福州大学电机学变压器的基本作用原理与理论分析资料.pptx
《福州大学电机学变压器的基本作用原理与理论分析资料.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《福州大学电机学变压器的基本作用原理与理论分析资料.pptx(76页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、12.1 变压器基本结构2.2 变压器空载运行 2.3 变压器负载运行2.4 标么值2.5 变压器参数测定2.6 变压器运行性能第二章第二章 变压器工作原理和运行分析变压器工作原理和运行分析目目 录录第1页/共76页2 变压器是一种变压器是一种静止静止电器电器,它通过线圈间的它通过线圈间的电磁感应电磁感应,将,将一种电压等级的一种电压等级的交流电能交流电能转换成转换成同频率同频率的另一种电压等级的另一种电压等级的交流电能。的交流电能。2.12.1 变压器基本结构变压器基本结构变压器的定义:第2页/共76页3一、一、变压器的变压器的基本工作原理基本工作原理主要部件是主要部件是铁心铁心和套在铁心上
2、的两个和套在铁心上的两个绕组绕组。两绕组。两绕组只只有磁耦合没电联系有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压,产生交链。在一次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。只要一、二次只要一、二次绕组的匝数不绕组的匝数不同,就能达到同,就能达到改变电压目的改变电压目的N1N2第3页/共76页4二、二、变压器的变压器的分类分类 按用途分:按用途分:电力变压器、调压器、仪用互感器、电子变电力变压器、调压器、仪用互感器、电子变压器、特种变压器。压器、特种变压器。按绕组数目分:按绕组数目分:单绕组(自耦)变压器、双绕组
3、变压单绕组(自耦)变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。器、三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分:按相数分:单相变压器、三相变压器和多相变压器。单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分:按铁心结构分:心式变压器和壳式变压器。心式变压器和壳式变压器。按冷却介质和冷却方式分:按冷却介质和冷却方式分:干式变压器、油浸式变压器干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。和充气式变压器。*本课程主要讨论电力系统输配电用电力变压器本课程主要讨论电力系统输配电用电力变压器第4页/共76页51、电力变压器、电力变压器干式油浸式第5页/共76页62、调压器、调压器第6页/共76页73、仪用互感器
4、、仪用互感器4、电子变压器、电子变压器第7页/共76页85、特种变压器、特种变压器电炉变压器整流变压器电焊变压器环型变压器(音响)第8页/共76页9主要组成主要组成:铁芯、绕组、变压器油、油箱、绝缘套管:铁芯、绕组、变压器油、油箱、绝缘套管三相芯式变压器铁芯绕组单相壳式变压器铁芯绕组三、三、变压器的变压器的基本结构基本结构第9页/共76页10交叠装配交叠装配铁芯叠片装配实物、铁心、铁心:变压器的主磁路,为了提高导磁性能和减少变压器的主磁路,为了提高导磁性能和减少铁损,用铁损,用0.350.35mm 0.5 0.5mm 0.65mm 0.65mm厚、表面涂有绝缘漆的硅厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠
5、成。钢片叠成。铁轭铁芯柱第10页/共76页11铁芯各种截面铁芯各种截面充分利用空间充分利用空间提高变压器容量提高变压器容量减小体积。减小体积。第11页/共76页12、绕组、绕组 变压器的变压器的电路,一般用绝缘,一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。绕制而成。按照绕组在铁芯中的排列方法分为:按照绕组在铁芯中的排列方法分为:铁芯式和铁壳式铁芯式和铁壳式两类两类按照变压器绕组的基本形式按照变压器绕组的基本形式分为分为:同芯式和交叠式同芯式和交叠式两种两种1、铁芯式、铁芯式:(1 1)、每个铁芯柱上都套有)、每个铁芯柱上都套有高压绕组和低乐绕组。为了绝高压绕组和低乐绕组。为了绝缘方便缘方便,低压在内,高压在
6、外低压在内,高压在外 (2 2)、电力系统的各种变压)、电力系统的各种变压器都用铁芯式变压器器都用铁芯式变压器第12页/共76页13扁铜线与成形绕组扁铜线与成形绕组第13页/共76页1422铁壳式铁壳式(1 1)、铁芯柱在中间,铁轭在两旁环绕,且把绕组包)、铁芯柱在中间,铁轭在两旁环绕,且把绕组包围起来围起来.高压绕组和低压绕组沿着铁芯柱的高度交错地高压绕组和低压绕组沿着铁芯柱的高度交错地排列着。排列着。(2)(2)、常应用于电压较低而电流很大的持殊场合、常应用于电压较低而电流很大的持殊场合.例如电炉用变压器。例如电炉用变压器。第14页/共76页15铁壳式变压器铁壳式变压器第15页/共76页1
7、6(四四)油箱油箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油箱油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油箱侧壁有冷却用的管子(散热器或冷却器)。侧壁有冷却用的管子(散热器或冷却器)。(五五)绝缘套管绝缘套管 将线圈的高、低压引线引到箱外,是引线对地的绝缘,将线圈的高、低压引线引到箱外,是引线对地的绝缘,担负着固定的作用。担负着固定的作用。(三三)变压器油变压器油 电力变压器的铁芯和绕组都需浸在变压器油中电力变压器的铁芯和绕组都需浸在变压器油中.变压器油的作用是双重的变压器油的作用是双重的:增强绝缘增强绝缘.传递热量散热传递热量散热第16页/共76页17电力变压器基本结构图电力变压器基本结构图
8、2、散热管1、油箱3、油枕4、高低压绝缘套管5、油标6、起吊孔7、铭牌第17页/共76页18大型电力变压器第18页/共76页19五、变压器的额定值五、变压器的额定值指长期运行时所能承受的工作电压指长期运行时所能承受的工作电压(线电压线电压)指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率视在功率。指在额定容量下,允许长期通过的额定电流。在三相指在额定容量下,允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是变压器中指的是线电流线电流第19页/共76页20三者关系:三者关系:此外,额定值还有额定频率、效率、温升等。绕组绕组Y接法:接法:绕组绕组接法:接法:第20页/共7
9、6页21一、电磁物理现象一、电磁物理现象 2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行第21页/共76页22主磁通与漏磁通的区别主磁通与漏磁通的区别:二、各电磁量参考方向的规定二、各电磁量参考方向的规定磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则1 1)性质上:)性质上:与与 成非线性关系;成非线性关系;与与 成线性关系;成线性关系;2 2)数量上:)数量上:占占99%99%以上,以上,仅占仅占1%1%以下;以下;3 3)作用上:)作用上:起传递能量的作用,起传递能量的作用,起漏抗压
10、降作用。起漏抗压降作用。主磁通主磁通 :同时交链两绕组,沿铁芯闭合,磁阻较小同时交链两绕组,沿铁芯闭合,磁阻较小漏磁通漏磁通 :只交链一个绕组只交链一个绕组,沿非磁性物质闭合沿非磁性物质闭合,磁阻较大磁阻较大i与与E参考正方向相同参考正方向相同第22页/共76页23三、感应电动势、电压变比三、感应电动势、电压变比1 1、主磁通感应的电动势、主磁通感应的电动势-设则:有效值有效值:相量相量:同理,二次侧感应电动势也有同样的结论。同理,二次侧感应电动势也有同样的结论。可见可见:当主磁通按正弦规律变化时,所产生的一次侧感应当主磁通按正弦规律变化时,所产生的一次侧感应电动势也按正弦规律变化,时间相位上
