《电机与电气控制技术项目式教程 教学课件 ppt 作者 唐惠龙 模块2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机与电气控制技术项目式教程 教学课件 ppt 作者 唐惠龙 模块2（113页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、变压器工作的理论基础，是电磁感应定律。在电力、电子等领域的实际应用中，其主要的作用是变压、变流、变阻抗、传送交流电能。 变压器的构造和分类 变压器基本工作原理 变压器的铭牌数据,模块2 变压器,任务4.1 变压器结构与原理,变压器的构造和分类,根据变压器原理可知，变压器主要由两大部分组成： 变压器磁路部分铁心； 变压器电路部分一、二次绕组。 在大型电力变压器中还有其它辅助部件。,变压器的构造和分类,1油阀；2绕组 ;3铁心； 4油箱；5分接开关；6低压导管；7高压导管； 8，瓦斯继电器；9防爆筒；10油位器；11油枕；12吸湿器；13铭牌； 14温度计15 小车,变压器的构造和分类,变压器磁路
2、部分铁心； 铁心材料 铁心结构 铁心叠片形式,变压器铁心一般都采用高导磁率的电工材料(硅钢片)迭成。 选用高导磁材料，是为了提高磁效率；采用硅钢片选装则是为了减小铁心损耗，简称铁损（涡流损耗）。 硅钢片可分热轧硅钢片与冷轧硅钢片两类，冷轧硅钢片的磁性能较好，损耗较小，为目前制作变压器铁心的主要材料。,变压器的构造与分类,变压器磁路部分铁心； 铁心材料 铁心结构 铁心叠片形式,按照绕组套入铁心的形式，铁心可分为心式结构和壳式结构两种。 心式结构，变压器铁心被线圈包围； 壳式结构，变压器铁心的最外层包围着线圈。 心式铁心的结构简单、省料，因此为大多电力变压器采用。,心式结构,壳式结构,变压器的构造
3、与分类,变压器磁路部分铁心； 铁心材料 铁心结构 铁心叠片形式,大中型变压器一般采用硅钢片交错叠装方式，如图所示，各层磁路接缝斜形互相错开，可减小气隙和磁阻；,变压器的构造与分类,变压器磁路部分铁心； 铁心材料 铁心结构 铁心叠片形式,小型变压器多采用E、F、形等冲片交替叠装而成，如图所示。,变压器绕组,绕组是变压器的电路部分,因此对他的电气、耐热、机械等性能均有严格的要求，以保证变压器的安全运行。 变压器中，接到高压侧的绕组称高压绕组，接到低压侧的绕组称低压绕组。按高低压绕组安放型式可分为: 同心式 交叠式,变压器绕组,绕组是变压器的电路部分,因此对他的电气、耐热、机械等性能均有严格的要求，
4、以保证变压器的安全运行。 变压器中，接到高压电侧绕组称高压绕组，接到低压侧的绕组称低压绕组。按高低压绕组安放型式可分为: 同心式 交叠式,高低压线圈绕在同一铁心柱上，同心排列。一般高压线圈排在外侧，低压线圈排在内侧，这样有利于对铁心的绝缘。变压器高低压线圈间的绝缘，线圈与铁心间的绝缘一般采用木纸或钢纸板绝缘圆筒。,变压器绕组,绕组是变压器的电路部分,因此对他的电气、耐热、机械等性能均有严格的要求，以保证变压器的安全运行。 变压器中，接到高压电侧绕组称高压绕组，接到低压侧的绕组称低压绕组。按高低压绕组安放型式可分为: 同心式 交叠式,是把变压器的高低压绕组分别绕成若干个“饼式”绕组，高低压“饼式
5、”绕组是交替地套装在铁心柱上，为便于绝缘，铁心柱两端靠近铁轭外总是套装低压绕组。交叠式绕组因其结构比较牢固，电气上易构成多条支路并联，但绝缘较复杂，所以适用于低电压、大电流负载。,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,由于变压器铁心损耗与绕组损耗的存在，这些损耗会使铁心与绕组发热，影响变压器的安全工作。因此，通常将装好的变压器铁心、绕组浸入变压器油中进行冷却。另外变压器油具有良好的绝缘作用。,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,为了增加散热面积，容量较大的变压器，常采用带有钢管散热器的外壳帮助散热
