变压器的计算与选择
变压器容量选择计算方法
变压器容量选择计算方法
变压器容量选择计算方法
变压器容量的选择计算涉及到较为复杂的理论知识，本文将介绍常用的三种变压器容量选择计算方法：最小值法、最大值法和最优值法。
一、最小值法
最小值法是变压器容量选择计算中最常用的方法，它的原则是其容量应该足以满足回路所需的最小要求。
计算公式如下：
变压器容量最小值 = 额定负荷/额定变压器容量的比值
其中，额定变压器容量的比值由变压器本身的数据表决定。
二、最大值法
最大值法是指变压器容量在计算时，应该考虑好额定负荷以及它在设备工作时可能出现的瞬时负荷，使其容量值能够把瞬时负荷也考虑进去。
其计算公式如下：
变压器容量最大值 = 额定负荷+瞬时负荷/额定变压器容量的比值
其中，额定变压器容量的比值由变压器本身的数据表决定。
三、最优值法
最优值法是变压器容量选择计算方法中用得比较多的一种，它是将最小值法和最大值法的优点综合起来，符合安全性能又不影响
变压器的最优容量值，计算公式如下：
变压器容量最优值 = 额定负荷+（瞬时负荷-额定负荷）/额定变压器容量的比值
其中，额定变压器容量的比值由变压器本身的数据表决定。
四、总结
本文介绍了三种变压器容量选择计算方法：最小值法、最大值法和最优值法，其原理不同，计算公式也不同。
根据实际情况，结合自身对变压器容量选择计算的理解，选择适合自己的计算方法，以获得最优的变压器容量值。
变压器的计算与选择
变压器型号 BK-200/380 BK-150/380 BK-200/220 BK-200/220
额定一次电压U1N 额定二次电压U2N 容量SN（视在功率）
380 V
36V
200VA380 VFra bibliotek36V
150VA
220 V
36V
200VA
220 V
48V
200VA
为满足控制电路需要，试选择可供使用的单相变压器的电 压和功率，计算其一二次侧的电流，并说明接入电路的方式。
SN U1N I1N U2N I2N
控制变压器选择条件： ⑴ 额定一次电压U1N等于电源的供电电压； ⑵ 额定二次电压U2N等于负载的工作电压； ⑶ 额定视在功率大于或等于负载的视在功率。
下面以机床上常用的控制变压器为例，说明控制变压器的 选择与计算过程。
【学与练-1】
【例1-2-1】某机床控制电路负载如下：一个照明灯的参数为 36V、30W；3个交流接触器的参数均为36V、18W、功率因数 0.6；2个中间继电器的参数均为36V、30W、功率因数0.5。电源 系统为线电压380V的三相四线制供电线路，四台备选变压器参 数如下：
1-2-4. *自耦变压器
1.各种类型的自耦变压器
单相自耦 变压器
三相自耦变压器
单相自耦 调变压器
单相自耦 变压器
下面以单相自耦变压器为例，说明自耦变压器的特点与应 用场合。
2.自耦变压器的特点与应用场合
自耦变压器也叫自耦调压器，主要用于试验场合，它可以 通过转动手柄来获得副边所需要的各种电压。
SN 3U1N I1N 3U 2N I2N
三相电力变压器选择条件： ⑴ 额定一次线电压U1N等于电源的供电线电压； ⑵ 额定二次线电压U2N等于负载的工作线电压； ⑶ 额定视在功率大于或等于负载的视在功率。
变压器的计算与选择
变压器的计算与选择一、变压器的计算变压器是一种重要的电力设备，用于改变电压的大小，实现电能的传输和分配。
在变压器的计算中，主要涉及功率计算、变比计算、电流计算和线圈匝数计算等。
1.功率计算：变压器的功率计算需要知道负载的功率需求和变压器的效率。
功率计算公式为：P=S×η，其中P为变压器的输出功率，S为负载的功率需求，η为变压器的效率。
2.变比计算：变压器的变比是指输入端电压和输出端电压的比值。
变比计算公式为：N=U1/U2，其中N为变比，U1为输入端电压，U2为输出端电压。
3. 电流计算：变压器的电流计算需要知道负载的功率需求、输入端电压和输出端电压。
电流计算公式为：I = S/(U2 × cosφ)，其中I为输出端电流，S为负载的功率需求，U2为输出端电压，cosφ为功率因数。
