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1、 發(fā)電廠發(fā)出的電能（10.520KV） 升壓變壓器 高壓電 輸電線 用電區(qū) 降壓變壓器 配電電壓送到各用電區(qū) 配電變壓器 降到用戶電壓 大型動(dòng)力設(shè)備采用6kv或10kv小型動(dòng)力設(shè)備和照明用電則為380/220V 圖1-1簡(jiǎn)單的電力系統(tǒng)圖第1頁(yè)/共84頁(yè) 變壓器的分類 一般分為電力變器和特種變壓器兩大類。 電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電的主要設(shè)備，容量從幾十KVA幾十萬(wàn)KVA。 電力變壓器按用途分：（1）升高變壓器 （2）降壓變壓器 （3）配電變壓器 （4） 聯(lián)絡(luò)變壓器 按結(jié)構(gòu)分：（1）雙繞組變壓器 （2）三繞組變壓器 （3）自耦變壓器 按相數(shù)分：?jiǎn)蜗?、三相、多相變壓器?頁(yè)/共84頁(yè) 1-2電力
2、變壓器的主要結(jié)構(gòu)部件1、油浸式變壓器 變壓器器身放在灌滿油的油箱內(nèi)，稱油浸式。一、二次繞組：輸入電能的繞組稱為一次繞組(或原繞組)；輸出電能的繞組稱為二次繞組(或副繞組)，它們通常套裝在同一心柱上。高、低壓繞組:電壓較高的繞組稱為高壓繞組；電壓較低的稱為低壓繞組。對(duì)于升壓變壓器，一次繞組為低壓繞組，二次繞組為高壓繞組；對(duì)于降壓變壓器，情況恰好相反，高壓繞組的匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。鐵心和繞組是變壓器的主要部分，稱器身。第3頁(yè)/共84頁(yè) 圖1-3 油浸式電力變壓器1-訊號(hào)式溫度計(jì)； 2-銘牌； 3-吸濕器； 4-儲(chǔ)油柜 5-油表 6-安全氣道 7-氣體繼電器 9-低壓套管 10
3、-分接開關(guān) 11-油箱 12-鐵心 13-放油閥門 14-線圈及絕緣 15-小車 16-接地板 8-高壓套管第4頁(yè)/共84頁(yè) 2、干式電力變壓器 將變壓器采用環(huán)氧樹脂澆注成為一個(gè)整體，稱為干式。目前在35KV及以下電壓等級(jí)的配電系統(tǒng)廣泛使用。 1-3 變壓器的發(fā)熱與溫升 變壓器運(yùn)行時(shí),繞組有銅耗,鐵耗以及附加損耗,這些損耗,一方面影響變壓器的效率,一方面轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?導(dǎo)致變壓器本身的溫度升高,還把熱量散發(fā)到周圍介質(zhì)中去. 各部分的溫度對(duì)絕緣材料影響很大.決定變壓器運(yùn)行時(shí)溫度高低的因素有二:一 是變壓器的總損耗 二 是其散熱能力. 當(dāng)發(fā)熱量=散熱量時(shí),變壓器各部分的溫度達(dá)穩(wěn)定值. 溫升:變壓器運(yùn)行
4、時(shí)各部分溫度穩(wěn)定時(shí)與周圍環(huán)境冷卻介質(zhì)溫度之差.變壓器帶額定負(fù)載長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),各部分的溫升不應(yīng)超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。保證工作年限為(20-30年),我國(guó)規(guī)定了環(huán)境最高溫度為40,溫升指比環(huán)境溫度40高出的數(shù)值.第5頁(yè)/共84頁(yè)1-4 變壓器的額定數(shù)據(jù) 1額定容量 kVA 2額定電壓 V，kV 3額定電流 A 4、相數(shù)、繞組聯(lián)結(jié)圖與聯(lián)結(jié)標(biāo)號(hào) 5額定頻率 HZ 額定值之間的關(guān)系： 單相變壓器： 三相變壓器： 例2-1 一臺(tái)三相雙繞組變壓器，額定容量 ，一二次額定電壓 。求 一二次額定電流。NS1N2NUU1N2NII NNNUSI11NNNUSI22NNNUSI113NNNUSI223100NSKV
5、A12/6000/400NNUUV第6頁(yè)/共84頁(yè)第二章 變壓器的運(yùn)行分析 2-1變壓器的各電磁量正方向單相變壓器的示意圖（1）規(guī)定各量的方向僅為參考方向，并不代表實(shí)際方向。 與 .1212I ,IE E.m規(guī)定的正方向符合右手定則。 （2） .212121(3),smsssEEE E與方向一致與方向一致第7頁(yè)/共84頁(yè) 若 11 11PU I cos0說明變壓器從電源吸收的有功功率 11 11QU I sin0變壓器從電網(wǎng)中吸收無功功率 22 22PU I cos0說明變壓器輸出有功功率。 22 22QU I sin0說明變壓器輸出無功功率 反之吸收無功功率 一次繞組中感應(yīng)電勢(shì)： 11deN
