電力變壓器演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有46頁\編輯于星期日第15章電力變壓器§15.1概述§15.2變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇§15.3變壓器的工作原理現(xiàn)在是2頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)是指由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。現(xiàn)在是3頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述發(fā)電配電輸電電網(wǎng)用電電力系統(tǒng)現(xiàn)在是4頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述圖1-1電力系統(tǒng)示意圖現(xiàn)在是5頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述在電力系統(tǒng)中最主要的設(shè)備就是電力變壓器。電力變壓器是是用來將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。現(xiàn)在是6頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)一、電力變壓器的用途和分類1.電力變壓器按功能分：有升壓變壓器和降壓變壓器兩大類。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器，也稱配電變壓器。2.電力變壓器按容量系列分：有R8容量系列和R10容量系列兩大類。3.電力變壓器按相數(shù)分：有三相變壓器和單相變壓器。在工廠變電所中一般都用三相變壓器。現(xiàn)在是7頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)4.電力變壓器按結(jié)構(gòu)型式分，有鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器。如果繞組包在鐵芯外圍，則為鐵芯式變壓器；如果鐵芯包在繞組外圍，則為鐵殼式變壓器。5.電力變壓器按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓變壓器兩大類。用戶（變電所）大多采用無載調(diào)壓變壓器。6.電力變壓器按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器三大類。用戶（變電所）大多采用雙繞組變壓器。現(xiàn)在是8頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)7.電力變壓器按冷卻介質(zhì)分，有干式和油浸式變壓器兩類。而油浸式變壓器又分為油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷（或水冷）式三種類型。一般工廠變電所多采用油浸自冷式或油浸風(fēng)冷式變壓器。8.電力變壓器按其繞組導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組和鋁繞組兩種類型?，F(xiàn)在是9頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)二、電力變壓器的結(jié)構(gòu)電力變壓器從結(jié)構(gòu)上看，鐵芯和繞組是變壓器的兩大主要部分。下圖所示為普通三相油浸式三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。現(xiàn)在是10頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)鐵芯：是變壓器的磁路部分，由鐵芯柱（柱上套裝繞組）、鐵軛（連接鐵芯以形成閉合磁路）組成，為了減小渦流和磁滯損耗，提高磁路的導(dǎo)磁性，鐵芯采用0.35mm~0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯(cuò)疊成。現(xiàn)在是11頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)繞組：是變壓器的電路部分，采用銅線或鋁線繞制而成，原、副繞組同心套在鐵芯柱上。器身：是指鐵芯和繞組裝在一起的整體。油箱：變壓器油的作用是絕緣和冷卻。現(xiàn)在是12頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)三、電力變壓器的銘牌和額定值變壓器的銘牌數(shù)據(jù)是制造廠對變壓器正常工作時(shí)所作的使用規(guī)定。變壓器的額定值就標(biāo)注在銘牌上，變壓器按額定值運(yùn)行稱為額定運(yùn)行。電力變壓器的銘牌上主要標(biāo)注了以下各項(xiàng)：變壓器型號，額定視在功率，額定電壓，額定電流，頻率，相數(shù)，接線圖與連接組別，阻抗電壓，冷卻方式等。下面介紹電力變壓器的型號和額定值?，F(xiàn)在是13頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)１．電力變壓器的型號電力變壓器的型號表示和含義如下：相數(shù)代號絕緣代號冷卻代號調(diào)壓代號設(shè)計(jì)序號（亦可用下角表示）高壓繞組電壓等級（kV）繞組導(dǎo)線材質(zhì)代號額定容量（kV

·Ａ）S:三相D:單相C:成型固體G:空氣油浸式不表示F:風(fēng)冷P:強(qiáng)迫油循環(huán)自然冷卻不表示Z:有載調(diào)壓無載調(diào)壓不表示L:鋁銅不表示現(xiàn)在是14頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)２．電力變壓器的額定值（１）額定容量SN額定容量是指在額定狀態(tài)下變壓器輸出功率（視在功率），對三相變壓器指三相容量之和。單位為ｋＶ·Ａ。由于電力變壓器的效率極高，規(guī)定一次、二次側(cè)容量相同。（２）額定電壓UN高壓（一次）側(cè)額定電壓UN1是指變壓器在空載時(shí)，變壓器額定分接頭對應(yīng)的電壓，單位為ｋＶ。二次側(cè)額定電壓UN2是指在一次側(cè)加上額定電壓時(shí)，二次側(cè)的空載電壓值。對三相電力變壓器，額定電壓是指線電壓?，F(xiàn)在是15頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)（３）額定電流根據(jù)變壓器的額定容量和額定電壓計(jì)算出來的電流稱為變壓器的額定電流，單位為Ａ。對三相電力變壓器，額定電流是指線電流。對單相變壓器：

