变压器电机与拖动基础课件ppt

5.6 变压器的运行特性
运行特性：外特性、效率特性。
1. 外特性和电压调整率
当 U1、cos2 为常数时
U2 = f ( I2) —— 外特性。
电压调整率的定义
ΔU U20 U2 U2 N U2
U2N
U2N
采用标幺值 U 1U2 1U2
U1 I1Zk U2
电源电压为额定值时，
U1 1
用标幺值的简化相量图可以得出：
U （Rk cos2 X k sin2）
U2
U2N U2
O
λ2= 0.8(电容性)
λ2=1
λ2= 0.8(电感性) I2
I2N
变压器的外特性
2. 效率特性
(1) 功率
电源输入变压器的有功功率
P1 = U1I1cos1
变压器输出的有功功率
P2 = U2I2cos2
使用注意： ① 二次绕组禁止开路。
开路时：I2 = 0，I1 不变→I0 = I1
② 一次绕组工作电压较高时， 二次绕组与铁心必须接地。
2. 电压互感器
空载运行的降压变压器。 u1 ~
U1 U2
=
N1 N2
= ku
u1 u2
V
国产互感器：
U2N = 100 V
使用注意： ①二次绕组禁止短路。 ②二次绕组与铁心必须接地。
U1N/U2N=10000/400V，Y/Y接法。在低压边做 空载试验，测出数据 为 U2 U2N 400V , I2 I20 60 A, p0 3800 W 。
在高压边做短路试验，测出数据
为 U1 U1k 440V , I1 I1N 43.3A, pk 10900 W ， 室温20℃。求变压器的参数，并画出高压侧T 形等值电路。
作业及答案
第五章作业： 5.1 5.8 5.10 5.12 5.17 第四章作业答案: 4.2: -145.2A, -188.8N.m, -242.1N.m, 985.3r/min 4.4: 1132.3r/min, 1.32, 0.7Ω, 15114W 10753W 3303.8W 4.8: 设 EaN 0.94U N
（４）效率。
例题5-3 某台三相电力变压器ＳN=600kVA，额定电压
U1N/U2N=10000/400V，Δ/Y连接。短路阻抗Zk=1.8+j5Ω。 该变压器一次绕组接额定电压，二次带Y接三相负载， 每相负载阻抗为ZL=0.3+j0.1Ω。计算：
（１）一次电流I1及其与额定电流I1N的百分比β1；
变压器的T型等值电路 变压器负载.doc
变压器的简化等值电路 变压器负载.doc
5.3.6 相量图
感性负载运行时变压器的相量图 变压器负载.doc
5.3.6 相量图
根据变压器的T形等效电路，可画出相应的相量图。
相量图的画法，视变压器给定的和求解的具体条件。 给定量和求解量不同， 画图步骤也不一样。
压U1N/U2N=10000/400V，Y/Y连接。已知每相短路电阻 Rk=1.4Ω，短路电抗Xk=6.48Ω。该变压器一次绕组接额定电压， 二次绕组接三相对称负载运行，负载为Y接法，每相负载阻抗 为ZL=0.20+j0.07Ω。计算： （１）变压器一次、二次侧电流（线值）；
（２）二次绕组电压；
（３）输入及输出的有功功率和无功功率；
（２）二次电流I2及其与额定电流I2N的百分比β2
（３）二次电压U2及其与额定电压U2N相比降低的百分值；
（４）变压器输出容量。
5.4 标幺值
标么值＝
实际值任意单位 基值与实际值同单位
一般基值都选为额定值
采用标幺值的优点： 1）直观表示变压器的运行情况
2）线值、相值相同
３）不必考虑折合到哪一侧
４）负载系数
单相双绕组变压器: S N U1N I1N U 2N I 2N
三相双绕组变压器: S N 3U1N I1N 3U 2N I 2N
5.2 变压器的空载运行 变压器空载.doc
•
I0
•
•
E1
U1
•
Es
• m
•
E2
•
U20
忽略绕组电阻和漏磁通时空载运行变压器的相量图 变压器空载.doc
空载运行时的励磁电流、主磁通及其感应电动势 变压器空载.doc
变压器接感性负载， 负载阻抗由电阻和电感组成， cos2 为滞后； 接容性负载， 负载阻抗由电阻和电容组成，cos2 为
超前。
相量图的画法
假定给定U2、I2、cos2及各个参数
（1）画出 U2，I2 ；
（2）在
得到 E2
