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第三篇變壓器電源變壓器接觸調(diào)壓器控制變壓器三相干式變壓器本篇主要闡述變壓器的基本原理、分析方法和運(yùn)行性能。主要內(nèi)容:

×基本結(jié)構(gòu);

×變壓器運(yùn)行的基本電磁關(guān)系;

×變壓器的參數(shù)折算和等效電路;

×性能分析;

×三相變壓器;

×特種變壓器第二篇變壓器

第七章變壓器的用途、分類和結(jié)構(gòu)1、變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,把電能從一個(gè)電路傳遞到另一個(gè)電路。通常用來改變電壓的大小,故叫變壓器。有時(shí)用于電氣隔離。電力變壓器(升壓、降壓、配電)特種變壓器(電爐、整流)儀用互感器(電壓、電流互感器、脈沖變壓器,阻抗匹配變壓器)實(shí)驗(yàn)用變壓器(高壓、調(diào)壓)也可按鐵心結(jié)構(gòu)、相數(shù)或變壓器冷卻方式劃分按用途2、用變壓器的目的:1)減少輸電線路的損耗和成本;

2)滿足對(duì)不同電壓等級(jí)的要求;3、類型第二篇變壓器1鐵心:鐵心是變壓器主磁通經(jīng)過的磁路部分;鐵心通常用0.35mm厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。(要求氣隙小)繞組:繞組線圈是變壓器的電路部分。3油箱和變壓器油:油箱用鋼板焊接而成。油起到絕緣和導(dǎo)熱作用。一、主要部件第二篇變壓器鐵心結(jié)構(gòu)單相殼式變壓器心式變壓器迭片奇數(shù)層偶數(shù)層心式冷軋硅鋼片迭片第二篇變壓器繞組繞組是變壓器的電路部分,一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞線模上繞制而成單相和三相芯式變壓器第二篇變壓器變壓器其它附件溫度計(jì);吸濕器,儲(chǔ)油柜;油表;氣體繼電器;高壓套管;低壓套管;油箱等等第二篇變壓器二、額定數(shù)據(jù)額定容量SN:額定工作狀態(tài)下的視在功率,用伏安(VA)等表示。額定電壓U1N/U2N:U1N是電源加到原繞組上的額定電壓,U2N是原邊繞組加上額定電壓后副邊開路即空載時(shí)副繞組的端電壓。

額定電流I1N、I2N:變壓器額定容量分別除以原、副邊額定電壓所計(jì)算出來的線電流值。

額定頻率:按我國(guó)規(guī)定,工業(yè)用電50Hz。單相:三相:第二篇變壓器例題一臺(tái)三相變壓器,,聯(lián)接,求:2);1)線電流:解:2)相電流:3)相電壓:第二篇變壓器單相變壓器:兩個(gè)線圈沒有電的直接聯(lián)系,只有磁的耦合。原繞組(一次繞組或初級(jí)繞組):兩個(gè)線圈中接交流電源的線圈,其匝數(shù)為W1副繞組(二次繞組或次級(jí)繞組):接到用電設(shè)備上(負(fù)載)的線圈,匝數(shù)為W2變壓器原、副邊電勢(shì)之比及電壓之比等于原、副邊匝數(shù)之比。第八章變壓器的基本工作原理當(dāng)原繞組通入電壓交變磁通,同時(shí)與原、副繞組交鏈,在原、副繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。第二篇變壓器8-1單相變壓器的空載運(yùn)行變壓器空載運(yùn)行:變壓器的原繞組加上額定電壓,副繞組開路。幾個(gè)概念:空載電流、勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)、主磁通、漏磁通以及正方向的確定一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況第二篇變壓器二、空載運(yùn)行的電動(dòng)勢(shì)和變比主磁通和漏磁通1在繞組內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):e1:主磁通在原繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e2:主磁通在副繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值;e1

:漏磁通

1在原繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值主磁通按正弦規(guī)律,

m:主磁通的幅值;E1m:原繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值。第二篇變壓器原邊電勢(shì)分析原邊電動(dòng)勢(shì)幅值:有效值:相量表示:當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí),原繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也按正弦規(guī)律變化,但相位比主磁通落后900。第二篇變壓器副邊電勢(shì)分析副邊繞組鏈接同一磁鏈,副邊電動(dòng)勢(shì)幅值:有效值:相量表示:原邊漏電勢(shì)由原邊繞組鏈接漏磁鏈得到,相量表示:第二篇變壓器漏電勢(shì)分析漏磁通

