第3章变压器.ppt

第3章 变压器,项目1变压器的结构与原理,1.1 变压器的结构,变压器是一种静止电机，它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。 一、变压器的作用 1、变压： 2、变流： 3、变阻抗：,二、变压器分类 电力变压器：电力系统传输电能的升压变压器/降压变压器/配电变压器等。 问题 远距离输电为什么必须采用高压输电？ 电炉变压器(专用) ：给电炉(如炼钢炉)供电。 电焊变压器(专用)：给电焊机供电。 整流变压器(专用)：给直流电力机车供电。 仪用变压器：用在测量设备中。 电子变压器：用在电子线路中。,三、结构(电力变压器) 变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。 绕组是变压器的电路，铁心是变压器的磁路。二者构成变压器的核心即电磁部分。 除了电磁部分，还有油箱/冷却装置/绝缘套管/调压和保护装置等部件。,(1)铁心 型式：心式(结构简单工艺简单应用广泛); 壳式(用在小容量变压器和电炉变压器)。 材料：一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。 铁心交叠：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。,铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油道（纵向、横向）。,（2）绕组 一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。 绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。 (3)油/油箱/冷却/安全装置 器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。 变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。 油箱有许多散热油管，以增大散热面积。 为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。,1油箱/2储油柜/3气体继电器/4为安全气道。 变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。 储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。,四 变压器的额定值 (1)额定电压U1N/U2N 单位为V或者kV。U1N为正常运行时1次侧应加的电压。U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。 三相变压器中，额定电压指的是线电压。 (2) 额定电流I1N/I2N 单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。,(3)额定容量SN 单位为VA/kVA/MVA SN为变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。 对单相： SN = I1NU1N = I2N U2N 对三相： (4)额定频率fN 单位为Hz, fN=50Hz 此外，铭牌上还会给出三相联接组以及相数m/阻抗电压Uk/型号/运行方式/冷却方式/重量等数据。,1.2 变压器的工作原理,原绕组匝数为N1，电压u1，电流i1，主磁电动势e1 ，漏磁电动势e1；副绕组匝数为N2 ，电压u2 ，电流i2 ，主磁电动势e2 ，漏磁电动势e2 。,一、空载运行,二、负载运行,1电压变换,原绕组的电压方程：,副绕组的电压方程：,忽略电阻R1和漏抗X1的电压，则：,k称为变压器的变比。,三相变压器的两种接法及电压的变换关系,2电流变换,由U1E1=4.44N1fm可知，U1和f不变时，E1和m也都基本不变。因此，有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（i1N1+i2N2）和空载时产生主磁通的原绕组的磁动势i0N1基本相等，即：,空载电流i0很小，可忽略不计。,3阻抗变换,设接在变压器副绕组的负载阻抗Z的模为|Z|，则：,Z反映到原绕组的阻抗模|Z'|为：,