任务单相变压器的认识PPT讲稿.ppt

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1、任务单相变压器的认识第1页，共19页，编辑于2022年，星期四知识目标知识目标知识目标知识目标 1 1、掌握单相变压器的结构和铭牌。、掌握单相变压器的结构和铭牌。、掌握单相变压器的结构和铭牌。、掌握单相变压器的结构和铭牌。2 2、掌握单相变压器的工作原理。、掌握单相变压器的工作原理。、掌握单相变压器的工作原理。、掌握单相变压器的工作原理。3 3、了解单相变压器的损耗与效率。、了解单相变压器的损耗与效率。、了解单相变压器的损耗与效率。、了解单相变压器的损耗与效率。能力目标能力目标能力目标能力目标单相变压器的操作使用。单相变压器的操作使用。单相变压器的操作使用。单相变压器的操作使用。第2页，共19

2、页，编辑于2022年，星期四变压器的应用变压器的应用 由由于于变变压压器器具具有有变变换换电电压压，变变换换电电流流和和变变换换阻阻抗抗的的功功能能，所所以以在在电电力力系系统统和和电电子子线线路路中中得得到到极极为为广广泛泛的的应应用，它是电能的传输、分配和使用的重要电气设备。用，它是电能的传输、分配和使用的重要电气设备。图图2 2 电力系统示意图电力系统示意图第3页，共19页，编辑于2022年，星期四铁芯铁芯1.铁芯的作用和材料铁芯的作用和材料图图4 4 心式变压器结构心式变压器结构 图图5 5 壳式变压器结构壳式变压器结构 变压器的结构变压器的结构第4页，共19页，编辑于2022年，星期

3、四铁芯铁芯1.铁芯的作用和材料铁芯的作用和材料铁芯既是变压器的主磁路，又是机械骨架。为减小变铁芯既是变压器的主磁路，又是机械骨架。为减小变压器的铁耗，铁芯一般采用高导磁的压器的铁耗，铁芯一般采用高导磁的0.35mm0.35mm或或0.5mm0.5mm两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成，铁芯柱上套有绕铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成，铁芯柱上套有绕组，铁轭仅起连接铁芯柱，使磁路形成闭合回路的组，铁轭仅起连接铁芯柱，使磁路形成闭合回路的作用。作用。第5页，共19页，编辑于2022年，星期四铁芯铁芯2铁芯叠装方法铁芯叠装方法 图图6 6 硅钢片的叠法硅钢

4、片的叠法 第6页，共19页，编辑于2022年，星期四铁芯铁芯2铁芯叠装方法铁芯叠装方法图图4.4.铁芯柱截面铁芯柱截面第7页，共19页，编辑于2022年，星期四绕组绕组 绕绕绕绕组组组组是是是是变变变变压压压压器器器器的的的的电电电电路路路路部部部部分分分分，它它它它由由由由铜铜铜铜线线线线或或或或铝铝铝铝线线线线绕绕绕绕制制制制而而而而成成成成。按按按按高高高高、低低低低压压压压绕绕绕绕组组组组在在在在铁铁铁铁芯芯芯芯柱柱柱柱上上上上的的的的排排排排列列列列方方方方式，可分为以下两类。式，可分为以下两类。式，可分为以下两类。式，可分为以下两类。1.1.同心式绕组同心式绕组同心式绕组同心式绕组

5、2 2交叠式绕组交叠式绕组交叠式绕组交叠式绕组 第8页，共19页，编辑于2022年，星期四绕组绕组绕组绕组 绕绕绕绕组组组组是是是是变变变变压压压压器器器器的的的的电电电电路路路路部部部部分分分分，它它它它由由由由铜铜铜铜线线线线或或或或铝铝铝铝线线线线绕绕绕绕制制制制而而而而成成成成。按按按按高高高高、低压绕组在铁芯柱上的排列方式，可分为以下两类。低压绕组在铁芯柱上的排列方式，可分为以下两类。低压绕组在铁芯柱上的排列方式，可分为以下两类。低压绕组在铁芯柱上的排列方式，可分为以下两类。1.1.同心式绕组同心式绕组同心式绕组同心式绕组 2 2交叠式绕组交叠式绕组交叠式绕组交叠式绕组 第9页，共1

6、9页，编辑于2022年，星期四 变压器的铭牌和额定值表表1 1 电力变压器铭牌电力变压器铭牌第10页，共19页，编辑于2022年，星期四 1 1变压器的型号含义变压器的型号含义2 2额定容量额定容量S SN N（kVAkVA）第11页，共19页，编辑于2022年，星期四3 3额定电压额定电压U U U U1N1N1N1N、U U U U2N2N2N2N（kVkVkVkV）U U1N1N是指变压器额定运行时，根据绝缘强度和散热是指变压器额定运行时，根据绝缘强度和散热条件，规定加于原绕组的端电压；条件，规定加于原绕组的端电压；U U2N2N指原绕组加额定指原绕组加额定频率频率f f1 1=f f1

7、N1N的额定电压的额定电压U U1N1N，副绕组的空载电压，副绕组的空载电压U U2020，即，即U U2020=U U2N2N。对于三相变压器额定电压指额定线。对于三相变压器额定电压指额定线电压电压。第12页，共19页，编辑于2022年，星期四4 4额定电流额定电流I I1N1N、I I2N2N（A A）额定电流是根据绝缘和发热要求，变压器原、额定电流是根据绝缘和发热要求，变压器原、副绕组长期允许通过的安全电流，对于三相变副绕组长期允许通过的安全电流，对于三相变压器额定电流是指额定线电流。压器额定电流是指额定线电流。第13页，共19页，编辑于2022年，星期四变压器的工作原理变压器的工作原理

