變壓器的計(jì)算與選擇ppt課件

1、機(jī)床電氣系統(tǒng)裝調(diào)與維修機(jī)床電氣系統(tǒng)裝調(diào)與維修王民權(quán)王民權(quán) 劉萍劉萍 梅曉妍梅曉妍寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院:模塊模塊1：變壓器與電動(dòng)機(jī)：變壓器與電動(dòng)機(jī)1-1 變壓器的工作原理變壓器的工作原理1-2 變壓器的計(jì)算與選擇變壓器的計(jì)算與選擇1-3 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1-4 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行王民權(quán)王民權(quán)寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教授教授:1-2. 變壓器的計(jì)算與選擇變壓器的計(jì)算與選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容1-2-1 1-2-1 變壓器選擇的一般條件變壓器選擇的一般條件1-2-2 1-2-2 控制變壓器控制變壓器1-2-3 1-2-3 * *

2、三相變壓器三相變壓器1-2-4 1-2-4 * *自耦變壓器自耦變壓器1-2-5 1-2-5 * *儀用互感器儀用互感器1-2-6 1-2-6 * *電焊變壓器電焊變壓器學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解各種變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了解各種變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)熟悉各種變壓器的用途熟悉各種變壓器的用途掌握控制變壓器的選擇和計(jì)算方法掌握控制變壓器的選擇和計(jì)算方法:1-2-1 變壓器選擇的一般條件變壓器選擇的一般條件 變壓器的種類很多，本課程重點(diǎn)介紹機(jī)床用控制變壓器的變壓器的種類很多，本課程重點(diǎn)介紹機(jī)床用控制變壓器的選擇與參數(shù)計(jì)算。另對(duì)三相電力變壓器、儀用互感器、電焊變選擇與參數(shù)計(jì)算。另對(duì)三相電力變壓器、儀用互感器、電焊變壓

3、器等略作介紹。壓器等略作介紹。變壓器選擇的條件：變壓器選擇的條件： 額定一次電壓額定一次電壓U1NU1N等于電源的供電電壓；等于電源的供電電壓； 額定二次電壓額定二次電壓U2NU2N等于負(fù)載的工作電壓；等于負(fù)載的工作電壓； 額定視在功率大于或等于負(fù)載的視在功率。額定視在功率大于或等于負(fù)載的視在功率。電力變壓器電力變壓器電流互感器電流互感器控制變壓器控制變壓器自耦變壓器自耦變壓器電壓互感器電壓互感器電焊變壓器電焊變壓器:1122NNNNNSUIUI1-2-2. 控制變壓器控制變壓器 機(jī)床用控制變壓器是個(gè)小容量的單相變機(jī)床用控制變壓器是個(gè)小容量的單相變壓器，主要滿足機(jī)床照明、繼電器、交流接壓器，主

4、要滿足機(jī)床照明、繼電器、交流接觸器等設(shè)備的用電。觸器等設(shè)備的用電。 控制變壓器是單相變壓器，功率表達(dá)式控制變壓器是單相變壓器，功率表達(dá)式如下：如下：控制變壓器選擇條件：控制變壓器選擇條件： 額定一次電壓額定一次電壓U1NU1N等于電源的供電電壓；等于電源的供電電壓； 額定二次電壓額定二次電壓U2NU2N等于負(fù)載的工作電壓；等于負(fù)載的工作電壓； 額定視在功率大于或等于負(fù)載的視在功率。額定視在功率大于或等于負(fù)載的視在功率。 下面以機(jī)床上常用的控制變壓器為例，說明控制變壓器的下面以機(jī)床上常用的控制變壓器為例，說明控制變壓器的選擇與計(jì)算過程。選擇與計(jì)算過程。:【學(xué)與練【學(xué)與練-1-1】【例【例1-2-

5、1】某機(jī)床控制電路負(fù)載如下：一個(gè)照明燈的參數(shù)為】某機(jī)床控制電路負(fù)載如下：一個(gè)照明燈的參數(shù)為36V、30W；3個(gè)交流接觸器的參數(shù)均為個(gè)交流接觸器的參數(shù)均為36V、18W、功率因數(shù)、功率因數(shù)0.6；2個(gè)中間繼電器的參數(shù)均為個(gè)中間繼電器的參數(shù)均為36V、30W、功率因數(shù)、功率因數(shù)0.5。電。電源系統(tǒng)為線電壓源系統(tǒng)為線電壓380V的三相四線制供電線路，四臺(tái)備選變壓器的三相四線制供電線路，四臺(tái)備選變壓器參數(shù)如下：參數(shù)如下：變壓器型號(hào)變壓器型號(hào)額定一次電壓額定一次電壓U1N額定二次電壓額定二次電壓U2N容量容量SN（視在功率）（視在功率）BK-200/380380 V36V200VABK-150/3803