6、dt 二次繞組中感應(yīng)電勢(shì)：22deNdt 第8頁(yè)/共84頁(yè)2-2 單相變壓器空載運(yùn)行 空載運(yùn)行：原繞組接交流電源上，二次繞組開路，稱為 單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的示意圖AX只是參考相量，不表示該量瞬時(shí)的實(shí)際方向。第9頁(yè)/共84頁(yè)主磁通、漏磁通空載電流 ：一次側(cè)接至交流電網(wǎng)，二次側(cè)開路時(shí)，一次繞組中的電流?？蛰d磁勢(shì)（勵(lì)磁磁勢(shì)）： 主磁通：與一次繞組與二次繞組同時(shí)相交鏈的磁通，磁路為鐵芯，是變壓器能量傳遞的媒介。漏磁通：只與自身繞組相交鏈的磁通，只占總磁通的（0.1-0.2）%,沿空氣閉合,只起電壓降作用,不能傳遞能量.瞬時(shí)表達(dá)式：sinmwt11sinsswt0i01 0fN i第10頁(yè)/共84頁(yè)1
7、、主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、相量表達(dá)式：1111cossinsin122mmmdwtwtwtatWNeNWNE 2222cossin2mmdwtwtateNWNE111114.442222mmmmjjjffNWNENE 224.44mjfNE 12.2E Em滯后于.12,E E電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通的交變頻率、繞組匝數(shù)以及磁通幅值成正比。當(dāng)頻率、匝數(shù)一定時(shí)，其大小取決于主磁通的幅值。 第11頁(yè)/共84頁(yè) 3、漏磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 相量表示： 1111114.4422smsSsjjfWNENE 1111122sSOsOjjWNWNIEI 11102ssNLI一次繞組漏自感10011SSjWLjXEII 1se
8、111111sinsin22sSmsswtwtdtdeNWNE 漏磁通路徑主要是空氣，其磁阻為常數(shù)，所以在頻率一定時(shí)，為常數(shù)，1X第12頁(yè)/共84頁(yè)4、空載運(yùn)行電壓方程 一次繞組：二次側(cè) 空載電流不超過額定電流的10%，所以忽略一次繞組的漏阻抗壓降。結(jié)論：變比：110110110111sjXUE EI RE I RE I Z 220UE111114 444 44mmUEffUNN 11UE 11fNUm當(dāng) 和一定時(shí) 主磁通的大小幾乎決定于所加電壓大小1E2一次電勢(shì)與二次電動(dòng)勢(shì)變比 用k表示E第13頁(yè)/共84頁(yè) 變比 5、勵(lì)磁電流：空載電流又稱勵(lì)磁電流 空載電流兩個(gè)分量： 112224 4414
9、 44mmfkfNNEENN11UE空 載 時(shí)220UE若k1時(shí) 降壓變壓器 k1升壓變壓器uFe磁化電流I 在鐵心中產(chǎn)生主磁場(chǎng)無功分量鐵耗電流I補(bǔ)償空載換耗 鐵耗有功分量0uFeIII0uII是中的主要分量2uFeII滯后第14頁(yè)/共84頁(yè) 6.變壓器空載運(yùn)行的相量圖 以 作為參考相量 滯后于 m0uFeIII1U1E1 EmmIF eII1rIm1XIjm.1E.2E2m10111jxUEIr 220UE01UI與的相位角功率因數(shù)角02表明空載時(shí) 很低，從電網(wǎng)中吸收大量的無功功率0cos吸收的有功功率： 0110cosFecuFeU IPPP第15頁(yè)/共84頁(yè) 7、變壓器空載運(yùn)行的等效電路
10、 若 用一個(gè)阻抗來等效即： 變壓器的勵(lì)磁阻抗， 勵(lì)磁電抗 表明鐵心磁化性能一個(gè)參數(shù)， 勵(lì)磁電阻，反映鐵耗的等效電阻。為兩個(gè)線圈串聯(lián) 111011100UEUEI ZZII 10EI10mmmEjxZrImZmxmr11110mmmUjxjxZZrrI11mmmjxrjxZr1一個(gè)沒有鐵心的線圈 帶有鐵心的線圈Z第16頁(yè)/共84頁(yè) 為常數(shù)為變量，隨飽和程度增大而減小?？蛰d等效電路如圖所示 1r1x,mmrx1U1EmI1rmrmx1x變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等效電路11mmxrrx第17頁(yè)/共84頁(yè)1I1s1sE1U2U2I2E2sELZ2sm1N2NAXxa*1E6-3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行第18頁(yè)/共
