变压器知识培训.ppt

2020 4 13 变压器 变压器是一种静止的 将某一等级的交流电压和电流转换为同频率的另一等级的交流电压和电流的设备 功能 变电压 电力系统变电流 电流互感器变阻抗 电子电路中的阻抗匹配 2020 4 13 变压器应用举例 我国规定 输电线路的电压为110kv 220kv 500kv等几种 2020 4 13 第五节其它用途的变压器 第四节三相变压器 第三节单相变压器的负载运行 第二节单相变压器的空载运行 第一节变压器基本工作原理和结构 2020 4 13 第一节变压器基本工作原理和结构 一 变压器的基本工作原理 一个铁心 提供磁通的闭合路径 两个绕组 1次侧绕组n1 2次侧绕组n2 单相变压器原理图 2020 4 13 第一节变压器基本工作原理和结构 一 变压器的基本工作原理 空载运行 u1 i1 感应电势e1和e2 u2 略去绕组电阻和漏抗压降 则 2020 4 13 二 变压器的应用与分类 1 电力变压器 电力系统传输电能的升压变压器 降压变压器等 2 特殊变压器 给电焊机供电的电焊变压器 给炼钢炉供电的电炉变压器等3 仪用互感器 电压互感器 电流互感器4 试验变压器 高压试验用5 调压变压器 能在一定范围内连续调节输出电压6 控制变压器 隔离防止触电安全 同时提供多种电压 按用途分 2020 4 13 变压器文字符号 t 不同的分类 基本原理一样 2020 4 13 三 电力变压器的基本结构 分类 干式变压器 空气冷却 一般用于小容量变压器 如电站 工厂等 在电力系统中 变压比为6000v 400v 用于额定电压为380v的负载 油浸式变压器 油冷却 一般用于升压站和发电厂 变压比为20kv 500kv 20kv 6kv等 2020 4 13 油浸式电力变压器 铁心 硅钢片 绕组 铜线或铝线 绝缘套管 引出装置 油箱及附件 2020 4 13 一 电力变压器的额定值 3 额定容量sn 额定条件下的输出功率 1 额定电压un1和un2 绕组正常工作时的电压值 2 额定电流in1和in2 绕组长期允许的最大电流值 4 额定频率f 50hz 四 电力变压器的额定值与主要系列 单相变压器的是相电压 三相变压器的是线电压 2020 4 13 二 电力变压器的型号及主要系列 2020 4 13 2020 4 13 变压器的选用举例 一小区有300户居民 进小区的额定电压为10kv 请选择合适的变压器 结构 干式的 可移动组合式的额定容量 300 2000v a 600kv a额定电压 10kv型号 zb f 630 10分为三相u v w 加零线给居民用电 2020 4 13 第二节单相变压器的空载运行 i2 0u2 u20 e2u1 e1 2020 4 13 变压器的电路 2020 4 13 空载电流 励磁电流 占额定电流的2 10 空载损耗 铁心损耗 pfe 磁滞损耗和涡流损耗 磁滞损耗 磁滞现象引起铁心发热 造成的损耗 涡流损耗 交变磁通在铁心中产生的感应电流 涡流 造成的损耗 变压器的损耗 p pfe pcu 可变损耗 不变损耗 2020 4 13 第三节单相变压器的负载运行 2020 4 13 结论 原 副边电流与匝数成反比 2 变电流 四 变压器的作用 1 变电压 2020 4 13 3 变阻抗 应用 阻抗匹配在电子电路中 为了提高信号的传输功率和效率 常用变压器将负载阻抗变换为适当的数值 以取得最大的传输功率和效率 这种做法称为阻抗匹配 2020 4 13 变电压 变电流 变阻抗 2020 4 13 解 变压比k n1 n2 800 200 4副边电压u2 u1 k 220 4 55v原边电流i1 i2 k 8 4 2a输入功率s1 u1i1 440v a输出功率s2 u2i2 440v a可见当变压器的功率损耗忽略不计时 输入功率与输出功率相等 这符合能量守恒定律 例1已知一变压器n1 800 n2 200 u1 220v i2 8a 负载为纯电阻 忽略变压器的漏磁和损耗 求变压器的副边电压u2 原边电流i1 输入和输出功率 2020 4 13 解 例2一只电阻为8 的扬声器 喇叭 需要把电阻提高到800 