1通過的磁路是線性的,漏磁鏈1與產(chǎn)生漏磁鏈的電流i0呈線性關(guān)系,漏電勢(shì)可表示為:若勵(lì)磁電流i0按正弦規(guī)律變化,即(1)L1σ為原繞組的漏感系數(shù);X1σ是原繞組的漏電抗。表征漏磁通對(duì)電流的電磁效應(yīng)。兩者與匝數(shù)和幾何尺寸有關(guān),均為常數(shù)。(2)漏電感電動(dòng)勢(shì)與電流同頻率,相位上落后I0900。結(jié)論:(3)空載時(shí),漏阻抗壓降小,(4)主磁通大小,取決于電網(wǎng)電壓、頻率和匝數(shù)。;第二篇變壓器變壓器中,原、副繞組電動(dòng)勢(shì)E1和E2之比稱為變壓器的變比k.由于.

對(duì)于三相變壓器,變比指相電勢(shì)之比。*電壓平衡式第二篇變壓器考慮漏磁通,r1:原繞組電阻;Z1=r1+jx1σ為原繞組漏阻抗變壓器空載運(yùn)行時(shí)相量形式表示的電壓平衡方程式:第二篇變壓器三、空載電流空載運(yùn)行時(shí),原邊繞組中流過的電流i0,稱為空載電流。變壓器中磁性材料的磁化曲線為非線性,在一定電壓下,空載電流大小、波形取決于飽和度。

iu建立空載運(yùn)行時(shí)的磁場(chǎng)空載電流iFe引起損耗第二篇變壓器空載電流(忽略空載損耗)(1)當(dāng)主磁通為正弦波時(shí),磁路越飽和,電流波形畸變嚴(yán)重。(2)空載電流與主磁通同相位。第二篇變壓器空載電流(考慮空載損耗)(1)考慮鐵耗(包含磁滯、渦流),將磁化曲線改為磁滯回線。因此,將激磁電流分解為兩個(gè)分量:(1)與同相的磁化電流iu;(2)導(dǎo)前900有功分量iFe(2)激磁電流不再與主磁通同相,而是導(dǎo)前一個(gè)磁滯角假設(shè):1、頻率相同;

2、有效值相同;

3、損耗相同;第二篇變壓器五、空載運(yùn)行的等效電路和相量圖第二篇變壓器根據(jù)相量形式的電壓平衡式,五、空載運(yùn)行的等效電路和相量圖rm:變壓器的勵(lì)磁電阻,反映鐵耗;xm:變壓器的勵(lì)磁電抗,反映勵(lì)磁過程;Zm:變壓器的勵(lì)磁阻抗。把和之間的關(guān)系直接用參數(shù)形式反映,可把寫成流過一個(gè)阻抗引起的阻抗壓降。漏電勢(shì):壓降:第二篇變壓器等值電路綜合了空載時(shí)變壓器內(nèi)部的物理情況,在等值電路中r1、x1σ是常量;rm、xm是變量,它們隨鐵心磁路飽和程度的增加而減少。等效電路代表電勢(shì)代表壓降第二篇變壓器相量圖0(1)作為參考相量,和落后

900。(2)考慮磁滯現(xiàn)象,等值正弦空載電流超前一個(gè)很小的角。----鐵耗角第二篇變壓器小結(jié)1、變壓器的結(jié)構(gòu);2、額定值(VA);3、空載電流。主磁通為正弦波,空載電流為尖頂波;4、空載時(shí)的等值電路;第二篇變壓器小結(jié)5、電壓平衡方程式第二篇變壓器§8-2變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器原邊接在電源上,副邊接上負(fù)載的運(yùn)行情況,稱為負(fù)載運(yùn)行。第二篇變壓器一、負(fù)載時(shí)的物理現(xiàn)象負(fù)載時(shí):原邊電勢(shì)副邊電勢(shì)忽略了漏阻抗壓降,主磁通不變。從空載到負(fù)載,初級(jí)繞組電流增加一個(gè)分量以平衡次級(jí)繞組的作用,空載時(shí),原繞組第二篇變壓器又原邊繞組從電網(wǎng)吸收的功率傳遞給副邊繞組。副邊繞組電流增加或減小的同時(shí),引起原邊電流的增加或減小,吸收的功率也增大或減小。功率傳遞原理:基本不變第二篇變壓器二、負(fù)載時(shí)的基本方程在額定負(fù)載時(shí),I1L比