11、滞后主磁通电动势也按正弦规律变化,时间相位上滞后主磁通9090o o。则:有效值有效值:相量相量:第23页/共76页24 E E1 1E E2 2在时间相位上滞后于磁通在时间相位上滞后于磁通 90900 0.其波形图和相量图如下图所示其波形图和相量图如下图所示第24页/共76页25 变压器的变比:变压器的变比:在在变变压压器器中中,原原、副副绕绕组组的的感感应应电电动动势势E E1 1和和E E2 2之之比称为变压器的变比,用比称为变压器的变比,用 k k 表示,即:表示,即:上上式式表表明明,变变压压器器的的变变比比等等于于原原、副副绕绕组组的的匝匝数数比。当变压器空载运行时,由于比。当变压
12、器空载运行时,由于U U1 1EE1 1 ,U U2020=E E2 2,即,即第25页/共76页26四、励磁电流四、励磁电流讨论的问题:主磁通的波形取决于励磁电流的波形,而励磁主磁通的波形取决于励磁电流的波形,而励磁电流的大小和波形决定于变压器的铁芯材料及电流的大小和波形决定于变压器的铁芯材料及几何尺寸,几何尺寸,受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。主磁通是励磁电流产生的,但是主磁通的量值主磁通是励磁电流产生的,但是主磁通的量值大小受到外施电压大小受到外施电压U U及电路参数的制约及电路参数的制约.对已制成的变压器对已制成的变压器,当当N1、f为常数,则:为常数,则:
13、第26页/共76页27(一一)磁路饱对励磁电流的影磁路饱对励磁电流的影响响磁路末饱和状态磁路末饱和状态:Bm:Bm0.8T0.8T a)a)其磁化曲线其磁化曲线 呈呈线性关系,导磁率是常数。线性关系,导磁率是常数。b)b)当当 按正弦变化,按正弦变化,亦按正弦变化,如图亦按正弦变化,如图2929第27页/共76页28(2)(2)磁路处于饱和状态磁路处于饱和状态:Bm:Bm0.8T0.8Ta)a)磁化曲线磁化曲线0=f(i0)非线性,非线性,随随0增大导磁率逐渐变小。增大导磁率逐渐变小。c)c)当当0 0为正波时,为正波时,i i0 0顶波。顶波。磁路越饱和,尖顶的幅磁路越饱和,尖顶的幅度越大。
14、度越大。b)b)当当i i0 0按正弦规律变化时,按正弦规律变化时,0 0呈平顶波形。呈平顶波形。第28页/共76页29磁路不饱和磁路不饱和 i0 为正弦m为正弦i0为正弦m为平顶磁路饱和磁路饱和m为正弦 i0 为尖顶磁路饱和磁路饱和第29页/共76页30(二二)磁滞现象对励磁电流的影磁滞现象对励磁电流的影响响另一为另一为:磁滞电流分量磁滞电流分量 .交流磁场作用下,受磁滞影响。其励磁电流是交流磁场作用下,受磁滞影响。其励磁电流是不对称尖顶波。不对称尖顶波。其一为其一为:纯磁化电流纯磁化电流分量分量 ,对称的尖顶波对称的尖顶波建立磁场建立磁场,无功分量无功分量第30页/共76页31(三三)涡流
15、对励磁电流的影响涡流对励磁电流的影响 交变磁通在铁芯中产生涡流及涡流损耗。交变磁通在铁芯中产生涡流及涡流损耗。涡流损耗的电流分量涡流损耗的电流分量 也是一有功分量也是一有功分量 1)1)励磁电流实际包含励磁电流实际包含 2)2)同相位合并同相位合并:称铁耗电流分量称铁耗电流分量结论:励磁电流的组成第31页/共76页32 3)当)当考虑铁耗考虑铁耗电流分量时电流分量时,励励磁电流不再与磁电流不再与主磁通同相主磁通同相,而是超前一个磁滞角而是超前一个磁滞角m (铁耗角铁耗角)0 0-E-E1 1第32页/共76页33五、励磁特性的电路模型五、励磁特性的电路模型励磁电流为:励磁电流为:IFe -与与
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 福州大学 电机 变压器 基本 作用 原理 理论 分析 资料
限制150内