变压器注册电气工程师考试.ppt

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变压器,变压器的用途和结构变压器的工作原理,变压器的用途和结构,一、变压器的用途,电能,负荷,升压变压器,远距离输电,降压变压器,10kV,输电距离、输电功率与输电电压的关系:

输电电压输电功率输电距离110kV5104kW50150km220kV（2030）104kW200400km500kV100104kW500km,10kV6kV380V220V,110kV、220kV330kV、500kV,二、变压器的基本结构：

1.铁心:

硅钢片叠成。

1.铁心:

2.绕组:

铁心柱,铁心柱,铁轭,铁轭,一次绕组和二次绕组；或高压绕组和低压绕组。

铁心柱、铁轭。

单相心式变压器,铁铁铁心轭柱轭,单相壳式变压器,3.其他:

油箱、油、油枕、保护设备等。

图例,低压绕组,高压绕组,1.按用途分类:

电力变压器、电炉变压器、电焊变压器、整流变压器、电源变压器2.按相数分类:

三相变压器、单相变压器。

3.按每相绕阻的个数分类：

双绕阻变压器、三绕阻变压器、自耦变压器。

4.按冷却方式分类：

干式、油浸式。

5.按结构形式分类：

心式变压器和壳式变压器。

三、变压器的分类,图例,四、变压器的额定值,1.额定电压U1N/U2N指空载电压的额定值。

即当U1=U1N时,U20=U2N三相变压器是指线电压。

2.额定电流I1N/I2N指满载电流值，即长期工作所允许的最大电流。

三相变压器是指线电流。

线圈,变压器内部,返回,电源用变压器,返回,单相变压器,隔离变压器,返回,S9型配电变压器（10kV）,返回,大型电力油浸变压器,返回,大型电力油浸变压器,返回,树脂浇注干式变压器,返回,特种变压器,返回,指视在功率的额定值。

单相变压器：

SN=U2NI2N=U1NI1N三相变压器：

3.额定功率（额定容量）SN,输出的额定有功功率：

PN=U2I2Ncos24.额定频率fN一般：

fN=50Hz（工频）,变压器的工作原理,一、空载运行,注意：

各量的参考方向。

+u1,+u2,施加u1,i0N1i0,1,e1e2,e1,u20,1.一次侧电路,u1=R1i0e1e1,忽略Z1，则：

2.二次侧电路,u20=e2,3.一次侧与二次侧的电压关系:

=k,电压比：

一般取高压绕组的电压与低压绕组的电压之比，,电压比,即：

k1。

一、负载运行,+u2,施加：

u1i1N1i1,1,e1,e1e2,u2,i2,N2i2,2,e2,变压器的运行分析,磁通守恒，磁链守恒;从电磁关系分析:

N1i0,在满载或接近满载时，,I0可忽略不计。

电动势平衡方程：

一次侧：

二次侧：

四、等效电路,变压器的运行分析,R1X1,X2R2,励磁产生铁损耗。

该损耗可以用等效电阻Rm来代替。

励磁电阻：

励磁阻抗：

Zm=Rm+jXm,有：

2.二次绕组的折算

（1）折算条件：

N2I2不变、P2不变。

（2）用一个匝数为N1的假想绕组代替N2，使：

（3）折算后的二次绕组电流：

N1I2=N2I2,（4）折算后的二次绕组电动势和电压：

匝数相同:

输出功率不变:

U2I2=U2I2,=kU2,（5）折算后二次绕组的阻抗：

有功功率不变:

R2I22=R2I22,=k2R2,无功功率不变:

X2I22=X2I22,=k2X2,同理:

Z2=k2Z2ZL=k2ZL,折算实质上是在二次绕组功率和磁通势保持不变的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。

3.T型等效电路：

X2R2,ZL,4.型等效电路：

R1、X1很小E1U1,5.简化等效电路：

该电路用于满载或接近满载运行时的分析。

I0很小，I1I2,3.4变压器的参数测定（测出等效电路）,一、空载试验测量:

k、PFe、Zm,A,注意：

功率表的结构与接法。

实验数据：

U1N、I0、P0、U20。

1.铁损耗:

P0=PFe+PCu=RmI02+R1I02PFeP0,2.励磁阻抗模：

|Zm|Z1+Zm|,3.励磁电阻：

RmR1+Rm,4.励磁电抗:

5.电压比:

二、短路试验,实验方法：

逐渐增加U1，使电流达到额定值：

I1=I1N,U1=（5%10%）U1N,A,实验数据：

US=U1、IS=I1N、PS。

2.短路阻抗模：

1.铜损耗:

PCuPFe+PCu=Ps,电流为额定值时的短路损耗,（3）无功功率：

Q1=U1I1sin1,Q2=U2I2sin2,2.损耗P1P2=PCu+PFe

（1）铜损耗：

PCu=R1I12+R2I22=R1I12+R2I22=RSI12=RSI22=2PS,由于:

PCuI2,可变损耗。

（2）铁损耗：

PFe=RmI02,由于:

PFem、f等，,当U1、f均不变时，,PFe不变不变损耗。

3.效率,=P0,3.6三相变压器,联结组：

联结方式+联结组号。

联结组号：

表示高低压绕组相应线电动势之间相差。

1.联结组的表示方式

（1）单相电动势的相位关系,U1U2u1u2,相位关系:

（2）三相变压器的联结组,时钟表示法：

高压绕组的线电动势（任取一个）作分针，指向12点；低压绕组对应的线电动势作时针，它们所确定的钟点数即为联结组号。

2.联结组判断方法

（1）由联结图确定联结方式；

（2）在联结图上标出高、低压绕组的线电动势和相电动势；（3）画出高压绕组的电动势相量图。

星形联结时相电动势画成Y形，三角形联结时相电动势画成形。

（4）画出低压绕组的电动势相量图。

先画相电动势相量，再画线电动势相量。

（5）判断联结组号，写出联结组。

找出某个对应的高、低压绕组的线电动势的相位差，确定钟点数。

典型的联结组：

Y,yn0、Y,d11、YN,d11。

三角形联结的两种方式：

顺接,逆接,例1：

判断按下图方式联结的三相变压器的联结组。

联结组号:

Y,d1,例2：

判断按下图方式联结的三相变压器的联结组。

联结组号:

D,y7,例3：

判断按下图方式联结的三相变压器的联结组。

联结组号:

Y,d11,各种的应用场合,

（1）Y,yn0联结组：

二次侧组成三相四线制。

用于配电变压器时可兼供动力和照明负载。

（2）Y,d11联结组：

用于二次侧电压超过400V的线路中。

（3）YN,d11联结组：

用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。

变压器的某一侧接成三角形，对运行有利。