11、84頁(yè)負(fù)載時(shí)上的電壓方程為： 222()LLLUI ZIRjXm負(fù)載時(shí)，一二次繞組中都有電流流過，都產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)。鐵芯中的主磁通是由這兩個(gè)磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生的。即：11IN22INmIN1121E2E1E2E1、負(fù)載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)及一、二次電流關(guān)系第19頁(yè)/共84頁(yè)114.44mEfN.121201I NI NI N102FFF即：0Fm1E的數(shù)值取決于鐵芯中主磁通的數(shù)值，它的大小取決于的大小。1111UEI Z 一次回路電壓方程：01II11UE 1Z與空載相比，但設(shè)計(jì)時(shí) 很小，1Um不變，近似不變 。說明負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁勢(shì)和空載磁勢(shì)在數(shù)值上相差不大第20頁(yè)/共84頁(yè)對(duì)于負(fù)載運(yùn)行。勵(lì)磁磁勢(shì)的理解：.22
12、22IFI N.1I.2()F必然改變磁路的磁動(dòng)勢(shì)和主磁通的大小，m因此一次繞組中必有電流基本不變，產(chǎn)生一個(gè)的磁動(dòng)勢(shì)以抵消二次繞組電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)，維持磁動(dòng)勢(shì).001FI N.120()FFF 則 ：.121012()I NI NI N 上式表明，負(fù)載時(shí)一次繞組磁動(dòng)勢(shì)由兩個(gè)分量:一為勵(lì)磁磁勢(shì).0F用來產(chǎn)生主磁通，從空載到負(fù)載變化不大.2()F.2F另一分量為:用來平衡二次繞組磁勢(shì)它隨負(fù)載變化而變化。,為負(fù)載分量，第21頁(yè)/共84頁(yè)01(0.020.1)NII.21201NIIIN.2F是主要分量。.210202011()()LNIIIIIIINk v電流由兩個(gè)分量組成：一個(gè)是維持主磁通的勵(lì)磁分
13、量，另一個(gè)是用以補(bǔ)償二次繞組去磁磁通勢(shì)的負(fù)載分量。第22頁(yè)/共84頁(yè).2224.44SsEjfN .2222SjwLIjX I .22222SUEEI R.2222()EIRjX.222EI Zv2、負(fù)載時(shí)二次電壓、電流的關(guān)系.2s二次繞組漏磁通，磁路近似線性的。第23頁(yè)/共84頁(yè)10mEI Z .121201I NINI N1111ZIEU2222ZIEU.222UI Z12EKE變壓器的基本方程式為第24頁(yè)/共84頁(yè)1U1I11I N1S111SEjI X120121I N I NI N01I Nm1E2E2U2I22I N2S222SEjI X22I R11I R11111()UEI R
14、jX 22222()UEIRjX各量的關(guān)系如下：第25頁(yè)/共84頁(yè)結(jié)論:v(1) 上述方程不僅適用于單相變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行,也適用于三相變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,全部電磁量都指的一相。.m1U（2）鐵芯中的主磁通 的大小由端電壓 決定。mX （3）主磁路采用硅鋼片，磁導(dǎo)大，即 大，由很小的勵(lì)磁電流就能產(chǎn)主較大的主磁通12,X X（）漏磁路主要由非鐵材料構(gòu)成，對(duì)應(yīng)的漏電抗很?。ǎ┱莆崭鶕?jù)規(guī)定正方向判斷變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)功率流向及性質(zhì)第26頁(yè)/共84頁(yè)、折合算法歸算的目的：導(dǎo)出等效電路歸算的方法：是將一個(gè)匝數(shù)與一次繞組相等，電磁效應(yīng)與二次繞組相同的繞組去代替的二次繞組。為二次側(cè)折算到一次側(cè)。當(dāng)然也可以將一次側(cè)折
15、算到二次側(cè)歸算的算法原則：歸算不改變電磁效應(yīng)，即歸算前后磁勢(shì)平衡關(guān)系，各種能量關(guān)系均保持不變。（）電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算.224.44mEjfN .224.44mEjfN kNNNNEENN21222212第27頁(yè)/共84頁(yè).222221NNIINNk2222ININ2222 222222222 2rkrIIrrIrI.21201NIIIN.102III22kEE 故 ：22kUU同理 電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算是乘以變比（2） 電流的歸算：磁勢(shì)相等電流的歸算是除以變比則磁勢(shì)方程:（3）阻抗的歸算折算原則：功率相等第28頁(yè)/共84頁(yè)2222 222222222 2XkXIIXXIXI阻抗的歸算是乘以變比的