4.线圈匝数计算：变压器的线圈匝数计算需要知道输入端电压、输出端电压和变压器的变比。
线圈匝数计算公式为：N1/N2=U1/U2，其中N1为输入端线圈匝数，N2为输出端线圈匝数，U1为输入端电压，U2为输出端电压。
二、变压器的选择在选用变压器时，需要考虑以下几个因素：负载需求、额定功率、电压等级、变比、功率因数和效率等。
1.负载需求：根据负载的功率需求选择合适的变压器。
例如，负载功率为1000W的情况下，选择额定功率为1000W的变压器。
2.额定功率：变压器的额定功率是指变压器可以连续供应的最大功率，需要根据负载需求来选择合适的额定功率。
一般情况下，负载功率应小于变压器的额定功率。
3.电压等级：根据电力系统的电压等级选择合适的变压器。
电压等级通常有220V、380V、10kV、35kV等，应根据系统需要来选择。
4.变比：根据输入端和输出端的电压要求选择合适的变比。
变比的选择需要满足电压变化要求，并考虑电流的变化。
5.功率因数：根据负载的功率因数选择合适的变压器。
功率因数是负载电流和电压之间的相位差，选择变压器时要考虑其负载功率因数的要求。
变压器容量计算方法如何选择变压器容量
变压器容量计算方法如何选择变压器容量1.负载功率计算：首先需要计算负载的功率需求。
功率通常以千瓦（kW）为单位来表示。
可以通过以下公式计算负载功率：P=V×I×PF，其中P表示功率，V表示电压，I表示电流，PF表示功率因数。
2.负载功率因数：功率因数是衡量电力系统的有效功率的指标。
功率因数的范围从0到1，对于纯阻性负载，功率因数等于1；对于纯电感性负载，功率因数等于0。
大多数实际负载的功率因数介于这两个值之间。
需要确保变压器容量能够满足负载功率以及所需的功率因数。
3.容量裕度：变压器的容量裕度是指其额定容量与所需负载容量之间的差异。
通常为了避免过载和延长变压器的寿命，建议选择具有适当容量裕度的变压器。
通常建议容量裕度为20%-30%。
4.变频器负载：对于有频率可变的变频器负载，需要考虑变频器带来的附加功率损耗。
变频器负载一般比传统负载具有更高的谐波成分，因此需要选择具有更高容量的变压器。
5.过载能力：需要确保选取的变压器具有足够的过载能力以处理短时期的负载过载情况。
过载能力是变压器运行过载情况下能够持续运行的时间。
6.峰值负载：峰值负载是指负载在短时间内超过额定负载容量的情况，例如起动电动机时的峰值电流。
需要确保变压器能够处理峰值负载而不会超过其额定容量。
7.升压与降压：需要确定所需的变压器是升压还是降压变压器。
升压变压器是将输入电压升高到所需的输出电压，而降压变压器是将输入电压降低到所需的输出电压。
综上所述，选择适合的变压器容量需要明确负载功率需求、功率因数、容量裕度和附加负载等因素。
确保选取的变压器能够满足正常运行、负载波动以及峰值负载的要求，从而提高系统的可靠性和效益。
变压器容量选择计算方法
变压器容量选择计算方法在进行变压器容量选择时，需要考虑到负载的功率需求、电压变化情况、变压器的损耗、效率等因素。
下面将详细介绍变压器容量选择的计算方法。
1.确定负载功率需求：首先需要确定负载的功率需求，即系统需要供应的总功率。
可以通过计算负载的电流和电压来得到负载的功率需求。
2.考虑负载类型：根据负载的特性，选择适合的变压器类型。
例如，对于纯阻性负载，可以选择常规变压器或自耦变压器；对于感性负载，可以选择具有良好耐压性能的变压器。
3.考虑电压变化情况：根据负载所在的电源电压以及负载电压要求，确定变压器的变比。
一般来说，变压器的变比范围为0.95-1.05，通常选择较接近1的变比。
4.考虑变压器的负载损耗：根据变压器的负载损耗，可以计算变压器的额定容量。
变压器的负载损耗包括铜损耗和铁损耗。
铜损耗主要来自变压器中线圈的电阻，是由电流通过线圈产生的热量所引起的损耗。
铁损耗是由于铁芯中的磁通变化而产生的涡流损耗和剩余磁通损耗。
根据设计要求，变压器的总损耗应满足要求。
5.考虑变压器的效率：变压器的效率是指输入功率与输出功率之间的比值，通常以百分比表示。
