《变压器常用数据计算实例共11文档》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器常用数据计算实例共11文档（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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SNk250KV.A, 、二次侧额定线电压分别为10KV及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：SNk U1NI1N或 SNk U2NI2N所以：一次侧的额定电流为：二次侧的额定电流为：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及6.3KV，采用Yd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：因此：一次侧的额定
2、电流为： 二次侧的额定电流为:例三：变压器一次、二次侧绕组匝数的计算方法有台 180KV.A的三相电力变压器， 次、二次侧的额定相电压分别为10000/小Un TV)73工门400八八和U 2Nl ( V)，铁芯柱的截面积 A- 0.016m2oJ3求当铁芯柱的最大磁通密度 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 ) 0解：铁芯内的主磁通量为:m= BmA= 1.445 X 0.016 = 0.0231Wb一次侧线圈绕组匝数为:第#页电压比为：二次侧线圈绕组匝数为：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，各绕组的绕向及匝数如图所
3、示。当在 U1 U2 接上400V电压空载运行时，u1 u2和U 1 u 2上的电压各是多少？如果将 2和 u1连接起来，u 1 u2两端的电压又是多少？解：U1 U2、u1 u2、U 1 u 2三只绕组上的电压与其匝数之间的关系为： 所以： u1 u2 上的电压为：当u 2与u1连接后，u 1 u2上的电压为：Uu 1 u2 = Uu1 u2 + Uu 1 u 2= 200+ 150= 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U2 N= 400V,额定电压调整率厶U= 5%当二次电流为额定值时，测得其二次线电压为U2= 390V。当二次侧外线路发生断路故障，负
4、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：因此得到二次侧空载电压为：U2o U U2 N + 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 、二次侧额定电压分别为U1N=6000V U2N=400V额定空载损耗为 P0=0.616kw，额定短路损耗为 Pk=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：已知额定容量SN=100kvA额定空载损耗P0=0.616kw，额定短路损耗Pk=2.4kw，功率因数 COSt =0.6，输出电流I
5、2=0.8I2N 由此可求得负载系数为：第 2 页Kl|20.8| 2N输出有功功率为：P2二KLSNCOg2=0.8 X 100X 0.6=48 (kw)变压器效率为：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：(12-9)X 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
6、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%S n=0.27% 500 =1.35kvar2、该变压器的负载无功损耗为：Qp=Uk%Sjn B =10.67%X 500X 90%x 90%=43.21kvar3、该变压器负荷在450时的负荷率为：4、该变压器在450负荷时的无功消耗为：Q=1.35+43.21=44.56kvar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出总视在功率PS,诺二次侧为多绕组 时，则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 12 + U
7、3I3 + + UnIn式中U2 U3Un二次侧各绕组电压有效值（ V ;I2 I3In 二次侧各绕组电压有效值（ V）;2、输入视在功率PS1及输入电流I1的计算，变压器负载时，由于绕组电阻发 热损耗和铁芯损耗，输入功率中有一部分被损耗掉，因此变压器输入功率与输出功率 之间的关系是：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 PS1后，就可以求出输入电流I1 式中U1 一次侧的电压有效值（V），一般就是外加电源电压；1.11.2 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
8、如（图1）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：式中PS变压器总输出功率（W）（图1E型铁芯）K0经验系数，其大小与 PS的关系可参考（表1）来选用（表1系数K0参考值）PS (w01010 5050-500500-10001000以上K022 1.751.51.41.4-1.21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= axb （cm 2）第4页式中a铁芯中柱宽（cm ）b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，因此实际的铁芯厚度b应将b除以0.9使其为更大些，即bQ 1.1bcm。目前通用
9、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）（mm型号acLHhEF每 1000片质量(kg)GE10106.53624.5186.56.52.33812128443022883.48914149503425994.4916161056382810105.63GRC1919126745.533.512128.16GEB197.96DEC222214785339141410.94GEB2210.73GEC262617946447171715.93GEB2615.52GEC3030191067253191920.01GEB3019.
10、67GEC35352212383.561.5222227.15GEB3526.8GEC4040261449872262637.3GEB4036.95（图2 E型铁芯片的型号和尺寸）4、计算每个绕组的匝数，绕组感应电动势有效值设W0表示变压器感应1V电动势所需绕的匝数，即：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
11、牌号，按经验可以将硅钢片扭一扭，如硅钢片薄而脆的则 磁性能较好（俗称高硅），Bm可取大些；若硅钢片厚而软的，贝V磁性能较差（俗称低 硅），Bm可取小些。一般 Bm可取在0.7仃之间。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，则会使绕组匝数减小，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：根据计算所得 W0值乘以每个绕组的电压，就可以算得每个绕组的匝数W即:第6页W仁 U1W0 W2= U2W0 W3= U3W0其
12、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：2上式中电流密度一般选用 j 23A/mm，变压器短时工作时可以取2 2j 45A/mm。如果取j 2.5A/ mm时，则：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）。王字形骨架便于高低压绕组可以分幵来绕制。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）式中d 包括绝缘厚的导线外径（ mm。（b）对于自制的无边框框架式中h铁芯窗口高度；0.9 考虑到绕组框架两端各空出 5%地位不绕线；2
13、4m考虑到匝间绕得不够紧密的尺寸裕量。于是每组绕组需绕的层数 mj为：Wmi（层）ni根据已知绕组的匝数、线径、绝缘厚度等条件，来核算变压器绕组所占铁芯窗口的面积，它应小于框架实际窗口 （图3面积c -h），或铁芯实际窗口（图4面积c -h）， 否则绕组有放不下的可能。下图表示变压器一次侧绕组的绕制请况。变压器铁心中柱外面套上由青壳纸或弹性纸做成的框架，包上二层 0.1 mm的聚酯薄膜，厚度为 BO在框架外面每绕一层第7页绕组后，包上层间绝缘，其厚度为3。对于较细的导线，如0.2 mm以下的导线一般采用一层厚度为0.05 mn左右的聚酯薄膜；对于较粗的导线如0.2mm以上的导线，贝床用厚度为0
14、.050.08mm的聚酯薄膜。对再粗的导线可用厚度为0.10 mm勺聚酯薄膜。当整个一次侧绕组绕完后， 还需要在它的最外面裹上厚度为 r 的绕组之间的绝缘。 当 电压不超过500V时，可用厚度为0.10 mm勺聚酯薄膜23层。因此一次侧绕组厚度 B1 为:(图 4 变压器绕组层间绝缘方法)B1= ml (d+3)+(mm式中d 绝缘导线的外径(mm ;3绕组层间绝缘的厚度( mm) ;绕组间绝缘的厚度( mm)。同样可求出套在一次侧绕组外面的各个二次侧绕组厚度B1、B2、B3，所有绕组的总厚度B为：B=( B0+ B1 + B2 + B3 +)x( 1.1 1.2 ) ( mm式中B0绕组框架的厚度(mm；1.1 1 .2 尺寸裕量。如果计算得到的绕组厚度 B小于铁芯窗口宽度 C的话，这个设计是可行的。在 设计时，经常遇到 BC的情况。这时有两种办法，一是加大铁芯叠厚，使绕组匝数 减小。一般叠厚b=( 12) a比较合适