16、平方變壓器歸算后的基本方程式.102III1111ZIEU2222ZIEU21EE10mEI Z 第29頁(yè)/共84頁(yè)經(jīng)過歸算以后，使原本無電路聯(lián)系的雙繞組變壓器，一、二次繞組電動(dòng)勢(shì)相等 ，磁動(dòng)勢(shì)平衡方程變?yōu)殡娏髌胶怅P(guān)系：即：。負(fù)載運(yùn)行時(shí)的T形等效電路。21EE.102I II 變壓器的T形等效電路 v、等效電路形等效電路只適用變壓器對(duì)稱、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。第30頁(yè)/共84頁(yè) 簡(jiǎn)化等效電路：變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，忽略；可認(rèn)為無窮大而斷開，可得簡(jiǎn)化等效電路圖（a）(b)10II0I2mLZZZmZ122121221212kkkkkZZZRjXRRRRk RXXXXk X簡(jiǎn)化等效電路不適用空載，適用正常負(fù)載運(yùn)行
17、和穩(wěn)態(tài)短路。第31頁(yè)/共84頁(yè)11,112211RR XXkk,2211mmmmRR XXkk.101111,UUIk IIk Ik思考題：為什么在功率放大電路帶揚(yáng)聲器負(fù)載時(shí)，在其間接一放大電路？v如將一次側(cè)折算到二次側(cè)第32頁(yè)/共84頁(yè)1U2I2U2cos已知 、 、 及變壓器的各個(gè)參數(shù)，則畫圖的步驟為：2U2I2（1）以 作為參考相量，畫 滯后 一角度 ；2U22rI22XI j2E（2）在 上加 和 得 ；12 EE（3）；m1E90m1 E（4）主磁通 超前 ，畫出 和 ；.01mIEZ mmmrXtg1.0Iv（5）根據(jù) ，畫落后于 一個(gè)角度 .102III（6）作1 E11rI11
18、XIjv（）再在 加上 和 ，從而得原邊電壓 。6.相量圖第33頁(yè)/共84頁(yè).m.12EE.2U.2I.22I R.22I X.0I.2I.1I.1E.11I R.11jI X.1U121111ZIEU.102III2222ZIEU21EE10mEI Z 第34頁(yè)/共84頁(yè) 簡(jiǎn)化相量圖：已制好的變壓器很難用實(shí)驗(yàn)的方法將其阻抗分開。因此，實(shí)際中常常采用簡(jiǎn)化相量圖.12II 22LUI Z12II 12121()kkkUUI RjXUI Z.2U.1kI R.1kj I x.1U21第35頁(yè)/共84頁(yè) 例1 變壓器二次繞組開路，一次繞組加額定電壓時(shí)，雖然一次繞組電阻很小，但一次電流并不大，為什么？
19、勵(lì)磁阻抗代表的物理意義？電力變壓器不用鐵心而用空氣心行不行？ 答（）因?yàn)橹鞔磐ㄔ谝淮卫@組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基本上與一次繞組外加電壓相平衡，即勵(lì)磁阻抗很大，所以一次電流并不大。 （）表示單位勵(lì)磁電流產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。 （）若不用鐵心而用空氣心，則磁阻大大增加，勵(lì)磁阻抗變小，空載電流增大，以致達(dá)到滿載電流，無法再增加負(fù)載。第36頁(yè)/共84頁(yè)例例2如圖所示，單相變壓器如圖所示，單相變壓器， 12220 110NNUUV出線端為出線端為A A、X X，低壓繞組出線端為，低壓繞組出線端為a a、x x，A A和和a a為同極性端，為同極性端， 高壓繞組高壓繞組在在A A和和X X兩端加兩端加220V220V
20、， ax 開路時(shí)的勵(lì)磁電流為開路時(shí)的勵(lì)磁電流為 0I,主磁通為主磁通為 m勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)為 0F，勵(lì)磁阻抗為勵(lì)磁阻抗為 mZ求下列三種情況下求下列三種情況下 的主磁通、勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)、勵(lì)磁電流和的主磁通、勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)、勵(lì)磁電流和勵(lì)磁阻抗。(1) AX 側(cè)開路,ax端加110V電壓;(2)X和a相連,Ax端加330V電壓;(3) X和x相連,Aa端加110V電壓作業(yè):S6-4,S6-6第37頁(yè)/共84頁(yè) 6-4 標(biāo)幺值 標(biāo)幺值就是某一個(gè)物理量的實(shí)際值與選定一個(gè)同單位的固定數(shù)值的比值。即：標(biāo)幺值=實(shí)際值/基值 一般選額定值作為基值。對(duì)于單相變壓器，選額定電壓、電流作為基值。容量的基值表示為： 阻