6、80 V36V150VABK-200/220220 V36V200VABK-200/220220 V48V200VA 為滿足控制電路需要，試選擇可供使用的單相變壓器的電為滿足控制電路需要，試選擇可供使用的單相變壓器的電壓和功率，計(jì)算其一二次側(cè)的電流，并說明接入電路的方式。壓和功率，計(jì)算其一二次側(cè)的電流，并說明接入電路的方式。:續(xù)續(xù)-1【解】通過本例學(xué)習(xí)選擇變壓器、并能進(jìn)行正確的接線。變壓器要滿足電源【解】通過本例學(xué)習(xí)選擇變壓器、并能進(jìn)行正確的接線。變壓器要滿足電源電壓、負(fù)載電壓和負(fù)載功率三個(gè)條件。電壓、負(fù)載電壓和負(fù)載功率三個(gè)條件。 電源電壓：備用變壓器的電源電壓：備用變壓器的U1NU1N分別是

7、分別是380V380V和和220V220V，而電源為，而電源為380V380V三相三相四線制系統(tǒng)，線電壓為四線制系統(tǒng)，線電壓為380V380V、相電壓為、相電壓為220V220V，只要接法正確，兩種電壓，只要接法正確，兩種電壓都可滿足要求。都可滿足要求。 負(fù)載電壓：三組負(fù)載的工作電壓為負(fù)載電壓：三組負(fù)載的工作電壓為36V36V，其中三個(gè)備用變壓器的，其中三個(gè)備用變壓器的U2NU2N為為36V36V，滿足負(fù)載要求；，滿足負(fù)載要求；4 4號(hào)備用變壓器的號(hào)備用變壓器的U2NU2N為為48V48V，不滿足負(fù)載要求。，不滿足負(fù)載要求。 負(fù)載統(tǒng)計(jì)：負(fù)載數(shù)量多，列表統(tǒng)計(jì)如下：負(fù)載統(tǒng)計(jì)：負(fù)載數(shù)量多，列表統(tǒng)計(jì)如

8、下：組別組別數(shù)量數(shù)量功率因數(shù)功率因數(shù)有功功率有功功率無功功率無功功率照明燈照明燈11.01 30=30 W0 Var交流交流接觸接觸器器30.63 18=54 W72 Var中間繼電器中間繼電器20.52 20=40 W69 Var功率匯總功率匯總124 W141 Var負(fù)載的負(fù)載的視在功率視在功率188VA 變壓器的視在功率應(yīng)大于負(fù)載的計(jì)算功率，根據(jù)上表計(jì)算結(jié)果，變壓器的視在功率應(yīng)大于負(fù)載的計(jì)算功率，根據(jù)上表計(jì)算結(jié)果，1、3號(hào)號(hào)變壓器額定容量變壓器額定容量200VA，滿足要求，滿足要求，2號(hào)變壓器容量號(hào)變壓器容量150VA，不滿足要求。，不滿足要求。:續(xù)續(xù)-2負(fù)載電流：負(fù)載電流需要根據(jù)實(shí)際的

9、負(fù)載大小進(jìn)行計(jì)算負(fù)載電流：負(fù)載電流需要根據(jù)實(shí)際的負(fù)載大小進(jìn)行計(jì)算1號(hào)備用變壓器的一二次負(fù)載電流分別為：號(hào)備用變壓器的一二次負(fù)載電流分別為：12121881880.495 A5.222 A38036NNSSIIUU；3號(hào)備用變壓器的一二次負(fù)載電流分別為：號(hào)備用變壓器的一二次負(fù)載電流分別為：12121881880.855 A5.222 A22036NNSSIIUU；接入電源接入電源1 1號(hào)備用變壓器號(hào)備用變壓器U1NU1N為為380V380V，應(yīng)該接在供電線路的線電壓上；，應(yīng)該接在供電線路的線電壓上；3 3號(hào)備用變壓器號(hào)備用變壓器U1NU1N為為220V220V，應(yīng)該接在供電線路的相電壓上。，應(yīng)該

