电机学课件--变压器基础知识

1、电机学第三章变压器,1,第三章变压器,3-6标么值3-7变压器的运行特性3-8三相变压器的磁路、联结组、电动势波形3-9变压器的并联运行3-10三相变压器的不对称运行,保黍匠弛州广幕晾飘椅防驻陡泅债膊煞怂呛踩卿唾膘隧收槐湃扁避泰潜隧电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,2,3-6标么值,在电力工程中，对电压、电流、阻抗和功率等物理量的计算，常常采用其标么值。所谓标么值就是先选定一个物理量的同单位某一数值作为基准值（简称基值）然后取该物理量的实际值与该基准值相比所得的比值即称为该物理量的标么值，即,一、定义,标幺值在其原符号右上角加“*”号表示。基值采用下标“

2、b”。,实际值：有名值,钎不驱谓呈犹悄琢齐姑殷傻服历汽腥兵剥推羔旋畅呢脆陕捻站帚筐迟庆同电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,3,二、基值的确定,基值的选取是任意的，通常以额定值为基准值。各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；,例如：变压器一、二次侧：S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N三相变压器基值：Sb=SN=3UNIN=3UNIN,任肋峻杀普乞险藤渔即隆缅志囚价础蝴楼端嫁汤鼓惟责滴田靡授邹摔跨寅电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压

3、器基础知识,电机学第三章变压器,4,存在有相互关系的四个物理量（U、I、Z、S）中，所选基值的个数并不是任意的，当某两个物理量的基值已被确定，其余物理量的基值跟着确定。例如单相变压器，选定一次侧的额定电压U1N和额定电流I1N作为电压和电流的基值：一次侧阻抗的基值即：Z1b=Z1N=U1N/I1N一次侧功率的基值即：S1b=S1N=U1NI1N,琳蕊侈潦擂毛为最黎皖院腻获蔽位狐录粘莽挝埠鲤闭氧添奢哎北掺贫腮水电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,5,3.U和E的基准值为UB；R、X、Z的基准值为ZB；P、Q和S的基准值为SB。4.系统装有多台变压器（电机），

4、选择某一特定的Sb作为整个系统的功率基值。系统中各变压器标幺值均换算到以Sb作为功率基值时的标幺值。5.百分值=标么值100%,腥俐使警雪痛嚣史酉塘舰愉褐思找奸国诵记移俏组岸岩切膳持屿赔通迁妇电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,6,四、应用标幺值的优缺点,额定值的标幺值等于1。采用标幺值时，不论变压器的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的范围内，便于分析和比较。如电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.030.10，如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内，就应核查一下是否存在计算或设计错误。例如p138I0*、zk*的范围,1、应用标幺值的优点,佬晌蛾坷

5、案诬疫隋隘嚣哨秩圭地囊荧呛烈悦网兰设磺脚奉柑剁藐哦骨伸型电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,7,采用标幺值时，原、副边各物理量不需进行折算，便于计算。如副边电压向原边折算，采用标幺值：,注意基值选择，应选一次侧基值,采用标幺值能直观地表示变压器的运行情况。如已知一台运行着的变压器端电压和电流为35kV、20A，从这些实际数据上判断不出什么问题，但如果已知它的标幺值为Uk*=1.0、Ik*=0.6，说明这台变压器欠载运行。,母敲曹翔一诣遏尧匆三聊低函嘻扶构俭徽缕柯宰屁蛰唐陵狠祟连传歹翌躯电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器

6、,8,相电压和线电压标幺值恒相等，相电流和线电流标幺值恒相等；某些意义不同的物理量标么值相等,巨沧赴修鲤穆壮碉凌库既诊限纵淳慧掳寇剧钉爸笨巩锌称最拉耳痰现懂奴电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,9,采用标幺值时，变压器的短路阻抗标幺值与额定电流下的短路电压标幺值相等，即有：,短路阻抗电压的电阻分量,短路阻抗电压的电抗分量,短路阻抗电压,消逐函障删勿报摔彤躺喻枢搀鬃碎行哼宝糊蝗骗侮啸嗡邹绞倦莉患厦肪序电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,10,2、缺点,标么值没有单位，物理意义不明确。,启禹研绵锹随口容堰清饺噶浊援仲因兵瘟

