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1、設(shè)備課件二第三章變壓器變壓器：是一種靜止的電機，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進行轉(zhuǎn)換。一、工作原理：1、空載運行的物理現(xiàn)象：1）空載運行：是指變壓器原繞組接到額定電壓、額定頻率的電源上，副繞組開路時的運行狀態(tài)。2）物理現(xiàn)象：主磁通：漏磁通：主磁通和漏磁通在性質(zhì)上的不同：1）由于鐵磁材料有飽和現(xiàn)象，所以主磁路的磁阻不是常數(shù)，主磁通與建立它的電流之間呈非線性關(guān)系。而漏磁通的磁路大部分是非鐵磁材料組成，所以漏磁路的磁阻基本上是常數(shù)，漏磁通與產(chǎn)生它的電流呈線性關(guān)系2）主磁通
2、在原、副繞組中均感應(yīng)電動勢，當(dāng)副方接上負(fù)載時便有電功率向負(fù)載輸出，故主磁通起傳遞能量的作用。而漏磁通僅在原繞組中感應(yīng)電動勢，不能傳遞能量，僅起壓降作用。因此，在分析變壓器和交流電機時常將主磁通和漏磁通分開處理。2、正方向的規(guī)定：從理論上講，正方向可以任意選擇，因各物理量的變化規(guī)律是一定的，并不依正方向的選擇不同而改變。但正方向規(guī)定不同，列出的電磁方程式和繪制的相量圖也不同。在電機方向的學(xué)科中通常按習(xí)慣方式規(guī)定正方向，稱為慣例。具體原則如下：1）在負(fù)載支路，電流的正方向與電壓降的正方向一致，而在電源支路，電流的正方向與電動勢的正方向一致2）磁通的正方向與產(chǎn)生它的
3、電流的正方向符合右手螺旋定則3）感應(yīng)電動勢的正方向與產(chǎn)生它的磁通的正方向符合右手螺旋定則電壓u1,u2的正方向表示電位降低，電動勢e1,e2的正方向表示電位升高。在原方，u1由首端指向末端，I1從首端流入。當(dāng)U1與I1同時為正或同時為負(fù)時，表示電功率從原方輸入，稱為電動機慣例。在副方，U2和I2的正方向是由e2的正方向決定的，即I2沿e2的正方向流出。當(dāng)u2和I2同時為正或同時為負(fù)時，電功率從副方輸出，稱為發(fā)電機慣例。3、空載時的電磁關(guān)系：1）電動勢與磁通的關(guān)系：假定主磁通按正弦規(guī)律變化，即Φ=Φmsinωt根據(jù)根據(jù)電磁感應(yīng)定律和對正方向規(guī)定，一、二次繞組中感
4、應(yīng)電動勢的瞬時值為：式中：注意：從上面的表達式中我們可以看出，電動勢總是滯后與產(chǎn)生他的磁通90。2）電動勢平衡方程式：根據(jù)對正方向的規(guī)定，可以得到空載時電動勢平衡方程式：將漏感電動勢寫成壓降的形式：式中Z1=R1+1σ——原繞組的漏阻抗。對于電力變壓器，空載時原繞組的漏阻抗壓降I0Z1很小，其數(shù)值不超過U1的0.2%，將I0Z1忽略，則上式變成：在副方，由于電流為零，則副方的感應(yīng)電動勢等于副方的空載電壓，即：4、變壓器的變比：在變壓器中，原、副繞組的感應(yīng)電動勢E1和E2之比稱為變壓器的變比，用表示，即：上式表明，變壓器的變比等于原、副繞組的匝數(shù)比。當(dāng)變壓器空載
5、運行時，由于U1≈E1，U20≈E2，故可近似地用空載運行時原、副方的電壓比來作為變壓器的變比，即二、變壓器的分類：變壓器的種類很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來進行分類。1.按用途分類，可分為電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器）、儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）、特種變壓器（如調(diào)壓變壓器、試驗變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）。2.按繞組數(shù)目分類:可分為雙繞組變壓器,三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。3.按鐵心結(jié)構(gòu)分類，有心式變壓器和殼式變壓器。4.按相數(shù)分類，有單相變壓器
6、、三相變壓器和多相變壓器。5.按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強迫油循環(huán)式）、干式變壓器、充氣式變壓器。6.按調(diào)壓方式分類：無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓變壓器。7.按中性點絕緣方式分類：全絕緣變壓器和分級絕緣變壓器。8.電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為10～630kVA）、中型變壓器（容量為800～6300kVA）、大型變壓器（容量為8000～63000kVA）和特大型變壓器（容量在90000kVA及以上）。三、變壓器的技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)是表征變壓器的特性和工作性能，也是生產(chǎn)、使用、詢價和訂貨的主要依據(jù)。額定
7、值是制造廠對變壓器在指定工作條件下運行時所規(guī)定的一些量值。額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上。變壓器的額定值參數(shù)主要有：1.額定容量SN額定容量是指額定運行時能保證長期輸出的容量。以kVA表示。由于變壓器的效率很高，通常一、二次側(cè)的額定容量設(shè)計成相等。2.額定電壓U2N和U2N正常運行時規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為變壓器一次側(cè)的額定電壓U2N。二次側(cè)的額定電壓U2N是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時二次側(cè)的空載電壓。額定電壓以V或kV表示。對三相變壓器，額定電壓是指線電壓。3.額定電流I2N和I2N根據(jù)額定容量和額定電壓計算出的線電流，稱為額定電流，以A表示。對單相變壓器
8、對三相變壓器4.額定頻率fN5.空載電