为了提高系统的能效，选择具有较高效率的变压器。
6.考虑变压器的过载能力：变压器在一定时间内能承受的过载能力是有限的。
根据变压器的额定容量和过载能力，选择合适的变压器容量。
7.考虑变压器的电压调整范围：根据工程要求，确定变压器的电压调整范围。
根据变压器的调压范围，可以选择合适的变压器容量。
根据以上的计算方法，可以选择适合的变压器容量，以满足系统的工作要求。
需要注意的是，变压器容量的选择应考虑到系统的长期运行情况，以及未来的负载增长等因素，以确保系统的可靠性和稳定性。
变压器容量选择计算方法
变压器容量选择计算方法变压器容量选择计算方法一、基本原理变压器容量的选择是在满足整个供电系统的稳定运行要求的基础上，尽可能缩小变压器额定容量的基本原则，一般可按下列方法进行：（1）把变压器容量设置为相应供电负荷大小，其额定容量为： T=K × C其中：T 表示变压器额定容量（kVA），K 为系数，C 表示供电负荷（kVAR）。
（2）考虑变压器负荷的极限值，将变压器容量设置在此位置，其额定容量为：T=K × C+P其中：T 表示变压器额定容量（kVA），K 为系数，C 表示供电负荷（kVAR），P 为额外容量（kVA）。
（3）考虑变压器电流的极限值，将变压器容量设置在极限值的位置，其额定容量为：T=K × C × E其中：T 表示变压器额定容量（kVA），K 为系数，C 表示供电负荷（kVAR），E 为变压器电流的极限值（A）。
（4）考虑变压器的成本效益，将变压器容量设置在此位置，其额定容量为：T=K × C × E+P其中：T 表示变压器额定容量（kVA），K 为系数，C 表示供电负荷（kVAR），E 为变压器电流的极限值（A），P 为额外容量（kVA）。
二、变压器容量选择计算（1）根据供电负荷的大小，先分析供电系统各负荷的工作模式，计算不同工况时供电系统的额定负荷容量（KVAR）。
在此基础上，根据负荷的容量、功率因数以及变压器额定功率因数对变压器额定容量进行计算。
（2）根据变压器负荷极限值，需要考虑变压器负荷的极限值，要求变压器额定容量不小于负荷极限值，根据变压器负荷极限值对变压器额定容量进行计算。
（3）根据变压器电流极限值，要求变压器额定容量不大于电流极限值，根据变压器电流极限值对变压器额定容量进行计算。
（4）考虑变压器成本效益，根据变压器的成本、性能及经济效果，对变压器的容量进行计算，确定最佳容量。
三、变压器容量表在计算变压器容量时，可按以下表格进行，其中变压器的容量表示为kVA。
变压器容量的选择与计算
变压器容量的选择与计算电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。
所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。
二、容量选择变压器容量的选择，要根据它所带设备的计算负荷，还有所带负荷的种类和特点来确定。
首先要准确求计算负荷，计算负荷是供电设备计算的基本依据。
确定计算负荷目前最常用的一种方法是需要系数法，按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式为：有功计算负荷（kw ） c m d e P P K P == 无功计算负荷（kvar ） tan cc Q P ϕ=视在计算负荷（kvA ） cos cc P S ϕ=.1.11c c （2）通风机组需要系数d K =0.7~0.8(取d K =0.8)，cos 0.8ϕ=，tan 0.75ϕ=，因此.2.2.20.85544c d e P K P kw kw ==⨯= .2.22tan 440.7533var c c Q P kw k ϕ==⨯=考虑各组用电设备的同时系数，取有功负荷的为0.95P K =∑，无功负荷的为0.97q K =∑，总计算负荷为 .1.1.2.2()0.95(16044)193.8c d e d e p P K K P K P kw kw =+=⨯+=∑.1.2()0.97(12033)148.41var c c c qQ KQ Q k =+=⨯+=∑244c S kvA ===一台变压器承受总计算负荷时，只过载40%，可继续运行一段时间。
