第-1-章变压器lushun.pptx
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1、第一节第一节 变压器的结构和变压器的结构和额定参数额定参数 变压器是一种常见的静止电器,在船舶上有变压器是一种常见的静止电器,在船舶上有各种不同用途的变压器。各种不同用途的变压器。1.变压器的应用变压器的应用(1)在电力系统中应用在电力系统中应用 基本作用是将某一等级的电压转换为同频率的基本作用是将某一等级的电压转换为同频率的另一等级的电压。另一等级的电压。发电厂发电厂1.05万伏万伏输电线输电线22万伏万伏升压升压变电站变电站1万伏万伏降压降压实验室实验室380/220伏伏降压降压仪器仪器36伏伏降压降压船舶上通常无升压变压器。船舶上通常无升压变压器。主要用于照明系统、航行信号系统、通讯导主
2、要用于照明系统、航行信号系统、通讯导航系统、控制系统和安全报警系统的供电。航系统、控制系统和安全报警系统的供电。(2)专用电源变压器专用电源变压器整流变压器;整流变压器;电焊变压器;电焊变压器;电炉变压器。电炉变压器。(3)电工测量用仪用变压器电工测量用仪用变压器如电压互感器;如电压互感器;电流互感器;电流互感器;(4)特殊用途变压器特殊用途变压器如变换阻抗变压器(阻抗匹配)如变换阻抗变压器(阻抗匹配),自耦变压器等自耦变压器等单相变压器单相变压器铁芯铁芯原边原边绕组绕组副边副边绕组绕组2.变压器的基本结构变压器的基本结构N1N2AXax变压器符号变压器符号a.心式变压器心式变压器b.壳式变压
3、器壳式变压器三相变压器三相变压器小容量变小容量变压器采用压器采用绕组排列分两种:绕组排列分两种:圆盘式和圆筒式圆盘式和圆筒式冷却方式:干冷与湿冷(变压器油)冷却方式:干冷与湿冷(变压器油)3.变压器分类:变压器分类:额定电压额定电压 变压器副边开路时,原、副边绕组允变压器副边开路时,原、副边绕组允 许的电压值许的电压值 额定电流额定电流 变压器满载运行时,原、副边绕组允许的电流值。变压器满载运行时,原、副边绕组允许的电流值。额定容量额定容量 传送功率的最大能力。(额定视在功率)传送功率的最大能力。(额定视在功率)(理想单相双绕组)(理想单相双绕组)4.4.变压器的变压器的额定参数额定参数(理想
4、三相双绕组)(理想三相双绕组)三相变压器铭牌电压为线电压!三相变压器铭牌电压为线电压!容量容量 SN 输出功率输出功率 P2 原边输入功率原边输入功率 P1 输出功率输出功率 P2注意:变压器功率关系注意:变压器功率关系效率效率变压器功变压器功率因数率因数原边输入功率:原边输入功率:输出功率:输出功率:容量:容量:5.变压器的日常管理变压器的日常管理 (3)备备用用变变压压器器投投入入运运行行前前应应先先检检查绕组绝缘查绕组绝缘,检查有无短路或断路检查有无短路或断路.(1)经常保持变压器外部干燥和清)经常保持变压器外部干燥和清洁洁,避免外部漏电避免外部漏电.(2)经常检查并记录变压器的温度)经
5、常检查并记录变压器的温度,并并监视三相电压和电流、过载或三相偏载情况监视三相电压和电流、过载或三相偏载情况.1N1i1原绕组原绕组副绕组副绕组Axu1+e1+e 1+N2e2u20axSZLi2+第二节第二节 变压器的基本原理变压器的基本原理u1 i0(i0N1)1 e 1 e1e2一、一、变压器的空载运行和电压变化变压器的空载运行和电压变化1.电磁关系电磁关系 当原边绕组通正弦交流电压时,原、副边绕组电当原边绕组通正弦交流电压时,原、副边绕组电动势有效值为:动势有效值为:2.感应电势感应电势 1N1i1Axu1+e1+e 1+N2e2u20axSZLi2+3.变压原理变压原理空载运行时:空载
6、运行时:U1 E1 U20=E2 U1=E1E 1+R1I0 原副边绕组电压关系为:原副边绕组电压关系为:E2 E1U1 U20=U1U20E1E2 4.44 f N1 m 4.44 f N2 mN1N2=变比变比变比变比(匝数比)(匝数比)(匝数比)(匝数比)通常空载电压通常空载电压U20比满载时的电压高比满载时的电压高5%10%。i2(i2N2)2 e 2u1 i1(i1N1)1 e 1 e1e2S|ZL|1N1N2 i1e2u2e1u1e 1 2i2+e 2+二、二、变压器的负载运行和电流变换变压器的负载运行和电流变换1)电磁关系电磁关系2)磁势平衡关系磁势平衡关系变压器负载运行:变压器