6、，故称油浸自冷式；装有散热风扇协助散热，称油浸风冷式；装设油泵强迫使油在冷却器循环冷却的，称强迫油循环冷却式。,4，油箱,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,为了保证用户电压的稳定，电力变压器装有进行微调的分接开关，调节范围在5%，通过改变高压侧绕组匝数来实现。,5分接开关,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,分别与变压器高、低压侧的外线连接，具有良好的消弧、绝缘效果。,6低压导管； 7高压导管,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,分别与变压器高
7、、低压侧的外线连接，具有良好的消弧、绝缘效果。,6低压导管； 7高压导管,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,安装在油箱和储油柜的连接管道中间，是变压器内部故障的保护装置。当变压器内部绝缘被击穿或匝间短路时，变压器油和其它绝缘物分解气体，气压增大冲击气体继电器，使其接点动作，通过控制保护回路，及时发出故障信号或切除电源。,8、瓦斯继电器,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,其排气管一端连接油箱，顶端装有薄玻璃，当变压器内部发生故障时，压力达到一定程度时，就把薄玻璃冲破，释放变压器内部压力，防止变
8、压器爆炸。,9、防爆筒,其它部件,油箱及冷却方式 分接开关 高压套管、低压套管 气体继电器 安全气道 吸湿器,内装有吸水性很强的硅胶，可吸却储油柜中空气的水分，以保证变压器油良好的绝缘度。,13、吸湿器,变压器的分类,（1） 按用途分：电力变压器；特种变压器；仪用互感器等。 （2） 按绕组结构分：双绕组变压器；三绕组变压器；多绕组变压器；自耦变压器。 （3） 按相数分：单相变压器；三相变压器；多相变压器。 （4） 按冷却方式分：干式变压器；油浸式变压器；油浸风冷式变压器；强迫循环导向冷却式变压器。 （5） 按变压器容量分：中小型变压器（63000KVA）。,变压器的基本工作原理,变压器是在一个
9、闭合的铁心磁路中安装了原边绕组(称一次绕组)和副边绕组(称二次绕组),当变压器的一次则绕组加上交流电压，该绕组中就会有交流电流流过，于是在铁心磁路中就产生了交变磁通，根据法拉第电磁感应定律可知，一次侧和二次侧绕组中都将产生感应电动势，其大小分别为：,变压器的基本工作原理,变压器是在一个闭合的铁心磁路中安装了原边绕组(称一次绕组)和副边绕组(称二次绕组),变压器的基本工作原理,变压器是在一个闭合的铁心磁路中安装了原边绕组(称一次绕组)和副边绕组(称二次绕组),即变压器一次侧与二次侧电压之比等于绕组的匝数比。因此，只要适当地调节变压器一次侧、二次侧绕组的匝数比，就可以输出各种不同等级的电压，达到变
10、压的目的。,变压器的基本工作原理,变压器是在一个闭合的铁心磁路中安装了原边绕组(称一次绕组)和副边绕组(称二次绕组),于是将变压器一次侧交流电能，经电磁转换关系，传送到了变压器的二次侧。应注意的是，变压器可以通过改变变比达到变压的目的，但传送的功率是不能变化的，即不能变功率。,变压器的基本工作原理,变压器是在一个闭合的铁心磁路中安装了原边绕组(称一次绕组)和副边绕组(称二次绕组),变压器的铭牌数据,变压器的额定值是变压器工作的技术指标。主要有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定值通标注在变压器的铭牌上，故称铭牌值. 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率,变压器的铭牌数据,变压器的额定
11、值是变压器工作的技术指标。主要有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定值通标注在变压器的铭牌上，故称铭牌值. 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率,在铭牌上所规定的额定状态下变压器输出的能力（视在功率）保证值，称变压器的额定容量。以KVA表示，对于三相变压器，指三相容量总和。,变压器的铭牌数据,变压器的额定值是变压器工作的技术指标。主要有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定值通标注在变压器的铭牌上，故称铭牌值. 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率,变压器在额定运行情况下，根据变压器绝缘程度和允许温升所规定的一次侧绕组电压，称一次侧额定电压；变压器空载时，二次侧绕组保证值，称
