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1、 發(fā)電廠發(fā)出的電能（10.520KV） 升壓變壓器 高壓電 輸電線 用電區(qū) 降壓變壓器 配電電壓送到各用電區(qū) 配電變壓器 降到用戶電壓 大型動力設(shè)備采用6kv或10kv小型動力設(shè)備和照明用電則為380/220V 圖1-1簡單的電力系統(tǒng)圖第1頁/共84頁 變壓器的分類 一般分為電力變器和特種變壓器兩大類。 電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸配電的主要設(shè)備，容量從幾十KVA幾十萬KVA。 電力變壓器按用途分：（1）升高變壓器 （2）降壓變壓器 （3）配電變壓器 （4） 聯(lián)絡(luò)變壓器 按結(jié)構(gòu)分：（1）雙繞組變壓器 （2）三繞組變壓器 （3）自耦變壓器 按相數(shù)分：單相、三相、多相變壓器第2頁/共84頁 1-2電力

2、變壓器的主要結(jié)構(gòu)部件1、油浸式變壓器 變壓器器身放在灌滿油的油箱內(nèi)，稱油浸式。一、二次繞組：輸入電能的繞組稱為一次繞組(或原繞組)；輸出電能的繞組稱為二次繞組(或副繞組)，它們通常套裝在同一心柱上。高、低壓繞組:電壓較高的繞組稱為高壓繞組；電壓較低的稱為低壓繞組。對于升壓變壓器，一次繞組為低壓繞組，二次繞組為高壓繞組；對于降壓變壓器，情況恰好相反，高壓繞組的匝數(shù)多、導(dǎo)線細；低壓繞組的匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。鐵心和繞組是變壓器的主要部分，稱器身。第3頁/共84頁 圖1-3 油浸式電力變壓器1-訊號式溫度計； 2-銘牌； 3-吸濕器； 4-儲油柜 5-油表 6-安全氣道 7-氣體繼電器 9-低壓套管 10

3、-分接開關(guān) 11-油箱 12-鐵心 13-放油閥門 14-線圈及絕緣 15-小車 16-接地板 8-高壓套管第4頁/共84頁 2、干式電力變壓器 將變壓器采用環(huán)氧樹脂澆注成為一個整體，稱為干式。目前在35KV及以下電壓等級的配電系統(tǒng)廣泛使用。 1-3 變壓器的發(fā)熱與溫升 變壓器運行時,繞組有銅耗,鐵耗以及附加損耗,這些損耗,一方面影響變壓器的效率,一方面轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?導(dǎo)致變壓器本身的溫度升高,還把熱量散發(fā)到周圍介質(zhì)中去. 各部分的溫度對絕緣材料影響很大.決定變壓器運行時溫度高低的因素有二:一 是變壓器的總損耗 二 是其散熱能力. 當(dāng)發(fā)熱量=散熱量時,變壓器各部分的溫度達穩(wěn)定值. 溫升:變壓器運行

4、時各部分溫度穩(wěn)定時與周圍環(huán)境冷卻介質(zhì)溫度之差.變壓器帶額定負載長期運行時,各部分的溫升不應(yīng)超過國家標(biāo)準規(guī)定的數(shù)值。保證工作年限為(20-30年),我國規(guī)定了環(huán)境最高溫度為40,溫升指比環(huán)境溫度40高出的數(shù)值.第5頁/共84頁1-4 變壓器的額定數(shù)據(jù) 1額定容量 kVA 2額定電壓 V，kV 3額定電流 A 4、相數(shù)、繞組聯(lián)結(jié)圖與聯(lián)結(jié)標(biāo)號 5額定頻率 HZ 額定值之間的關(guān)系： 單相變壓器： 三相變壓器： 例2-1 一臺三相雙繞組變壓器，額定容量 ，一二次額定電壓 。求 一二次額定電流。NS1N2NUU1N2NII NNNUSI11NNNUSI22NNNUSI113NNNUSI223100NSKV

5、A12/6000/400NNUUV第6頁/共84頁第二章 變壓器的運行分析 2-1變壓器的各電磁量正方向單相變壓器的示意圖（1）規(guī)定各量的方向僅為參考方向，并不代表實際方向。 與 .1212I ,IE E.m規(guī)定的正方向符合右手定則。 （2） .212121(3),smsssEEE E與方向一致與方向一致第7頁/共84頁 若 11 11PU I cos0說明變壓器從電源吸收的有功功率 11 11QU I sin0變壓器從電網(wǎng)中吸收無功功率 22 22PU I cos0說明變壓器輸出有功功率。 22 22QU I sin0說明變壓器輸出無功功率 反之吸收無功功率 一次繞組中感應(yīng)電勢： 11deN

