各变压器的短路阻抗ppt课件.ppt
《各变压器的短路阻抗ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《各变压器的短路阻抗ppt课件.ppt(83页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、电机与变压器,第一章:变压器,1. 变压器的基本工作原理和结构,2. 单相变压器的空、负载运行,3. 单相变压器的空载、短路实验,4. 变压器的极性及三相变压器的联结组,6.三相变压器的并联运行及其他用途变压器,变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能.,课程安排(12课时):,5. 三相变压器联结组别实验,第一章:变压器,?问题思考,日常生活中的电能是怎样来的? 为什么要高压输电? 变压器可以传输直流电能吗?,第一章:变压器,日常生活中的电能是怎样来的?,第一章:变压器,为什么要高压输电 ?,电能从发电厂输送到用户。 输电线
2、路电阻RX的损耗pX取决于通过输电线上的电流I的大小及输送到用户的功率P=UIcos 输出电线上的功率损耗: pX=I2RX=(P /Ucos)2L/S=C*1/U2S -输电线材料的电阻系数 S-输电线的截面积 U-输电线路负载端电压 C= P2L/cos2为常数 说明:若S一定.U升高,损耗PX减少 若PX一定. U 升高,S 减小,故可节省材料,则提高送电电压U ,可达到减少投资和降低运行费用的目的。,第一章:变压器,问题: 为什么将变压器的原边接到交流电源上,灯泡就会发光呢?,1.1 变压器的基本工作原理和结构,1.1 变压器的基本工作原理和结构,1.1.1 基本工作原理和分类,一、基
3、本工作原理,变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。,只要(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同,就能达到改变电压的目的。,知识点:楞次定律,思考:直流?,磁路与电路对应关系,1.1 变压器的基本工作原理和结构,二、分类,按用途分:电力变压器和特种变压器。,按绕组数目分:单绕组(自耦)变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。,按相数分:单相变压器、三相变压器和多相变压器。,按铁心结构分:心式变压器和壳式变压器。,按调压方式分:无励磁调压变压器和有载调压变压器。
4、,按冷却介质和冷却方式分:干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。,1.1 变压器的基本工作原理和结构,变压器的外型和器身图,1.1 变压器的基本工作原理和结构,二、分类,(一)电力变压器,二、分类按用途分,1.1 变压器的基本工作原理和结构,试验、仪用等变压器,(二) 特种变压器,电炉、整流变压器,1.1 变压器的基本工作原理和结构,二、分类按用途分,双绕组变压器,在铁芯中有两个绕组,一个为初级绕组,一个为次级绕组 自耦变压器,初级、次级绕组合为一个 三绕组变压器,三个绕组连接三种不同电压的线路 多绕组变压器,如分裂变压器,1.1 变压器的基本工作原理和结构,二、分类按线圈数目分,油浸式变压
5、器铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中,可以加强绝缘和改善冷却散热条件(大容量) 干式变压器 能满足特殊要求,如安全(小容量变压器) 充气式变压器绝缘性能优于油浸式(大容量)SF6,1.1 变压器的基本工作原理和结构,二、分类按冷却方式分,干式变压器,油浸式变压器,强迫油循环电力变压器,1.1 变压器的基本工作原理和结构,二、分类按冷却方式分,单相变压器,三相变压器,二、分类按相数分,1.1 变压器的基本工作原理和结构,有载调压变压器,无载调压变压器,二、分类按调压方式分,1.1 变压器的基本工作原理和结构,变压器是由铁心和线圈(绕组)组成的。,铁心,线圈,铁心,线圈,1. 铁心:硅钢片
6、(导磁性能好,损耗小)叠压而成。小变压器也有用铁氧体或坡莫合金替代硅钢片。,变压器铁心一般分为心式(绕组包围铁芯)和壳式(铁芯包围绕组)两大类。,心式,壳式,三、变压器的基本结构,1.1 变压器的基本工作原理和结构,2. 线圈(绕组):小容量多用高强度漆包线绕制而成。一般有两个或以上绕组。接电源的绕组称为一次绕组,接负载的绕组称为二次绕组。,视频演示变压器结构,1.1 变压器的基本工作原理和结构,电力系统一般采用三相制供电,变压器均系三相变压器。其工作原理与单相变压器相同。,三相变压器的结构,三套高压绕组 U1U2、V1V2、W1W2(一次绕组)。,三套低压绕组 u1u2、v1v2、w1w2(
7、二次绕组)。,1.1 变压器的基本工作原理和结构,连接发电机与电网的升压变压器,连接发电机的封闭母线,与电网相连的高压出线端,1.1 变压器的基本工作原理和结构,三相干式变压器,接触调压器,1.1 变压器的基本工作原理和结构,电源变压器,环形变压器,控制变压器,1.1 变压器的基本工作原理和结构,四、 变压器的型号与额定值,1.1 变压器的基本工作原理和结构,型号可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容 例一:SL7500/10 低损耗三相油浸自冷双绕组铝线,额定容量500KVA,高压侧额定电压10KV级电力变压器 例二:SFPL63000/110 三相强迫油循环风冷双绕组铝线
8、,额定容量63000KVA,高压侧额定电压110KV级电力变压器 此外,铭牌上还会给出三相联结组以及相数m、阻抗电压Uk、型号、运行方式、冷却方式和重量等数据。,此外,额定值还有额定频率、效率、温升等。,是指一次侧所加的额定电压, 是指一次侧加额定电压时二次侧的开路电压。在三相变压器中额定电压为线电压。,四、 变压器的型号与额定值,1.2 单相变压器的空载运行,1.2.1 电磁关系,一、物理情况,二、各电磁量参考方向的规定,1)性质上: 与 成非线性关系; 与 成线性关系;2)数量上: 占99%以上, 仅占1%以下;3)作用上: 起传递能量的作用, 起漏抗压降作用。,主磁通与漏磁通的区别,强调
9、:磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则; 在线圈里感应出的电势,相当一个电源,其方向类似一个直流电源内部,方向是从负指向正,而直流电源的外部则不同。(举例),1.2 单相变压器的空载运行,三、感应电动势分析,1.主磁通感应的电动势主电动势,设,则,有效值,相量,同理,二次主电动势也有同样的结论。,可见,当主磁通按正弦规律变化时,所产生的一次主电动势也按正弦规律变化,时间相位上滞后主磁通 。主电动势的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。,1.2 单相变压器的空载运行,2.漏磁通感应的电动势漏电动势,漏电动势也可以用漏抗压降来表示,即,根据主电动势的分析方法,同样有,由于漏磁通主要经