21、抗的基值 表示為: 對(duì)于三相變壓器,選額定的線電壓、線電流作為基值 容量的基值為： 對(duì)于星形聯(lián)結(jié) NSNNNSUINzNNNUzI3NNNSU I3NNNUZI第38頁(yè)/共84頁(yè) 對(duì)于三角形聯(lián)結(jié) 采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)： 1、采用標(biāo)幺值表示電壓、電流時(shí)，可以直觀地看出變壓器的運(yùn)行情況 例：如兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，它們的一次電壓、電流分別為6KV、9A和35KV、20A，在不知道它們的額定值時(shí)，無法判斷其運(yùn)行情況，如果給出它們的標(biāo)么值分別 和 2、三相變壓器的線值標(biāo)幺值與相值標(biāo)幺值相等。在交流電路，最大值、有效值的標(biāo)幺值相等。 3、同一量折算前后的標(biāo)幺值相等。用標(biāo)幺值表示電壓、電流大小時(shí)，不必考慮是折合到
22、哪一側(cè)。33NNNNNUUzII111.0,1.0UI111.0,0.6UI111NIII11I 11I 11I 4、便于判定電機(jī)運(yùn)行情況 當(dāng) ， 滿載 、 過載 、 欠載第39頁(yè)/共84頁(yè)6-56-5變壓器參數(shù)的測(cè)定變壓器參數(shù)的測(cè)定 1、變壓器的空載試驗(yàn) 從空載試驗(yàn)可以求出變壓器的變比k，鐵耗 及勵(lì)磁阻抗 。 在空載試驗(yàn)時(shí)，一次繞組加上額定電壓 ，二次繞組開路，測(cè)量二次空載電壓 、空載電流 及空載輸入功率 。FePmZ1NU20U0I0p第40頁(yè)/共84頁(yè) 空載試驗(yàn)時(shí)的等效電路10I1210rI0Feppv由于空載運(yùn)行時(shí)空載電流 很小，產(chǎn)生的銅耗 可以忽略不計(jì)。為此近似認(rèn)為第41頁(yè)/共84頁(yè)
23、 單相變壓器 變壓器的變比 ： 空載阻抗：由于 120kUU21211010)()(|mmmxxrrZZIUZ111,xxrrZZmmm勵(lì)磁阻抗 002010022mNmmmmpRRIUZZIXZR第42頁(yè)/共84頁(yè)mZv由于 的數(shù)值與磁路的飽和程度有關(guān)，一般應(yīng)以額定電壓下測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算勵(lì)磁參數(shù)。v對(duì)于三相變壓器，試驗(yàn)測(cè)定的電壓，電流都是線值，根據(jù)繞組的聯(lián)結(jié)方式，換算成相值，測(cè)得的功率也是三相的，算出一相功率，得出每相的變比和參數(shù)?？蛰d試驗(yàn)一般在低壓測(cè)取，測(cè)得的的數(shù)據(jù)后應(yīng)歸算到高壓側(cè)。v2、短路試驗(yàn)cuP短路試驗(yàn)可以測(cè)出變壓器的銅耗和短路阻抗 。kZ第43頁(yè)/共84頁(yè)變壓器短路試驗(yàn)的接線圖2N
24、IkUkIkpv高壓側(cè)加低電壓，約為額定電壓的510%，使低壓側(cè)電流等于額定電流，測(cè)取、第44頁(yè)/共84頁(yè)2cukkkppI R|kkkUZI2kkkpRI22kkkXZR變壓器的短路參數(shù)v短路時(shí)的等效電路變壓器的銅耗：由于施加電壓很低，鐵耗很小可忽略，所以第45頁(yè)/共84頁(yè)對(duì)于銅： 75234.575234.5kCkRR 對(duì)于鋁 7522875228kCkRR227575kCkkZRX短路試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)繞組中電流達(dá)到額定時(shí)，加在一次繞組的短路電壓為 175kNkCUIZ通常用相對(duì)值表示： 111|NkkNkNKNNIZUUZUU75Cv繞組的電阻隨溫度變化，而短路試驗(yàn)一般在室溫下進(jìn)行。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
25、規(guī)定，油浸式變壓器電阻應(yīng)折算到 時(shí)的數(shù)值。第46頁(yè)/共84頁(yè)阻抗電壓相對(duì)值是變壓器很重要的參數(shù)之一。一般中小型電力變壓器為410.5%，大型為12.517.5%。思考題:變壓器做空載和短路試驗(yàn)時(shí),在一次、二次側(cè)分別做同一試驗(yàn)，測(cè)得的輸入功率相同嗎？為什么？答：在一、二側(cè)分別做空載試驗(yàn)，只要都加額定電壓，這兩種情況下主磁通相等，鐵耗相等，即電源輸入功率相等。 在一、二次分別做短路試驗(yàn)時(shí)，只要加額定電流，這兩種情況下銅耗相等，即電源輸入功率相等。第47頁(yè)/共84頁(yè)一臺(tái)三相變壓器,12/10000/400NNUUV222200400 ,60 ,3800.NUUV IIA pW1111440 ,43.