6、dt 二次繞組中感應(yīng)電勢：22deNdt 第8頁/共84頁2-2 單相變壓器空載運行 空載運行：原繞組接交流電源上，二次繞組開路，稱為 單相變壓器空載運行時的示意圖AX只是參考相量，不表示該量瞬時的實際方向。第9頁/共84頁主磁通、漏磁通空載電流 ：一次側(cè)接至交流電網(wǎng)，二次側(cè)開路時，一次繞組中的電流?？蛰d磁勢（勵磁磁勢）： 主磁通：與一次繞組與二次繞組同時相交鏈的磁通，磁路為鐵芯，是變壓器能量傳遞的媒介。漏磁通：只與自身繞組相交鏈的磁通，只占總磁通的（0.1-0.2）%,沿空氣閉合,只起電壓降作用,不能傳遞能量.瞬時表達式：sinmwt11sinsswt0i01 0fN i第10頁/共84頁1

7、、主磁通感應(yīng)電動勢、相量表達式：1111cossinsin122mmmdwtwtwtatWNeNWNE 2222cossin2mmdwtwtateNWNE111114.442222mmmmjjjffNWNENE 224.44mjfNE 12.2E Em滯后于.12,E E電動勢的大小與磁通的交變頻率、繞組匝數(shù)以及磁通幅值成正比。當(dāng)頻率、匝數(shù)一定時，其大小取決于主磁通的幅值。 第11頁/共84頁 3、漏磁通感應(yīng)電動勢 相量表示： 1111114.4422smsSsjjfWNENE 1111122sSOsOjjWNWNIEI 11102ssNLI一次繞組漏自感10011SSjWLjXEII 1se

8、111111sinsin22sSmsswtwtdtdeNWNE 漏磁通路徑主要是空氣，其磁阻為常數(shù)，所以在頻率一定時，為常數(shù)，1X第12頁/共84頁4、空載運行電壓方程 一次繞組：二次側(cè) 空載電流不超過額定電流的10%，所以忽略一次繞組的漏阻抗壓降。結(jié)論：變比：110110110111sjXUE EI RE I RE I Z 220UE111114 444 44mmUEffUNN 11UE 11fNUm當(dāng) 和一定時 主磁通的大小幾乎決定于所加電壓大小1E2一次電勢與二次電動勢變比 用k表示E第13頁/共84頁 變比 5、勵磁電流：空載電流又稱勵磁電流 空載電流兩個分量： 112224 4414

9、 44mmfkfNNEENN11UE空 載 時220UE若k1時 降壓變壓器 k1升壓變壓器uFe磁化電流I 在鐵心中產(chǎn)生主磁場無功分量鐵耗電流I補償空載換耗 鐵耗有功分量0uFeIII0uII是中的主要分量2uFeII滯后第14頁/共84頁 6.變壓器空載運行的相量圖 以 作為參考相量 滯后于 m0uFeIII1U1E1 EmmIF eII1rIm1XIjm.1E.2E2m10111jxUEIr 220UE01UI與的相位角功率因數(shù)角02表明空載時 很低，從電網(wǎng)中吸收大量的無功功率0cos吸收的有功功率： 0110cosFecuFeU IPPP第15頁/共84頁 7、變壓器空載運行的等效電路

10、 若 用一個阻抗來等效即： 變壓器的勵磁阻抗， 勵磁電抗 表明鐵心磁化性能一個參數(shù)， 勵磁電阻，反映鐵耗的等效電阻。為兩個線圈串聯(lián) 111011100UEUEI ZZII 10EI10mmmEjxZrImZmxmr11110mmmUjxjxZZrrI11mmmjxrjxZr1一個沒有鐵心的線圈 帶有鐵心的線圈Z第16頁/共84頁 為常數(shù)為變量，隨飽和程度增大而減小?？蛰d等效電路如圖所示 1r1x,mmrx1U1EmI1rmrmx1x變壓器空載運行時的等效電路11mmxrrx第17頁/共84頁1I1s1sE1U2U2I2E2sELZ2sm1N2NAXxa*1E6-3 變壓器的負載運行第18頁/共

