第3章磁路和变压器案例.ppt

第3章 磁路和变压器 变压器的结构 变压器的结构 变压器的分类 3.2 变压器的工作原理 1. 电磁关系 (1) 空载运行情况 (2) 带负载运行情况 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联结 （2）三相变压器Y0/?联结 3. 电流变换 4. 阻抗变换 1） 变压器的型号 5.变压器的铭牌和技术数据 2） 额定值 3.3 变压器的外特性与效率 2. 变压器的效率(?) 3.4 变压器绕组的极性 4.5.5 特殊变压器 1.自耦变压器 2.电压互感器 3.电流互感器 二次侧不能短路， 以防产生过流； 2. 铁心、低压绕组的 一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二次侧出现高压。 使用注意事项： 电压表 被测电压=电压表读数 ? N1/N2 实现用低量程的电压表测量高电压 V R N1 （匝数多） 保险丝 N2 （匝数少） ~u （被测电压） 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P =UI cos? 及负载功率因数cos? 一定时： 电能损耗小 节省金属材料（经济） 3.1 概述 U ? I ?P = I2 Rl I ? S 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 10.5kV 输电线 220kV 升压 仪器 36V 降压 … 实验室 380 / 220V 降压 变电站 10kV 降压 降压 变压器的磁路 绕组： 一次绕组 二次绕组 单相变压器 + – + – 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 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 变压器符号 单相变压器 + – + – 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。 一次侧接交流电源，二次侧开路。 + – + – + – + – + – ??1 ? i0 ( i0N1) ? ??1 空载时，铁心中主磁通?是由一次绕组磁通势产生的。 一次侧接交流电源，二次侧接负载。 + – + – + – ??1 ? ? ??1 i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有载时，铁心中主磁通?是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? 有效值: 同 理： 主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　 则 (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势 根据KVL： 变压器一次侧等效电路如图 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) 一次、二次侧电压 式中 R1 为一次侧绕组的电阻; X1=?L?1 为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗，由漏磁产生)。 （匝比） K为变比 对二次侧，根据KVL： 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 式中 R2 为二次绕组的电阻; X2=?L?2 为二次绕组的感抗； 为二次绕组的端电压。 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) 三相变压器的联结方式 联结方式： 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 + – + – + – (一次、二次侧电流关系) 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，一次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 | + – + – + –