12、二侧额定电压。,变压器的铭牌数据,变压器的额定值是变压器工作的技术指标。主要有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定值通标注在变压器的铭牌上，故称铭牌值. 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率,变压器的额定电流是额定状态下的一次侧、二次侧电流值，其值是根据额定容量和额定电压的计算值 。,变压器的铭牌数据,变压器的额定值是变压器工作的技术指标。主要有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定值通标注在变压器的铭牌上，故称铭牌值. 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率,为标定的工业频率，各国标定是有区别的。（中国标定的额定频率为50HZ）。,变压器的铭牌数据,变压器的额定值是变压器工作
13、的技术指标。主要有额定容量、额定电压、额定电流和额定频率。额定值通标注在变压器的铭牌上，故称铭牌值. 额定容量 额定电压 额定电流 额定频率,在铭牌上所规定的额定状态下变压器输出的能力（视在功率）保证值，称变压器的额定容量。以KVA表示，对于三相变压器，指三相容量总和。,任务4.2 变压器运行特性,任务目标 （1）了解变压器的运行特性。 （2）掌握变压器的二次侧端电压随负载变化的规律。,一、变压器负载时二次绕组端电压的变化,当变压器一次绕组接额定电压、二次绕组开路时，二次绕组的端电压即为空载电压U20，亦是二次侧的额定电压U2N，若二次侧带上负载，一、二次电流分别通过一、二次侧漏阻抗，产生内压
14、降，使变压器二次端电压将有所变化，且随负载的大小而变化。当变压器一次侧加额定频率的额定电压、且负载功率因数一定时，二次侧端电压U2随负载电流I2的变化关系，即U2=f(I2)曲线，称为变压器的外特性。 在纯电阻负载时，端电压下垂较小（曲线1）；纯电感负载时，端电压下垂厉害（曲线2）；纯电容负载时，端电压却可能上翘（曲线3）。端电压下垂或上翘的程度，可用电压变化率来表示，当一次侧接到额定频率和额定电压的电网上，二次侧空载电压U20与在给定负载功率因数下二次侧电压U2的算术差（U2N-U2）,一、变压器负载时二次绕组端电压的变化,电压变化率反映了变压器输出电压的稳定性及电能的质量。 在一般的电力变
15、压器中，当 接近于1时，电压变化率约为2%3%。因为变压器绕组的阻抗很小，所以由此引起的电压降也很小。但当功率因数下降到 0.8时，电压变化率大约为5%8%。因此提高功率因数可以减少电压变化率。,二、变压器的损耗和效率,变压器在传递功率时，存在着两种损耗。其一是铜耗Pcu，它是一次、二次绕组中电流流过相应的电阻产生的，其值与电流的平方成正比。铜耗的大小随负载的变化而变化，称为可变损耗。变压器中的另外一种损耗是铁心损耗PFe，其值与铁心中的磁通量的最大值有关。当电源电压不变时，变压器铁心中的磁通量最大值基本不变，铁心损耗也基本不变，因此，把铁心损耗称为不变损耗。 变压器的总损耗为上述两种损耗之和
16、： 2.变压器的效率 变压器的效率是它的输出有功功率P2与输入有功功率P1的比值，计算公式为：,二、变压器的损耗和效率,当负载的功率因数一定时，变压器的效率随负载变化的关系曲线 =f(2)称为变压器的效率特性。,任务4.3 变压器试验,变压器一次绕组接入交流电源，二次绕组开路的运行状态，称为变压器的空载运行。 空载时，只有一次侧电流，二次侧电流为零。,变压器空载运行,变压器空载运行时通过一次绕组的电流称为空载电流。空载时的变压器磁通是由空载电流产生的磁动势所激励的，所以空载电流又称励磁电流。,变压器空载运行,一次绕组电压,变压器空载运行,二次绕组电压,变压器空载运行,一次绕组感应电动势,变压器空载运行,二次绕组感应电动势,变压器空载运行,一次绕组漏感电势,变压器空载运行,变压器主磁通,变压器空载运行,变压器副边电压,变压器空载运行,变压器一次侧漏磁通,各电磁量参考方向规定,