11、84頁負載時上的電壓方程為： 222()LLLUI ZIRjXm負載時，一二次繞組中都有電流流過，都產(chǎn)生磁動勢。鐵芯中的主磁通是由這兩個磁動勢共同產(chǎn)生的。即：11IN22INmIN1121E2E1E2E1、負載時的磁動勢及一、二次電流關(guān)系第19頁/共84頁114.44mEfN.121201I NI NI N102FFF即：0Fm1E的數(shù)值取決于鐵芯中主磁通的數(shù)值，它的大小取決于的大小。1111UEI Z 一次回路電壓方程：01II11UE 1Z與空載相比，但設(shè)計時 很小，1Um不變，近似不變 。說明負載時的勵磁磁勢和空載磁勢在數(shù)值上相差不大第20頁/共84頁對于負載運行。勵磁磁勢的理解：.22

12、22IFI N.1I.2()F必然改變磁路的磁動勢和主磁通的大小，m因此一次繞組中必有電流基本不變，產(chǎn)生一個的磁動勢以抵消二次繞組電流產(chǎn)生的磁動勢，維持磁動勢.001FI N.120()FFF 則 ：.121012()I NI NI N 上式表明，負載時一次繞組磁動勢由兩個分量:一為勵磁磁勢.0F用來產(chǎn)生主磁通，從空載到負載變化不大.2()F.2F另一分量為:用來平衡二次繞組磁勢它隨負載變化而變化。,為負載分量，第21頁/共84頁01(0.020.1)NII.21201NIIIN.2F是主要分量。.210202011()()LNIIIIIIINk v電流由兩個分量組成：一個是維持主磁通的勵磁分

13、量，另一個是用以補償二次繞組去磁磁通勢的負載分量。第22頁/共84頁.2224.44SsEjfN .2222SjwLIjX I .22222SUEEI R.2222()EIRjX.222EI Zv2、負載時二次電壓、電流的關(guān)系.2s二次繞組漏磁通，磁路近似線性的。第23頁/共84頁10mEI Z .121201I NINI N1111ZIEU2222ZIEU.222UI Z12EKE變壓器的基本方程式為第24頁/共84頁1U1I11I N1S111SEjI X120121I N I NI N01I Nm1E2E2U2I22I N2S222SEjI X22I R11I R11111()UEI R

14、jX 22222()UEIRjX各量的關(guān)系如下：第25頁/共84頁結(jié)論:v(1) 上述方程不僅適用于單相變壓器的穩(wěn)定運行,也適用于三相變壓器穩(wěn)態(tài)運行,全部電磁量都指的一相。.m1U（2）鐵芯中的主磁通 的大小由端電壓 決定。mX （3）主磁路采用硅鋼片，磁導(dǎo)大，即 大，由很小的勵磁電流就能產(chǎn)主較大的主磁通12,X X（）漏磁路主要由非鐵材料構(gòu)成，對應(yīng)的漏電抗很?。ǎ┱莆崭鶕?jù)規(guī)定正方向判斷變壓器負載運行時功率流向及性質(zhì)第26頁/共84頁、折合算法歸算的目的：導(dǎo)出等效電路歸算的方法：是將一個匝數(shù)與一次繞組相等，電磁效應(yīng)與二次繞組相同的繞組去代替的二次繞組。為二次側(cè)折算到一次側(cè)。當(dāng)然也可以將一次側(cè)折

15、算到二次側(cè)歸算的算法原則：歸算不改變電磁效應(yīng)，即歸算前后磁勢平衡關(guān)系，各種能量關(guān)系均保持不變。（）電動勢和電壓的歸算.224.44mEjfN .224.44mEjfN kNNNNEENN21222212第27頁/共84頁.222221NNIINNk2222ININ2222 222222222 2rkrIIrrIrI.21201NIIIN.102III22kEE 故 ：22kUU同理 電動勢和電壓的歸算是乘以變比（2） 電流的歸算：磁勢相等電流的歸算是除以變比則磁勢方程:（3）阻抗的歸算折算原則：功率相等第28頁/共84頁2222 222222222 2XkXIIXXIXI阻抗的歸算是乘以變比的