7、负载运行:变压器负载运行:变压器负载运行:空载时,原边空载时,原边I0 产生主磁通产生主磁通 ,其磁势为其磁势为产生主磁通产生主磁通 的的磁动势为:磁动势为:则有则有:当原边电压当原边电压 U1 恒定,空载和有载时其主磁通恒定,空载和有载时其主磁通 近近似为定值似为定值。移项整理后,得移项整理后,得维持主磁通的空载电流分量(励磁分量);维持主磁通的空载电流分量(励磁分量);随负变化的负载分量,随负变化的负载分量,用以抵消或平衡副边电流的去磁作用。用以抵消或平衡副边电流的去磁作用。N1I1 N2 I2(I0 小小)I0=I1N(3 10)(1)原、副绕组的电流之比近似等于它们匝数比)原、副绕组的
8、电流之比近似等于它们匝数比的倒数。高压绕组电流小,低压绕组电流大;的倒数。高压绕组电流小,低压绕组电流大;(2)原绕组电流随副绕组电流成正比变化,即)原绕组电流随副绕组电流成正比变化,即I1 的大小决定于的大小决定于I2的大小;的大小;3)变压器的变流作用)变压器的变流作用ZL=U2I2Z=K2 ZL结论结论结论结论可利用变压器进行阻抗匹配可利用变压器进行阻抗匹配|Z|=K2|ZL|Z虚线框部分可用一个阻抗虚线框部分可用一个阻抗 来等效代替来等效代替I2KZLU2U1I1Z0E+U1I1+三、变压器的阻抗变换三、变压器的阻抗变换【例例】在图中,交流信号源的电动势在图中,交流信号源的电动势 E=
9、120V,内阻,内阻 R0=800 ,负载电阻,负载电阻 RL=8 。(。(1)当)当RL 折算到原边的等效电折算到原边的等效电阻阻 时,求变压器的匝数比和信号源输出的功率;时,求变压器的匝数比和信号源输出的功率;(2)当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率)当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率?I2KRLU2U1I1R0E+【解解】(1)变压器匝数比)变压器匝数比信号源输出的功率信号源输出的功率(2)当负载直接接在信号源上时)当负载直接接在信号源上时四、四、变压器的运行特性变压器的运行特性1)变压器的效率变压器的效率 变压器的损耗有铜损和铁损。铁损基本与负变压器的损耗有铜损
10、和铁损。铁损基本与负载无关。变压器效率通常为载无关。变压器效率通常为 95%以上,大型变压以上,大型变压器效率可达器效率可达99。2)变压器的外特性及电压变化率变压器的外特性及电压变化率 一一般般电电力力变变压压器器的的内内阻阻抗抗较较小小,电电压压变变化化率率通通常在常在3 5.船舶照明变压器要求:单相船舶照明变压器要求:单相 Sn 5kVA 和三相和三相 Sn 15kVA 时电压变化率时电压变化率 2.5%;单相单相 Sn 5kVA 和三相和三相 Sn 15kVA 时电压变化时电压变化率率 5%。定义:定义:一、变压器原、副绕组的同名端(同极性端)变压器原、副绕组的同名端(同极性端)同名端
11、关系到绕组之间的正确联接问题。同名端关系到绕组之间的正确联接问题。环绕同一磁通铁心上的两个(或多个)绕组中,环绕同一磁通铁心上的两个(或多个)绕组中,某一瞬时同为高电位(或低电位)的接线端称为同某一瞬时同为高电位(或低电位)的接线端称为同名端。名端。同名端端标记为同名端端标记为“*”或或“”同名端还与绕组首尾端对应。同名端还与绕组首尾端对应。如三相变压器中,以如三相变压器中,以ABC和和abc分分别表示原、副边绕组的首端;别表示原、副边绕组的首端;XYZ和和xyz分别表示原、副边绕组的尾端,分别表示原、副边绕组的尾端,则则Aa,Bb,C c互为同名端,同理互为同名端,同理Xx,Yy,Zz也互为
12、同名端。也互为同名端。第三节第三节 变压器绕组的极性及变压器绕组的极性及三相变压器三相变压器 绕组的绕组的同名端与绕同名端与绕组的绕向有组的绕向有关!关!(1)交流法)交流法AXax同名端的判别方法同名端的判别方法说明说明 A 与与 a 或或 X 与与 x 为同为同 极性端。极性端。把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端(X-x)连连接接,然后在然后在 AX 上加一小电压上加一小电压 u。测量:测量:说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是同是同 极性端;极性端;若若若若2.直流法直流法 K 闭合时闭合时 增加。增加。感应电流产生的感应电流产生的,阻止阻止 的增加。的增加。如果当如果当
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