才可以接入半导体收音机的输出端 问应该利用电压比为多大的变压器才能实现这一阻抗匹配 2020 4 13 五 变压器的运行特性 一 变压器的外特性和电压变化率 电压变化率 反映电压的稳定性变压器主要性能指标电力变压器 u 2 3 当u1 u1n cos 2不变时 u2 f i2 2 纯电阻负载 1 感性负载 3 容性负载 2020 4 13 例3某单相变压器的额定电压为10000 230v 接在10000v的交流电源上向一电感性负载供电 电压调整率为0 03 求变压器的电压比 空载和满载时的二次电压 解 变压器的电压比为 空载时的二次电压u20 u2n 230v满载时的二次电压u2 u2n 1 u 230 1 0 03 223v 2020 4 13 二 变压器的效率特性 输出功率 输入功率 cos 2不变时 效率 f i2 电力变压器 最大效率出现在i2 0 5 0 7 i2n 2020 4 13 小结 单相变压器的功率关系 1 一次绕组的视在功率s1 un1in12 二次绕组的视在功率s2 un2in23 输入功率p1 un1in1cos 14 输出功率p2 un2in2cos 25 变压器的损耗p pfe pcu 1 铜损耗pcu r1i12 r2i22 2 铁损耗pfe ph pe6 效率 2020 4 13 例4一铁心线圈 加上12v直流电压时 电流为1a 加上110v交流电压时 电流为2a 消耗的功率为88w 求后一种情况下线圈的铜损耗 铁损耗 解 由直流电压和电流求得线圈的电阻为 由交流电流求得线圈的铜损耗为pcu ri2 12 22 48w由有功功率和铜损耗求得线圈的铁损耗为pfe p pcu 88 48 w 40w 2020 4 13 解 忽略电压调整率 则p2 sncos 2 10 103 0 8w 8kwp pfe pcu 300 400 w 700wp1 p2 p 8000 700 w 8 7w 例5一变压器容量为10kv a 铁损为300w 满载时铜损为400w 求该变压器在满载情况下向功率因数为0 8的负载供电时输入功率 输出功率及效率 2020 4 13 第四节三相变压器 1 三相变压器组 三个独立单相变压器组成的变压器组 特点 三相之间只有电的联系 没有磁的联系 一 三相变压器的种类 2020 4 13 2 三相心式变压器 铁心为三相所共有的三相变压器 特点 三相之间既有电的联系 又有磁的联系 2020 4 13 二 三相绕组的联结方式 2020 4 13 原边 yynd 副边 yynd星形三角形 2020 4 13 三相变压器yyn联结 线电压之比 2020 4 13 三相变压器ynd联结 线电压之比 gb yyn yd ynd yy yny 最常用的三种 2020 4 13 2020 4 13 例6有一带电阻负载的三相变压器 其额定数据如下 sn 100kva u1n 6000v f 50hz u2n u20 400v 绕组连接成 y 由试验测得 pfe 600w 额定负载时的 pcu 2400w 试求 1 变压器的额定电流 2 满载时的效率 1 额定电流 2020 4 13 满载时的效率 2020 4 13 第五节其它用途的变压器 一 自耦变压器 自耦变压器的结构特点是 一次 二次绕组共用一个绕组 2020 4 13 可调式自耦变压器 调压器 使用 220v电源时 输入线接在1 3两端 使用 110v电源时 输入线接在1 2两端 旋转手柄 改变耦合匝数 能在4 5之间得到0 250v的不同输出电压 接线柱 2020 4 13 二 仪用互感器 实现用低量程的电压表测量高电压 被测电压 电压表读数 n1 n2 一 电压互感器 2020 4 13 2 铁心和二次绕组的一端必须可靠接地 以防一次侧高压绕组绝缘损坏时 其上带上高电压而触电 3 电压互感器有一定的额定容量 使用时不宜接过多的仪表 否则将影响互感器的准确度 注意 1 二次绕组绝不允许短路 否则短路电流很大 将互感器烧坏 为此应串联熔断器作短路保护 2020 4 13 二 电流互感器 实现用低量程的电流表测量大电流 被测电流 电流表读数 n