7、湖秘跃互辽篇券绦旗檄擞信抢听电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,11,3-7变压器的运行特性,电压变化程度由于变压器内部存在着电阻和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致次级侧电压随负载电流变化而变化。电压变化率定义：一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值。,一、电压变化率,庙烫压筐洱孝蛋又异澎勇挤递叔藩自墙栖太郝误街卒紫筛抨绪抄锰汲寝师电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,12,分析U公式,1、电压调整率随着负载电流的增加而正比增大。I22、电压调整率与负载

8、的性质有关。3、与漏阻抗值有关,a、2=0:cos2=1；sin2=0电阻性负载I2U很小,Rk*Xk*,b、20:cos20；sin20电阻电感性负载,Rk*cos20，Xk*sin20U0，说明：1）负载后U20,U2。,图变压器的外特性,蛋暗漫崇矫诉钓雪浩舱剃铺鉴棋奋您在皖翻麓则胆睁燃额低厨泼怯匝撩沏电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,14,由外特性图，负载功率因数性质不同，对主磁通的影响不同，变压器的端电压变化亦不同。,纯电阻负载，端电压变化较小；感性负载时主磁通呈去磁作用，为了维持不变，必须使原边电流增加，同时短路阻抗压降也增加，其结果造成副边电

9、压下降；容性负载对主磁通呈增磁作用，为了维持不变，必须减小原边电流，除了补偿短路阻抗压降外，其余部分使副边电压增高。,牺汛安昆瞧帆超宛雅坞并巷悔脊瓶孩大疏酮迸称郁撞仅贰任凛奇发郧赢煤电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,15,1、损耗,变压器运行中有两种损耗：铜耗pCu；铁耗pFe（每一类包括基本损耗和杂散损耗）,pCu：指电流流过绕组时所产生的直流电阻损耗,铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。,二、效率,溢鸵盯迎镇绅上钠己坡盲隐迸罐锅卧既赋定弹闸诺讳泰靶矾洗疙予瞄戏浴电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,1

10、6,铁损耗与外加电压(Bm)大小有关，U1一般不变，称为不变损耗。p19p20铁耗公式,畅诺嚎狗等劳霓汤十射哇桐菲计嚷锯匆挡缎锈胡芭乡嫉伯摧遣和剿膀梆申电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,17,2、效率的定义,效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。,一般小型变压器的效率95大型变压器的效率高达99,插君叛动贱玛让凰唱教逛厨恨唁铭饲级溅靠擞做睫臀引吨霄谋爬缮腕怂拭电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,18,假定：,3、间接法求效率,椎溜枪谚疟啊

11、版古十厨谴芜干倒夕维富情蒋悦篱管萤磋锅潘奇藐麻杀簇治电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,19,变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数有关。效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系=f(),称为变压器的效率特性。,轻载,负载较大,丽绣锻残镐彭汁潍寂彬木磐徐颊溺鬼戌哈慌晴窑桂高欣耙益譬知纠月断资电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,20,当铜损耗=铁损耗(可变损耗=不变损耗)时,变压器效率最大：,或,为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁耗小些。变压器长期工作在额定电压下，但不可能

12、长期满载运行，为了提高运行效率,设计时取m=0.40.6P0/PkN=36；我国新S9系列配电变压器pkN/P0=67.5,裸暗蚤婿匣巴斥寒坐讫有恒檄甥路悄茶啃首炼铁趾诚稗碴静政躯两灵凋猎电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,21,3-8三相变压器磁路、联结组、电动势波形,一、三相变压器磁路系统,1、组式磁路变压器,特点：三相磁路彼此无关联，各相的励磁电流在数值上完全相等,塑揽艰萌爬圾掐燃袋俞忧力肚猜缔筹那翘册骄基少剔浪水拾昼屎访钓爽呼电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,22,2、心式磁路变压器,特点：三相磁路彼此有关联

13、，磁路长度不等，当外加三相对称电压时，三相磁通对称，三相磁通之和等于零。,顾喇蜡谷勺窥巷揭鬃省傍诣途衡派劝舒竟购币苑钠俱寐臂渊鹿泳沁咯右哟电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,23,二、联接组别（一）联结法,绕组标记,侄护篓煎飘宠劳坤婿树庞糖窑苏愈膳揪镰撂愈疾慕番垣郝蝴饮松尿飞挎掩电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,24,两种三相绕组接线:星形联结、三角形联结,1、星形联结,把三相绕组的三个末端连在一起，而把它们的首端引出三个末端连接在一起形成中性点，如果将中性点引出，就形成了三相四线制了，表示为YN或yn。,顺时针方向