8、 变压器是一种静止的装置，它是依靠磁耦合的作用，将一种等级的电压与电流转换成另一变压器是一种静止的装置，它是依靠磁耦合的作用，将一种等级的电压与电流转换成另一种等级的电压与电流，起着传递电能的作用。种等级的电压与电流，起着传递电能的作用。一、变压器的工作原理一、变压器的工作原理 下面以单相双绕组变压器为例分析其工作原理：下面以单相双绕组变压器为例分析其工作原理：在一个闭合的铁心上缠绕两个绕组，其匝数既可以相同，也可以不同，但一般在一个闭合的铁心上缠绕两个绕组，其匝数既可以相同，也可以不同，但一般是不同的。如图是不同的。如图4.1所示，两个绕组之间只有磁的耦合，而没有电的联系。所示，两个绕组之间

9、只有磁的耦合，而没有电的联系。图4.1 单相双绕组变压器原理图 第14页，共19页，编辑于2022年，星期四 与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组(初级绕组、原边绕组初级绕组、原边绕组)，以，以A、X标注标注其出线端；与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边绕组其出线端；与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边绕组(次级绕组、副边绕组次级绕组、副边绕组)，以以a、x标注其出线端。与原边绕组相关的物理量均以下角标标注其出线端。与原边绕组相关的物理量均以下角标“1”来表示，与副边绕组相关的物理量来表示，与副边绕组相关的物理量均以下

10、标均以下标“2”来表示。例如原边的匝数、电压、电动势、电流分别以来表示。例如原边的匝数、电压、电动势、电流分别以N1、u1、e1、i1来表来表示；副边的匝数、电压、电动势、电流分别以示；副边的匝数、电压、电动势、电流分别以N2、u2、e2、i2来表示。对一台降压变压器来表示。对一台降压变压器而言，原边绕组即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组；与此相反，升压变压器的高压绕而言，原边绕组即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组；与此相反，升压变压器的高压绕组指的是副边绕组。组指的是副边绕组。当原边绕组接通电源，便会在铁心中产生与电源电压同频率的交变磁通。忽略漏磁，该磁通便同时当原边绕组接通电源，便会在铁心

11、中产生与电源电压同频率的交变磁通。忽略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，耦合系数与原、副边绕组相交链，耦合系数kc=1，这样的变压器称为理想变压器。根据电磁感应定律，这样的变压器称为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为 变压器的工作原理变压器的工作原理第15页，共19页，编辑于2022年，星期四变压器的工作原理变压器的工作原理 于是可得电动势比：于是可得电动势比：。若磁通、电动势均按正弦规律变化，。若磁通、电动势均按正弦规律变化，k称为变称为变压器的变比，也称为匝比，通常用有效值之间的比值来表示：压器的变比，也称为匝比

12、，通常用有效值之间的比值来表示：。当副边绕组开路当副边绕组开路(即空载即空载)时，如忽略绕组压降时，如忽略绕组压降(仅占仅占u1的的0.01%不到不到)，则有：，则有：不计铁心中由磁通不计铁心中由磁通交变所引起的损耗，根据能量守恒原理，可得交变所引起的损耗，根据能量守恒原理，可得由此可以看出：由此可以看出：式式(4.5)表明，理想变压器的原、副边绕组的视在功率相等，变压器的视在功率称为表明，理想变压器的原、副边绕组的视在功率相等，变压器的视在功率称为变压器的容量。变压器的容量。第16页，共19页，编辑于2022年，星期四单相变压器的损耗及效率单相变压器的损耗及效率 1 1铁损耗铁损耗铁损耗铁损

13、耗P PFeFe 变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定基本铁损耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定基本铁损耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定基本铁损耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大小、磁通交变的频率和硅钢片于铁心中的磁通密度的大小、磁通交变的频率和硅钢片于铁心中的磁通密度的大小、磁通交变的频率和硅钢片于铁心中的磁通密度的大小、磁通交变的频率和硅钢片的质量

14、等。附加损耗则包括铁心叠片间因绝缘损伤而的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因绝缘损伤而的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因绝缘损伤而的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因绝缘损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗构部件中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗构部件中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗构部件中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗的的的的15152020左右。左右。左右。左右。第17

15、页，共19页，编辑于2022年，星期四单相变压器的损耗及效率单相变压器的损耗及效率 2铜损耗铜损耗PCu 变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。基变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗，而附本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗，而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内分布不加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内分布不均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗的均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗的320。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比，所以铜损耗。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比，所以铜损耗又称为又称为“可变损耗可变损耗”第18页，共19页，编辑于2022年，星期四单相变压器的损耗及效率单相变压器的损耗及效率 3 3效率效率效率效率变压器的输出功率变压器的输出功率变压器的输出功率变压器的输出功率P2P2与输入功率与输入功率与输入功率与输入功率P1P1之比称为变压器的效率之比称为变压器的效率之比称为变压器的效率之比称为变压器的效率，即，即，即，即=第19页，共19页，编辑于2022年，星期四