變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)35779

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1、3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.3單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行3.4變壓器的參數(shù)測(cè)定3.5標(biāo)么值3.6變壓器的運(yùn)行特性3.7三相變壓器3.8變壓器的并聯(lián)特性變壓器是一種靜止電器,它通過線圈間的電磁感應(yīng),將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電能.3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.1基本工作原理和分類一、基本工作原理變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。只要(1)磁通有變化量;(2)一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的目的。二、

2、分類按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按繞組數(shù)目分：?jiǎn)卫@組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器和多相變壓器。按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。按調(diào)壓方式分：無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。3.1.2基本結(jié)構(gòu)一、鐵心變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用厚為0.35-0.5mm、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。將線圈的

3、高、低壓引線引到箱外，是引線對(duì)地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。二、繞組四、油箱三、絕緣套管此外，還有儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)的封閉母線與電網(wǎng)相連的高壓出線端返回三相干式變壓器接觸調(diào)壓器電源變壓器環(huán)形變壓器控制變壓器3.1.3型號(hào)與額定值一、型號(hào)型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器二、額定值此外，額定值還有額定頻率、效率、溫升等。指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的

4、視在功率。額定容量指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓額定電壓是指一次側(cè)所加的額定電壓，是指一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的開路電壓。在三相變壓器中額定電壓為線電壓。三者關(guān)系：?jiǎn)蜗啵喝啵褐冈陬~定容量下，允許長(zhǎng)期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流額定電流3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.1電磁關(guān)系一、物理情況二、各電磁量參考方向的規(guī)定1）性質(zhì)上：與成非線性關(guān)系；與成線性關(guān)系；2）數(shù)量上：占99%以上，僅占1%以下；3）作用上：起傳遞能量的作用，起漏抗壓降作用。主磁通與漏磁通的區(qū)別一次側(cè)遵循電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)遵循發(fā)電機(jī)慣例。強(qiáng)調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)它的磁通之間符合右

5、手螺旋定則。三、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分析1.主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)——主電動(dòng)勢(shì)設(shè)則有效值相量同理，二次主電動(dòng)勢(shì)也有同樣的結(jié)論?？梢?，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，所產(chǎn)生的一次主電動(dòng)勢(shì)也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上滯后主磁通。主電動(dòng)勢(shì)的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。2.漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)——漏電動(dòng)勢(shì)漏電動(dòng)勢(shì)也可以用漏抗壓降來表示，即根據(jù)主電動(dòng)勢(shì)的分析方法，同樣有由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑,磁路不飽和,故磁阻很大且為常數(shù),所以漏電抗很小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變.3.2.2空載電流和空載損耗一、空載電流1.作用與組成2、性質(zhì)和大小性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主

6、要是感性無功性質(zhì)——也稱勵(lì)磁電流；大?。号c電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，用空載電流百分?jǐn)?shù)I0%來表示：空載電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量，作用是建立磁場(chǎng)，另一個(gè)是鐵損耗分量，主要作用是供鐵損耗。3、空載電流波形由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通呈非線性關(guān)系。當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，主磁通呈尖頂波形。實(shí)際空載電流為非正弦波，但為了分析、計(jì)算和測(cè)量的方便，在相量圖和計(jì)算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。二、空載損耗對(duì)于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，與電流頻率的1.3次方成正比，即空載損耗約占額定容量的0

7、.2%~1%，而且隨變壓器容量的增大而下降。為減少空載損耗，改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。3.2.3空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)方程、等效電路和相量圖一、電動(dòng)勢(shì)平衡方程和變比1、電動(dòng)勢(shì)平衡平衡方程（1）一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有則可見，影響主磁通大小的因素有電源電壓和頻率，以及一次線圈的匝數(shù)。重要公式（2）二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程