16、平方變壓器歸算后的基本方程式.102III1111ZIEU2222ZIEU21EE10mEI Z 第29頁/共84頁經(jīng)過歸算以后，使原本無電路聯(lián)系的雙繞組變壓器，一、二次繞組電動勢相等 ，磁動勢平衡方程變?yōu)殡娏髌胶怅P(guān)系：即：。負載運行時的T形等效電路。21EE.102I II 變壓器的T形等效電路 v、等效電路形等效電路只適用變壓器對稱、穩(wěn)態(tài)運行。第30頁/共84頁 簡化等效電路：變壓器負載運行時，忽略；可認為無窮大而斷開，可得簡化等效電路圖（a）(b)10II0I2mLZZZmZ122121221212kkkkkZZZRjXRRRRk RXXXXk X簡化等效電路不適用空載，適用正常負載運行

17、和穩(wěn)態(tài)短路。第31頁/共84頁11,112211RR XXkk,2211mmmmRR XXkk.101111,UUIk IIk Ik思考題：為什么在功率放大電路帶揚聲器負載時，在其間接一放大電路？v如將一次側(cè)折算到二次側(cè)第32頁/共84頁1U2I2U2cos已知 、 、 及變壓器的各個參數(shù)，則畫圖的步驟為：2U2I2（1）以 作為參考相量，畫 滯后 一角度 ；2U22rI22XI j2E（2）在 上加 和 得 ；12 EE（3）；m1E90m1 E（4）主磁通 超前 ，畫出 和 ；.01mIEZ mmmrXtg1.0Iv（5）根據(jù) ，畫落后于 一個角度 .102III（6）作1 E11rI11

18、XIjv（）再在 加上 和 ，從而得原邊電壓 。6.相量圖第33頁/共84頁.m.12EE.2U.2I.22I R.22I X.0I.2I.1I.1E.11I R.11jI X.1U121111ZIEU.102III2222ZIEU21EE10mEI Z 第34頁/共84頁 簡化相量圖：已制好的變壓器很難用實驗的方法將其阻抗分開。因此，實際中常常采用簡化相量圖.12II 22LUI Z12II 12121()kkkUUI RjXUI Z.2U.1kI R.1kj I x.1U21第35頁/共84頁 例1 變壓器二次繞組開路，一次繞組加額定電壓時，雖然一次繞組電阻很小，但一次電流并不大，為什么？

19、勵磁阻抗代表的物理意義？電力變壓器不用鐵心而用空氣心行不行？ 答（）因為主磁通在一次繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢基本上與一次繞組外加電壓相平衡，即勵磁阻抗很大，所以一次電流并不大。 （）表示單位勵磁電流產(chǎn)生的電動勢。 （）若不用鐵心而用空氣心，則磁阻大大增加，勵磁阻抗變小，空載電流增大，以致達到滿載電流，無法再增加負載。第36頁/共84頁例例2如圖所示，單相變壓器如圖所示，單相變壓器， 12220 110NNUUV出線端為出線端為A A、X X，低壓繞組出線端為，低壓繞組出線端為a a、x x，A A和和a a為同極性端，為同極性端， 高壓繞組高壓繞組在在A A和和X X兩端加兩端加220V220V

20、， ax 開路時的勵磁電流為開路時的勵磁電流為 0I,主磁通為主磁通為 m勵磁磁動勢為勵磁磁動勢為 0F，勵磁阻抗為勵磁阻抗為 mZ求下列三種情況下求下列三種情況下 的主磁通、勵磁磁動勢、勵磁電流和的主磁通、勵磁磁動勢、勵磁電流和勵磁阻抗。(1) AX 側(cè)開路,ax端加110V電壓;(2)X和a相連,Ax端加330V電壓;(3) X和x相連,Aa端加110V電壓作業(yè):S6-4,S6-6第37頁/共84頁 6-4 標(biāo)幺值 標(biāo)幺值就是某一個物理量的實際值與選定一個同單位的固定數(shù)值的比值。即：標(biāo)幺值=實際值/基值 一般選額定值作為基值。對于單相變壓器，選額定電壓、電流作為基值。容量的基值表示為： 阻

21、抗的基值 表示為: 對于三相變壓器,選額定的線電壓、線電流作為基值 容量的基值為： 對于星形聯(lián)結(jié) NSNNNSUINzNNNUzI3NNNSU I3NNNUZI第38頁/共84頁 對于三角形聯(lián)結(jié) 采用標(biāo)幺值的優(yōu)點： 1、采用標(biāo)幺值表示電壓、電流時，可以直觀地看出變壓器的運行情況 例：如兩臺變壓器運行時，它們的一次電壓、電流分別為6KV、9A和35KV、20A，在不知道它們的額定值時，無法判斷其運行情況，如果給出它們的標(biāo)么值分別 和 2、三相變壓器的線值標(biāo)幺值與相值標(biāo)幺值相等。在交流電路，最大值、有效值的標(biāo)幺值相等。 3、同一量折算前后的標(biāo)幺值相等。用標(biāo)幺值表示電壓、電流大小時，不必考慮是折合到