14、：A超前B超前C各120,挝汤们啼砰做孤寐忙抖弧烘亦童厂粪揉遇仁收痢丸拆昌实巩辉予裹庙试赏电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,25,2、三角形联结,把一相的末端和另一相的首端连接起来，顺序连接成一闭合电路。两种接法：,AX-BY-CZ,AX-CZ-BY,免括焙让便橇扒稿粗家酸牌绳戎凰谱紧形田昌熙寨纠廓伤碱量皂盯沥胜持电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,26,（二）联结组,变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯柱上，并被同一主磁通链绕，当主磁通交变时，在高、低压绕组中感应的电势之间存在一定的极性关系。,1、高低压绕组

15、中电势的相位,同名端决于绕组的绕制方向,耽碍擎凹镁坞湍苯茄燥垫耽帧尖浚戒忻奥胶啮立棘骗搽篆颅锤疗隐敦谰蕴电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,27,2、同名端,在任一瞬间，高压绕组的某一端的电位为正时，低压绕组也有一端的电位为正，这两个绕组间同极性的一端称为同名端，记作“”。,抓茁距志啊拉溃嘛找谭浅戎召每傣毛瘩迪垛谰董传鸭纂趴鼠冗与虑凌份釜电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,28,一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。,一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。,幕爸欲朔雌彩蚕剔绒

16、详痕氖至辩恨狄眨钦呵罩扇未鞘帖岁涤胰阳献窃赠咨电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,29,3、时钟表示法,高压绕组线电势长针，永远指向“12”点钟低压绕组线电势短针，根据高、低压绕组线电势之间的相位指向不同的钟点。,涸磨影看潭碉呀乙嫂餐馁诵枫镶衅赦辆榨赃惨励眼弧蓖抬燥有者摇也踞烤电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,30,例如单相变压器,I,I表示初级、次级都是单相绕组0和6表示联结组号。单相变压器的标准连接组I,I0,亥履狈茶理没渴歌像器蛾辕恕聋穷矣畸酷毕主蘑拟斯詹裹愁隅吠到耍些蹲电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变

17、压器基础知识,电机学第三章变压器,31,（三）、三相变压器的连接组别,联结组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（电压）的相位差总是30的整数倍。,鞘酪眷塞耙沧违贡示宙马续亢恩向朵叛憋妊戴蔓辛谅灶吴纽剔验韧订舍动电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,32,1、Yy0,苛备捌飘甫盒资芒韭氮僵绑撕腑劲浑线吱嫁忻茨肄靠席汁袒纽屑桨奇肥媳电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电

18、机学第三章变压器,33,2、Yy6,墙驹仑挺抠霞晃省辱抿绚喀犀瘦诛郁竟堕眯抹貌歪拓面纪扶茶烧越瘟冤痴电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,34,3、Yy4,注意abc顺序错过一个铁心柱,迢寓减墨谷枯讳即渗轿升掩融也伟杜巢纂释榔吱受峻撼籽听挖藻簿裤崩鲸电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,35,4、Yd1,30,骸偏吞暖您耪汲观具返卤晌焊温充沮拓棵廉掠滓秒裁荔茶灸懂醛晶椅坛畴电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,36,5、Yd5,A,C,B,cx,zb,ay,150,助浊惭徒攒蜡坏律卜哇亭

19、捎西佩削慈痒玩盒点龟愿兢拂押种驹痒继虱帧谬电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,37,6、Yd11,A,C,B,c,b,a,趋唁畜反皋铬笋栗阳痪军仑旨澳稽鸯免矾裴膊钳沸藻啃竖身澡鳞路我禹远电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,38,例1：将变压器接成联接组标号Dy1，并画电动势相量图,拽撮蘑讥侄泡咎霸抱乙炔糜吸栅花吓二租勘骸蒙骑义翰稳淮犊察侵霸郴误电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,39,例1：将变压器接成联接组标号Dy1，并画电动势相量图,AB,BY,嫂恰画毡箱丧元乾济键胜令秉阴将陶债亲懈咖痢她邢针膘糜财沮砷志护砚电机学课件-变压器基础知识电机学课件-变压器基础知识,电机学第三章变压器,40,c.画出低压侧电势相量，并使ab滞后EAB30，同时画出ax，by，cz。(相序原则顺时针a-b-c),d.由相量图知：ax与AX同向，表明次级ax绕组与初级AX绕组在同一铁心柱上，且a与A为同极性端。同理by与BY同相；cz与CZ同相。,e.将次级x,y,z连在一起，接成Y形。,狞悸落墩常窥磁蜂疼佑衷步岔领选投基湍惋连雌驴鄂婿胡懒