大学电机与拖动课程-第四章变压器.ppt

2、三相变压器的联结组标号的确定 三相变压器的联结组标号不仅与绕组的同名端及首末端的标记有关，还与三相绕组的联结方式有关。根据联结图，用相量图法判断联结组的标号一般可分为以下几个步骤： （1）标出高、低压侧绕组相电动势的假定正方向。 （2）将高压侧和低压侧的电动势相量图画在同一图上，画图时注意以下几点：(a)、原理图中相序标号从左到右排列，对应的在相量图上按顺时针方向排列，例如：若相序为A-B-C，则相量图上的三个顶点A、B、C按顺时针方向排列。高压侧和低压侧的画图原则相同。(b)、同一铁心柱上，高压和低压两个相量只有同相或者反相两种情况。 (3）判断联结组别：取高、低压相对应的线电势相量进行比较，旋转相量图使高压侧线电势指向钟表“12”，低压侧线电势相量所指向的字母即为联结组别。 AB（方向为由A指向B）和 ab（方向为由a指向b）、 BC和 bc等等 Y y0 联结组 Yd11 联结组 * * * k——匝比 忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有： 二、变压器的分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。 电源变压器 电力变压器 控制变压器 接触调压器 三相干式变压器 三、变压器的结构简介 铁心——变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。 单相芯式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈 三相芯式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈 单相壳式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组 绕组——变压器中的电路部分。 1—低压绕组 2—高压绕组 交叠式绕组 油浸式电力变压器 1—信号式温度计 2—吸湿器 3—储油柜 4—油位计 5—安全气道 6—气体继电器 7—高压套管 8—低压套管 9—分接开关 10—油箱 11—铁心 12—线圈 13—放油阀门 四、变压器的额定值 额定容量为变压器的视在功率（用SN 表示，单位 kV·A ，V·A） 额定电压（一次和二次绕组上分别为U1N 和U2N ，单位V, kV） 额定电流（一次和二次绕组上分别为I1N 和I2N ，单位 A , kA） 单相变压器 三相变压器 额定频率fN ——我国的规定为50Hz [例3-1] 有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器， 试求一次、二次绕组的额定电流。 解： 联结 第二节 变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 变压器匝数为N1的一次绕组加上交流电压，变压器匝数为N2的二次绕组开路，这种情况即为变压器的空载运行。 一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式 其中，i0— 空载电流；u20— 二次绕组的空载电压；r1— 一次绕组的电阻。φ— 主磁通；φ1σ — 一次绕组漏磁通。 1、感应电动势与主磁通 空载运行时，忽略i1R1和e1σ 设： 感应电动势e1 和e2 均滞后于φ 的电角度90°，其有效值为 E1和E2的相量表达式 2、空载电流 空载电流包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁场，产生主磁通——无功分量；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁心损耗——有功分量。 性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流； 大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数I0%来表示： 3、漏磁通和漏电抗 漏电抗X1 是一次绕组的一个参数。 二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路 主磁通产生的感应电动势 e1 ： 式中 R1 — 一次绕组的电阻；Z1 — 一次绕组的漏阻抗， Z1 ＝ R1 ＋ j X1。 式中，Zf — 变压器的励磁阻抗，Zf =Rf +jXf ; Rf — 变压器的励磁电阻，对应铁耗ΔPFe; Xf — 变压器的励磁电抗，反映主磁通的作用。 相应的等效电路如图所示，其中 ， ， 。 第三节 变压器的负载运行 变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运行状态，称为负载运行。 一、负载运行时的物理情况 由于电源电压恒定，即U1=常数，则E1≈常数，Фm≈常数。因此，达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。 二、负载运行时的基本方程式 1、磁动势平衡方程式 为负载电流分量 由于变压器空载电流 很小