對三相變壓器：現(xiàn)在是16頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)

(4)額定頻率fN：我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50赫（Hz）有些國家采用60赫。此外，額定工作狀態(tài)下變壓器的效率、溫升等數(shù)據(jù)均屬于額定值。現(xiàn)在是17頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理1.變壓器的工作原理變壓器的一次繞組（一次繞組）與交流電源接通后，經(jīng)繞組內(nèi)流過交變電流產(chǎn)生交變磁場，在這個(gè)交變磁場作用下，二次繞組產(chǎn)生頻率相同的感應(yīng)電動勢。這時(shí)有：k叫做變壓器的變壓比?，F(xiàn)在是18頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理二次側(cè)接負(fù)載時(shí)，二次側(cè)中便有負(fù)載電流流過，這種情況稱為負(fù)載運(yùn)行。負(fù)載運(yùn)行時(shí)：現(xiàn)在是19頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理3.變壓器變比和參數(shù)的測定方法1）變壓器的空載運(yùn)行變壓器一次繞組接電源，二次繞組開路，負(fù)載電流I1零，這種情況即為變壓器的空載運(yùn)行。N1和N2為一、二次繞組的匝數(shù)分別繞在兩個(gè)鐵心柱上?，F(xiàn)在是20頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理2）變壓器的負(fù)載運(yùn)行

一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載，二次側(cè)中便有負(fù)載電流流過，這種情況稱為負(fù)載運(yùn)行。

現(xiàn)在是21頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理3.變壓器額定值的含義和作用1)額定容量SN

：指變壓器的視在功率。對三相變壓器指三相容量之和。單位：伏安（VA）千伏安（kVA）2)額定電壓UN：U1N指電源加到原邊繞組上的電壓，U2N是副邊繞組開路即空載運(yùn)行時(shí)副繞組的端電壓。對于三相變壓器一般指線電壓值。單位：伏（V）千伏（kV）現(xiàn)在是22頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理3)額定電流IN：由SN和UN計(jì)算出來的電流，即為額定電流對單相變壓器：

對三相變壓器：現(xiàn)在是23頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理現(xiàn)在是24頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理4.變壓器電壓調(diào)整率的含義1)變壓器的外特性

在電源電壓不變的情況下，變壓器二次側(cè)接入負(fù)載后，一、二次繞組都有電流通過，必然產(chǎn)生一、二次側(cè)的內(nèi)阻抗壓降，從而使二次電壓隨負(fù)載的增減而變化。二次電壓從隨二次電流變化的特性曲線稱為變壓器的外特性曲線.現(xiàn)在是25頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理2)電壓調(diào)整率一般情況下，外特性曲線近似一條略向下傾斜的直線，且傾斜的程度與負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)，對于感性負(fù)載，功率因數(shù)愈低，下傾愈烈。從空載到滿載，二次電壓變化的數(shù)值與空載電壓的比值稱為電壓調(diào)整率，即

電力變壓器的電壓調(diào)整率一般為2％～3％。現(xiàn)在是26頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理5.單相變壓器繞組的極性單相變壓器原副繞組是被同一主磁通交鏈。故當(dāng)主磁通交變時(shí)，在原、副繞組感應(yīng)出的電動勢有一定的極性關(guān)系。即任一瞬間，一個(gè)繞組的某一端點(diǎn)的電位為正時(shí)，另一繞組必有一個(gè)端點(diǎn)的電位為正。這兩個(gè)同極性端又名同名端。用●表示?，F(xiàn)在是27頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理6.單相變壓器繞組的極性及其測定進(jìn)行繞組極性測定時(shí)，首先用萬用表的歐姆檔確認(rèn)出哪兩個(gè)出線端屬于同一線圈的端子，然后再辨認(rèn)不同線圈的同極性端?，F(xiàn)在是28頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理（1）交流測定法實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，首先用一段粗導(dǎo)線將一、二次繞組中各選出的一個(gè)端子（如端子1和3）聯(lián)接起來，然后在一個(gè)繞組的端子上（一般取高壓繞組）加上一較低的交流電壓，用電壓表測量一、二次繞組另外兩端子（即2和4）之間的電壓U

和兩繞組電壓

U1、U2。若∣U∣=∣U1-U2

∣，則被短接的兩個(gè)端子（1和3）為同名端；反之，則為異名端，而這時(shí)即可判定端子1和4或2和3為同名端。現(xiàn)在是29頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理（2）直流測定法