26、3 ,kNUUV IIA一、二次繞組均為星形聯(lián)結(jié)，在二次側(cè)做空載試驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)為在一次側(cè)做短路試驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)為10900kpW室溫20 C求：該變壓器每一項(xiàng)參數(shù)的標(biāo)么值作業(yè):6-6(14),6-7第48頁(yè)/共84頁(yè)6-6 變壓器的運(yùn)行性能表征變壓器運(yùn)行性能的主要指標(biāo)有兩個(gè)：電壓調(diào)整率和效率。一、 電壓調(diào)整率1122,cos()NUUf I2常數(shù),U變壓器的外特性: 變壓器帶不同性質(zhì)負(fù)載時(shí)的外特性 純電阻負(fù)載時(shí)，端電壓變化較?。桓行载?fù)載時(shí)，變化較大，但外特性都是下降的；容性負(fù)載時(shí)，外特性可能上翹，上翹程度隨容性的增大而增大。 第49頁(yè)/共84頁(yè) 電壓調(diào)整率： 從空載到負(fù)載時(shí)副邊端電壓之差與副邊額
27、定電壓之比，用百分?jǐn)?shù)表示：112,cosNUU常數(shù),2022212221100%100%100%NNNNNUUUUUUUUUU變壓器的電壓變化率表征了電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，一定程度上反映了電能的質(zhì)量，所以它是變壓器的主要性能指標(biāo)之一 電壓調(diào)整率計(jì)算公式推導(dǎo)： .121()kkUUIrjx 12()II2U1kI R1kjI X1NU22abc1212cossinkkabI RI XabUUN21第50頁(yè)/共84頁(yè)121212111cossin100%100%100%NkkNNNUUI RI XabUUUU12121(cossin)100%NkNkNI RIXU22(cossin)kkRXNII11
28、稱為負(fù)載系數(shù)變壓器的電壓變化率不僅決定于它的短路參數(shù)和負(fù)載系數(shù)，還與負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān) 電阻性負(fù)載： 0, 0sin, 1cos22U且較??； 感性負(fù)載時(shí)： 0, 0sin, 0cos22U且較大； 第51頁(yè)/共84頁(yè)電容性負(fù)載時(shí)： 0sin, 0cos22kkXR故往往 0U2U2I說明副邊端電壓隨負(fù)載電流增大而升高 例：一臺(tái)容量為100VA的三相變壓器，已知 0.024,0.0504kkRX計(jì)算它的額定電壓調(diào)整率。 （1）當(dāng)額定負(fù)載，功率因數(shù) 2cos0.8滯后時(shí)； （2）當(dāng)額定負(fù)載，功率因數(shù) 2cos0.8超前時(shí)； 第52頁(yè)/共84頁(yè)例：一臺(tái)三相變壓器，125600,/35/6.3,NN
29、NSkVA UUkV112610 ,92.3 ,53.kkkUV IA pkW122,NNUII1當(dāng)U試驗(yàn)，測(cè)得時(shí)，測(cè)得二次電壓2NUU2求此時(shí)負(fù)載的性質(zhì)及功率因素角的大小。一、二次繞組分別為星形、三角形聯(lián)結(jié)，在高壓側(cè)做第53頁(yè)/共84頁(yè), fm與硅鋼片材料的性質(zhì),B有關(guān), fm與硅鋼片材料的厚度,B有關(guān)鐵耗 銅耗 基本鐵耗 附加鐵耗: 變壓器的損耗 基本銅耗: 附加銅耗: 渦流損耗: 磁滯損耗: 原副繞組電流所引起的直流電阻損耗主要由漏磁通引起的集膚效應(yīng)，使電流在導(dǎo)線截面分布不均勻產(chǎn)生的損耗, 附加銅耗隨著變壓器容量的增加占基本銅耗的比例增加 主要有在鐵芯接縫處由于磁通分布不均勻引起的損耗2
30、、變壓器的效率第54頁(yè)/共84頁(yè)變壓器的效率 21100%PP變壓器效率都較高，大多數(shù)在95%以上，而大型變壓器效率可達(dá)99%以上 確定變壓器效率一般不采用直接測(cè)量1,2P P的方法，原因?yàn)椋?（1）1,2P P相差很小，儀表本身的誤差就可能超出此范圍； （2）容量大的變壓器在制造廠或?qū)嶒?yàn)室很難找到一個(gè)合適負(fù)載做試驗(yàn)； （3）直接做效率試驗(yàn)耗電太多，不經(jīng)濟(jì)。 12112100%100%(1) 100%PppPPPPp100)1 (2cuFecuFepppp%第55頁(yè)/共84頁(yè)oFepp2CukNpp222222223cos3coscosNNNNPUIUIS20220(1) 100%coskNN
31、kNppSpp變壓器的效率特性 )(f當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)， 20CukNppk p最高 0mkNpp100)2cos21 (2maxoNmopSp%第56頁(yè)/共84頁(yè)一臺(tái)三相變壓器額定數(shù)據(jù)為：121000,/10000/6300 ,NNNSkVA UUV一、二次繞組分別為星形、三角形聯(lián)結(jié)，已知空載損耗04.9,pkW15kNpkW短路損耗求：（1）當(dāng)變壓器供給額定負(fù)載且2cos0.8（2）當(dāng)負(fù)載2cos0.8滯后時(shí)的最高效率（滯后）時(shí)的效率作業(yè):6-9, 6-10第57頁(yè)/共84頁(yè) 特點(diǎn)：磁路有關(guān)系，一相磁路以另外兩相磁路作為閉合磁路。1.三相變壓器組：一種由三個(gè)單相變壓器的鐵心組成。特