U2 相量上加上I2 R2
；
jI2 X 2
U1 jI1 X1
I1 R1 E1
损耗 P1－P2 = PCu＋PFe
O
I2
(0.4~0.6) I2N
(2) 效率
=
P2 P1
×100%
5.7 变压器的联结组别
5.7.1 单相变压器绕组的标志方式 5.7.2 三相变压器绕组的联结 5.7.3 三相变压器的联结组别
5.9 自耦变压器
I1 +
I2 +
U1 N1 E1 －
I2
I
－
E2 N2 U2 ＋
5.5 变压器参数的测定
5.5.1 变压器的空载试验
空载实验线路图 参数测定.doc
空载实验时的等值电路 参数测定.doc
5.5 变压器参数的测定
5.5.2 变压器的短路试验
短路实验接线图 参数测定.doc
短路试验时的等值电路 参数测定.doc
例题：一台三相电力变压器型号为SL-750/10，
变压器空载运行的相量图 变压器空载.doc
U1 jI0 X1
I0 R1
E1
0
I0a I0
I0r
m
E1
变压器 空载运行时的等值电路 变压器空载.doc
5.3 变压器的负载运行 变压器负载.doc
ΔI•1
•
I1
•
I0
•
•
U1
E1
•
Es1
• m
• s1
• s
•
I2
•
E U 2
•
Es
U••220
ZL
2. 三相变压器
5.1.1 变压器的结构
1.铁心: 采用硅钢片叠装而成,片间彼此绝缘 2.绕组: 用包有绝缘的铜导线绕制而成
5.1.2 变压器的型号、额定数据
⑴ 额定容量SN 视在功率, 单位为VA ⑵ 额定电压U1N/U2N 线电压
U1N是电源加到原绕组上的额定电压, U2N 原 绕 组 上 加 上 额 定 电 压 后 副 边 开 路 即 空 载 运 行 时 副绕组的端电压 ⑶ 额定电流I1N/I2N 线电流 ⑷ 额定频率f 我国为50Hz
0.278 Ω, 0.609 Ω, -328.8N.m, 0 -168.4N.m 4.11: -829.9r/min, 44.25r/min, 能耗制动7.97 Ω 倒拉反转26.6
Ω 降电压至负值0 Ω
第5章 变压器
5.1 概述 变压器是一种交流设备 1. 单相变压器 2. 三相变压器
1. 单相变压器
单相变压器基本方法总结
分析计算变压器负载运行方法有基本方程式、等效电路 和相量图。
基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式； 等效电路： 是基本方程式的模拟电路； 相量图： 是基本方程的图示表示；
三者是统一的， 一般定量计算用等效电路或方程式， 讨论各物理量之间的相位关系用相量图。
例题5-2 一台三相电力变压器的额定容量ＳN=750kVA，额定电
I2
I1
（3）E2 E1
1
（4）画出领先 E1 900 的主磁通m ；
（5）根据 I0 E1 / Zm 画出 I0 ，
I0 领先 m 一个铁耗角； （6）画出 I2 与 I0 的相量和 I1 ；
I2 2
U2
I0
m
（7）画出 到 U1 。
E1
，加
I1 R1
jI1 X1
得
I2 R2
jI2 X 2 E2 E1
低压边得到 Rm 0.88, X m 10.66
若折合到高压边则 Rm 183, X m 2220
注意：实验所得电压和电流均为线值，损耗值为三相功率
5.17 Y,d5 Y,d9 Y,y8 D,y9
I1 －
I E2U2U1 NhomakorabeaE1
＋
－
降压自耦变压器
电压关系 忽略漏阻抗，则
升压自耦变压器
U1 U2
=
E1 E2
=
N1 N2
=k
变压器容量
SN = U2NI2N = U1NI1N
5.10 仪用互感器
1. 电流互感器 N1很小。 短路运行的升压变压器。
~
i1
I1 I2
=
N2 N1
= ki
i2 A
国产互感器： I2N = 5 A
第5章作业答案
5.8 (1)0.0896W, 0.25W (2)k=3 (3)变阻抗
5.10 I1=18.79A, I2=56.97A U2=3241.9V 注意：所给的和所求的电压和电流值均为线值 可先求出Zk=1.5+j5.3Ω
5.12 k=14.43, R1,75 R2,75 1.19, X1 X 2 3.56