22、哪一側(cè)。33NNNNNUUzII111.0,1.0UI111.0,0.6UI111NIII11I 11I 11I 4、便于判定電機運行情況 當(dāng) ， 滿載 、 過載 、 欠載第39頁/共84頁6-56-5變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定 1、變壓器的空載試驗 從空載試驗可以求出變壓器的變比k，鐵耗 及勵磁阻抗 。 在空載試驗時，一次繞組加上額定電壓 ，二次繞組開路，測量二次空載電壓 、空載電流 及空載輸入功率 。FePmZ1NU20U0I0p第40頁/共84頁 空載試驗時的等效電路10I1210rI0Feppv由于空載運行時空載電流 很小，產(chǎn)生的銅耗 可以忽略不計。為此近似認為第41頁/共84頁

23、 單相變壓器 變壓器的變比 ： 空載阻抗：由于 120kUU21211010)()(|mmmxxrrZZIUZ111,xxrrZZmmm勵磁阻抗 002010022mNmmmmpRRIUZZIXZR第42頁/共84頁mZv由于 的數(shù)值與磁路的飽和程度有關(guān)，一般應(yīng)以額定電壓下測得的數(shù)據(jù)計算勵磁參數(shù)。v對于三相變壓器，試驗測定的電壓，電流都是線值，根據(jù)繞組的聯(lián)結(jié)方式，換算成相值，測得的功率也是三相的，算出一相功率，得出每相的變比和參數(shù)。空載試驗一般在低壓測取，測得的的數(shù)據(jù)后應(yīng)歸算到高壓側(cè)。v2、短路試驗cuP短路試驗可以測出變壓器的銅耗和短路阻抗 。kZ第43頁/共84頁變壓器短路試驗的接線圖2N

24、IkUkIkpv高壓側(cè)加低電壓，約為額定電壓的510%，使低壓側(cè)電流等于額定電流，測取、第44頁/共84頁2cukkkppI R|kkkUZI2kkkpRI22kkkXZR變壓器的短路參數(shù)v短路時的等效電路變壓器的銅耗：由于施加電壓很低，鐵耗很小可忽略，所以第45頁/共84頁對于銅： 75234.575234.5kCkRR 對于鋁 7522875228kCkRR227575kCkkZRX短路試驗時，當(dāng)繞組中電流達到額定時，加在一次繞組的短路電壓為 175kNkCUIZ通常用相對值表示： 111|NkkNkNKNNIZUUZUU75Cv繞組的電阻隨溫度變化，而短路試驗一般在室溫下進行。按國家標(biāo)準

25、規(guī)定，油浸式變壓器電阻應(yīng)折算到 時的數(shù)值。第46頁/共84頁阻抗電壓相對值是變壓器很重要的參數(shù)之一。一般中小型電力變壓器為410.5%，大型為12.517.5%。思考題:變壓器做空載和短路試驗時,在一次、二次側(cè)分別做同一試驗，測得的輸入功率相同嗎？為什么？答：在一、二側(cè)分別做空載試驗，只要都加額定電壓，這兩種情況下主磁通相等，鐵耗相等，即電源輸入功率相等。 在一、二次分別做短路試驗時，只要加額定電流，這兩種情況下銅耗相等，即電源輸入功率相等。第47頁/共84頁一臺三相變壓器,12/10000/400NNUUV222200400 ,60 ,3800.NUUV IIA pW1111440 ,43.

26、3 ,kNUUV IIA一、二次繞組均為星形聯(lián)結(jié)，在二次側(cè)做空載試驗，測得數(shù)據(jù)為在一次側(cè)做短路試驗，測得數(shù)據(jù)為10900kpW室溫20 C求：該變壓器每一項參數(shù)的標(biāo)么值作業(yè):6-6(14),6-7第48頁/共84頁6-6 變壓器的運行性能表征變壓器運行性能的主要指標(biāo)有兩個：電壓調(diào)整率和效率。一、 電壓調(diào)整率1122,cos()NUUf I2常數(shù),U變壓器的外特性: 變壓器帶不同性質(zhì)負載時的外特性 純電阻負載時，端電壓變化較??；感性負載時，變化較大，但外特性都是下降的；容性負載時，外特性可能上翹，上翹程度隨容性的增大而增大。 第49頁/共84頁 電壓調(diào)整率： 從空載到負載時副邊端電壓之差與副邊額