實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。在端子1、2間串聯(lián)接入一個(gè)直流電源E和開關(guān)S，在另一繞組的兩端子（3和4）串接一個(gè)直流毫安表。當(dāng)電源E和毫安表的極性如圖所示時(shí)，在S合上的瞬間，若毫安表的指針正向擺動，則表明接表正極的端子3和接電源正極的端子1為同名端；若表針反向擺動，則端子1和4為同名端?，F(xiàn)在是30頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理7.三相變壓器繞組的極性及其測定第一步，可以用萬用表測出同一繞組的兩個(gè)出線端，再根據(jù)六個(gè)繞組的電阻值大小區(qū)別出高壓繞組（電阻頭）和低壓繞組(電阻小)。AXaxＢＹｂｙCYcy圖8-2三相變壓器現(xiàn)在是31頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理第二步，通過給某極原繞組加一交流電壓．萬用表測三個(gè)付繞組感應(yīng)電動勢，其中感應(yīng)電動勢最高的一個(gè)繞組即為加突流電壓的一相原繞組的付繞組，可以用同樣方法找出第二相繞組，剩下的即為第三相繞組。AXaxＢＹｂｙCYcy圖8-2三相變壓器現(xiàn)在是32頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理第三步，將同一相的繞組中任一端與付繞組的一端短接。在原繞組加上110v電壓，用萬用表測未聯(lián)的兩端，若測得電壓為原、付繞組二電壓之差（小于110v）即所測兩端為同名端。反之，大于110v，為異名端。AXaxＢＹｂｙCYcy圖8-2三相變壓器現(xiàn)在是33頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.3變壓器的工作原理第四步，將任兩項(xiàng)原繞組的兩端相短接。在某中一項(xiàng)原繞組加上110v電壓，用萬用表測未連接兩端，若測得電壓大于110v，即所測兩端為同名端。反之，為異名端。換一相重復(fù)再測一次。AXaxＢＹｂｙCYcy圖8-2三相變壓器現(xiàn)在是34頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變壓器的分類和結(jié)構(gòu)四、電力變壓器的聯(lián)接組在三相變壓器中，一次繞組的始端為Ａ、Ｂ、Ｃ，末端為Ｘ、Ｙ、Ｚ；二次繞組的始端為ａ、ｂ、ｃ，末端為ｘ、ｙ、ｚ。所謂變壓器的聯(lián)接組別，是指變壓器一、二次繞組因采用不同聯(lián)接方式而形成變壓器一、二次側(cè)對應(yīng)的線電壓之間的不同相位關(guān)系?，F(xiàn)在是35頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線，N（或n）為中性點(diǎn)接地。數(shù)字采用時(shí)鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時(shí)針?，F(xiàn)在是36頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述１．變壓器Ｙ，ｙｎ０聯(lián)接組其一次線電壓與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，和在零點(diǎn)（１２點(diǎn)）時(shí)時(shí)鐘上的分針與時(shí)針的相互關(guān)系一樣，圖中的“·”表示“同名端”?，F(xiàn)在是37頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述２．變壓器Ｄ，ｙｎ１１聯(lián)接組其一次線電壓與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，在１１點(diǎn)時(shí)時(shí)鐘上的分針與時(shí)針的相互關(guān)系一樣?，F(xiàn)在是38頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.1概述3．變壓器Ｙ，ｄ１１聯(lián)接組由圖可知，Ｙ，ｄ１１聯(lián)接組兩側(cè)線電壓相位差３３０°。現(xiàn)在是39頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇一、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇１．車間變電所主變壓器臺數(shù)的選擇①對于一般生產(chǎn)車間，盡可能裝設(shè)一臺變壓器。②如果車間的一、二級負(fù)荷所占比重較大，必須由兩個(gè)電源供電時(shí)，應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器；若該變電所與相鄰車間變電所有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則亦可只裝設(shè)一臺變壓器?，F(xiàn)在是40頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇③當(dāng)車間負(fù)荷晝夜變化較大時(shí)，或由獨(dú)立車間變電所同時(shí)向幾個(gè)負(fù)荷曲線相差懸殊的車間供電時(shí)，若選一臺變壓器在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上顯然不合理，則應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。現(xiàn)在是41頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇２．工廠總降壓變電所變壓器臺數(shù)的選擇①當(dāng)工廠的絕大部分負(fù)荷屬于三級負(fù)荷，其少量的一、二級負(fù)荷可由鄰近工廠獲得低壓側(cè)備用電源（６～１０ｋＶ）時(shí)，可裝設(shè)一臺變壓器。②如果工廠的一、二級負(fù)荷所占比重較大時(shí)，必須裝設(shè)兩臺變壓器。兩臺變壓器之間互為備用，當(dāng)一臺出現(xiàn)故障或進(jìn)行檢修時(shí)，另一臺能承擔(dān)對全部一、二級負(fù)荷的供電。現(xiàn)在是42頁\一共有46頁\編輯于星期日§15.2