第四章变压器精选PPT.ppt
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1、第四章变压器第1页,此课件共58页哦 4.1 变压器的基本结构、工作原理及分变压器的基本结构、工作原理及分类类一、变压器的基本结构:一、变压器的基本结构:电电力力变变压压器器的的基基本本构构成成部部分分有有:铁铁心心、绕绕组组、绝绝缘缘套套管管、油油箱箱及及其其他他附附件件等等,其其中中铁铁心心和和绕绕组组是是变变压压器器的的主主要要部部件件,称称为为器器身身。下下图图是是油油浸式电力变压器的结构图。浸式电力变压器的结构图。第2页,此课件共58页哦油浸式电力变压器油浸式电力变压器第3页,此课件共58页哦简化图简化图:第4页,此课件共58页哦1、铁心和绕组:最主要的部、铁心和绕组:最主要的部 件
2、,构成变压件,构成变压器的器身。器的器身。铁心:构成变压器的磁路,同时又是套装绕组的铁心:构成变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。骨架。铁心由铁心由铁心柱和铁轭铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱两部分构成。铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。l铁心材料铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁:为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料的磁性材料硅钢片叠成。硅钢片有热轧和硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种,其厚度为冷轧两种,其厚度为0.350.350.50.5mm
3、mm,两面涂以厚两面涂以厚0.020.020.230.23mmmm的漆膜,使片与片之间绝缘。的漆膜,使片与片之间绝缘。第5页,此课件共58页哦 l铁铁心心型型式式 :心心式式、壳壳式式和和渐渐开开线线式式等等形形式。式。壳壳式式结结构构的的特特点点:铁铁心心包包围围绕绕组组的的顶顶面面、底面和侧面;底面和侧面;心式结构的特点:铁心柱被绕组包围。心式结构的特点:铁心柱被绕组包围。第6页,此课件共58页哦壳式变压器壳式变压器第7页,此课件共58页哦心式变压器心式变压器第8页,此课件共58页哦l壳壳式式结结构构的的机机械械强强度度较较好好,但但制制造造复复杂;杂;l心心式式结结构构比比较较简简单单,
4、绕绕组组的的装装配配及及绝绝缘缘比比较较容容易易,电电力力变变压压器器的的铁铁心心主主要要采采用用心式结构。心式结构。第9页,此课件共58页哦l铁铁心心叠叠装装 :一一般般由由剪剪成成一一定定形形状状的的硅硅钢钢片片叠叠装装而而成成。为为了了减减小小接接缝缝间间隙隙以以减减小小激激磁磁电电流流,一一般般采采用用交交错错式式叠叠法法,使使相邻层的接缝错开相邻层的接缝错开。l铁铁心心截截面面:铁铁心心柱柱的的截截面面一一般般做做成成阶阶梯梯形形,以以充充分分利利用用绕绕组组内内圆圆空空间间。容容量量较较大大的的变变压压器器,铁铁心心中中常常设设有有油油道道,以以改改善善铁铁心内部的散热条件。心内部
5、的散热条件。第10页,此课件共58页哦第11页,此课件共58页哦绕组:绕组:绕组是变压器的电路部分,它由铜绕组是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成或铝绝缘导线绕制而成。l一次绕组(原绕组):输入电能一次绕组(原绕组):输入电能l二次绕组(副绕组):输出电能二次绕组(副绕组):输出电能l一次和二次绕组通常套装在同一铁心柱上,具一次和二次绕组通常套装在同一铁心柱上,具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。组具有不同的电压和电流。第12页,此课件