32、點(diǎn)：三相磁路彼此獨(dú)立 2.三鐵心柱變壓器：0C第七章 三相變壓器7- 三相變壓器的磁路系統(tǒng)第58頁(yè)/共84頁(yè)7-2 變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 1、單相變壓器繞組的標(biāo)志方式 同名端：感應(yīng)電勢(shì)極性相同的出線端。 異名端：感應(yīng)電勢(shì)極性相反的出線端第59頁(yè)/共84頁(yè) 同一鐵心上套有兩個(gè)繞組，高壓繞組首端標(biāo)記為A，尾端為X，低壓繞組首端標(biāo)記為a，尾端為x，它們被主磁通交鏈，當(dāng)主磁通交變時(shí)，高、低壓繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系有同相和反相。AEAEAEaEaEaEv規(guī)定各繞組電動(dòng)勢(shì)方向以首端指向尾端，高壓繞組用 表示，低壓繞組用 表示。第60頁(yè)/共84頁(yè)AEaEAEaEaE時(shí)鐘表示法： AE作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針永遠(yuǎn)指
33、向12， 作為時(shí)鐘的短針，根據(jù)短針的指向，確定聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。 第61頁(yè)/共84頁(yè)2、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)三相高壓繞組：首端A、B、C，尾端X、Y、Z低壓繞組：首端a、b、c，尾端x、y、z三相繞組聯(lián)成星形（Y）或三角形（D），Y形：X、Y、Z聯(lián)結(jié)一起（1）、星形聯(lián)結(jié)AEBEAECEAXBYCZABEBCECAE第62頁(yè)/共84頁(yè)00AEE0120BEE0240CEE相電動(dòng)勢(shì) BCBCEEECACA線電動(dòng)勢(shì) 三角形聯(lián)法（D聯(lián)結(jié)） a、AX-CZ-BY-AXXAYBZCABBEE ABBEE BCCEE CAAEE 第63頁(yè)/共84頁(yè)B、聯(lián)結(jié)順序是AX-BY-CZ-AX 第64頁(yè)/共84頁(yè)3三相變壓
34、器的聯(lián)結(jié)組仍采用時(shí)鐘法： E為長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向鐘面“12” abE為短針?biāo)赶虻臄?shù)字，稱為三相繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 確定聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)具體步驟為：按規(guī)定繞組的出線端標(biāo)志聯(lián)接成所規(guī)定的聯(lián)接法，畫出聯(lián)接圖 標(biāo)明相電勢(shì)方向判斷同一相的相電勢(shì)的相位，并畫出高低壓邊對(duì)稱三相電勢(shì)的相量圖，將相量， 和 的頭A和a 畫在一起 AXEaxE根據(jù)高低壓線電勢(shì)的相位差確定聯(lián)組的標(biāo)號(hào)第65頁(yè)/共84頁(yè) Yy聯(lián)結(jié) a、Yy0聯(lián)結(jié)AXBYZCaxybzcABE.abEYy0聯(lián)結(jié)第66頁(yè)/共84頁(yè)b、Y y6聯(lián)結(jié)AXBYZCABEaxyzcb.abEY y6聯(lián)結(jié)第67頁(yè)/共84頁(yè) Y d聯(lián)結(jié) a、Y d11聯(lián)結(jié) AXYBZCABEa
35、xczb.abEY d11聯(lián)結(jié)第68頁(yè)/共84頁(yè) b、Y d1接法AXYBCZaxbyczabEABEY d1接法第69頁(yè)/共84頁(yè)畫圖的注意事項(xiàng)： （）畫在一個(gè)縱方向的兩個(gè)高低繞組是指一個(gè)鐵心柱上的高低繞組。 （）把a(bǔ)和A重合，是為了使高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)有公共的起點(diǎn)。第70頁(yè)/共84頁(yè) Yy聯(lián)結(jié)方式，只能得到偶數(shù)的聯(lián)結(jié)組別。即:Yy0、Yy2、Yy4、Yy6、Yy10 Yd或Dy聯(lián)結(jié)方式，只能得到奇數(shù)的聯(lián)結(jié)組別。即:Yd或Dy （1、3、5、7、9、11) 電力變壓器常用的聯(lián)接組別為: Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 和 Yy05、思考：Yy0變?yōu)閅y4, Yy0變?yōu)閅y6
36、4、結(jié)論：第71頁(yè)/共84頁(yè) 作業(yè):7-2,7-3(1)(2)第72頁(yè)/共84頁(yè)7-5 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器并聯(lián)運(yùn)行是電力變壓器的實(shí)際運(yùn)行方式。1.本章主要內(nèi)容：變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的情況和條件；具體逐一分析不滿足這些條件時(shí)的問題及實(shí)際并聯(lián)運(yùn)行的條件。2.本章重點(diǎn)：并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器如果短路阻抗標(biāo)幺值大小不同時(shí)，它們的負(fù)載分配不同，其容量分配與短路阻抗標(biāo)幺值之間的關(guān)系是：:NNNkkkSSSSSSZZZ第73頁(yè)/共84頁(yè)7-5 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行 概述 現(xiàn)代電力系統(tǒng)容量越來越大，一臺(tái)變壓器不能擔(dān)負(fù)起全部容量的傳輸或配電任務(wù)，為此采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行。 并聯(lián)運(yùn)行：變壓器一、二繞組相同標(biāo)