10、接在供電線路的相電壓上。提示：提示：變壓器的選擇不僅要考慮電壓和功率的要求，還需要考慮合適的接入變壓器的選擇不僅要考慮電壓和功率的要求，還需要考慮合適的接入電路的方式。電路的方式。:112233NNNNNSUIUI1-2-3. *三相變壓器三相變壓器 三相電力變壓器主要用于為工廠、農(nóng)三相電力變壓器主要用于為工廠、農(nóng)村提供生產(chǎn)用電，也可為居民區(qū)提供生活村提供生產(chǎn)用電，也可為居民區(qū)提供生活用電。其電壓用電。其電壓-電流電流-功率關(guān)系為：功率關(guān)系為：三相電力變壓器選擇條件：三相電力變壓器選擇條件： 額定一次線電壓額定一次線電壓U1NU1N等于電源的供電線電壓；等于電源的供電線電壓； 額定二次線電壓額

11、定二次線電壓U2NU2N等于負(fù)載的工作線電壓；等于負(fù)載的工作線電壓； 額定視在功率大于或等于負(fù)載的視在功率。額定視在功率大于或等于負(fù)載的視在功率。 下面以車間常用的電力變壓器為例，說明其選擇計(jì)算過程。下面以車間常用的電力變壓器為例，說明其選擇計(jì)算過程。:1. 1. 三相變壓器選擇三相變壓器選擇某型號(hào)三相電力變壓器的銘牌數(shù)據(jù)某型號(hào)三相電力變壓器的銘牌數(shù)據(jù)內(nèi)部油自內(nèi)部油自然對(duì)流冷然對(duì)流冷卻：油浸卻：油浸自冷自冷高壓繞組引線端高壓繞組引線端雷電沖擊耐受電雷電沖擊耐受電壓壓75kV工頻耐受工頻耐受電壓電壓35kV調(diào)壓分接調(diào)壓分接頭位置頭位置低壓側(cè)空低壓側(cè)空載電壓載電壓三相，三相，9系列，系列，80KV

12、A，10kV:2. 2. 三相變壓器的計(jì)算三相變壓器的計(jì)算【學(xué)與練【學(xué)與練-2-2】【例【例1-2-2】一臺(tái)三相變壓器】一臺(tái)三相變壓器SN=180 kV.A，U1N/U2N=6000/380 V，求一、二次繞組的額定電流，求一、二次繞組的額定電流I1N、I2N；一組負(fù)載為；一組負(fù)載為380V、100 kW、cos1=0.75，另一組負(fù)載為，另一組負(fù)載為380V、 100 kW、 cos2=0.5，試確定那一組負(fù)載可以正常接入電路？，試確定那一組負(fù)載可以正常接入電路？【解】通過本例學(xué)習(xí)三相變壓器的基本計(jì)算【解】通過本例學(xué)習(xí)三相變壓器的基本計(jì)算3N1N1N180 1017.3(A)336000SI

13、U3N2N2N180 10273(A)33 380SIU 一、二一、二 次繞組的電流：次繞組的電流：:續(xù)續(xù)結(jié)論：結(jié)論： 兩組負(fù)載工作電壓均為兩組負(fù)載工作電壓均為380V380V，滿足電壓要求；，滿足電壓要求； S1SN S1SN S2SN，無法正常工作。，無法正常工作。111100133(kVA)cos0.75PS 判斷哪一組負(fù)載可正常運(yùn)行判斷哪一組負(fù)載可正常運(yùn)行 第一組負(fù)載的視在功率第一組負(fù)載的視在功率222100200(kVA)cos0.5PS 第二組負(fù)載的視在功率第二組負(fù)載的視在功率:【學(xué)與練【學(xué)與練-3-3】【例【例1-2-3】一臺(tái)變壓器銘牌主要數(shù)據(jù)如下，試計(jì)算一二次側(cè)的】一臺(tái)變壓器銘

14、牌主要數(shù)據(jù)如下，試計(jì)算一二次側(cè)的相電壓，相電流和變壓器的變比。相電壓，相電流和變壓器的變比?！窘狻客ㄟ^本例學(xué)習(xí)三相變壓器相線關(guān)系的計(jì)算【解】通過本例學(xué)習(xí)三相變壓器相線關(guān)系的計(jì)算額定容量：額定容量：500kVA 額定電壓：額定電壓：U1N=10KV U2N=0.4KV 3相相 50Hz額定效率：額定效率：98.6%聯(lián)接組別聯(lián)接組別 ：Yyn0 短路電壓短路電壓 4%使用條件使用條件 ：戶外式：戶外式 冷卻方式：冷卻方式：ONAN額定溫升：額定溫升：80 器身重器身重 1115 kgKVUP77. 53101KVUP23. 034 . 022521PPUUKAIIPN9 .2810350011AI

