变压器注册电气工程师考试.ppt
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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。
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