电机学第2版 王秀和 孙雨萍第02章 变压器.ppt

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第二章 变压器 1)变压器的能量传递关系 绕组之间距离愈接近,磁场耦合愈紧密,阻抗愈小。反之,阻抗将大些。 绕组1、2间, 1、3间要传递功率,应靠近些,阻抗较小;绕组2、3间不传递功率,为了限制短路电流,二者应距离远些,阻抗较大。 2.10 三相变压器的不对称运行 三相变压器对称运行时,可采用单相变压器的分析方法。但在实际运行过程中,常出现不对称运行的情况,如外施电压不对称、负载阻抗不对称等。本节主要讲解三相变压器不对称运行的分析方法—对称分量法 变压器运行时将产生损耗,变压器的损耗分两大类 铜耗 1、基本铜耗 2、杂散铜耗 铁耗 1、基本铁耗 2、杂散铁耗 基本铜耗:一、二次绕组内电流所引起时的直流电阻损耗 主要是由漏磁通所引起的集肤效应,使绕组的有 效电阻增大而增加的铜耗,以及漏磁场在结构部 件中引起的涡流损耗等。 铜耗与负载电流的平方成正比。因此铜耗也称为可变损耗。铜耗与绕组的温度有关,一般都用75o时的电阻值来计算 基本铁耗:变压器铁心中的磁滞与涡流损耗。 杂散铁耗: 2)变压器的损耗 杂散铜耗: 主要是铁心接连处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗,和主磁通在铁轭夹件、油箱等结构部件中所引起的涡流损耗。铁耗可近似认为与 或 成正比。由于变压器一侧电压保持不变 铁耗可视为不变损耗。(频率不变的前提下) 因变压器无转动部分且激磁电流很小,一般效率都很高,大多数在95%以上。大型变压器可达99%。 因: 令 可得: 即铁耗与铜耗相等时效率最高 3)变压器的效率 则: 变压器的效率曲线 变压器铁耗pFe只和磁通大小有关(在频率不变时) pFe只与电源电压有关而与负载大小无关 pFe与变压器的空载损耗P0相等, pFe= P0 变压器的铜耗pcu只与变压器的一、二次电流和 一、二次绕组电阻有关 变压器的铜耗pcu等于短路损耗PkN, PkN= pcu= 因次发生最大效率时 此时负载电流的标幺值为 变压器额定负载时的效率为额定效率,用hN表示,额定效率为变压器的另一个主要性能指标 测量变压器的效率一般不采用直接测P1、P2的方法,因P1、P2相差很小。测量仪器本身的误差就可能超出此范围,一般用间接法测量变压器的效率。即测出各种损耗,再计算效率。 [例2-5] 一台50Hz的单相变压器,其容量 , , ,额定电压时的空载损耗 P0=47kW, 额定短路电流时的短路损耗PkN=160kW。试求变压器上带额定负载、 (滞后)时的额定电压调整率和额定效率,并确定最大效率和达到最大效率时的负载电流。 解: (1) 额定电压调整率和额定效率分别为: (2) 最大效率和达到最大效率时的负载分别为: 2.8 变压器的并联运行 在现代发电站和变电所中,常常采用多台变压器并联运行的方式。所谓的并联运行,就是将变压器的一次侧和二次侧绕组分别接到一、二次侧的公共母线上,共同对负载供电。 变压器采用并联运行的优点: 1.根据负载的大小,调整并联运行的变压器的台数,以提高运行效率 2.为了不停电检修变压器,以提高供电可靠性。 3.可减少总备用容量。 一、并联运行变压器的理想运行状态 二、理想并联运行时各变压器应满足的条件 1) 空载运行时变压器之间无环流。 2) 每台变压器负载分配合理 3) 各变压器负载电流同相位(各变 压器的负载电流最小)。 要达到理想运行,需满足下列条件: 1) 各台变压器的额定电压和变比 要相等。 2) 联结组号应相同。 3) 各变压器短路阻抗标幺值相同, 阻抗角相同 其中第二个要求必须严格保证,否则将有很大的电动势差作用在两台变压器二次绕组构成的闭合中,并引起很大的环流,把变压器的线圈烧毁 联结组别不同对变压器并联运行的影响 组别不同的变压器,虽满足1、3条,但两变压器二次侧电压相位至少差30° 由 产生很大的环流,可能损坏变压器线圈。这是绝对不允许的 环流为: 由电路定律得: 求解得: 三、并联运行变压器的负载分配 可见, 每台变压器内流过的电流包括两个分量,第一分量为所分担的负载电流,第二分量是由于两台变压器的电压比不同引起的环流Ic 仅与

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