6、共58页哦l两个绕组中,电压较高的称为两个绕组中,电压较高的称为高压绕组高压绕组;电压;电压较低的称为较低的称为低压绕组低压绕组。l从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为绕组又可分为同心式、交叠式同心式、交叠式。l由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产电力变压器均采用这种结构,交叠式主国产电力变压器均采用这种结构,交叠式主要用于特种变压器中。要用于特种变压器中。第13页,此课件共58页哦 2、其他部件:、其他部件:除器身外,典型的油浸除器身外,典型的油浸式电力变压器中还有式电力变压器中还有油箱、变压
7、器油、油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置绝缘套管及继电保护装置等部件。等部件。第14页,此课件共58页哦二、变压器的工作原理:二、变压器的工作原理:第15页,此课件共58页哦工作原理工作原理:其中:其中:可见,可见,只要改变线圈的匝数,就能达到改变电压的目只要改变线圈的匝数,就能达到改变电压的目的的。若:若:第16页,此课件共58页哦三、变压器的分类:三、变压器的分类:变压器的种类很多,可按其变压器的种类很多,可按其用途、结构、相数、用途、结构、相数、冷却方式冷却方式等不同来进行分类。等不同来进行分类。1 1、按用途分类:、按用途分类:l电力变压器电力变压器(主要用在输配电系统中,又分(主
8、要用在输配电系统中,又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器)厂用变压器)l仪用互感器仪用互感器(电压互感器和电流互感器)(电压互感器和电流互感器)l特种变压器特种变压器(如调压变压器、试验变压器、电(如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器)等。炉变压器、整流变压器、电焊变压器)等。第17页,此课件共58页哦2 2、按绕组数目分类、按绕组数目分类:有双绕组变压器、三绕组有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器;变压器、多绕组变压器、自耦变压器;3 3、按铁心结构分类:有心式变压器和壳式变压器;、按铁心结构分类
9、:有心式变压器和壳式变压器;4 4、按相数分类:有单相变压器、三相变压器和多、按相数分类:有单相变压器、三相变压器和多相变压器;相变压器;5 5、按冷却介质和冷却方式分类:有油浸式变、按冷却介质和冷却方式分类:有油浸式变压器(包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸压器(包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式)、干式变压器、充气式变压强迫油循环式)、干式变压器、充气式变压器。器。第18页,此课件共58页哦 6 6、电力变压器按容量大小通常分为:、电力变压器按容量大小通常分为:l小型变压器(容量小型变压器(容量1010630630kVAkVA)l中型变压器(容量中型变压器(容量8008006300
10、6300kVAkVA)l大型变压器(容量大型变压器(容量800080006300063000kVAkVA)l特大型变压器(容量特大型变压器(容量9000090000kVAkVA及以上)及以上)第19页,此课件共58页哦四、额定值:四、额定值:额额定定值值是是制制造造厂厂对对变变压压器器在在指指定定工工作作条条件件下下运运行行时时所所规规定定的的一一些些量量值值。额额定定值值通通常常标标注注在在变变压压器器的的铭铭牌牌上上。变变压压器器的的额额定定值值主主要要有:有:l额定容量额定容量S SN N 额额定定运运行行时时的的视视在在功功率率。以以VAVA、kVAkVA或或MVAMVA表表示示。由由
