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1、变压器常用数据计算实例例一：单相变压器一次、二次侧额定电流的计算方法某单相电力变压器的额定容量为Sn= 250KV.A, 、二次侧额定线电压分别为10KV与0.4KV，求一、二次侧额定电流。解：单相变压器的额定容量与额定电压和额定电流之间的关系 为：刖 25 (A)Sn= UinI 1N 或 Sn= U2n| 2N 所以：一次侧的额定电流为：.SnI 1N UlN严 625 ( A)0.4103二次侧的额定电流为：| s I 2N U2N例二：三相变压器一次、二次侧额定电流的计算方法某三相电力变压器的额定容量为 Sn= 500KV.A, 一、二次侧额定 线电压分别为10KV与6.3KV，采用Y
2、d连结，试求一、二次侧额定电 流。解：三相变压器的额定容量与额定线电压和额定线电流之间的 关系是：Sn3UinI in或S n3U2NI 2N因此：一次侧的额定电流为：ISNI 1NA/3U1N二次侧的额定电流为:E 28.87 (A)500 10312N3U2n3 6.3 103 45.82(例三：变压器一次、二次侧绕组匝数的计算方法有一台180KV.A的三相电力变压器，一次、二次侧的额定相电4002N( V 2。求当铁芯柱310000e压分别为Uin一(V)和u3的最大磁通密度 Bm= 1.445T时，试求一次、二次侧绕组的匝数，电网电压频率为50 hz。解：铁芯内的主磁通量为:m= Bm
3、XN1U 1N3 4.44f m100003 4.44 50 0.02311126 匝一次侧线圈绕组匝数为:电压比为:U1NU2N10000 3400 325二次侧线圈绕组匝数为:N2N111262545匝例四：单相变压器空载电压的计算方法如图是一台单相变压器的示意图，各绕组的绕向与匝数如下列 图。当在Ui U2接上400V电压空载运行时，ui u 2和u i u，2上的电压 各是多少？如果将 u 2和ui连接起来，u，1 u 2两端的电压又是多少？解：Ui U2、ui u 2 u i u，2三只绕组上的电压与其匝数之间的关 系为：Uuiu2U UiU2Nuiu2NUiU2400 200400
4、200 VU u iu 2U UiU2N u iu 2NUiU2400證 i50(V)UuiU2N UiU2UuiU2NuiU2和Uuiu2Nuiu2Uu iu 2Nu iu 2U1112NU1U2 = 400V%* *:Nulu2 = 200V ul:Ni】T2 = 150V2U2uzl所以：ui u 2上的电压为:当u 2与ui连接后，u i u 2上的电压为:Uj i u 2 = Uji u 2+ Ur i u，2 = 200+ i50 = 350 V例五：变压器空载电压的计算方法某变压器的二次侧额定电压为 U2N= 400V,额定电压调整率厶 U =5%当二次电流为额定值时， 测得其二
5、次线电压为 U2= 390V。当二 次侧外线路发生断路故障，负载全被切除时，二次侧端电压U2o将为多少？解：根据电压调整率的定义有:U2O U2100%U2N2因此得到二次侧空载电压为:&= U U2N+ U2= 5%X 400 + 390= 410 V例六：变压器运行效率的计算有一台三相电力变压器，额定容量SN=100kvA，一、二次侧额定电压分别为 Uin=6000V, U2n=400V,额定空载损耗为 P=0.616kw ,额定 短路损耗为 R=2,4kw。当功率因数为0.6，输出电流为额定电流的80%时，试求变压器的运行效率。解：额定容量 SN=100kvA，额定空载损耗 P0=0.6
6、16kw，额定短路 损耗Pk=2.4kw，功率因数COS)=0.6，输出电流I22N由此可求得负载系数为：Kl I20.8I 2N输出有功功率为:P2=KlSnCOS 2 X 100 X 0.6=48 kw变压器效率为：21- Po Kl Pk2P2 Po K l Pk100%1 - 0.6 1 6 0.82 2.4248 0.616 0.82.4100%95.7%例七：变压器相位差的计算某三相电力变压器，它的联接组别为yd9。该变压器中高、低压侧线电动势的相位差是多少？解：在三相电力变压器中，联接组别标号中9表示：当高压侧线电动势相量指向时钟的12时，低压侧线电动势相量指向9。由于时钟中每个
7、数字相差30角，因此，低压侧线电动势与高压侧线电动势的相位差为：129x 30 =90例八：变压器空载损耗的计算某变压器500kvA，短路阻抗10.67%,空载电流百分数 0.27%。试求该变压器的空载无功损耗和负载无功损耗；在负荷为450kvA时的负荷率和无功消耗是多少？解：1、该变压器的空载无功损耗为：Qo=lo%Sn=0.27%x2、该变压器的负载无功损耗为：Qp=Uk%Sn B =10.67%x 500 x 90%x3、该变压器负荷在 450时的负荷率为：S 450B90%Sn 5004、该变压器在450负荷时的无功消耗为：例九：小型单相变压器的设计1、根据用电的实际需要求出变压器的输
