電力變壓器演示文稿當前第1頁\共有46頁\編于星期六\8點第15章電力變壓器§15.1概述§15.2變電所主變壓器臺數和容量的選擇§15.3變壓器的工作原理當前第2頁\共有46頁\編于星期六\8點§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)組成的電能生產與消費系統(tǒng)。當前第3頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述發(fā)電配電輸電電網用電電力系統(tǒng)當前第4頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述圖1-1電力系統(tǒng)示意圖當前第5頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述在電力系統(tǒng)中最主要的設備就是電力變壓器。電力變壓器是是用來將某一數值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數值不同的電壓（電流）的設備。當前第6頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構一、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。當前第7頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構4.電力變壓器按結構型式分，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.電力變壓器按調壓方式分，有無載調壓和有載調壓變壓器兩大類。用戶（變電所）大多采用無載調壓變壓器。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。當前第8頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構7.電力變壓器按冷卻介質分，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、油浸風冷式和強迫油循環(huán)風冷（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冷式變壓器。8.電力變壓器按其繞組導體材質分，有銅繞組和鋁繞組兩種類型。當前第9頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構二、電力變壓器的結構電力變壓器從結構上看，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構圖。當前第10頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構鐵芯：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，提高磁路的導磁性，鐵芯采用0.35mm~0.5mm厚的硅鋼片涂絕緣漆后交錯疊成。當前第11頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構繞組：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。當前第12頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構三、電力變壓器的銘牌和額定值變壓器的銘牌數據是制造廠對變壓器正常工作時所作的使用規(guī)定。變壓器的額定值就標注在銘牌上，變壓器按額定值運行稱為額定運行。電力變壓器的銘牌上主要標注了以下各項：變壓器型號，額定視在功率，額定電壓，額定電流，頻率，相數，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。當前第13頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構１．電力變壓器的型號電力變壓器的型號表示和含義如下：相數代號絕緣代號冷卻代號調壓代號設計序號（亦可用下角表示）高壓繞組電壓等級（kV）繞組導線材質代號額定容量（kV

·Ａ）S:三相D:單相C:成型固體G:空氣油浸式不表示F:風冷P:強迫油循環(huán)自然冷卻不表示Z:有載調壓無載調壓不表示L:鋁銅不表示當前第14頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構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、二次側容量相同。（２）額定電壓UN高壓（一次）側額定電壓UN1是指變壓器在空載時，變壓器額定分接頭對應的電壓，單位為ｋＶ。二次側額定電壓UN2是指在一次側加上額定電壓時，二次側的空載電壓值。對三相電力變壓器，額定電壓是指線電壓。當前第15頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構（３）額定電流根據變壓器的額定容量和額定電壓計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：當前第16頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構

(4)額定頻率fN：我國規(guī)定標準工業(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、溫升等數據均屬于額定值。當前第17頁\共有46頁\編于星期六\8點§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，經繞組內流過交變電流產生交變磁場，在這個交變磁場作用下，二次繞組產生頻率相同的感應電動勢。這時有：k叫做變壓器的變壓比。當前第18頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理二次側接負載時，二次側中便有負載電流流過，這種情況稱為負載運行。負載運行時：當前第19頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理3.變壓器變比和參數的測定方法1）變壓器的空載運行變壓器一次繞組接電源，二次繞組開路，負載電流I1零，這種情況即為變壓器的空載運行。N1和N2為一、二次繞組的匝數分別繞在兩個鐵心柱上。當前第20頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理2）變壓器的負載運行

一次側接交流電源，二次側接負載，二次側中便有負載電流流過，這種情況稱為負載運行。

當前第21頁\共有46頁\編于星期六\8點§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行時副繞組的端電壓。對于三相變壓器一般指線電壓值。單位：伏（V）千伏（kV）當前第22頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理3)額定電流IN：由SN和UN計算出來的電流，即為額定電流對單相變壓器：

對三相變壓器：當前第23頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理當前第24頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理4.變壓器電壓調整率的含義1)變壓器的外特性

在電源電壓不變的情況下，變壓器二次側接入負載后，一、二次繞組都有電流通過，必然產生一、二次側的內阻抗壓降，從而使二次電壓隨負載的增減而變化。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.當前第25頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理2)電壓調整率一般情況下，外特性曲線近似一條略向下傾斜的直線，且傾斜的程度與負載的功率因數有關，對于感性負載，功率因數愈低，下傾愈烈。從空載到滿載，二次電壓變化的數值與空載電壓的比值稱為電壓調整率，即