15、IPN7 .7214 . 0350022 該變壓器聯(lián)結(jié)組別為該變壓器聯(lián)結(jié)組別為 Yyn0 Yyn0，表示一次側(cè)為，表示一次側(cè)為Y Y型，三相三線型，三相三線制；二次側(cè)也為制；二次側(cè)也為Y Y型，三相四線制。計(jì)算如下：型，三相四線制。計(jì)算如下：:1-2-4. *自耦變壓器自耦變壓器1.1.各種類型的自耦變壓器各種類型的自耦變壓器 下面以單相自耦變壓器為例，說明自耦變壓器的特點(diǎn)與應(yīng)下面以單相自耦變壓器為例，說明自耦變壓器的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合。用場(chǎng)合。單相自耦單相自耦變壓器變壓器單相自耦單相自耦變壓器變壓器單相自耦單相自耦調(diào)壓器調(diào)壓器單相自耦單相自耦變壓器變壓器三相自耦變壓器三相自耦變壓器:2.2.自耦

16、變壓器的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合自耦變壓器的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合 自耦變壓器也叫自耦調(diào)壓器，主要用于試驗(yàn)場(chǎng)合，它可以自耦變壓器也叫自耦調(diào)壓器，主要用于試驗(yàn)場(chǎng)合，它可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄來獲得副邊所需要的各種電壓。通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄來獲得副邊所需要的各種電壓。特點(diǎn)特點(diǎn)二次繞組是一次繞組的一部分，一、二次繞組既有磁的聯(lián)系，二次繞組是一次繞組的一部分，一、二次繞組既有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。其參數(shù)計(jì)算與控制變壓器相同。也有電的聯(lián)系。其參數(shù)計(jì)算與控制變壓器相同。kNNUU2121kNNII11221實(shí)物圖實(shí)物圖u1u2示意圖示意圖AXaxu1u2原理圖原理圖AXax:3. 3. 自耦變使用注意事項(xiàng)自耦變使用注意事項(xiàng) 接通電源前，

17、應(yīng)先將滑動(dòng)觸點(diǎn)旋至零位；接接通電源前，應(yīng)先將滑動(dòng)觸點(diǎn)旋至零位；接通電源后轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，將電壓調(diào)至所需數(shù)值。不通電源后轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，將電壓調(diào)至所需數(shù)值。不可將輸入可將輸入-輸出端接錯(cuò)，否則會(huì)造成短路。輸出端接錯(cuò)，否則會(huì)造成短路。 自耦變壓器原邊電壓與地端不可接反，否則自耦變壓器原邊電壓與地端不可接反，否則輸出端電壓為輸出端電壓為0時(shí)也會(huì)帶有時(shí)也會(huì)帶有220V的電壓，造成的電壓，造成人身事故。人身事故。 若電源輸入端有若電源輸入端有3個(gè)接頭，它可用于個(gè)接頭，它可用于220V和和110V的供電線路，接錯(cuò)不可正常工作，甚至燒的供電線路，接錯(cuò)不可正常工作，甚至燒毀調(diào)壓器。毀調(diào)壓器。:1-2-5. *儀用互感器儀

18、用互感器 儀用互感器包含電壓互感器儀用互感器包含電壓互感器TV和電流互感器和電流互感器TC）。）。電壓互感器電壓互感器電流互感器電流互感器 電壓互感器可把電壓互感器可把1000V以上的高電壓變?yōu)橐陨系母唠妷鹤優(yōu)?00V的的低電壓，在其二次側(cè)使用小低電壓，在其二次側(cè)使用小量程的電壓表對(duì)高電壓進(jìn)行量程的電壓表對(duì)高電壓進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量。 電流互感器能將電流互感器能將5A以以上的大電流變?yōu)樯系拇箅娏髯優(yōu)?A或或1A的的小電流，在其二次側(cè)使用小小電流，在其二次側(cè)使用小量程的電流表對(duì)大電流進(jìn)行量程的電流表對(duì)大電流進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量。:1.1.電壓互感器電壓互感器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)

19、很少；一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)很少； 電壓互感器變比：電壓互感器變比：ku=U1/U2=N1/N2 一次側(cè)并聯(lián)接在高壓側(cè)，二次側(cè)并接各種測(cè)量?jī)x表。一次側(cè)并聯(lián)接在高壓側(cè)，二次側(cè)并接各種測(cè)量?jī)x表。 使用注意使用注意 鐵芯和二次繞組的一端必須可靠接地，否則一二次側(cè)之間絕鐵芯和二次繞組的一端必須可靠接地，否則一二次側(cè)之間絕緣損壞后，高壓會(huì)竄入低壓側(cè)，影響人身和設(shè)備的安全；緣損壞后，高壓會(huì)竄入低壓側(cè)，影響人身和設(shè)備的安全； 二次側(cè)不允許短路，需加熔斷器進(jìn)行保護(hù)；二次側(cè)不允許短路，需加熔斷器進(jìn)行保護(hù)；實(shí)物圖實(shí)物圖原理圖原理圖L1 L2N1N2VP:2. 2. 電流互感器電流互感器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