在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。
条件②是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。
当选用不同容量的两台变压器时，每台变压器的容量可按下列条件选择： .1.2N T N T C S S S +>且.1()N T C S S I+∏≥ .2()N T C S S I+∏≥另外，变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动要求，并满足今后5-10年负荷增长的需要。
变压器容量计算方法
变压器容量计算方法
变压器的容量计算方法是根据所需的负荷电流和所需的电压来确定的。
这里给出两种常用的计算方法：
方法一：根据负荷电流计算
1. 确定负荷电流：根据需要供电的设备的额定电流和数量，计算总的负荷电流。
2. 选择变压器的额定电流：选择一个接近或稍大于负荷电流的变压器额定电流。
3. 计算变压器容量：根据变压器额定电流和所需的电压，使用下式计算变压器容量：
容量（kVA）= 变压器额定电流（A） ×所需电压（V） / 1000
方法二：根据负荷功率计算
1. 确定负荷功率：根据需要供电的设备的额定功率和数量，计算总的负荷功率。
2. 计算负荷电流：根据负荷功率和所需电压，使用下式计算负荷电流：
电流（A）= 功率（W） / 电压（V）
3. 选择变压器的额定电流：选择一个接近或稍大于负荷电流的
变压器额定电流。
4. 计算变压器容量：根据变压器额定电流和所需的电压，使用下式计算变压器容量：
容量（kVA）= 变压器额定电流（A） ×所需电压（V） / 1000
以上两种方法可以根据实际情况选择其中一种来计算变压器的容量。
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三相电力变压器选择条件： ⑴ 额定一次线电压U1N等于电源的供电线电压； ⑵ 额定二次线电压U2N等于负载的工作线电压； ⑶ 额定视在功率大于或等于负载的视在功率。
下面以车间常用的电力变压器为例，说明其选择计算过程。
1. 三相变压器选择
某型号三相电力变压器的铭牌数据
变压器选择的条件： ⑴ 额定一次电压U1N等于电源的供电电压； ⑵ 额定二次电压U2N等于负载的工作电压； ⑶ 额定视在功率大于或等于负载的视在功率。
1-2-2. 控制变压器
机床用控制变压器是个小容量的单相 变压器，主要满足机床照明、继电器、交 流接触器等设备的用电。
控制变压器是单相变压器，功率表达 式如下：
组别 照明灯 交流接触器 中间继电器
数量 功率因数
1
1.0
3
0.6
2
0.5
功率汇总
负载的视在功率
有功功率 130=30 W 318=54 W 220=40 W 124 W 188VA
无功功率 0 Var 72 Var 69 Var 141 Var
变压器的视在功率应大于负载的计算功率，根据上表计算结果，1、3号 变压器额定容量200VA，满足要求，2号变压器容量150VA，不满足要求。
续
⑵ 判断哪一组负载可正常运行
① 第一组负载的视在功率
S1
P1
cos1
100 0.75
133(kVA)
② 第二组负载的视在功率
S2
P2
cos2
100 0.5
200(kVA)
结论： ⑴ 两组负载工作电压均为380V，满足电压要求； ⑵ S1<SN，可正常工作； S2>SN，无法正常工作。
续-2
⑷负载电流：负载电流需要根据实际的负载大小进行计算
1号备用变压器的一二次负载电流分别为：
I1
S U1N
188 380
0.495 A；
I2
S U 2N
188 36
5.222 A
3号备用变压器的一二次负载电流分别为：
I1
S U1N
188 220
0.855 A；
I2
S U 2N
kW、cos1=0.75，另一组负载为380V、 100 kW、 cos2=0.5，
