变压器基本工作原理及结构ppt.ppt

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1、配电变压器宁夏电力公司培训课件张国清 变变 压压 器器 本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，着重分析单相变压本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，着重分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况，对其他用途的变压器作简单介器的工作原理、基本结构和运行情况，对其他用途的变压器作简单介绍。以期掌握变压器变换电压、电流的原理，理解变压器铭牌数据含绍。以期掌握变压器变换电压、电流的原理，理解变压器铭牌数据含义；学会正确使用各种变压器。义；学会正确使用各种变压器。1 1变变压压器器：是是一一种种静静止止的的电电气气设设备备。它它是是根根据据电电磁磁感感应应的的原原理理，将将某某一等级的交流电压

2、和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设备。一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设备。2 2作用：变换交流电压、变换交流电流和变换阻抗。作用：变换交流电压、变换交流电流和变换阻抗。日常生活中的电能是怎样来的从发电厂到用户的送电过程示意图从发电厂到用户的送电过程示意图6.327KV升压变压器 发电机组降压变压器 配电变压器10KV35KV66KV110KV220KV500KV10KV/0.4KV配电变压器配电变压器输电变压器输电变压器 3.1 3.1 变压器基本工作原理和结构变压器基本工作原理和结构3.1.1 变压器的基本工作原理和分类变压器的基本工作原理和分类 1.工作原

3、理工作原理则则有效值有效值有效值有效值2.变压器的分类变压器的分类 按用途分：按用途分：电力变压器电力变压器和和特种变压器特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、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。三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分：按相数分：单相变压器单相变压器、三相变压器和多相变压器。、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：按铁心结构分：心式变压器心式变压器和壳式变压器。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：干式变压器干式变压器、油浸式变压器和、油浸式变压器和充气式变压器。充气式变压器。油浸式变压器的

4、主要结构部件：铁心、绕组、油浸式变压器的主要结构部件：铁心、绕组、油箱、绝缘套管等。油箱、绝缘套管等。3.1.2 变压器的基本结构变压器的基本结构铁芯：磁路部分 绕组的基本型式同心式 同心式同心式铁芯式变压铁芯式变压器常用。高压绕组和低压器常用。高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后绕组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上同芯地套在铁芯柱上，为，为便于绝缘，通常低压绕组便于绝缘，通常低压绕组在里面，高压绕组在外面在里面，高压绕组在外面，中间加绝缘纸筒绝缘，中间加绝缘纸筒绝缘三相心式变压器外观示意图高压低压交叠式交叠式 铁壳式铁壳式变压器常用。高压变压器常用。高压绕组和低压绕组各绕组和低压绕组各分

5、为若干个线饼，分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度沿着铁芯柱的高度交错地排列着交错地排列着，通，通常低压绕组靠近铁常低压绕组靠近铁轭轭 绕组的基本型式绕组的基本型式交叠式交叠式1额定容量额定容量 SN 2额定电压额定电压 UN1和和UN23额定电流额定电流 IN1和和IN24额定频率额定频率 f3.1.3 变压器的额定值变压器的额定值电力变压器的型号及主要系列电力变压器的型号及主要系列3.2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行3.2.1 3.2.1 空载运行时的电磁关系空载运行时的电磁关系图图3-6 3-6 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行N1N21.1.空载运行时的物理情况空载运行

6、时的物理情况1)1)在同一支路内，电压降在同一支路内，电压降u u的正方向与电流的正方向与电流i i的正方向一致；的正方向一致；2)2)磁通磁通的正方向与电流的正方向与电流i i的正方向之间遵的正方向之间遵循右手螺旋定则；循右手螺旋定则；3)3)磁通磁通的正方向与它所感生的感应电势的正方向与它所感生的感应电势e e正方向之间遵循楞次定律。正方向之间遵循楞次定律。变压器各电磁量正方向变压器各电磁量正方向（1 1）主磁通感应的电动势）主磁通感应的电动势主电动势主电动势设设则则有效值有效值相量相量当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按正弦

7、规律变化，时间相位上滞后主磁通正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通9090。E E1 1 f f、N N1 1、m m2.2.感应电动势分析感应电动势分析同理同理,可得副边感应电势可得副边感应电势:相量相量有效值有效值根据主电动势的分析方法，有根据主电动势的分析方法，有n 漏电动势也可以用漏抗压降表示，即漏电动势也可以用漏抗压降表示，即漏电抗漏电抗漏电感漏电感（2 2）漏磁通感应电动势）漏磁通感应电动势空载电流空载电流主要作用是在铁心主要作用是在铁心中建立磁场，产生主磁通中建立磁场，产生主磁通空载时的变压器实际上就是空载时的变压器实际上就是一个非线性电感器，其磁通一个非线性电感器，其磁通量与电流

8、的关系，服从于铁量与电流的关系，服从于铁磁材料的磁化曲线磁材料的磁化曲线=f(i)磁化曲线3.2.2 3.2.2 空载电流空载电流空载电流的作用与组成空载电流的作用与组成空载电流包含两个分量空载电流包含两个分量 励磁分量励磁分量，作用是建立主磁通，相位，作用是建立主磁通，相位与主磁通与主磁通 相同，为相同，为无功分量无功分量 铁损耗分量铁损耗分量，作用是供给铁磁材料铁损，作用是供给铁磁材料铁损（磁滞和涡流损耗），为（磁滞和涡流损耗），为有功分量。有功分量。空载运空载运行时从电源输入少量电功率行时从电源输入少量电功率，主要用来补偿，主要用来补偿铁心中的铁损耗铁心中的铁损耗 空载电流的性质和大小空

9、载电流的性质和大小性质性质通常，通常，I IFe，U1 与与 I0 之间相位角之间相位角 接接近近90 空载电流可近似为空载电流可近似为感性感性大小大小 与导磁材料有关与导磁材料有关 一般变压器一般变压器 I0%=（210）%大容量变压器大容量变压器 I0%1%容量越大容量越大I0%越小越小1.1.电动势平衡方程电动势平衡方程漏阻抗漏阻抗一次侧一次侧3.2.3 3.2.3 空载时的电动势方程空载时的电动势方程 请注意：“电压决定磁通”对电力变压器，Z1很小，产生的漏阻抗的压降I0Z1很小U1E1 or 11电压决定磁通电压决定磁通当k1为降压变压器；k1为升压变压器。对于三相变压器变比k是指原、副绕组的相电势(或相电压)之比。2.2.变比变比变压器空载运行时相量图铁耗角铁耗角I I不再与不再与同相位同相位配电变压器配电变压器升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器试验、仪用等变压器试验、仪用等变压器电炉、整流变压器电炉、整流变压器干式变压器干式变压器油浸式变压器油浸式变压器强迫油循环电力变压器强迫油循环电力变压器单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器芯式变压器芯式变压器壳式变压器壳式变压器