第二章变压器基本作用原理与理论分析.pptVIP

第一篇 变压器 第二章变压器的基本作用原理与理论分析 2-1电力变压器的基本结构和额定值 变压器的用途 变压器的分类 按用途分： 电力变压器：升压变压器、降压变压器、联络变压器、配电变压器等 特种变压器 ：整流变压器、电炉变压器等 仪用变压器：电压互感器、电流互感器 电力变压器基本结构 铁心，带有绝缘的绕组，变压器油，油箱，绝缘套管 二、额定值 （一）额定容量SN （VA，KVA） （二）额定电压UN （V，KV） （三）额定电流IN （A） （四）额定频率fN （Hz） 额定值的关系 2-2 变压器的空载运行 一、变压器空载运行时的电磁物理现象 二、电磁量的正方向 三、感应电动势、电压变比 变比关系： 四、励磁电流 （一）磁路饱和对励磁电流大小的影响（二）磁路材料性质对励磁电流大小的影响 （三）磁路饱和对励磁电流波形的影响 （四）磁滞现象对励磁电流的影响 （五）涡流对励磁电流的影响 交变磁通在铁芯中感应电势，产生涡流及涡流损耗。 涡流电流（有功分量） ，与 同相位。 由于磁路饱和、磁滞和涡流三者同时存在，激磁电流实际包含 、 和 三个分量；又由于 和 同相位，合并称为铁耗电流分量，用 表示。 五、励磁特性的电路模型 六、漏磁通与漏电抗 七、电路方程、等效电路和相量图 （一）分析方法 2-3 变压器负载运行 1．计算方便，容易判断计算错误 2．采用标么值计算同时也起到了归算作用 3．采用标么值更能说明问题实质 可测量变比、励磁阻抗、励磁电阻、励磁电抗和空载损耗 为了试验方便和安全，空载试验通常在低压侧做，即在低压侧加额定电压。 对三相变压器，计算时电压、电流和空载损耗均要用一相的值。 可测量短路阻抗、短路电阻、短路电抗和负载损耗 为了试验方便，短路试验通常在高压侧做，即在高压侧加电压。 对三相变压器，计算时电压、电流和短路损耗均要用一相的值。 短路电压 短路电流等于额定电流时的外施电压 一、空载试验 二、短路试验 分离初、次级电阻； 通常假定 国标规定，短路电阻应归算到75度时的值。 i0为一不对称的尖顶波，可分解为；对称尖顶波+正弦波 励磁电流i0的基波不再与主磁通Ф同相，而是超前一个小角度α， 再考虑涡流损耗，则i0超前Ф的角度要更大一些。 i0不是正弦的，不能用相量表示，为了工程计算和测量方便，通常用等效正弦波电流来替代，故可用正弦量或相量表示。 等效原则： 频率相同； 相位相同，超前磁通； 有效值相同 励磁电流分解： 磁化电流（无功分量） ，与 同相，滞后 900 ； 磁滞电流（有功分量） ，超前 900 ，与 同相； X1 反映了I0产生漏磁通并感应电动势 的作用，由于漏磁路是线性的，所以x1是常数。 考虑变压器初级绕组的电阻r1和漏磁通的影响 [例2-3] 一台三相电力变压器，Y,y0接法，额定容量SN = 100 kVA，额定电压U1N / U2N = 6 kV / 0.4 kV，每相参数：一次绕组漏阻抗Z1 = r1 + jx1 = ( 4.2 + j9 ) ?，励磁阻抗Zm = rm + jxm = ( 514 + j5526 ) ?。试计算： （1）励磁电流及其与额定电流的比值； （2）空载损耗； （3）一次绕组相电压、相感应电动势及漏阻抗压降。 首先是“先简后繁”，即先将变压器看作是一台理想的变压器，然后再逐步考虑铁耗、漏磁通和一次绕组电阻。 二是“非线性问题线性化”。 三是“电磁现象电路化”，即用电路参数来表征电磁现象。 （二）重点 本节的重点是变压器空载运行时的电路方程、相量图和等效电路。这三者的关键是电路方程 。 一、负载运行时的电磁物理现象 二、基本方程式 （一）磁动势平衡方程式 （二）电压平衡方程式 三、绕组归算 绕组归算——用一假想的绕组替代其中一个绕组使成为k＝1的变压器。 归算量在原符号加上标号 ? 区别，归算后的值称为归算值或折算值。 原则：归算不改变实际变压器内部的电磁平衡关系 以次级绕组归算到初级为例 ，即 （一）次级电流的归算值 原则：归算前后磁势应保持不变 （二）次级电动势和电压的归算值 原则：归算前后次级电磁功率平衡 （三）次级电阻的归算值 （四）次级漏抗的归算值（包括负