[PPT模板]第4章 变压器.ppt

第四章变压器 4.1 变压器的类别、基本结构和额定值 4.1.2变压器的基本结构 4.1.2变压器的基本结构 单相变压器 三相变压器 4.2 变压器的空载运行 主磁通和漏磁通在性质上有明显的差别： ① 磁路性质不同： 主磁路由铁磁材料构成，可能出现磁饱和，所以主磁通与建立主磁通的空载电流之间可能不成正比关系； 漏磁路绝大部分由非铁磁材料构成，无磁饱和问题，则一次绕组漏磁通与空载电流之间成正比关系。 由于主磁路磁阻小，所以主磁通占总磁通绝大部分，而漏磁路磁阻大，漏磁通很小，仅占0.1%~0.2%。 ② 功能不同： 主磁通通过电磁感应将一次绕组能量传递到二次绕组，起能量传递作用； 漏磁通只在一次绕组感应电势，不起传递功率作用。 电磁关系 励磁电流 产生主磁通所需要的电流，用 表示。 4.3 变压器的负载运行 变压器负载时电磁关系 3.变压器负载运行时电压平衡方程式 4.4 变压器的等效电路及相量图 在研究变压器的运行问题时，希望有一个既能正确反映变压器内部电磁关系，又便于工程计算的等效电路，来代替具有电路、磁路和电磁感应联系的实际变压器。下面从变压器的基本方程出发，导出此等效电路。 变压器的等效电路 建立等效电路，除了需要把一次和二次侧磁通的效果作为漏抗压降，主磁通和铁心绕组的效果作为激磁阻抗来处理外，还需要进行组归算. 变压器的等效电路 总结 有外特性U2=?(I2)和效率特性η=?(I2) 而变压器的主要性能指标是电压变化率。 4.7.1 外特性和电压变化率 变压器外特性是指当U1=U1N，cosφ2=常数时，副边端电压随负载电流变化的规律，即：U2=?(I2)曲线。 1. 电压变化率 电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。 定义：当一次侧电压保持为额定，负载功率因数为常值，从空载到负载时二次侧电压变化的百分值，用△u表示。 通常约为5% 2、电压调整率的实用计算公式 ?2 b 假设为感性负载 0 a c p d b 0 a c p d ?2 ④外特性 若 为常数，则： 2.效率和效率特性 ①定义 ②计算方法 1）直接负载法：不准确；对于大型变压器，负载不具备。 2）间接法：准确；简单方便。 变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。 1、铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，称为不变损耗。 2、铜损耗大小与负载电流平方成正比，称为可变损耗。 ③效率特性 变压器的空载试验测得 ，短路试验测得 。 当铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗)时,变压器效率最大： 负载系数 4.8 三相变压器 1. 三相变压器磁路系统 ①三相变压器组 ②三相芯式变压器 特点：三相磁路彼此无关联；适用于巨型变压器。 特点：三相磁路彼此有关联；耗材少，价格低，占地少，维护简单。 2. 三相变压器的电路系统 ①变压器的联结法 末端 首端 末端 首端 n、o x、y、z a、b、c x a 低压绕组 N、O X、Y、Z A、B、C X A 高压绕组 中性点 三相变压器 单相变压器 绕组名称 表1 绕组端头标号 星形联结是把三相绕组的三个首端A,B,C引出，把三个尾端X,Y,Z联结在一起作为中点。如图4-24）。 三角形联结是把一相绕组的尾端和另一相绕组的首端相联，顺次联成一个闭和的三角形回路，最后把首端A,B,C引出。如图4-25）。 星形连接：Y、y；三角形连接：D、d。 国产变压器常用Y，yn ； Y，d；YN，d三种连接法。 ②高、低压绕组的相电动势相位关系 1、同名端及判别： 1)观察绕向法： 2)直流电流法： 互为同名端的两个端点在任意时刻极性都相同，且同名端总是成对出现的。 假设分别从高、低压绕组的一个端点中流入直流电流，从而分别在铁心中产生恒定磁通，如果两个恒定磁通的方向相同，那么这两个端点互为同名端，否则不是同名端。 2、高、低压绕组相电动势相位关系的确定 高、低压绕组相电动势的正方向统一规定为：从绕组的首端指向末端。 若高、低压绕组的首端（或末端）互为同名端，则相电动势同相位；若高压绕组的首端（或末端）和低压绕组的末端（或首端）互为同名端，则相电动势反相位 。 忽略励磁电流分量，则： 负载电流分量： 一次侧电流由励磁电流分量和负载电流分量构成。 上式二次侧电流的增加或减少必然引起一次侧电流的增加或减少，表明通过电磁作用，变压器将能量从一次侧传递到二次侧，即变压器为能量传递装置。 变压器负载运行时磁动势、磁通、电动势之间的关系 磁动势 磁通 电动势 一次绕组