大很多,負(fù)載分量是I1中的主要部分.(一)磁勢(shì)平衡是激磁電流,固定不變的量。IL負(fù)載分量隨負(fù)載不同而變化。(二)電動(dòng)勢(shì)平衡式:原邊:副邊:各物理量正方向的確定第二篇變壓器變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理過程和方程式:第二篇變壓器三、變壓器的折算法綜合分析,變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的六個(gè)基本方程式利用,k,Z1,Z2,Zm,ZL求解出

,,。K較大-計(jì)算復(fù)雜,向量困難-引入折算法-等效電路第二篇變壓器工資總額10萬(wàn)元+管理費(fèi)100人×1000元/月50人×2000元/月第二篇變壓器變壓器原邊和副邊沒有直接電路的聯(lián)系,只有磁路的聯(lián)系。副邊的負(fù)載通過磁勢(shì)影響原邊。因此只要副邊的磁勢(shì)不變,原邊的物理量沒有改變。這為折算提供了依據(jù)。這種保持磁勢(shì)不變而假想改變繞組匝數(shù)與電流的方法,稱折算法。實(shí)際繞組的各個(gè)量,稱為實(shí)際值;假想繞組的各個(gè)量,稱為折算值;保持副邊繞組的磁勢(shì)不變進(jìn)行折算,稱為副邊向原邊折算;保持原邊繞組的磁勢(shì)不變進(jìn)行折算,稱為原邊向副邊折算。第二篇變壓器1.副邊電流的折算值保持折算前后不變,2.副邊電動(dòng)勢(shì)的折算值折算前后主磁場(chǎng)、漏磁場(chǎng)不變。同理,即第二篇變壓器3.副邊漏電抗的折算值折算前后漏磁場(chǎng)不變,副邊繞組匝數(shù)從W2折算為W1。漏抗與匝數(shù)平方成正比,所以4.副邊電阻的折算值副邊繞組匝數(shù)從W2折算為W1,占用原來副繞組同樣的空間位置和幾何尺寸,銅損耗不變,繞組長(zhǎng)度為W1/W2倍,面積小W2/W1倍,所以所以,第二篇變壓器5.副邊電壓的折算值6.副邊阻抗的折算值能量是否改變?銅耗:有功輸出:無(wú)功輸出:第二篇變壓器折算法只是一種分析的方法。凡是單位為伏的物理量(電動(dòng)勢(shì)、電壓)的折算值等于原來數(shù)值乘k;單位為歐的物理量(電阻、電抗、阻抗)的折算值等于原來數(shù)值乘k2;電流的折算值等于原來的數(shù)值乘以1/k.(已沒有變比k)副邊繞組經(jīng)折算后,原來的基本方程成為:第二篇變壓器

四、相量圖相量圖的畫法,視變壓器給定的量及求解的具體條件。給定量和求解量不同,畫圖步驟也不一樣?;痉匠探M可以用相量圖來表示。變壓器接感性負(fù)載,負(fù)載阻抗由電阻和電感組成。為落后;接容性負(fù)載,負(fù)載阻抗由電阻和電容組成,為超前。第二篇變壓器相量圖的畫法(1)畫出;假定給定U2、I2、cos

2及各個(gè)參數(shù)(2)在相量上加上得到;(3)(6)畫出與的相量和;(7)畫出,加得到(4)畫出領(lǐng)先的主磁通;(5)根據(jù)畫出,領(lǐng)先一個(gè)鐵耗角了;第二篇變壓器五、等效電路單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系用等值電路的形式表示,作為變壓器模擬仿真的電路模型。T型等值電路(1)電路中全部的量和參數(shù)都是每一相的值。原邊為實(shí)際值,副邊為折算值。(2)等效的是穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。第二篇變壓器2.近似的型等值電路T型電路包含有串聯(lián)、并聯(lián)回路。復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)雜。實(shí)際變壓器中,很小。負(fù)載變化時(shí)變化不大。因此假定I1Z1

不隨負(fù)載變化,則將T型等效電路中的激磁支路移出,并聯(lián)在電源端口,得到型等值電路。第二篇變壓器3.簡(jiǎn)化的等值電路負(fù)載運(yùn)行時(shí),Im在I1N中所占的比例很小。在工程實(shí)際計(jì)算中,忽略Im,將激磁回路去掉,得到更簡(jiǎn)單的阻抗串聯(lián)電路。rk

