电机拖动变压器唐介第二版优质PPT.ppt
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i1的大小由什么决定?
I2由|ZL|决定;
I1取决于I2。
I1随I2变化的原因:
能量守恒。
从电磁关系分析:
N1i1N2i2,N1i0,磁通势平衡方程:
2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,当:
I2=I2N,I1=I1N(满载)在满载或接近满载时,I0可忽略不计。
两边除以得,即,2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,大小关系:
相位关系:
I2具有去磁性质:
I2削弱mm不变I1增加以维持m不变。
因此I2I1。
电流变换。
e2e2,e1e1,u1,i1,ZL,i2,1,2,u2,2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,3.阻抗变换,忽略Z1、Z2、I0,则,|Ze|=,|Ze|=k2|ZL|,2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,【例2.1.1】某半导体收音机的输出需接一只电阻为800的扬声器(喇叭),而目前市场上供应的扬声器电阻只有8。
问利用电压比为多少的变压器才能实现这一阻抗匹配?
解:
2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,二、三相变压器,1.三相变压器的种类三相组式变压器、三相心式变压器。
(1)三相组式变压器特点:
三相之间只有电的联系,没有磁的联系。
2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,
(2)三相心式变压器特点:
三相之间既有电的联系,又有磁的联系。
2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,连接方式高压绕组低压绕组星形联结有中性线YNyn星形联结无中性线Yy三角形联结DdGB:
Y,yn、Y,d、YN,d、Y,y、YN,y,2三相绕组的联结方式,最常用的三种,2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,【例2.1.2】某三相变压器,Y,d联结。
向某对称三相负载供电。
已知一次绕组的线电压U1L=66kV,线电流I1L=15.76A;
二次绕组的线电压U2L=10kV,线电流I2L=104A。
负载的功率因数2=cos2=0.8。
求该变压器一次、二次绕组的相电压和相电流以及变压器输出的视在功率、有功功率和无功功率。
(1)一次绕组的相电压和相电流,I1P=I1L=15.76A,
(2)二次绕组的相电压和相电流U1P=U1L=10kV,2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,(3)输出的视在功率、有功功率和无功功率,=1.73210104kVA=1800kVA,=1.732101040.8kW=1441kW,=1.732101040.6kvar=1080.8kvar,2.1变压器的工作原理,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,一、主要部件,1.铁心由硅钢片叠成或非晶合金制成。
奇数层,偶数层,2.绕组用绝缘圆导线或扁导线绕成。
3.其他外壳、油箱、油、油枕、绝缘套管等。
第2章变压器,计算机与信息工程学院,1.按用途分类电力变压器、电炉变压器、整流变压器、仪用变压器等。
2.按相数分类单相变压器、多相变压器。
3.按每相绕组的个数分类双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。
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。
二、主要种类,2.2变压器的基本结构,计算机与信息工程学院,心式变压器,低压绕组,高压绕组,2.2变压器的基本结构,(b)单相心式变压器示意图,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,单相壳式变压器,更多的图片,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,三相油浸式电力变压器,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,S9型配电变压器(10kV),更多的图片,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,大型油浸电力变压器,更多的图片,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,大型油浸电力变压器,更多的图片,计算机与信息工程学院,2.2变压器的基本结构,干式变压器,更多的图片,计算机与信息工程学院,三、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如铭牌上标注:
电压10000/230V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。
2.2变压器的基本结构,计算机与信息工程学院,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,4.额定频率fN一般:
fN=50Hz(工频),2.2变压器的基本结构,计算机与信息工程学院,【例2.2.1】某三相变压器,YN,d联结,容量SN=500kVA,额定电压U1N/U2N=35/11kV。
求该变压器在额定状态下运行时,高、低压绕组的线电流和相电流。
(1)高压绕组的额定线电流,因高压绕组为Y形联结,额定相电流为I1NP=I1NL=8.25A,2.2变压器的基本结构,计算机与信息工程学院,
(2)低压绕组额定线电流,因低压绕组为形联结,额定相电流为,2.2变压器的基本结构,计算机与信息工程学院,2.3变压器的运行分析,一、等效电路,将匝数为N2的实际二次绕组用匝数为N1的等效二次绕组来代替。
代替时保持磁通势和功率不变。
第2章变压器,二次绕组的折算公式:
1.折算后的二次绕组电流磁通势不变:
N1I2=N2I2,计算机与信息工程学院,2.3变压器的运行分析,2.折算后的二次绕组电压和电动势,匝数相同:
计算机与信息工程学院,2.3变压器的运行分析,3.折算后的二次绕组漏阻抗和负载阻抗,有功功率不变,R2I22=R2I22,=k2R2,无功功率不变,X2I22=X2I22,=k2X2,因而,Z2=k2Z2ZL=k2ZL,计算机与信息工程学院,2.3变压器的运行分析,折算实质上是在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。
提出漏阻抗后的变压器,计算机与信息工程学院,T形等效电路,ZL,U1,I1,R1jX1,E1=E2,I0,U2,jX2R2,I2,2.3变压器的运行分析,R0,jX0,计算机与信息工程学院,简化等效电路,该电路用于满载或接近满载运行时的分析、计算。
短路电阻:
RS=R1+R2短路电抗:
XS=X1+X2短路阻抗:
ZS=RS+jXS,I0很小,I1I2,2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,【例2.3.1】一台单相变压器,U1N/U2N=380/190V,Z1=(0.4j0.8),Z2=(0.15j0.3),Z0=(600j1200),ZL=(7.5j4.75),当一次绕组加上额定电压380V时,试分别用T形等效电路和简化等效电路求负载电流和电压的实际值。
(1)用T形等效电路,Z2=k2Z2=22(0.15j0.3)=(0.6j1.2)ZL=k2ZL=22(7.5j4.75)=(30j19),2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,电路总阻抗,2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,I2=kI2=210.14A=20.28A,U2=|ZL|I2,
(2)用简化等效电路ZS=Z1Z2=(1.0j2.0),=180.04V,I2=kI2=210.15A=20.3AU2=|ZL|I2=180.22V,2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,2.基本方程式,2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,3.相量图,电感性负载,2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,2.3变压器的运行分析,计算机与信息工程学院,2.4变压器的参数测定,一、空载试验试验在低压侧进行,测得数据:
U1、I0、P0、U2。
1.铁损耗PFeP02.励磁阻抗模|Z0|,第2章变压器,求得数值:
计算机与信息工程学院,3.励磁电阻,4.励磁电抗,5.电压比,若要将|Z0|、R0和X0折算至高压侧,则折算至高压侧的参数=k2折算至低压侧的参数,2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,二、短路试验,试验在高压侧进行,测得数据:
US、I1、PS。
U1=(5%10%)U1N,求得数值:
1.铜损耗PCu=PS2.短路阻抗模,2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,3.短路电阻,4.短路电抗,5.阻抗电压,US,铭牌上常用阻抗电压的标么值表示:
电压、电流与阻抗(电阻和电抗)的基值:
U1N、I1N、U2N、I2N、,2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,阻抗电压的标么值:
=|ZS|*,中、小型电力变压器:
|ZS|*=0.040.105大型电力变压器:
|ZS|*=0.1250.175折算至75时的RS值:
铜线:
铝线:
2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,2.4变压器的参数测定,绕阻电抗与温度无关:
75时的短路阻抗模:
若要将|ZS|、RS和XS折算至低压侧,则,计算机与信息工程学院,三相变压器的空载实验和短路试验,2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,求折算至高压侧的|Z0|、R0、X0和|ZS|、RS、XS。
解:
(1)由空载试验求得,【例2.4.1】一台三相变压器,SN=750kVA,U1N/U2N=10000/231V,I1N/I2N=43.3/1874A。
Y,d联结。
室温为20,绕组为铜线,试验数据如下表:
2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,=3.83,折算至高压侧Z0=2523.85=2406R0=2520.35=219X0=2523.83=2394
(2)由短路试验求得,2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,=5.54,折算至75,XS=5.54,2.4变压器的参数测定,计算机与信息工程学院,2.5变压器的运行特性,运行特性:
外特性、效率特性。
一、外特性当U1、cos2为常数时U2=f(I2),外特性。
电压调整率:
第2章变压器,1.定义公式,计算机与信息工程学院,2.折算至一次侧的公式,3.利用简化等效电路计算的公式,2.5变压器的运行特性,计算机与信息工程学院,二、效率特性1.功率变压器由电源输入的有功功率P1=U1I1cos1变压器输出的有功功率P2=U2I2cos22.损耗
(1)总损耗P1P2=PCuPFe
(2)铜损耗PCu=R1I12R2I22=R1I12R2I22(用T形等效电路),2.5变压器的运行特性,计算机与信息工程学院,I1=I1N时的短路损耗,PCu=RSI12=RSI22(用简化等效电路)=2PS(用短路试验),式中:
负载系数。
由于:
PCuI2,可变损耗。
(3)铁损耗PFe=RmI02(用T形等效电路)=P0(用空载试验)由于PFem、f等,,当U1、f均不变时,,PFe不变(与I2大小无关)不变损耗。
2.5变压器的运行特性,计算机与信息工程学院,3.效率,因VR不大,则若忽略VR,则U2=U2NP2=U2I2cos2=U2NI2cos2,=SNcos
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