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1、發(fā)電廠的升壓發(fā)電廠的升壓變壓器變壓器居民區(qū)的降壓居民區(qū)的降壓變壓器變壓器1. 變壓器的作用第1頁/共37頁水力水力發(fā)電廠發(fā)電廠升壓變電所升壓變電所220kV地區(qū)樞紐所地區(qū)樞紐所10kV至用戶至用戶配電所配電所10kV10kV升壓升壓變電所變電所220kV220kV220kV輸電線路輸電線路220kV35kV35kV負荷負荷變電所變電所35kV火力火力發(fā)電廠發(fā)電廠10kV 為保證供電為保證供電的可靠性和安的可靠性和安全連續(xù)性，電全連續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型區(qū)、各種類型的發(fā)電機變壓的發(fā)電機變壓器、輸電線、器、輸電線、配電和用電設配電和用電設備等連成一個備等連成一個環(huán)形整體。環(huán)形
2、整體。第2頁/共37頁某實驗樓樹形供電線路示意圖去教學樓去教學樓去宿舍去宿舍 食堂食堂干線干線干線干線干線干線 2 #生活區(qū)生活區(qū)配電柜配電柜 1 #教學區(qū)配電柜 3 #實驗區(qū)配電柜實驗樓總 配電箱X房間配電箱X房間配電箱分支線分支線分支線2層配電箱11層配電箱1層配電箱 1 #主配主配電柜電柜10kV去報告廳去報告廳實驗樓配電變壓器配電柜NoImage第3頁/共37頁變壓器是一種靜止的電氣設備， 根據(jù)電磁感應原理，將一種形態(tài)（電壓、電流、相數(shù)）的交流電能， 轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的交流電能。 電力變壓器（升壓、降壓、配電）特種變壓器（電爐、整流）儀用互感器（電壓、電流互感器、脈沖變壓器，阻抗匹配變
3、壓器）實驗用變壓器（高壓、調(diào)壓）也可按線圈數(shù)目、鐵心結(jié)構(gòu)、相數(shù)或變壓器冷卻方式劃分按用途第4頁/共37頁接觸調(diào)壓器電源變壓器第5頁/共37頁2. 變壓器的結(jié)構(gòu)鐵芯 是變壓器的磁路部分，由鐵芯柱（柱上套裝繞組）、鐵軛（連接鐵芯以形成閉合磁路）組成，為了減小渦流和磁滯損耗，提高磁路的導磁性，鐵芯采用0.35mm0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯疊成。 小型變壓器鐵芯截面為矩形或方形，大型變壓器鐵芯截面為階梯形，這是為了充分利用空間。變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵心和繞組。變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵心和繞組。鐵心是變壓器的磁路部分；鐵心是變壓器的磁路部分；繞組是變壓器的電路部分。繞組是變壓器的電路部分。第6頁/共3
4、7頁 小型變壓器鐵芯截面為矩形或方形，大型變壓器鐵芯截面為階梯形，這是為了充分利用空間。鐵芯硅硅鋼鋼片片疊疊法法第7頁/共37頁 是變壓器的電路部分，采用銅線或鋁線繞制而成，原、副繞組同心套在鐵芯柱上。 為便于絕緣，一般低壓繞組在里，高壓繞組在外，但 大容量的低壓大電流變壓器，考慮到引出線工藝困難，往往把低壓繞組套在高壓繞組的外面。三相干式變壓器繞組第8頁/共37頁1、示意圖(1)閉合鐵芯 (絕緣硅鋼片疊合而成)(2)原線圈(初級線圈)其匝數(shù)用n1表示與交變電源相連(3)副線圈(次級線圈)其匝數(shù)用n2表示與負載相連鐵芯U1U2 n1 n22、符號問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？ 3.
