信息与通信第5章变压器.ppt

第5章 变压器;5.1 概述;电力变压器的基本构成部分有：铁心、绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等，其中铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身。下图是油浸式电力变压器的结构图。P111;信息与通信第5章变压器;1、按用途分类:电力变压器 仪用互感器 特种变压器;4、按相数分类:单相变压器、三相变压器和多相变压器;1、额定容量SN 额定容量是指额定运行时的视在功率。以 VA、kVA或MVA表示。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。; 根据额定容量和额定电压计算出的线电流，以A表示。;三相对称运行，各相各量差120°。 分析出一相，即知其它两相。 三相变压器只需分析一相。 单相变压器的结论可用到三相变压器.;5 .2 变压器的空载运行;二、空载时的电磁关系：;式中：;2）电动势平衡方程式： 根据对正方向的规定，可以得到空载时电动势平衡方程式：; 对于电力变压器，空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小，其 数值不超过U1的0.2%，将I0Z1忽略，则上式变成：; 3）变压器的变比： 在变压器中，原、副绕组的感应电动势E1和E2 之比称为变压器的变比，用 表示，即 ;三、空载电流： 变压器空载运行时原绕组中的电流 主要用来产生磁场，又称 为励磁电流。 ;a;2）当考虑铁心损耗时，空载电流 中还必须包含铁耗分量 ，即;四、空载时的向量图和等效电路:;信息与通信第5章变压器; 变压器空载时从原方看进去的等效阻抗Z0为 式中 ： 为变压器的励磁阻抗;空载等效电路; R1、 是对应原绕组的电阻、漏磁路磁导的电抗，它们数值很小且为常数。 但Rm、Xm是引入的参数,受铁心饱和度的影响，不是常数。 ;：实际存在，可测，是常数；;磁心损耗是指磁心在工作磁感应强度时的单位体积损耗,其主要包括:磁滞损耗、涡流损耗、残留损耗。 磁滞损耗是磁化所消耗的能量,表示为： 作为工程计算用式： 涡流损耗是交变磁场在磁心中产生环流起欧姆损耗,表示为： 残留损耗是由磁化延迟及磁矩共振等造成的,前两项损耗是磁心的主要损耗,一般磁心的损耗说成铁耗。;5.3 变压??的负载运行;二、电动势平衡方程式：;三、负载运行时的磁动势平衡方程式：;K大时，原、付边参数相差大，计算不方便也不精确。; 由于原、副绕组的匝数N１、N２不相等(通常相差较大)，给分析变压器的工作特性增加了困难。 为了克服这个困难，常用一假想的绕组来代替其中一个绕组，使之成为变比k=１的变压器，这样就可以把原、副绕组联成一个等效电路，从而大大简化变压器的分析计算。这种方法称为绕组折算。折算后的量在原来的符号上加一个上标号“′”以示区别。;信息与通信第5章变压器;1）副方电流的折算值 : ;3）副方阻抗的折算值：;信息与通信第5章变压器;1、基本方程式：;2、T型等效电路：;3、相量图：;1 简化等值电路仅适用负载运行； 2 适用单相、三相，三相时用相值； 3 一般负载边折算，计算后再折算回去。;5.4 标 幺 值;5.5 变压器参数的测定;;信息与通信第5章变压器;1.由于励磁参数与磁路的饱和程度有关，故应取额定电压下的数据来计算励磁参数。 2.三相变压器，按上式计算时U1、I0、p0均为每相值。但测量给出的数据却是线电压、线电流和三相总功率。; 二、短路实验： ;信息与通信第5章变压器;1.短路时，从短路的等效电路图可以看出，此时的短路损耗以铜耗（ 可变损耗）为主。为什么? 2.因电阻会随着温度发生变化，所以，所得值要换算到标准工作温度75度（P138） 3.对于三相变压器，按上式计算时pk、Ik、Uk均为一相的数值。;5.6 变压器的运行特性;2、简化公式：通过向量图可以将电压变化 率的求解公式进行简化（P141）;β ：变压器的负载系数 ，; 变压器的外特性; 1、变压器的功率关系：; 2、效率的求解：;c.不考虑变压器副边电压的变化，即认为U2=U2N不变，;特性分析： 1.空载时输出功率为零，所以η=0。 2.负载系数较小时，损耗相对较大，功率η较低。 3.负载系数增加，效率η亦随之增加。超过某一负载系数 时，因铜耗与负载系数的平方成正比增大，效率η反而降低， 最大效率η出现在 =0的地方。因此，取η对β的导 数，并令其等于零，即可