电机及拖动与基础3

1、高压变压器干式变压器各类变压器的图片各类变压器的图片平面式变压器调压器油浸式变压器电源变压器级电压的变压器110kV 35kV 10kV 380V 用户发电厂 一次变电所 二次变电所 配电区发电机 升压变压器 降压变压器 降压变压器 配电变压器1111,U I E N2222,UIENm 组成闭合磁路通道 三相变压器，指线电压 我国规定标准工业用电频率为50Hz 其他，如变压器效率、温升等数据1212,NNNNNNSSIIUU1212,33NNNNNNSSIIUU3解：31313232160 10( )2.64( )33 35 10160 10( )2AAAA30.9( )33 0.4 10N

2、NNNNNSIUSIU 电磁感应原理 -两个电路通过磁耦合进行电能交换或者信号传输 特征 -变压器两端具有相同的工作频率 -变压器两端具有不同的电压和电流deNdt 成闭路(磁阻大)。约占1%左右的总磁通 不传递功率。变压器损耗1112euiedeNdt 由电磁感应定律，有111222dueNdtdueNdt U U1E E1E E2U U2I I1I I2ZL变压器的基本结构一次侧等效电路e1u1高高u1+ e1=0(忽略线圈电阻时)e2高ZLu2高u2e2=0二次侧等效电路+-+-+-+-若电压，电动势的瞬时值按照正弦规律变化，则它们的有效值满足(k为匝比)11 1222SU IU IS不

3、计铁心损耗，由能量守恒定律，有一次、二次绕组视在功率相等111222UENkUEN从而，有1122121UNkUNIIk有小写瞬时值大写有效值U U1E E1E E2U U2I I1I I2ZL变压器的基本结构一次侧等效电路e1u1高高u1+ e1=0(忽略线圈电阻时)e2高ZLu2高u2e2=0二次侧等效电路+-+-+-+-22/LZUI2212212212UKUUZKK ZIIIK二次侧阻抗一次侧阻抗111/ZUI可得1 122U IU I由能量守恒变压器在实现对电压进行有效值变换的同时，还可以实现电流有效值和阻抗大小的匹配！正比变压，反比变流，平方变阻 111110111122mmmmd

4、eNdtduiFNieNFdtdReNdt 20U1E1E2UI0+-1E1+ +-e1U1一次侧等效电路e2高U20二次侧等效电路e1I0R1+ +-变压器空载运行+ +-11011122mmddui RNNdtdtduNdt sinmmt 如有11111cossin90sin2mmmmdeNNtNtEtdt 22222cossin90sin2mmmmdeNNtNtEtdt 则电动势平衡方程向量表达式为111112222224.4422224.44222mmmmmmmmENfNEfNENfNEfN11224.444.44mmEjfNEjfN 输入输出关系1112224.444.44mmUEj

5、fNUEjfN 变压器空载运行时，U1为电源电压，通常为常数。因此，当一次绕组加上铭牌所规定的额定电压U1N时，二次绕组的输出电压即为额定电压U2N。 一次绕组电阻 漏磁通 磁滞与涡流( )f i( )f ii0i01t ii022mFeIII11FeFeFeppIEU11 mEjx I11mEI 1mmmmmEIZIrjx1222mmmmmFemmEZIxZrprI=变压器的励磁阻抗=变压器的励磁电抗=变压器的励磁电阻其中11111111111202mmmmmmmUI rEEIrj IxEIrjxEIZIZUE 111mmmZrjxZrjx漏阻抗U1XmRmXR11I0E1有功无功一次侧漏抗

6、铁耗励磁励磁阻抗E2E1I0rI0aI0-E1R1I0jX1I0U1空载运行相量图铁耗角励磁分量漏抗-I0jXm-I0Rm励磁阻抗+ +- -E1111111122222222()()UEI RjXEI ZUEIRjXEI Z 1122111111111222222221112122-()-()-/mmmI NI NI NUEI ZEI RjXUEI ZEIRjXEI ZENkEEkEN 程I1N1+I2N2=ImN1变成了I1+I2=Im，两侧的等效电路就可以合并了。具体如下222222222UIU IUIIIUk2222222222222222222222222222IIRI RRRk R