27、定電壓之比，用百分數(shù)表示：112,cosNUU常數(shù),2022212221100%100%100%NNNNNUUUUUUUUUU變壓器的電壓變化率表征了電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，一定程度上反映了電能的質(zhì)量，所以它是變壓器的主要性能指標(biāo)之一 電壓調(diào)整率計算公式推導(dǎo)： .121()kkUUIrjx 12()II2U1kI R1kjI X1NU22abc1212cossinkkabI RI XabUUN21第50頁/共84頁121212111cossin100%100%100%NkkNNNUUI RI XabUUUU12121(cossin)100%NkNkNI RIXU22(cossin)kkRXNII11

28、稱為負載系數(shù)變壓器的電壓變化率不僅決定于它的短路參數(shù)和負載系數(shù)，還與負載的功率因數(shù)有關(guān) 電阻性負載： 0, 0sin, 1cos22U且較??； 感性負載時： 0, 0sin, 0cos22U且較大； 第51頁/共84頁電容性負載時： 0sin, 0cos22kkXR故往往 0U2U2I說明副邊端電壓隨負載電流增大而升高 例：一臺容量為100VA的三相變壓器，已知 0.024,0.0504kkRX計算它的額定電壓調(diào)整率。 （1）當(dāng)額定負載，功率因數(shù) 2cos0.8滯后時； （2）當(dāng)額定負載，功率因數(shù) 2cos0.8超前時； 第52頁/共84頁例：一臺三相變壓器，125600,/35/6.3,NN

29、NSkVA UUkV112610 ,92.3 ,53.kkkUV IA pkW122,NNUII1當(dāng)U試驗，測得時，測得二次電壓2NUU2求此時負載的性質(zhì)及功率因素角的大小。一、二次繞組分別為星形、三角形聯(lián)結(jié)，在高壓側(cè)做第53頁/共84頁, fm與硅鋼片材料的性質(zhì),B有關(guān), fm與硅鋼片材料的厚度,B有關(guān)鐵耗 銅耗 基本鐵耗 附加鐵耗: 變壓器的損耗 基本銅耗: 附加銅耗: 渦流損耗: 磁滯損耗: 原副繞組電流所引起的直流電阻損耗主要由漏磁通引起的集膚效應(yīng)，使電流在導(dǎo)線截面分布不均勻產(chǎn)生的損耗, 附加銅耗隨著變壓器容量的增加占基本銅耗的比例增加 主要有在鐵芯接縫處由于磁通分布不均勻引起的損耗2

30、、變壓器的效率第54頁/共84頁變壓器的效率 21100%PP變壓器效率都較高，大多數(shù)在95%以上，而大型變壓器效率可達99%以上 確定變壓器效率一般不采用直接測量1,2P P的方法，原因為： （1）1,2P P相差很小，儀表本身的誤差就可能超出此范圍； （2）容量大的變壓器在制造廠或?qū)嶒炇液茈y找到一個合適負載做試驗； （3）直接做效率試驗耗電太多，不經(jīng)濟。 12112100%100%(1) 100%PppPPPPp100)1 (2cuFecuFepppp%第55頁/共84頁oFepp2CukNpp222222223cos3coscosNNNNPUIUIS20220(1) 100%coskNN

31、kNppSpp變壓器的效率特性 )(f當(dāng)不變損耗等于可變損耗時， 20CukNppk p最高 0mkNpp100)2cos21 (2maxoNmopSp%第56頁/共84頁一臺三相變壓器額定數(shù)據(jù)為：121000,/10000/6300 ,NNNSkVA UUV一、二次繞組分別為星形、三角形聯(lián)結(jié)，已知空載損耗04.9,pkW15kNpkW短路損耗求：（1）當(dāng)變壓器供給額定負載且2cos0.8（2）當(dāng)負載2cos0.8滯后時的最高效率（滯后）時的效率作業(yè):6-9, 6-10第57頁/共84頁 特點：磁路有關(guān)系，一相磁路以另外兩相磁路作為閉合磁路。1.三相變壓器組：一種由三個單相變壓器的鐵心組成。特

