第六章电力变压器

1、 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互感器电流互感器 ： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率cosUIP 及负载功率因数及负载功率因数 一定时：一定时：coslrIP2（电能损耗小）（电能损耗小）IU SI 节省金属材料节省金属材料 （经济）（经济）变压器的磁路变压器的磁路1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5

2、mm铁心铁心一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心变压器的结构变压器的结构1u2uLR1i2i+原边接交流电原边接交流电 源源,副边开路。副边开路。(1)空载运行情况空载运行情况0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u 11dtdNe i0 ( i0N1) 1 tiLe111dd dtdNe22 空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由原绕组由原绕组磁势产生磁势产生的。的。1u+1e+1e+ 2 1 1u 11dtdNe i1 ( i1N1) 1 dd011tiLe dtdNe22 1N2NZi1i2+u2+e2+e 2i2 ( i2N2) 2 dd2ti

3、Le22 有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通 是是由原、副绕组由原、副绕组磁势共同产生磁势共同产生的合成磁通。的合成磁通。t)(tNtNe sinddddm111 tN cosm1 )t(E 90sinm1 1144.4NfEm 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)t(Ee 90sinm22 2244.4NfEm t, sinm 根据根据KVL：1111111111EIjXIREEIRU 对原边，变压器原边等效电路如图对原边，变压器原边等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端的电其两端的电

4、压也较小压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，则比较可忽略不计，则1E1R0I1U1E+KNNEEUU 2121201根据根据KVL：2m220224440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。222222222UIjXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+ABCXYZabczyx高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端/000YYYYYYYY、：高压绕组接法高压绕组接法低压绕

5、组接法低压绕组接法:YY0/三相配电变压器三相配电变压器: Y/动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）: Y0/A311PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133A311PUU CB1UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+Z2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211NiNi 或：或：2211NINI 2211NINI KNNII11221 结论：原

6、、副边电流与匝数成反比。结论：原、副边电流与匝数成反比。或：或：221011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论：结论： 变压器原边的等效阻抗模，为副边所变压器原边的等效阻抗模，为副边所带负载的阻抗模的带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +：信号源信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+ 如图，交流信如图，交流信号源的电动势号源的电动势 E= 120V，内，内阻阻 R 0=800 ，负载为扬声器，负载为扬

7、声器，其等效电阻为其等效电阻为RL=8 。要求。要求: （1）当）当RL折算到原边的等效折算到原边的等效电阻电阻 时，求变压器的时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源）当将负载直接与信号源联接时联接时,信号源输出多大功率？信号源输出多大功率？0LRR W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：为：2cm 18901422.S 1920101811504443804444m11 .SfB.UN19038036051192005112112012 .UU.NUUN

8、NA 39136502N2.USI A 130380501N1.USI JIddJI 4 , 42 mm250mm 2560521430.134411.JId取取 mm90mm 840521433914422.JId取取 变压器额定容量变压器额定容量(KVA)S:三相三相D:单相单相 NNUU21 、N2N1 II、NSNNNNNIUIUS1122 NNNNNIUIUS112233 NNNIUS11 容量：容量： 21PP 原边输入功率：原边输入功率： cos222IUP 输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质 ， 1222)(22IfU%1

9、00%20220 UUUU)(22IfU U2I2U20I2N2 2 FeCu2212PPPPPP A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 0033CuFe22119724006001010010100.PPPP 00332169724002160010100211010021. 2 AXax Aax 同极性端用同极性端用“”表示表示。增加增加+ 联接联接 23 Nf.Um2444220 NN1324 NN1324 联接联接 13， 2 4ii Nf.U444110m 当电源电压为当电源电压为220V时：时：220u+110u+电

10、源电压为电源电压为110V时：时：不行（两绕组必须并接）不行（两绕组必须并接）iuNN1324 Ni2220 Ni 1102220110 ii+两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消原因：原因：电流电流 很大很大11Rui 1111eRiu 感应电势感应电势0e1324NNi +uaxAaAXUUU、测量：测量： 若若 说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是是同极性端同极性端.axAXAaUUU axAXAaUUU VaAXxVAXu+Xx电流表电流表+_Aa+-SAXax+_S2e+KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+电压表电压表被测电压被测

11、电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1（匝数多）（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少）（匝数少）u（被测电压）（被测电压）电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1（被测电流）（被测电流）ARi1i26.2 6.2 变电所变压器容量和台数的选择变电所变压器容量和台数的选择 (1)根据负荷变化大小的幅度，能够合理的调整投入运行变压器根据负荷变化大小的幅度，能够合理的调整投入运行变压器的台数，实现经济运行时，应选取多于一台的变压器。的台数，实现经济运行时，应选取多于一台的变压器。 (2)进行技术经济比较，计算采用多台变压器多花费的投资能否进行技术经济比较，计算采用多台

12、变压器多花费的投资能否被可能节省的电能损耗及其它运行维护费用所抵偿。被可能节省的电能损耗及其它运行维护费用所抵偿。 (3)有重要负荷的用电单位，应选择大于一台的变压器组合。以有重要负荷的用电单位，应选择大于一台的变压器组合。以便当一台变压器的供电便当一台变压器的供电系统内发生故障时，另一台变压器可以保系统内发生故障时，另一台变压器可以保证对重要负荷的连续供电。证对重要负荷的连续供电。 1 1、允许电压、允许电压 变压器外加一次电压可以比额定电压高，但一般不得变压器外加一次电压可以比额定电压高，但一般不得超过相应分接头电压值的超过相应分接头电压值的5 5。无论分接头在任何位。无论分接头在任何位置

13、，只要外加一次电压不超过相应分接头电压的置，只要外加一次电压不超过相应分接头电压的5 5，变压器变压器= =次侧可带额定负荷运行。次侧可带额定负荷运行。2 2、允许温度和温升允许温度和温升 变压器运行中的损耗转变为热能，使变压器各部位温变压器运行中的损耗转变为热能，使变压器各部位温度升高，与周围形成温差而辐射传度升高，与周围形成温差而辐射传导热量，当发热和导热量，当发热和散热达到平衡状态时，各部分的温度趋于稳定。散热达到平衡状态时，各部分的温度趋于稳定。 1 1、大修周期、大修周期 主变压器在投入运行第主变压器在投入运行第5 5年应进行调芯检查。大修间年应进行调芯检查。大修间隔一般不少于隔一般

14、不少于1010年。年。2 2、大修准备、大修准备 制定对策，编制大修计划，组织人员实施。制定对策，编制大修计划，组织人员实施。 3 3、大修项目、大修项目 （1 1）外壳及油）外壳及油 （2 2）芯子）芯子 （3 3）分接头切换装置）分接头切换装置 （4 4）套管）套管 （5 5）其它）其它 1 1、小修周期、小修周期 变压器小修每年至少一次。变压器小修每年至少一次。2 2、小修的项目及要求、小修的项目及要求 （1 1）消除已发现而就地能消除的缺陷；）消除已发现而就地能消除的缺陷；（2 2）清扫外壳及出线套管；）清扫外壳及出线套管；（3 3）检查外部；）检查外部；（4 4）检查瓦斯继电器等；）检查瓦斯继电器等；（5 5）检查变压器接地线等）检查变压器接地线等等等项目等等项目1 1、测量变压器各级绕组的直流电阻；、测量变压器各级绕组的直流电阻；2 2、测量绕组的绝缘电阻和吸收比；、测量绕组的绝缘电阻和吸收比；3 3、测量绕组连同套管的泄漏电