7、IIIXIXXXk XI110020UIPU、 、从等效电路一次侧看，有2210111m0|() +(X +X )mmUZZZRRI20001022000/mmZZRPIXZRX电压比12/kUU正常运行时，希望uk小些，使得端电压随负载波动较小。但发生突然短路时，希望Uk大些以降低短路电流。 单相变压器端子表示法单相变压器的相位关系取决于：1，同名端2，绕组绕向关系3，电动势指定方向m30m3m30m3m3sin3sin3(120 )sin3sin3(240 )sin3ABCiItiItItiItIt13111111131322222123mmmmmmdddeNNNeedtdtdtdddeN

8、NNeedtdtdt 111113131333131111114.44,4.44(3 )33mmmmmmEfNEf NEEEE 这种磁路结构对3次谐波磁通有较好的抑制作用，所以磁通近似为正弦波。可见中小型三相 芯式Y,y变压器是可以用的。形的2021221100%100%NNNUUUUuUU 121()kkUUI RjX 1212cossinkkabI RI X12NUUab12111212112121100%100%cossin100%cossin100%NNNkkNNkNkNUUabuUUI RI XUIRIXU 11/NII2mIFemPmR21100%PP121112100%100%1

9、100%1100%PpppPPPPPp22222222coscoscosNNNNNPmUImUISmS式中相数变压器的额定容量2()f I最大效率220220()1100%coskNkf IppSpp22200sFeddmIrpdId使或可得解（1）归算到一次侧的参数为额定相电压3110 1057743NUVV电压比22577431501.833150NNUUVk空载相电压20203150UUV空载相电流206.9343IAA空载相损耗02450816.73PWW励磁参数2223150861.7787.55144787.5 -51785.8mmmZRX 归算到一次侧2221.83787.5 =

10、26371.8351 =170.81.83785.8 =2632mmmZRX短路相电压14502603kUVV短路相电流11136.4kkNIIIA额定相损耗789026303kPWW短路参数22226026307.141.9936.436.47.141.996.85kkkZRX 00752275234.5751.99 =2.15234.5 102.516.857.3kCkCRZ 额定负载损耗02217533 36.42.519977kNkkCPIRWW 有功分量和无功分量为（2）阻抗电压的百分值及其0175136.4 7.3100%100%4.6%5774kkCkNIZUU阻抗电压百分值额有

11、功分量0175136.4 2.51100%100%1.58%5774kkCkrNIRUU阻抗电压百分值额无功分量0175136.4 6.85100%100%4.23%5774kkCkxNIXUU0121275221cossin100%(cossin) 100%1 (1.58 0.84.32 0.6) 100%3.86%NNkkCkrkxNIRIXuuuU 电压调整率2322450+19977= 1-100%=97.59%1 630 100.8+2450+19977二次电压23.862(1)315013150 (1 0.0386)3028100UU NuVVV=97.59%电压调整率1 (1.5

12、8 0.84.32 0.6) 100%1.33%u 二次电压23150 1 ( 0.0133)3192UVV 最高效率时的负载系数024500.4959977mkNpp最高效率2322450+0.4959977= 1-100%=98.07%0.495 630 100.8+2450+0.4859977自耦变压器就是利用一个绕组，在进行中间抽头的方法实现改变电压的一种变压器一次绕组每匝感应电动势为1114.44NmEEjfN 二次绕组每匝感应电动势为2224.44NmEEjfN 有12=NNEE图示自耦变压器。绕组中有即做一次绕组又做二次绕组的部分为公共部分。仅做一次绕组的部分为串联部分11NNNSUI忽略漏阻抗压降，与一般变压器相同，有111222NEUkNEU忽略励磁电流，则绕组二部分产生的磁动势相互平衡。有1