32、點：三相磁路彼此獨立 2.三鐵心柱變壓器：0C第七章 三相變壓器7- 三相變壓器的磁路系統(tǒng)第58頁/共84頁7-2 變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 1、單相變壓器繞組的標(biāo)志方式 同名端：感應(yīng)電勢極性相同的出線端。 異名端：感應(yīng)電勢極性相反的出線端第59頁/共84頁 同一鐵心上套有兩個繞組，高壓繞組首端標(biāo)記為A，尾端為X，低壓繞組首端標(biāo)記為a，尾端為x，它們被主磁通交鏈，當(dāng)主磁通交變時，高、低壓繞組中感應(yīng)出的電動勢相位關(guān)系有同相和反相。AEAEAEaEaEaEv規(guī)定各繞組電動勢方向以首端指向尾端，高壓繞組用 表示，低壓繞組用 表示。第60頁/共84頁AEaEAEaEaE時鐘表示法： AE作為時鐘的長針永遠指

33、向12， 作為時鐘的短針，根據(jù)短針的指向，確定聯(lián)結(jié)組標(biāo)號。 第61頁/共84頁2、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)三相高壓繞組：首端A、B、C，尾端X、Y、Z低壓繞組：首端a、b、c，尾端x、y、z三相繞組聯(lián)成星形（Y）或三角形（D），Y形：X、Y、Z聯(lián)結(jié)一起（1）、星形聯(lián)結(jié)AEBEAECEAXBYCZABEBCECAE第62頁/共84頁00AEE0120BEE0240CEE相電動勢 BCBCEEECACA線電動勢 三角形聯(lián)法（D聯(lián)結(jié)） a、AX-CZ-BY-AXXAYBZCABBEE ABBEE BCCEE CAAEE 第63頁/共84頁B、聯(lián)結(jié)順序是AX-BY-CZ-AX 第64頁/共84頁3三相變壓

34、器的聯(lián)結(jié)組仍采用時鐘法： E為長針，永遠指向鐘面“12” abE為短針?biāo)赶虻臄?shù)字，稱為三相繞組聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 確定聯(lián)結(jié)組標(biāo)號具體步驟為：按規(guī)定繞組的出線端標(biāo)志聯(lián)接成所規(guī)定的聯(lián)接法，畫出聯(lián)接圖 標(biāo)明相電勢方向判斷同一相的相電勢的相位，并畫出高低壓邊對稱三相電勢的相量圖，將相量， 和 的頭A和a 畫在一起 AXEaxE根據(jù)高低壓線電勢的相位差確定聯(lián)組的標(biāo)號第65頁/共84頁 Yy聯(lián)結(jié) a、Yy0聯(lián)結(jié)AXBYZCaxybzcABE.abEYy0聯(lián)結(jié)第66頁/共84頁b、Y y6聯(lián)結(jié)AXBYZCABEaxyzcb.abEY y6聯(lián)結(jié)第67頁/共84頁 Y d聯(lián)結(jié) a、Y d11聯(lián)結(jié) AXYBZCABEa

35、xczb.abEY d11聯(lián)結(jié)第68頁/共84頁 b、Y d1接法AXYBCZaxbyczabEABEY d1接法第69頁/共84頁畫圖的注意事項： （）畫在一個縱方向的兩個高低繞組是指一個鐵心柱上的高低繞組。 （）把a和A重合，是為了使高、低壓繞組線電動勢有公共的起點。第70頁/共84頁 Yy聯(lián)結(jié)方式，只能得到偶數(shù)的聯(lián)結(jié)組別。即:Yy0、Yy2、Yy4、Yy6、Yy10 Yd或Dy聯(lián)結(jié)方式，只能得到奇數(shù)的聯(lián)結(jié)組別。即:Yd或Dy （1、3、5、7、9、11) 電力變壓器常用的聯(lián)接組別為: Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 和 Yy05、思考：Yy0變?yōu)閅y4, Yy0變?yōu)閅y6

36、4、結(jié)論：第71頁/共84頁 作業(yè):7-2,7-3(1)(2)第72頁/共84頁7-5 變壓器的并聯(lián)運行變壓器并聯(lián)運行是電力變壓器的實際運行方式。1.本章主要內(nèi)容：變壓器理想并聯(lián)運行的情況和條件；具體逐一分析不滿足這些條件時的問題及實際并聯(lián)運行的條件。2.本章重點：并聯(lián)運行的各臺變壓器如果短路阻抗標(biāo)幺值大小不同時，它們的負載分配不同，其容量分配與短路阻抗標(biāo)幺值之間的關(guān)系是：:NNNkkkSSSSSSZZZ第73頁/共84頁7-5 變壓器的并聯(lián)運行 概述 現(xiàn)代電力系統(tǒng)容量越來越大，一臺變壓器不能擔(dān)負起全部容量的傳輸或配電任務(wù)，為此采用兩臺或多臺變壓器的并聯(lián)運行。 并聯(lián)運行：變壓器一、二繞組相同標(biāo)