37、志的出線端聯(lián)在一起，分別接到母線上的運(yùn)行方式。 第74頁(yè)/共84頁(yè) 并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)： 1提高供電的可靠性 2提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率 3減少備用容量 4分期分批投資 并聯(lián)運(yùn)行的理想情況 1負(fù)載時(shí)，各變壓器之間無環(huán)流 2負(fù)載時(shí)，各變壓器能合理分擔(dān)負(fù)載，即負(fù)載與容量成正比分配。 變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想條件： 1原、副繞組的額定電壓相等，變比相等； 2變壓器的聯(lián)結(jié)組相同 3變壓器短路阻抗標(biāo)么值相等第75頁(yè)/共84頁(yè) 前兩個(gè)條件之一不滿足時(shí)會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，第三個(gè)不滿足時(shí)負(fù)載分配不合理。 1、 變壓器變比不等并聯(lián)運(yùn)行kk則在未帶負(fù)載前，兩臺(tái)并聯(lián)變壓器間空載電壓不相等112020( )20()UUUUUkk將K閉合后
38、,兩臺(tái)變壓器的副繞組內(nèi)便有環(huán)流產(chǎn)生 第76頁(yè)/共84頁(yè) 通常規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器變比之間相差必須小于0.5% 2、變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的影響. 變壓器聯(lián)結(jié)組別不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，將產(chǎn)生很大的環(huán)流，導(dǎo)致變壓器的損壞。1120kkkkUUUkkIZZZZ環(huán)kkv由于短路阻抗很小, 稍有不等，就可能產(chǎn)生較大的環(huán)流。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空載環(huán)流不超過額定電流的10%。第77頁(yè)/共84頁(yè)如果一臺(tái)Y,y0與一臺(tái)Y,d11聯(lián)結(jié)組的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，它們副邊電壓相位相差30度IIU2IU22U03020302sin0.522U200.52kkUIZZ環(huán)一般變壓器的短路阻抗很小，將產(chǎn)生很大的環(huán)流，其數(shù)值為額定電
39、流的幾倍，這是絕對(duì)不允許的。所以嚴(yán)禁標(biāo)號(hào)不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 第78頁(yè)/共84頁(yè)3、 并聯(lián)運(yùn)行變壓器的負(fù)載分配阻抗電壓的相對(duì)值不等，負(fù)載就不能合理分配。兩臺(tái)變壓器并聯(lián)時(shí)的近似等效電路 1UIIIIIFZ2USIZSIIZ.KKI ZI Z.KKZIZINNUU.NNNNIZIZ.KKNNNNI ZI ZIZIZKKZZ第79頁(yè)/共84頁(yè) 結(jié)論:并聯(lián)變壓器的負(fù)載系數(shù)與短路阻抗的相對(duì)值（短路阻抗電壓的相對(duì)值）成反比 理想情況是：各變壓器根據(jù)其能力來分擔(dān)負(fù)載 如果并聯(lián)運(yùn)行的變壓器容量不等，最好使容量小的變壓器有較大的短路阻抗相對(duì)值，雖然它在負(fù)載運(yùn)行時(shí)達(dá)不到滿載，但對(duì)系統(tǒng)的影響小，如果小變壓器的短路
40、阻抗相對(duì)值較小，那么它將限制整個(gè)系統(tǒng)的充分利用。 并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器一般要求最大與最小的容量之比不宜超過3：1KKZZ第80頁(yè)/共84頁(yè)例:某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500KVA增為800KVA，原有一臺(tái)變壓器， 12/6000/400,0,6.5%NNkUUYyu560NSKVA今有三臺(tái)備用變壓器，數(shù)據(jù)如下： 變壓器A 12320,/6300/400,0,5%NNNkSKVAUUYy u變壓器B 12240,/6300/400,4,6.5%NNNkSKVAUUYy u變壓器C 12320,/6300/440,0,6.5%NNNkSKVAUUYy u第81頁(yè)/共84頁(yè)試計(jì)算： 在不允許變壓器過載情況下，選用哪一臺(tái)與原有變壓器并聯(lián)運(yùn)行最為恰當(dāng)？ 如負(fù)載進(jìn)一步增加后，需用3臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，問選用哪一臺(tái)較合適？最大總負(fù)載容量可能是多少？第82頁(yè)/共84頁(yè)作業(yè) 8-2 8-3第83頁(yè)/共84頁(yè)感謝您的觀看！第84頁(yè)/共84頁(yè)
第二篇變壓器PPT課件
