变压器工作原理PPT
10.06.2020
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变压器的一次绕组(一次绕组)与交流电源接通后, 经绕组内流过交变电流产生磁动势 ,在这个磁动势作 用下,铁芯中便有交变磁通 ,即一次绕组从电源吸取 电能转变为磁能, 在铁芯中同时交(环)链原、副边 绕组(二次绕组),由于电磁感应作用,分别在原、二 次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组 接通负载,在二次绕组感应电动势作用下,便有电流流 过负载,铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器利 用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。
变压器一次侧为额定电压时,其二次侧电压随着负载电 流的大小和功率因素的高低而变化。
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二.变压器的空载特性
变压器一次绕组接电 源,二次绕组开路,负 载电流为零,这种情况 即为变压器的空载运行。 N1和N2为一、二次绕组06.2020
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主磁通与漏磁通的区别
电力变压器的工作原理
一、变压器基本原理 二、变压器空载特性 三、变压器负载特性 四、电力变压器的型号 五、三相变压器
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变压器发展史
1884年匈牙利人制造出世界第一台变压器。(闭合铁心式) 1917年我国上海华生电器制造厂生产出我国第一台变压器
1953年我国沈阳变压器厂制造出第一台仿苏13500/110单相变压器。 1954年我国沈阳变压器厂制造出第一台单相规格20000/154变压器。 1958年8月我国沈阳变压器厂制造出第一台单相仿苏40000/220变
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i0
i0
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空载损耗
变压器空载时一次侧从电源吸收少量的有功功率P0 ,供给铁心损耗PFe和绕组损耗IR由于I和R均很小, 所以即空载损耗近似为铁心损耗
对于已制成变压器,铁损与磁通密度幅值的平方成正比,与 电流频率的1.3次方成正比,即
空载损耗约占额定容量的0.1%-1%,而且随变压器容量的
忽略很小的漏阻抗压降,并写成有效值形式,有
U1≈E1=4.44fN1Φm
则
Φm4.44E1fN1
U1 4.44fN1
可见,影响主磁通大小的因素有电源电压和频率,以及一
次线圈的匝数。
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(2)二次侧电动势平衡方程
U2=E2
2、变比
定义
kE1 N1 U1 U1N E2 N2 U20 U2N
压器。 1960年3月我国沈阳变压器厂制造出第一台330kV变压器。 1979年12月我国沈阳变压器厂制造出第一台单相500kV型号DFPS-
250000/500变压器。 2005年4月2日保定天威通过750kV型号ODFPS-500000/750变压器
试验。 2009年1月6日特变电工沈阳变压器公司生产的1000kV型号ODFS-
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I0
%
I0 IN
100%
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3、空载电流波形
由于磁路饱和,空载电流 与由它产生的主磁通呈非 线性关系。
t 当磁通按正弦规律变化时,
空载电流呈尖顶波形。
当空载电流按正弦规律变 化时,主磁通呈尖顶波形。
3 21
1 2 3
实际空载电流为非正弦波,但为了分 析、计算和测量的方便,在相量图和 计算式中常用正弦的电流代替实际的 空载电流。
增大而下降。为减少空载损耗,改进设计结构的方向是采用
优质铁磁材料:优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合
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空载时的电动势方程、等效电路和相量图
一、电动势平衡方程和变比
1.电动势平衡方程
1.1一次侧电动势平衡方程
U1=-E1-E1δ+I0R1=-E1+I0R1+jI0X1=-E1+Z1I0
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空载电流和空载损耗
一、空载电流 作用与组成
空载电流I0包含两个分量,一个是励磁分量I0a,作用是建 立磁场,另一个是铁损耗分量I0r,主要作用是供铁损耗。
性质:由于空载电流的无功分量远大于有功分量,所以空 载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流;
大小:与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸 有关,用空载电流百分数I0%来表示:
E1=4.44fN1BmS×10-4
E2=4.44fN2BmS×10-4
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在主磁通的作用下,两侧的线圈分别产生感应电 势,电势的大小与匝数成正比,K为变压器变比。
变压器电流之比与一、二次绕组的匝数成反比,即
变压器匝数多的一侧电流小,匝数少的一侧电流大。变 压器的原、副线圈匝数不同,起到了变压器作用。
1)性质上:Φm与 I0 成非线性关系; ΦL1 与 I0 成线性关系;
2)数量上: Φm占99%以上, ΦL1仅占1%以下; 3)作用上: 起传递能量的作用, 起漏抗压降作用。
各电磁量参考方向的规定
一次侧遵循电动机惯例,二次侧遵循发电机惯例。
磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则;电动势与感应 它的磁通之间符合右手螺旋定则。
对三相变压器,变比为一、二次侧的相电动势之比,近似
为额定相电压之比,具体为
Y,d接线 k U1N 3 U2N
D,y接线 k 3 U 1N U2N
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空载时的等效电路和相量图
等效电路
基于E1δ=-jI0X1δ表示法,Φ感应的电动势E1也用电抗压降 表示,由于Φ在铁心引起铁损PTE,所以还要引入一个电 阻Rm,用I20Rm等效PTE,即
E1=I0(Rm+jXm)
一次侧的电动势平衡方程为
U1=-E1+I0Z1
=I0(Rm+jXm+I0(R1+j X1)
空载时等效电路为
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Rm,Xm,Zm励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱 和特性所以 ZmR不m是j常Xm数,随磁路饱和程度增大而减小。
1000000/1000变压器投入运行。
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世界上第一台闭合铁心变压 器
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我国第一台交流1000kV变压器
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一、变压器基本工作原理
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电 磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频 率的另一种电压等级的交流电能.
变压器是利用电磁感应原理工作,它是由 相互绝缘且匝数不等的两个绕组(构成电路), 套装在有良好导磁性能材料叠成的铁心上(构成 磁路),两绕组之间只有磁的耦合而没有电的 联系。