20、一次繞組匝數(shù)很少，二次繞一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多；組匝數(shù)很多； 電流互感器變比：電流互感器變比： ki=I1/I2=N2/N1； 一次側(cè)串聯(lián)接在高壓側(cè)，二一次側(cè)串聯(lián)接在高壓側(cè)，二次側(cè)串接各種測(cè)量?jī)x表。次側(cè)串接各種測(cè)量?jī)x表。 使用注意使用注意 鐵芯和二次繞組的一端必須可靠接地，否則一二次側(cè)的絕緣鐵芯和二次繞組的一端必須可靠接地，否則一二次側(cè)的絕緣損壞后，高壓會(huì)竄入低壓側(cè)，影響人身和設(shè)備的安全；損壞后，高壓會(huì)竄入低壓側(cè)，影響人身和設(shè)備的安全； 二次側(cè)不允許開路二次側(cè)不允許開路*二次繞組開路后，互感器空載運(yùn)行。此時(shí)一次繞組中的電流全二次繞組開路后，互感器空載運(yùn)行。此時(shí)一次繞組中的電流全部成

21、為勵(lì)磁電流，使鐵心中的磁通急劇增大，造成鐵心過熱，部成為勵(lì)磁電流，使鐵心中的磁通急劇增大，造成鐵心過熱，燒壞繞組。燒壞繞組。*二次繞組匝數(shù)多，將感應(yīng)出很高的電壓，危及測(cè)量人員和設(shè)備二次繞組匝數(shù)多，將感應(yīng)出很高的電壓，危及測(cè)量人員和設(shè)備安全。安全。*在電流互感器工作中，需要檢修或拆裝電流表或功率表的電流在電流互感器工作中，需要檢修或拆裝電流表或功率表的電流線圈時(shí)，應(yīng)先將二次繞組短路，工作完成后再將短路線拆除。線圈時(shí)，應(yīng)先將二次繞組短路，工作完成后再將短路線拆除。實(shí)物圖實(shí)物圖L1N1N2A P原理圖原理圖:【學(xué)與練【學(xué)與練-4-4】【例【例1-2-4】用變壓比為】用變壓比為10000V/100 V

22、的電壓互感器、變流比為的電壓互感器、變流比為100/5的電流互感器擴(kuò)大測(cè)量?jī)x表的量程。當(dāng)電流表讀數(shù)為的電流互感器擴(kuò)大測(cè)量?jī)x表的量程。當(dāng)電流表讀數(shù)為2.5 A，電壓表讀數(shù)為電壓表讀數(shù)為90 V時(shí)，試求被測(cè)電路的電流、電壓各為多少？時(shí)，試求被測(cè)電路的電流、電壓各為多少？接在互感器二次測(cè)功率表的量程擴(kuò)大了多少倍？接在互感器二次測(cè)功率表的量程擴(kuò)大了多少倍？【解】通過本例學(xué)習(xí)互感器的使用和計(jì)算【解】通過本例學(xué)習(xí)互感器的使用和計(jì)算112u2210000909000V100NUUK UN 實(shí)際電壓、電流的計(jì)算實(shí)際電壓、電流的計(jì)算 實(shí)際電壓為：實(shí)際電壓為：212211002.550A5iNIIK IN 實(shí)際電流為：實(shí)際電流為： 功率表量程的擴(kuò)大倍數(shù)功率表量程的擴(kuò)大倍數(shù)W100 202000uikkk:1-2-6. *電焊變壓器電焊變壓器 電焊機(jī)實(shí)質(zhì)是一臺(tái)特殊的降壓電焊機(jī)實(shí)質(zhì)是一臺(tái)特殊的降壓變壓器，二次線圈的兩端是金屬工變壓器，二次線圈的兩端是金屬工件和焊條，通過電弧放電的熱量熔件和焊條，通過電弧放電的熱量熔化金屬，實(shí)現(xiàn)金屬部件的連接?；饘?，實(shí)現(xiàn)金屬部件的連接。 電焊條是特殊材料制作的金電焊條是特殊材料制作的金屬導(dǎo)體。一方面能傳導(dǎo)電流，使屬導(dǎo)體。一方面能傳導(dǎo)電流，使焊條與工件之間產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的焊