為短路電阻;xk為短路電抗;zk為短路阻抗??蛰d運(yùn)行時(shí),不能用簡(jiǎn)化的等值電路。第二篇變壓器變壓器原邊電壓U1

與電流I1

的夾角為

1,稱為變壓器負(fù)載運(yùn)行的功率因數(shù)角,cos

1

稱為變壓器的功率因數(shù)。對(duì)于運(yùn)行的變壓器,負(fù)載的性質(zhì)和大小直接影響了變壓器功率因數(shù)的性質(zhì)。

對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)化等效電路,其相量圖為第二篇變壓器單相變壓器基本方法總結(jié)分析計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行方法有基本公式、等值電路和相量圖。

基本方程式:是變壓器的電磁關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式;等值電路:是基本方程式的模擬電路;相量圖:是基本方程的圖示表示;三者是統(tǒng)一的,一般定量計(jì)算用等效電路,討論各物理量之間的相位關(guān)系用相量圖。第二篇變壓器

作業(yè)8-7,8-8第二篇變壓器8-3變壓器參數(shù)的試驗(yàn)測(cè)定

解基本方程式、等效電路和畫向量圖均需要知道變壓器的參數(shù),即繞組電阻,漏抗及激磁阻抗。變壓器的電路參數(shù)在銘牌和產(chǎn)品目錄上大都沒有標(biāo)出,可通過試驗(yàn)的方法測(cè)定。

勵(lì)磁參數(shù)和短路參數(shù)可通過空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)測(cè)出。第二篇變壓器二、空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)可以求出變比、鐵耗和激磁阻抗。為了便于測(cè)試和安全,空載試驗(yàn)在低壓側(cè)施加電壓。以降壓變壓器為例,在付方加壓。從1.2開始單調(diào)下降,依次分別測(cè)出在不同的電壓下I0和P。(I0=2~10%)第二篇變壓器二、空載試驗(yàn)空載運(yùn)行時(shí),總阻抗所以激磁參數(shù):注意:激磁參數(shù)與磁路的飽和度有關(guān),為使測(cè)出的參數(shù)符合變壓器實(shí)際運(yùn)行,額定電壓點(diǎn)必測(cè)。同時(shí)注意折算。變比:第二篇變壓器三、短路試驗(yàn)為了便于測(cè)試,短路試驗(yàn)常在高壓側(cè)加電源電壓,低壓側(cè)直接短路。試驗(yàn)電壓從零開始逐漸增加,短路電流在0~1.3倍額定電流范圍內(nèi)變化。

短路試驗(yàn)時(shí),外施電壓低,相應(yīng)主磁通小,鐵耗、激磁電流不計(jì),用簡(jiǎn)化等效電路來分析。

參數(shù)計(jì)算:參數(shù)與溫度有關(guān),短路試驗(yàn)時(shí)溫度與實(shí)際運(yùn)行時(shí)不同,需折算。銅線:第二篇變壓器四、變壓器的短路電壓(阻抗電壓)短路試驗(yàn)時(shí),繞組電流達(dá)到額定值時(shí),加于原繞組的電壓為Uk=I1NZk,此電壓稱為變壓器的阻抗電壓或短路電壓。阻抗電壓的大小用百分比來表示:阻抗電壓的大小反映了變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)漏阻抗壓降的大小。從運(yùn)行觀點(diǎn)來看,阻抗電壓小,代表輸出電壓受負(fù)載變化的影響小。一般為4%~10.5%.電阻分量電抗分量第二篇變壓器8-4變壓器的標(biāo)么值在工程計(jì)算中,各物理量(電壓、電流、功率等)除采用實(shí)際值來表示和計(jì)算外,有時(shí)用這些物理量與所選定的同單位的基值之比,即所謂的標(biāo)么值表示。用“*”表示。沒有量綱。(1)原邊各物理量的基值和標(biāo)么值:(3)功率的基值:(2)付邊各物理量的基值和標(biāo)么值:第二篇變壓器擔(dān)心比例失調(diào)?同理:事實(shí)上原付邊的基值本身已包含了變比。第二篇變壓器標(biāo)么值的優(yōu)點(diǎn)(1)不論變壓器的容量大小,標(biāo)么值表示的各參數(shù)和典型的性能數(shù)據(jù),通常都在一定的范圍,便于比較和分析;如(2)用標(biāo)么值表示,歸算到原邊和副邊的變壓器參數(shù)恒相等。換言之,用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)不需要折算。(3)某些物理量的標(biāo)么值具有相同的數(shù)值,簡(jiǎn)化了計(jì)算(4)可通過標(biāo)么值判斷運(yùn)行情況。第二篇變壓器例題一臺(tái)單相變壓器,參數(shù)負(fù)載阻抗求原方施加額定電壓時(shí),付方電流、電壓和負(fù)載的功率因素。。解:用“T”型等效電路計(jì)算,用標(biāo)么值。變比:原付方額定電流:第二篇變壓器各參數(shù)標(biāo)么值:第二篇變壓器原方電流:令或第二篇變壓器付方電壓:負(fù)載功率因素:或第二篇變壓器8-5變壓器的運(yùn)行特性(2)一、變壓器的外特性(副邊電壓變化率)定義1:當(dāng)時(shí),付邊繞組的開路電壓即為付邊繞組的額定電壓。定義2:當(dāng)常數(shù)時(shí),的關(guān)系曲線稱為外特性。因?yàn)橛写嬖?,有?fù)載就會(huì)使發(fā)生變化,第二篇變壓器用標(biāo)么值表示:

為了定量分析隨負(fù)載的變化程度,用電壓變化率來表示:負(fù)載時(shí)電壓變化率可用簡(jiǎn)化的等效電路和相量圖來分析。電壓方程:第二篇變壓器通過相量圖求出。在相量圖上忽略,有第二篇變壓器電壓變化率用參數(shù)表達(dá)的電壓變化率可以看出:

(1)感性負(fù)載時(shí),

2>0,U為正;實(shí)際運(yùn)行中一般是感性負(fù)載,端電壓下降5~8%。

(2)容性負(fù)載,2<0,U可正可負(fù)。

(3)電阻負(fù)載,2=0,第二篇變壓器二、效率特性變壓器在能量傳遞過程中,將產(chǎn)生銅耗和鐵耗,它們又各自包含有基本損耗和附加損耗?;俱~耗:原、副邊繞組中電流引起的直流電阻的損耗。附加銅耗:導(dǎo)體在交變漏磁場(chǎng)作用下引起集膚效應(yīng),有效電阻增大而增加的銅耗。基本鐵耗:鐵心中的磁滯和渦流損耗。附加鐵耗:結(jié)構(gòu)件中的渦流損耗總損耗:(一)損耗空載時(shí),,,

不變損耗短路時(shí),,,很小,可損耗第二篇變壓器(二)效率U較小,可見,一定功率因數(shù)下,隨負(fù)載電流的不同而改變。

時(shí),效率達(dá)到最高。一般設(shè)計(jì),I2*=0.5~0.6范圍內(nèi),平均效率大。

第二篇變壓器效率曲線第二篇變壓器例題1

兩臺(tái)單相變壓器,電壓均為220v/110v,原邊匝數(shù)相等,但空載電流不等,且,今將兩個(gè)原繞組串聯(lián)后加440V交流電壓,問這時(shí)兩臺(tái)變壓器的付邊電壓是否相等?解:忽略漏阻抗,等效電路第一臺(tái)的激磁阻抗為則第二臺(tái)的激磁阻抗為所以,第一臺(tái)輸入電壓:第二臺(tái)輸入電壓:73.4V146.6V第二篇變壓器例題2

單相變壓器電壓為220v/110v,設(shè)高壓側(cè)加220V電壓,空載電流為,主磁通為(1)若X與a聯(lián)在一起,在Ax端加330V電壓,此時(shí)電流和主磁通各為多少?解:顯然有:第二篇變壓器第二篇變壓器(2)若X與x聯(lián)在一起,在Aa端加110V電壓,此時(shí)電流和主磁通各為多少?第二篇變壓器第九章三相變壓器電力系統(tǒng)普遍采用三相供電制,電力系統(tǒng)用的最多的是三相變壓器,在三相對(duì)稱負(fù)載下運(yùn)行,各相電壓、電流是對(duì)稱的(大小相等、相位互差1200

),因此,在運(yùn)行原理的分析和計(jì)算時(shí),可以取三相中的任意一相來研究,這樣,前面導(dǎo)出的單相變壓器的基本方程式、等效電路和相量圖均可應(yīng)用于三相變壓器中的任一相。特殊問題:

(1)三相繞組的聯(lián)接,即電路問題;(2)三相變壓器的磁路系統(tǒng);(3)不同磁路下的感應(yīng)電勢(shì)的波形;第二篇變壓器9-1三相變壓器的磁路系統(tǒng)1、三相組式變壓器三個(gè)相分別是三個(gè)單相變壓器,僅僅在電路上互相聯(lián)接,三相磁路互相完全獨(dú)立。各相主磁通有各自的鐵心磁路,互不影響。第二篇變壓器三相的電路有聯(lián)接,三相磁路也有聯(lián)接。三相芯式鐵心柱的結(jié)構(gòu)從三個(gè)單相變壓器演變而來。磁路長(zhǎng)短不一,勵(lì)磁電流占很小比例,影響不大。2、三相芯式變壓器的磁路第二篇變壓器9-2三相變壓器繞組的聯(lián)接法和聯(lián)接組一、三相變壓器連接法ABCXYZ星形連接ABCXYZ三角形連接高壓繞組首端由A、B、C表示,末端由X、Y、Z表示;低壓繞組首端由a、b、c表示,末端由x、y、z表示。末端連在一起,首端引出,為星形連接“Y”,中點(diǎn)引出Yo;一相繞組末端與另一相繞組首端相連,依次得到一閉合回路,為三角形連接“

”,有順、逆之分。

第二篇變壓器二、連接組(1)高、低壓繞組中電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系(單相繞組)單相變壓器中,高壓繞組首端為“A”、末端為“X”;低壓繞組首端為“a”、末端為“x”。AXaxAXax原、副繞組被同一主磁通交鏈,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在任一瞬間原邊繞組一端點(diǎn)為正時(shí),副邊繞組也有一端點(diǎn)為正。這兩個(gè)端點(diǎn)為“同名端”或“同極性端”根據(jù)變壓器原、副繞組電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系,把變壓器繞組的連接分成各種不同的組號(hào)稱為繞組的連接組ExaEXAExaEXAEXAExaEXAExaAXaxAXax第二篇變壓器時(shí)鐘表示法對(duì)于任意標(biāo)定的a、x,感應(yīng)電勢(shì)和的相位關(guān)系有兩種結(jié)果,即與同相或反相。時(shí)鐘表示法:標(biāo)志變壓器高、低壓繞組電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系。

時(shí)鐘表示法:高壓繞組電勢(shì)從X到A,記為,作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針,指向12點(diǎn);低壓繞組電勢(shì)從x到a,記為,作為時(shí)鐘的短針(時(shí)針),根據(jù)相位關(guān)系,短針指向的數(shù)字,定為變壓器的聯(lián)接組別。單相變壓器:I/I-12;I/I-6;第二篇變壓器(2)三相變壓器繞組的聯(lián)接組三相變壓器的聯(lián)接組是用副邊線電動(dòng)勢(shì)與原邊線電動(dòng)勢(shì)的相位差來決定。與原、副邊三相繞組的聯(lián)接方法、繞組的繞向和繞組的首末端的標(biāo)法有關(guān);

確定三相變壓器的聯(lián)接組號(hào)需通過畫相量圖來判別。ABCXYZABCABCXYZABCXZY第二篇變壓器

以Y/Y連接的三相變壓器為例說明聯(lián)接組的判別(1)在接線圖上標(biāo)出各相電動(dòng)勢(shì)相量;(2)畫出原繞組電動(dòng)勢(shì)相量位形圖;

A,B,C向量順時(shí)針放置;(3)根據(jù)同一鐵心柱上原、副繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系,畫出副邊繞組電動(dòng)勢(shì)位形圖。將“a”點(diǎn)與“A”點(diǎn)重合,使相位關(guān)系更直觀??梢耘袛嗟玫?,該聯(lián)接組為Y/Y-12(4)比較原、副繞組線電動(dòng)勢(shì)與的相位關(guān)系。根據(jù)鐘點(diǎn)法確定聯(lián)接組別。ABCXYZabcxyzABCa第二篇變壓器三相變壓器繞組的聯(lián)接組Y/Y-6Y/Y-4同一鐵心柱上繞組的是c-a-b改變同名端ABCXYZabcxyzABCaABCXYZcabxyzABC第二篇變壓器三相變壓器繞組的聯(lián)接組abcxyzABCY/