11、于于变变压压器器的的效效率率很很高高,通通常常一一、二次侧的额定容量设计成相等;二次侧的额定容量设计成相等;第20页,此课件共58页哦l额定电压额定电压U U1N1N和和U U2N2N 正正常常运运行行时时规规定定:加加在在一一次次侧侧的的端端电电压压称为变压器一次侧的额定电压称为变压器一次侧的额定电压U U1N 1N;二二次次侧侧的的额额定定电电压压U U2N2N 是是指指变变压压器器一一次次侧侧加加额定电压额定电压U U1N1N时时二次侧的空载电压二次侧的空载电压;额额定定电电压压以以V V或或kVkV表表示示。对对三三相相变变压压器器,额定电压是指线电压。额定电压是指线电压。第21页,此
12、课件共58页哦额定电流额定电流I I1N1N和和I I2N2N根根据据额额定定容容量量和和额额定定电电压压计计算算出出的的线线电电流流,称称为为 额定电流,以额定电流,以A A表示。表示。对单相变压器:对单相变压器:对对三相三相变压变压器器:第22页,此课件共58页哦l额定频率额定频率 fN:我国工频我国工频5050HZHZ。除除额额定定值值外外,变变压压器器的的相相数数、绕绕组组连连接接方方式式及及联联结结组组别别、短短路路电电压压、运运行行方方式式和和冷冷却却方方式式等均标注在铭牌上。等均标注在铭牌上。额额定定状状态态是是变变压压器器的的理理想想工工作作状状态态,具具有优良的性能,可长期工
13、作。有优良的性能,可长期工作。第23页,此课件共58页哦 4.2 变压器的空载运行变压器的空载运行一、空载运行的物理现象:一、空载运行的物理现象:1.空载运行:空载运行:是指变压器一次绕组接到额定是指变压器一次绕组接到额定电压、额定频率的电源上,二次绕组开路电压、额定频率的电源上,二次绕组开路时的运行状态。时的运行状态。2.2.物理现象:物理现象:l主磁通主磁通l漏磁通漏磁通第24页,此课件共58页哦变压器的空载运行变压器的空载运行第25页,此课件共58页哦变压器空载时的电磁关系第26页,此课件共58页哦主磁通和漏磁通的区别:主磁通和漏磁通的区别:l1 1)由于铁磁材料有饱和现象,主磁路的磁阻
14、不是)由于铁磁材料有饱和现象,主磁路的磁阻不是常数,常数,主磁通与建立它的电流之间呈非线性关系。主磁通与建立它的电流之间呈非线性关系。而漏磁通的磁路大部分是非铁磁材料组成,所以而漏磁通的磁路大部分是非铁磁材料组成,所以漏磁路的磁阻基本上是常数,漏磁路的磁阻基本上是常数,漏磁通与产生它的漏磁通与产生它的电流呈线性关系;电流呈线性关系;l2 2)主磁通在一次、二次绕组中均感应电动势,当)主磁通在一次、二次绕组中均感应电动势,当二次方接上负载时便有电功率向负载输出,故二次方接上负载时便有电功率向负载输出,故主主磁通起传递能量的作用磁通起传递能量的作用。而漏磁通仅在一次绕组。而漏磁通仅在一次绕组中感应
15、电动势,中感应电动势,不能传递能量,仅起压降作用;不能传递能量,仅起压降作用;l因此,在分析变压器和交流电机时常将主磁通和因此,在分析变压器和交流电机时常将主磁通和漏磁通分开处理。漏磁通分开处理。第27页,此课件共58页哦二、正方向的规定:二、正方向的规定:从从理理论论上上讲讲,正正方方向向可可以以任任意意选选择择,因因各各物物理理量量的的变变化化规规律律是是一一定定的的,并并不不依依正正方方向向的的选选择择不不同同而而改改变变。但但正正方方向向规规定定不不同同,列列出出的的电电磁磁方方程程式式和和绘绘制制的的相相量量图图也也不不同同。在在电电机机学学科科中中通通常常按按习习惯方式规定正方向,
16、称为惯例。惯方式规定正方向,称为惯例。具体原则如下:具体原则如下:l1)在在负负载载支支路路,电电流流的的正正方方向向与与电电压压降降的的正正方方向向一一致致,而而在在电电源源支支路路,电电流流的的正正方方向向与与电电动动势势的的正方向一致;正方向一致;l2 2)磁磁通通的的正正方方向向与与产产生生它它的的电电流流的的正正方方向向符符合合右右手螺旋定则;手螺旋定则;l3)感感应应电电动动势势的的正正方方向向与与产产生生它它的的磁磁通通的的正正方方向向符合右手螺旋定则。符合右手螺旋定则。第28页,此课件共58页哦l电电压压u1,u2的的正正方方向向表表示示电电位位降降低低,电电动动势势e1,e2
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