变压器(1).ppt

1、第2章 变压器,1. 变压器的用途,2. 电力变压器的基本结构,3. 变压器的分类,4. 变压器的额定数据,2.1 变压器的基本结构与分类,变压器是静止电器，由铁心(磁路)及两个或两个以上的绕组(电路)组成，绕组之间由铁心中交变磁通联系(磁耦合),实现从一种电压(电流)变为另一种电压(电流)。,1、变压器的用途,2、变压器的基本结构,铁心 绕组 其他部件,：它是变压器用作导磁的磁路，也是器身的机械骨架，由铁心柱、铁轭和夹紧装置组成。为了减小铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心用0.350.5mm厚的硅钢片叠成，每层钢片接缝错开，从而减小变压器的励磁电流。,铁心,特点：心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，

2、所以电力变压器常常采用这种结构。,按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。,特点：壳式变压器的机械强度较好，常用于低电压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。,绕组,定义,变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。,一次绕组 :,输入电能的绕组。,二次绕组:,输出电能的绕组。,高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。,按照高低电压绕组之间的布置，可以分为同心式和交叠式两种绕组。 同心式结构简单，制造方便。 交叠式机械强度好，引出线的布置和焊接都较方便，漏电抗小。用于特种变压器,其他部件,器身,油箱,变压器油,典型的油浸电力变压器,散热器,绝缘套管,分接开关,继

3、电保护装置 等部件,按相数分为： 单相变压器，三相变压器， 多相变压器,按绕组分为：双绕组变压器,三绕组变压器， 自耦变压器,3 、 变压器的分类,(4)按冷却方式：干式空气自冷变压器,(3)按用途分为： 电力变压器 仪用互感器,油浸水冷变压器,油浸自冷变压器,油浸风冷变压器,升压变压器 降压变压器,电压互感器 电流互感器,4、变压器的额定数据,额定电流（线电流）,，单位 A,1) 变压器的额定数据,二次绕组额定电压是当 时，二次绕组开路电压,Y接,接,2) 变压器额定数据之间的关系,单相变压器：,三相变压器：,3) 额定负载,当变压器接在电压频率为额定频率 ，大小为额定电压 的电网上，若副边

4、电流为 ，且功率因数也为额定时 的运行状态，称为额定运行状态，此时的负载为额定负载。,额定频率：我国的标准工频规定为50Hz。 此外还有额定效率、额定温升。,2.22.4 变压器的运行分析,* 以单相变压器为例来介绍变压器的运行分析及数学模型等，这些结果同样适用于三相变压器对称稳态运行分析,基本思路:已知部分运行数据求其它数据 主要内容:分析物理过程,列方程,化简方程, 绕组归算，得到等效电路 (数学模型) 主要分析方法: 主磁通漏磁通分析法，相量图,分析变压器的基本电磁关系， 着重研究变压器稳态运行分析方法。,理想变压器各电磁量的正方向,2、 和 符合右手螺旋定则,3、 、 和 符合右手螺旋

5、定则,4、 和 符合右手螺旋定则,变压器各电磁量正方向, 2-2 变压器空载运行,变压器空载运行时基本电磁关系（一）,变压器空载运行时基本电磁关系（二）,* 、 都是最大值，一般 * 、 都是由励磁磁动势 产生的。,假设主磁通正弦变化为,根据电磁感应定律,一、主磁通感应电动势,电动势有效值,同理：,得：,结论：,主磁通 决定了感应电动势 的大小。,变压器变比,感应电动势 落后于主磁通 。,二、漏磁通感应电动势,用相量表示,根据电磁感应定律,对一次漏电抗的总结：,漏磁通 感应的漏电动势 可以用空载电 流 在一次绕组漏电抗 产生的负压降 表示，在相位上 落后于 电角度。,三、空载运行电压方程式,其

6、中 为一次绕组的电阻,变比近似表示为：,为一次绕组的漏电抗,为一次绕组的漏阻抗,四、励磁电流及其感应电动势的关系 和变压器的参数,主磁通 感应了主电势 ，而主 磁通是由励磁电流 产生，根据 前面的分析，可从画出的相量图 中看到各物理量的相位关系。 特别注意电压降 （负电动势） 和励磁电流 两个电气量的相位 关系。,思考： 从电路物理概念出发，如何表征图中 电压降和其电流的相位关系？,如下图，可得到：,， 物理意义：,等效铁耗电阻，又称激磁电阻,称激磁电抗,其大小反映了一定励 磁电流激励主磁通的 能力。,由于：,同理可得：,思考： 说说一次漏电抗 和激磁电抗 有何区别？,是一个常数，不随变压器运行状态的改变而改变,是一个变数，因为铁心中的主磁通会出现磁饱和 现象。 也就是说激磁电抗随铁心中磁密的变化而变化； 由于磁密的大小决定于励磁电流，励磁电流的大 小又决定于电压。 所以根本上激磁电抗的大小受所施加电压幅值的 影响：通常电压 越高激磁 电抗会减小。,思考： 一开始分析变压器空载运行时假设主磁通是正弦变化， 请通过到现在为止的学习证明变压器空载运行时其主 磁通确实是正弦变化的。,六、 变压器空载运行的基本方程、相量图和等效电路,变压器空载运行的基本方程,作相量图的主要过程:,选参考向量-主磁通相量 ；,根据一次主电动势 和励 磁电流 关系分解励磁