10、过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为常数,所以漏电抗 很小且为常数,它不随电源电压负载情况而变.,1.2 单相变压器的空载运行,1.2.2 空载电流和空载损耗,一、空载电流,1. 作用与组成,2、性质和大小,性质:由于空载电流的无功分量远大于有功分量,所以空载电流主要是感性无功性质也称励磁电流;,大小:与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关,用空载电流百分数I0%来表示:,空载电流 包含两个分量,一个是励磁分量 ,作用是建立磁场,另一个是铁芯损耗分量 ,主要作用是供铁芯损耗。,1.2 单相变压器的空载运行,3、空载电流波形,当磁通按正弦规律变化时,空载电流呈尖顶波形。,实际空载
11、电流为非正弦波,但为了分析、计算和测量的方便,在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。,视频演示单相变压器空载电流波形,1.2 单相变压器的空载运行,二、空载损耗,对于已制成变压器,铁损与磁通密度幅值的平方成正比,与电流频率的1.3次方成正比,即,空载损耗约占额定容量的0.2%1%,而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损耗,改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料:优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。,1.2 单相变压器的空载运行,1.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图,一、电动势平衡方程和变比,1、电动势平衡平衡方程,(1)一次侧电动势平衡方程,忽略很小的漏阻抗压
12、降,并写成有效值形式,有,则,可见,影响主磁通大小的因素有电源电压和频率,以及一次线圈的匝数。,重要公式,1.2 单相变压器的空载运行,(2)二次侧电动势平衡方程,2、变比,定义,对三相变压器,变比为一、二次侧的相电动势之比,近似为额定相电压之比,具体为,Y,d接线,D,y接线,1.2 单相变压器的空载运行,二、空载时的等效电路和相量图,1、等效电路,一次侧的电动势平衡方程为,空载时等效电路为,1.2 单相变压器的空载运行,由于 ,所以有时忽略漏阻抗,空载等效电路只是一个 元件的电路。在 一定的情况下, 大小取决于 的大小。从运行角度讲,希望 越小越好,所以变压器常采用高导磁材料,增大 ,减小
13、 ,提高运行效率和功率因数。,1.2 单相变压器的空载运行,2、相量图,根据前面所学的方程,可作出变压器空载时的相量图:,(1)以 为参考相量,(2) 与 同相, 滞后 ,,(3) 滞后 , ;,(4),(5),1.2 单相变压器的空载运行,空载运行小结,(1)一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降,则一次主电势的大小由外施电压决定.,(2)主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定,与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。,(3)空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关,铁心所用材料的导磁性能越好,空载电流越小。,(4)电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通
14、的电流的比值,线性磁路中,电抗为常数,非线性电路中,电抗的大小随磁路的饱和而减小。,1.2 单相变压器的空载运行,1.3.1 负载运行时的电磁关系,变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上,二次接上负载的运行状态,称为负载运行。,1.3 单相变压器的负载运行,用图示负载运行时的电磁过程,1.3 单相变压器的负载运行,一、磁动势平衡方程,或,电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少.,用电流形式表示,1.3.2 单相变压器的负载运行基本方程,二、电动势平衡方程,根据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程,负载运行时,忽略空载电流有:,表明,一、二次
15、电流比近似与匝数成反比。可见,匝数不同,不仅能改变电压,同时也能改变电流。,1.3.2 单相变压器的负载运行基本方程,1.3.3 等效电路及相量图,一、折算,折算原则:1)保持二次侧磁动势不变;2)保持二次侧各功率或损耗不变。,方法:(将二次侧折算到一次侧),折算:将变压器的二次(或一次)绕组用另一个绕组(N2=N1)来等效,同时对该绕组的电磁量作相应的变换,以保持两侧的电磁关系不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。,归算前后磁势应保持不变,归算前后二次侧电磁功率应不变,E2I2E2I2,1.3.3 等效电路及相量图,折算后的方程式为,1.3.3 等效电路及相量图,二、等效电路,根据折算后的
16、方程,可以作出变压器的等效电路。,T型等效电路:,近似等效电路,1.3.3 等效电路及相量图,简化等效电路:,由简化等效电路可知,短路阻抗起限制短路电流的作用,由于短路阻抗值很小,所以变压器的短路电流值较大,一般可达额定电流的1020倍。,1.3.3 等效电路及相量图,三、相量图,作相量图的步骤对应T型等效电路, 假定变压器带感性负载。,1.3.3 等效电路及相量图,作相量图的步骤(假定带感性负载)对应简化等效电路,由等效电路可知,根据方程可作出简化相量图,思考题,作出变压器带上不同性质负载时的简化相量图?,1.3.3 等效电路及相量图,1.4 变压器的参数测定,1.4.1 空载实验,一、目的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 变压器 短路 阻抗 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1408685.html