電力變壓器的電壓調整率一般為2％～3％。當前第26頁\共有46頁\編于星期六\8點§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。故當主磁通交變時，在原、副繞組感應出的電動勢有一定的極性關系。即任一瞬間，一個繞組的某一端點的電位為正時，另一繞組必有一個端點的電位為正。這兩個同極性端又名同名端。用●表示。當前第27頁\共有46頁\編于星期六\8點§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行繞組極性測定時，首先用萬用表的歐姆檔確認出哪兩個出線端屬于同一線圈的端子，然后再辨認不同線圈的同極性端。當前第28頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理（1）交流測定法實驗電路如圖所示，首先用一段粗導線將一、二次繞組中各選出的一個端子（如端子1和3）聯接起來，然后在一個繞組的端子上（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

∣，則被短接的兩個端子（1和3）為同名端；反之，則為異名端，而這時即可判定端子1和4或2和3為同名端。當前第29頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理（2）直流測定法

實驗電路如圖所示。在端子1、2間串聯接入一個直流電源E和開關S，在另一繞組的兩端子（3和4）串接一個直流毫安表。當電源E和毫安表的極性如圖所示時，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。當前第30頁\共有46頁\編于星期六\8點§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出線端，再根據六個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8-2三相變壓器當前第31頁\共有46頁\編于星期六\8點§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．萬用表測三個付繞組感應電動勢，其中感應電動勢最高的一個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8-2三相變壓器當前第32頁\共有46頁\編于星期六\8點§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8-2三相變壓器當前第33頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.3變壓器的工作原理第四步，將任兩項原繞組的兩端相短接。在某中一項原繞組加上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。換一相重復再測一次。AXaxＢＹｂｙCYcy圖8-2三相變壓器當前第34頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變壓器的分類和結構四、電力變壓器的聯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。所謂變壓器的聯接組別，是指變壓器一、二次繞組因采用不同聯接方式而形成變壓器一、二次側對應的線電壓之間的不同相位關系。當前第35頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述變壓器的聯接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側（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）為中性點接地。數字采用時鐘表示法，用來表示一、二次側線電壓的相位關系，一次側線電壓相量作為分針，固定指在時鐘12點的位置，二次側的線電壓相量作為時針。當前第36頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述１．變壓器Ｙ，ｙｎ０聯接組其一次線電壓與對應的二次線電壓之間的相位關系，和在零點（１２點）時時鐘上的分針與時針的相互關系一樣，圖中的“·”表示“同名端”。當前第37頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述２．變壓器Ｄ，ｙｎ１１聯接組其一次線電壓與對應的二次線電壓之間的相位關系，在１１點時時鐘上的分針與時針的相互關系一樣。當前第38頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.1概述3．變壓器Ｙ，ｄ１１聯接組由圖可知，Ｙ，ｄ１１聯接組兩側線電壓相位差３３０°。當前第39頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變電所主變壓器臺數和容量的選擇一、變電所主變壓器臺數的選擇１．車間變電所主變壓器臺數的選擇①對于一般生產車間，盡可能裝設一臺變壓器。②如果車間的一、二級負荷所占比重較大，必須由兩個電源供電時，應裝設兩臺變壓器；若該變電所與相鄰車間變電所有聯絡線時，則亦可只裝設一臺變壓器。當前第40頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變電所主變壓器臺數和容量的選擇③當車間負荷晝夜變化較大時，或由獨立車間變電所同時向幾個負荷曲線相差懸殊的車間供電時，若選一臺變壓器在技術、經濟上顯然不合理，則應裝設兩臺變壓器。當前第41頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2變電所主變壓器臺數和容量的選擇２．工廠總降壓變電所變壓器臺數的選擇①當工廠的絕大部分負荷屬于三級負荷，其少量的一、二級負荷可由鄰近工廠獲得低壓側備用電源（６～１０ｋＶ）時，可裝設一臺變壓器。②如果工廠的一、二級負荷所占比重較大時，必須裝設兩臺變壓器。兩臺變壓器之間互為備用，當一臺出現故障或進行檢修時，另一臺能承擔對全部一、二級負荷的供電。當前第42頁\共有46頁\編于星期六\8點§15.2