-11abcxyzY/

-1ABCXYZABCXYZABC第二篇變壓器三相變壓器繞組的聯(lián)接組聯(lián)接組的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):(1)當(dāng)變壓器的繞組標(biāo)志(同名端或首末端)改變時(shí),變壓器的聯(lián)接組號(hào)也隨著改變。(2)Y/Y聯(lián)接的三相變壓器,其聯(lián)接組號(hào)都是偶數(shù);(3)Y/

聯(lián)接的三相變壓器,其聯(lián)接組號(hào)都是奇數(shù);(4)

/

聯(lián)接可以得到與Y/Y聯(lián)接相同的組號(hào);/Y聯(lián)接也可以得到與Y/

聯(lián)接相同的組號(hào);(5)最常用的聯(lián)接組是Y/Y-12和Y/

-11;第二篇變壓器9-3三相變壓器空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)波形單相變壓器外施電壓U1感應(yīng)電勢(shì)E主磁通

空載電流電流存在許多諧波。在三相變壓器中,由于各相的三次諧波電流在時(shí)間上是同相的,故在某些接法中無(wú)法流通,這就引起主磁通和相電勢(shì)波形畸變,畸變程度還與磁通的路徑有關(guān)。第二篇變壓器一、Y/Y連接的三相變壓器三相三次諧波電流:三次諧波分量同相位、同大小。三次諧波電流在Y聯(lián)接的原邊繞組中無(wú)法流通,空載電流接近正弦波,主磁通為一平頂波。

主磁通除基本磁通外,還包含三次諧波磁通

3及高次諧波第二篇變壓器三相組式結(jié)構(gòu):

3與

1沿同一磁路閉合,3大,感應(yīng)得到的E3可達(dá)45~60%.感應(yīng)電勢(shì)為尖頂波,最大值升高,影響絕緣。線電勢(shì)中,三次諧波電動(dòng)勢(shì)互相抵消,線電勢(shì)仍為正弦波。三相芯式結(jié)構(gòu):磁路彼此相關(guān),各相三次諧波磁通不能與

1沿相同鐵心磁路閉合,借助油箱等輔助磁路。磁阻大、3小。主磁通、感應(yīng)電勢(shì)接近正弦波,箱壁易引起渦流,有附加損耗。線電勢(shì)仍為正弦波。第二篇變壓器二、/Y和Y/

連接的三相變壓器/Y連接原邊繞組中空載電流的三次諧波分量可以流通。磁通為正弦波,相電勢(shì)為正弦波,線電勢(shì)為正弦波。Y/連接原邊繞組Y聯(lián)接,空載電流三次諧波不能流通,主磁通和原、副邊繞組相電勢(shì)中出現(xiàn)三次諧波分量。副邊繞組聯(lián)接,三次諧波同相位、同大小,形成三次諧波電流i23。副邊三次諧波電流作為激磁電流,與原邊繞組中的基波電流共同建立主磁場(chǎng)。主磁通接近正弦波。相電勢(shì)為正弦波,線電勢(shì)也為正弦波。結(jié)論:在三相變壓器中,希望在原邊或副邊繞組中有一個(gè)接成三角形,保證相電動(dòng)勢(shì)接近正弦波,避免畸變。第二篇變壓器第十章變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

變壓器并聯(lián)運(yùn)行:原、副繞組分別并聯(lián)到原邊和副邊的公共母線上。變壓器并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn):(1)能提高供電的可靠性;(2)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率;(3)減少初投資;并聯(lián)運(yùn)行的理想情況:(1)空載時(shí)各變壓器之間無(wú)環(huán)流,避免環(huán)流損耗。(2)負(fù)載時(shí)各變壓器合理分擔(dān)負(fù)載,負(fù)載與變壓器容量大小成比例分配。(3)副邊電流同相位。第二篇變壓器(1)各變壓器的原、副邊額定電壓分別相等,即變比k相等。(2)各變壓器的聯(lián)接組號(hào)相同;(3)各變壓器短路電壓或短路阻抗的相對(duì)值相等。變壓器并聯(lián)運(yùn)行滿足的條件第二篇變壓器(1)變比不相等:并聯(lián)后,在副邊繞組中產(chǎn)生的環(huán)流為:短路阻抗很小,即使變比差值很小,也能產(chǎn)生較大的環(huán)流??蛰d環(huán)流小于10%的額定電流。(2)聯(lián)接組號(hào)不同聯(lián)接組號(hào)不同的變壓器,副邊電壓相量之間的相位至少相差300,聯(lián)接組號(hào)不同

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