37、志的出線端聯(lián)在一起，分別接到母線上的運行方式。 第74頁/共84頁 并聯(lián)運行的優(yōu)點： 1提高供電的可靠性 2提高系統(tǒng)的運行效率 3減少備用容量 4分期分批投資 并聯(lián)運行的理想情況 1負載時，各變壓器之間無環(huán)流 2負載時，各變壓器能合理分擔(dān)負載，即負載與容量成正比分配。 變壓器并聯(lián)運行的理想條件： 1原、副繞組的額定電壓相等，變比相等； 2變壓器的聯(lián)結(jié)組相同 3變壓器短路阻抗標(biāo)么值相等第75頁/共84頁 前兩個條件之一不滿足時會產(chǎn)生環(huán)流，第三個不滿足時負載分配不合理。 1、 變壓器變比不等并聯(lián)運行kk則在未帶負載前，兩臺并聯(lián)變壓器間空載電壓不相等112020( )20()UUUUUkk將K閉合后

38、,兩臺變壓器的副繞組內(nèi)便有環(huán)流產(chǎn)生 第76頁/共84頁 通常規(guī)定并聯(lián)運行的變壓器變比之間相差必須小于0.5% 2、變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號對并聯(lián)運行的影響. 變壓器聯(lián)結(jié)組別不同的變壓器并聯(lián)運行，將產(chǎn)生很大的環(huán)流，導(dǎo)致變壓器的損壞。1120kkkkUUUkkIZZZZ環(huán)kkv由于短路阻抗很小, 稍有不等，就可能產(chǎn)生較大的環(huán)流。國家標(biāo)準規(guī)定，空載環(huán)流不超過額定電流的10%。第77頁/共84頁如果一臺Y,y0與一臺Y,d11聯(lián)結(jié)組的變壓器并聯(lián)運行，它們副邊電壓相位相差30度IIU2IU22U03020302sin0.522U200.52kkUIZZ環(huán)一般變壓器的短路阻抗很小，將產(chǎn)生很大的環(huán)流，其數(shù)值為額定電

39、流的幾倍，這是絕對不允許的。所以嚴禁標(biāo)號不同的變壓器并聯(lián)運行。 第78頁/共84頁3、 并聯(lián)運行變壓器的負載分配阻抗電壓的相對值不等，負載就不能合理分配。兩臺變壓器并聯(lián)時的近似等效電路 1UIIIIIFZ2USIZSIIZ.KKI ZI Z.KKZIZINNUU.NNNNIZIZ.KKNNNNI ZI ZIZIZKKZZ第79頁/共84頁 結(jié)論:并聯(lián)變壓器的負載系數(shù)與短路阻抗的相對值（短路阻抗電壓的相對值）成反比 理想情況是：各變壓器根據(jù)其能力來分擔(dān)負載 如果并聯(lián)運行的變壓器容量不等，最好使容量小的變壓器有較大的短路阻抗相對值，雖然它在負載運行時達不到滿載，但對系統(tǒng)的影響小，如果小變壓器的短路

40、阻抗相對值較小，那么它將限制整個系統(tǒng)的充分利用。 并聯(lián)運行的各臺變壓器一般要求最大與最小的容量之比不宜超過3：1KKZZ第80頁/共84頁例:某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500KVA增為800KVA，原有一臺變壓器， 12/6000/400,0,6.5%NNkUUYyu560NSKVA今有三臺備用變壓器，數(shù)據(jù)如下： 變壓器A 12320,/6300/400,0,5%NNNkSKVAUUYy u變壓器B 12240,/6300/400,4,6.5%NNNkSKVAUUYy u變壓器C 12320,/6300/440,0,6.5%NNNkSKVAUUYy u第81頁/共84頁試計算： 在不允許變壓器過載情況下，選用哪一臺與原有變壓器并聯(lián)運行最為恰當(dāng)？ 如負載進一步增加后，需用3臺變壓器并聯(lián)運行，問選用哪一臺較合適？最大總負載容量可能是多少？第82頁/共84頁作業(yè) 8-2 8-3第83頁/共84頁感謝您的觀看！第84頁/共84頁