5、變壓器的工作原理第9頁/共37頁原線圈接交流電在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈有交流電原線圈產(chǎn)生感應電動勢副線圈產(chǎn)生感應電動勢第10頁/共37頁 變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了： 電能 磁場能 電能(U1、I1) (變化的磁場) ( U2、I2)問：若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?第11頁/共37頁根據(jù)電磁感應定律則有：dtdNedtdNe2211kNNEE2121式中式中k為變壓器變比。為變壓器變比。若忽略繞組內(nèi)阻和漏磁通，原、副繞組端電壓近似為：若忽略繞組內(nèi)阻和漏磁通，原、副繞組端電壓近似為：2211EUEUkNNEEUU212121第12頁/共37
6、頁 發(fā)電廠1.05萬伏輸電線22萬伏升壓變電站1萬伏降壓降壓實驗室380 / 220伏降壓儀器36伏降壓第13頁/共37頁理想變壓器： 如果在能量轉(zhuǎn)化的過程中能量損失很小，能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能量損失，這樣的變壓器稱之為理想變壓器。是物理學中的一種理想化模型。理想變壓器特點：（1）變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁。（2）原、副線圈不計內(nèi)阻。（無銅損、鐵損、磁損）第14頁/共37頁t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE K
7、NNEEUU 2121201結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。第15頁/共37頁2211NINIKNNII11221結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。U1 = U2第16頁/共37頁22IUR11IURRnIUnIUR222211RnR2 結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗，為二次側(cè)所帶負載的阻抗的n 2 倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +第17頁/共37頁0RRL第18頁/共37頁變壓器銘牌數(shù)據(jù)和主要系列 每臺變壓器都有一銘牌，上面標注著型號、額定值及其每臺變壓器都有一銘牌，上面標注著型號、額定值及其它數(shù)據(jù)，便于用戶了解變壓器的運行性能。它數(shù)據(jù)，便于
8、用戶了解變壓器的運行性能。電力變壓器電力變壓器產(chǎn)品型號 SL7315/10 產(chǎn)品編號 額定容量 315kVA 使用條件 戶外式額定電壓 10000/400V 冷卻條件 ONAN額定電流 18.2/454.7A 短路電壓 4%額定頻率 50 Hz 器身吊重 765kg相 數(shù) 三相 油 重 380kg聯(lián)接組別 Y yno 總 重 1525kg制 造 廠 生產(chǎn)日期 電力變壓器銘牌示意圖 第19頁/共37頁額定容量SN 它是變壓器額定工作條件下輸出能力的保證值，是額定視在功率，單位：伏安（VA）或千伏安（kVA）或兆伏安（MVA）。 一般容量在630kVA以下的為小型電力變壓器；8006300kVA的
9、為中型電力變壓器；800063000kVA為大型電力變壓器；90000kVA及以上的為特大型電力變壓器。 第20頁/共37頁額定電壓U1N/U2N 均指線值電壓。原邊額定電壓U1N是指電源加在原繞組上的額定電壓；副邊額定電壓U2N是指原邊加額定電壓副邊空載時副繞組的端電壓，單位有：伏（V）或千伏（kV）。 額定電流I1N/I2N 均指線值電流。原、副邊額定電流是指在額定容量和額定電壓時所長期允許通過的電流，單位有：安（A）額定頻率fN 指工業(yè)用電頻率，我國規(guī)定為50Hz。第21頁/共37頁各量之間關(guān)系 變壓器的額定容量、額定電壓、額定電流之間的關(guān)系為：NNNNNIUIUS2211NNNNNIU
10、IUS221133單相變壓器單相變壓器三相變壓器三相變壓器 容量容量 SN 輸出功率輸出功率 P2 原邊輸入功率 P1 輸出功率 P2注意：注意： 第22頁/共37頁變壓器分類 按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按用途分：電力變壓器和特種變壓器。 按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。繞組變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。 按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)
11、壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。充氣式變壓器。 第23頁/共37頁第24頁/共37頁三相變壓器 電力系統(tǒng)普遍采用三相供電制， 電力系統(tǒng)用的最多的是三相變壓器。第25頁/共37頁變壓器的聯(lián)接組標號星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)的三相繞組特點：三個末端連接在一起形成中性點，如果將中性點引出，就形成了三相四線制了，表示為YN或yn。第26頁/共37頁變壓器的聯(lián)接組標號三角形聯(lián)結(jié) 三角形聯(lián)結(jié)的三相繞組接法有兩種。第27頁/共37頁自耦變壓器 自耦變壓器的特點是
12、副繞組是原繞組的一部分，原、副繞組既有磁的耦合，又有電的聯(lián)系。自耦變壓器有單相和三相，有升壓，也有降壓。圖所示為單相雙繞組自耦變壓器接線圖。其他用途變壓器其他用途變壓器第28頁/共37頁第29頁/共37頁互感器互感器1）電壓互感器 電壓互感器作用是將高電壓降為低電壓（一般額定值為100V）供電給測量儀表和繼電器的電壓線圈，使測量、繼電保護回路與高壓線路隔離，保證人員和設備的安全。電壓互感器接線如圖所示，原繞組并聯(lián)在被測的高壓線路上，副繞組與電壓表、功率表的電壓線圈等構(gòu)成閉合回路。由于副邊所接的電壓表等負載的阻抗很大，副邊電流很小，電壓互感器實際上相當于一臺空載運行的雙繞組降壓變壓器。第30頁/
13、共37頁電壓互感器 為了減少測量誤差，設計時應盡量減小短路阻抗和勵磁電流，當忽略漏阻抗壓降時有： 式中ku為電壓互感器的變壓比。一般與電壓互感器相配的電壓表，已考慮變比的折算，所以從電壓表上可直接讀出實際的電壓值。212121第31頁/共37頁第32頁/共37頁 電流互感器作用是將電路中流過的大電流變換成小電流（額定值為5A或1A）供電給測量儀表和繼電器的電流線圈。電流互感器接線圖如圖所示，原繞組串在被測的高壓線路中，副繞組與電流表、功率表的電流線圈等構(gòu)成閉合回路。由于原繞組匝數(shù)為一匝或幾匝，副繞組匝數(shù)很多，而副邊所接的電流表等負載的阻抗很小，電流互感器實際上相當于一臺處于短路狀態(tài)升壓變壓器。 2）電流互感器AkN2N1 電流互感器接線圖第33頁/共37頁鉗形表 交,直流,真有效值鉗形表 漏電流測量鉗形表第34頁/共37頁第35頁/共37頁很容易在任何地方安裝RR 3020 電流分析第36頁/共37頁感謝您的觀看！第37頁/共37頁
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