试确定那一组负载可以正常接入电路？ 【解】通过本例学习三相变压器的基本计算
⑴ 一、二 次绕组的电流：
I1N
SN 180 103 17.3(A) 3U1N 3 6000
I2N
SN 180 103 273(A) 3U2N 3380
学习目标
了解各种变压器的结构特点 熟悉各种变压器的用途 掌握控制变压器的选择和计算方法
1-2-1 变压器选择的一般条件
电力变压器
电流互感器
控制变压器
自耦变压器
电压互感器
电焊变压器
变压器的种类很多，本课程重点介绍机床用控制变压器的 选择与参数计算。另对三相电力变压器、仪用互感器、电焊变 压器等略作介绍。
续-1
【解】通过本例学习选择变压器、并能进行正确的接线。变压器要满足电源 电压、负载电压和负载功率三个条件。
⑴ 电源电压：备用变压器的U1N分别是380V和220V，而电源为380V三 相四线制系统，线电压为380V、相电压为220V，只要接法正确，两种电 压都可满足要求。
⑵ 负载电压：三组负载的工作电压为36V，其中三个备用变压器的U2N 为36V，满足负载要求；4号备用变压器的U2N为48V，不满足负载要求。 ⑶ 负载统计：负载数量多，列表统计如下：
变压器型号 BK-200/380 BK-150/380 BK-200/220 BK-200/220
额定一次电压U1N 额定二次0VA
380 V
36V
150VA
220 V
36V
200VA
220 V
48V
200VA
为满足控制电路需要，试选择可供使用的单相变压器的电 压和功率，计算其一二次侧的电流，并说明接入电路的方式。
SN U1N I1N U2N I2N
控制变压器选择条件： ⑴ 额定一次电压U1N等于电源的供电电压； ⑵ 额定二次电压U2N等于负载的工作电压； ⑶ 额定视在功率大于或等于负载的视在功率。
下面以机床上常用的控制变压器为例，说明控制变压器的 选择与计算过程。
【学与练-1】
【例1-2-1】某机床控制电路负载如下：一个照明灯的参数为 36V、30W；3个交流接触器的参数均为36V、18W、功率因数 0.6；2个中间继电器的参数均为36V、30W、功率因数0.5。电 源系统为线电压380V的三相四线制供电线路，四台备选变压器 参数如下：
188 36
5.222 A
⑸接入电源
1号备用变压器U1N为380V，应该接在供电线路的线电压上； 3号备用变压器U1N为220V，应该接在供电线路的相电压上。
提示：
变压器的选择不仅要考虑电压和功率的要求，还需要考虑合适的接 入电路的方式。
1-2-3. *三相变压器
三相电力变压器主要用于为工厂、农 村提供生产用电，也可为居民区提供生活 用电。其电压-电流-功率关系为：
三相，9系列，80KVA，10kV
调压分接 头位置
内部油自 然对流冷 却：油浸 自冷
低压侧空 载电压
高压绕组引线端 雷电冲击耐受电 压75kV
工频耐受 电压35kV
2. 三相变压器的计算
【学与练-2】
【例1-2-2】一台三相变压器SN=180 kV.A，U1N/U2N=6000/380 V， 求一、二次绕组的额定电流I1N、I2N；一组负载为380V、100
【学与练-3】
【例1-2-3】一台变压器铭牌主要数据如下，试计算一二次侧的 相电压，相电流和变压器的变比。
额定容量：500kVA 额定电压：U1N=10KV U2N=0.4KV 3相 50Hz 额定效率：98.6% 联接组别 ：Yyn0 短路电压 4% 使用条件 ：户外式 冷却方式：ONAN 额定温升：80℃ 器身重 1115 kg
机床电气系统装调与维修
王民权 刘萍 梅晓妍 宁波职业技术学院
模块1：变压器与电动机
1-1 变压器的工作原理 1-2 变压器的计算与选择 1-3 三相异步电动机的工作原理 1-4 三相异步电动机的运行
王民权 宁波职业技术学院 教授
1-2. 变压器的计算与选择
学习内容
1-2-1 变压器选择的一般条件 1-2-2 控制变压器 1-2-3 *三相变压器 1-2-4 *自耦变压器 1-2-5 *仪用互感器 1-2-6 *电焊变压器