條件下1N2NIIk 122N1 1Ik I第30頁/共34頁312、容量關(guān)系1N2N12N2N1122N2N2N1N1N)(IUIUIIUIUIU 自耦變壓器的通過容量有兩部分組成：一部分是通過繞組公共部分的電磁感應(yīng)作用，由一次側(cè)傳遞到二次側(cè)的電磁容量 ； 另一部分是通過繞組串聯(lián)部分的電流直接傳導(dǎo)到負(fù)載的傳導(dǎo)容量122NIU1N2NIU3、自耦變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：效率高、用料省、重量輕、體積小。缺點(diǎn)：當(dāng)變比K 較大時(shí)。經(jīng)濟(jì)效果不顯著。內(nèi)部絕緣和過壓保護(hù)要 加強(qiáng)。第31頁/共34頁32二、互感器1、電壓互感器2、電流互感器電壓互感器 測(cè)量高電壓時(shí)，使用電壓互感器，將電壓降低，使測(cè)量更加安全。電流互感器 測(cè)量高壓線路的電流時(shí)，或者測(cè)量大電流時(shí)，使用電流互感器測(cè)量更加安全，更加方便。第32頁/共34頁33第三章 結(jié) 束第33頁/共34頁34感謝您的觀看！第34頁/共34頁