《变压器常用数据计算实例.doc》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.doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 WORD格式可编辑 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SN250KV。A，一、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:SNU1NI1N或SNU2NI2N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SN500KV。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
2、侧的额定电流为: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一台180KV。A的三相电力变压器，一次、二次侧的额定相电压分别为，铁芯柱的截面积A0。016m.求当铁芯柱的最大磁通密度Bm1。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：FmBmA1。4450.0160。0231Wb一次侧线圈绕组匝数为： 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示。当在U1 U2接上400V电压空载运行时，u1 u2和u1 u2上的电压各是多少?如果将u2和u1连接
3、起来， u1 u2两端的电压又是多少？解：U1 U2、u1 u2、u1 u2三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u2与u1连接后，u1 u2上的电压为：Uu1 u2Uu1 u2Uu1 u2200150350（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 N400V，额定电压调整率U5，当二次电流为额定值时，测得其二次线电压为U2390V。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：因此得到二次侧空载电压为：U2oU U2 NU25400390410（V）例六：变压器运行效率的计算有一台三
4、相电力变压器,额定容量SN=100kvA，一、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COS=0。6,输出电流I2=0。8I2N由此可求得负载系数为： 输出有功功率为：P2=KLSNCOS2=0.81000。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
5、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：（129）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=Io%Sn=0。27%500=1。35kvar2、该变压器的负载无功损耗为：Qp=UkSn=10.67%5009090%=43。21kvar3、该变压器负荷在
6、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：PSU2 I2U3I3UnIn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: 式中变压器的效率。总是小于1，对于功率1KW以下的变压器：0
7、。80。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(W）01010505050050010001000以上K0221.751。51。41。41。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
8、得：Sab(cm ）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）(mm）型号acLHhEF每1000片质量（kg)GE10106。53624。5186。56.52.33812128443022883。48914149503425994。4916161056382810105.63GRC1919126745.533.512128。16GEB
9、197.96DEC222214785339141410.94GEB2210。73GEC262617946447171715。93GEB2615。52GEC3030191067253191920.01GEB3019.67GEC35352212383.561。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T。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
10、D41、D42取11.2T；D43取1。11.2T;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，则磁性能较差（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，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
11、系。由于一般工频f50Hz，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：W1U1W0；W2U2W0;W3U3W0；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： 上式中电流密度一般选用,变压器短时工作时可以取。如果取时,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）式中d-包括绝缘厚的导线外径（mm)。（
12、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；24mm-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：(层）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ch),或铁芯实际窗口（图4面积ch），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。1mm的聚酯薄膜，厚度为BO。在框架外面每绕一层绕组后，包上层间绝缘,其厚度为。对于较细的导线，如0。2mm以下的导线一般采用一层厚度为0.05mm左右的聚酯
13、薄膜；对于较粗的导线如0。2mm以上的导线,则采用厚度为0。050。08mm的聚酯薄膜。对再粗的导线可用厚度为0。10mm的聚酯薄膜。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0.10mm的聚酯薄膜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)B1m1(d）（mm）式中d绝缘导线的外径（mm）;-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)（1.11。2)（mm）式中B0-绕组框架
14、的厚度（mm)；1。11。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，但不能任意加厚.另一种办法就是重选硅钢片的尺寸，按原法计算和核算直到合适为止。设计实例试设计一单相电源变压器，规格要求如（图5)所示：（图5 变压器电路图）解（1）计算PS：图中W2绕组供全波整流用，且用型滤波器,因此实际输出功率应为绕组视在功率的0。70。8,通常取kB0。77,即：PS2kB（2U2I2）0.77(22800.2）86。24（W)PS3U3I3360。13。6(W）PSPS2PS390（W）（2)求PS1和I1：取效率0。9