8、出总视在功率Ps,诺二次侧为多绕组时，如此输出总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率的总和:PS= U2 I 2 + U3I 3+ Unin式中U2 U3Un二次侧各绕组电压有效值 V；I 2 I 3I n二次侧各绕组电压有效值V；2、输入视在功率 Psi与输入电流I i的计算，变压器负载时，由于绕组电阻发热损耗和铁芯损耗，输入功率中有一局部被损耗掉，因此变压器输入功率与输出功率之间的关系是：PsPsiWn式中n变压器的效率。n总是小于1,对于功率1KW以下的变压器：n= 0.8 0.9。知道变压器输入视在功率 Psi后，就可以求出输入电流 I iPsiI i (i.i i.2)(A)Ui式中U
9、i一次侧的电压有效值V，一般就是外加电源电压；考虑到变压器空载励磁电流大小的经验系数。3、 确定铁芯截面积 S,小型单相变压器常用的E型铁芯尺寸如图i所示。它的中柱截面积 s的大小与变压器总输出视在功率有关，即：s K。Ps cm2式中Ps变压器总输出功率 W图iE型铁芯Ko经验系数，其大小与 Ps的关系可参考表 1来选用表1系数Ko参考值PS W01010 5050 50050010001000以上K021根据计算所得的S值，还要实际情况来确定铁芯尺寸a与b的大小，由图所得：S= ax bcm2式中a铁芯中柱宽cmb铁芯净叠厚cm又由于铁芯是用涂绝缘漆的硅钢片叠成，考虑到漆膜与钢片间隙的厚度
10、，因此实际的铁芯厚度b应将b除以0.9使其为更大些，即 b1.1bcm。目前通用的小型硅钢片规格见表2，注：铁芯片厚 0.35mm。其中各尺寸符号见图2。表2 不同型号E型铁芯片的尺寸mn型号acLHhEF每1000片质量kgGE10103618121284430228814149503425991616105638281010GRC191912671212GEB19DEC2222147853391414GEB22GEC2626179464471717GEB26GEC30301910672531919GEB30GEC3535221232222GEB35GEC40402614498722626G
11、EB40图2 E型铁芯片的型号和尺寸EC I_E C dE -C 也IIT门IT I。4、计算每个绕组的匝数，绕组感应电动势有效值E 4.44fWB mS 10（V）设W表示变压器感应1V电动势所需绕的匝数，即：4 W 10 Wo匝 /VE 4.44 fBmS式中Bm磁感应强度，单位为 To 不同的硅钢片，所允许的 Bm值也不同：冷扎硅钢片D310取1.21.4T ;热扎硅钢片 D41、D42取11.2T ;D43 取 1.1 1.2T ;对于XED XCD BOD晶粒取向冷扎硅钢带， Bm值可取1.61.8T ; 一般电机用热扎硅钢片 D21D22取0.50.7T。如果不知道硅钢片的牌号，按
12、经验可以将硅钢片扭一扭，如硅钢片薄而脆的如此磁性能较好俗称高硅，Bm可取大些；假如硅钢片厚而软的，如此磁性能较差俗称低硅，Bm可取小些。一般 Bm可取在0.71T之间。一般说来，Bm值取低限，将使匝数增加，用铜量增加，费用增 加，但也带来空载损耗小，铁芯损耗小、绕组发热小、绝缘不易老化 等好处。另外，如果在取铁芯截面时，取得稍大些时，用铁量增加， 如此会使绕组匝数减小，用铜量减小，即用铁量与用铜量成反比关系。由于一般工频f = 50Hz，于是上式可以改为：45WO-(匝 N)BmS根据计算所得 W值乘以每个绕组的电压，就可以算得每个绕组 的匝数W即：W = UiW； W = L2W； W= V
13、W；其中二次侧的绕组都应增加5%的匝数以便补偿负载时的电压降。5、计算绕组的导线直径 d,先选取电流密度j，求出各导线的截 面积：St L( mrf)j上式中电流密度一般选用j 23A/ mm2，变压器短时工作2 2时可以取j 4 5A/mm。如果取j 2.5A/mm时，如此：d 0.715 I (mr)6、核算，可分以下几种情况a对应于铁芯配套的塑形模压骨架 通常由酚醛或尼龙等材 料模压而成，其外形见图3。王字形骨架便于上下压绕组可以分 开来绕制。根据选定的窗高h计算绕组每层可绕的匝数 nj图3模压骨架h 24mm nid式中d 包括绝缘厚的导线外径 mnb对于自制的无边框框架0.9 h 2 4mm nid式中h铁芯窗口高度；考虑到绕组框架两端各空出5%地位不绕线;24 m 考虑到匝间绕得不够严密的尺寸裕量。于是每组绕组需绕的层数 m为：mi层ni根据绕组的匝数、线径、绝缘厚度等条件，来核算变压器绕组所占
