电工电子技术基础第三章申凤琴主编.

第三章变压器第一节单相变压器第二节三相变压器第三节自耦变压器返回主目录第一节单相变压器一、基本结构及工作原理1．基本结构（1）铁心铁心构成了变压器的磁路，并作为绕组的支撑骨架。心式壳式符号（2）绕组绕组构成变压器的电路。2121NNEE220EUm1144.4ΦfNEm2244.4ΦfNE式中，K称为变压比，简称变比，它是变压器的一个重要参数。当K1时为降压变压器；当K1时为升压变压器。KNNEEUU21212012．工作原理（１）空载运行及变压比11EUtΦΦsinm设则可根据电磁感应定律一次绕组二次绕组图3-2（2）负载运行及变流比2211IUIUKNNUUII1121221理想情况下：变压器一次侧视在功率与二次侧视在功率相等，即图3-3变压器负载运行（３）阻抗变换变压器负载运行时，从一次绕组看进去的阻抗为11iIU22LIUL22211iZKKIKUIU图3-4有一单相变压器，当一次绕组接在220V的交流电源上时，测得二次绕组的端电压为22V，若该变压器一次绕组的匝数为2100匝，求其变比和二次绕组的匝数。102222021UUK1021KNN21010210012KNN匝例3-1解某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数=230匝，二次绕组匝数=80匝，原来配有阻抗为的扬声器，现在要改接为的扬声器，问输出变压器二次绕组的匝数应如变动（一次绕组匝数不变）。2N1N84Ω1.66Ω8802302L2iRKR当4LR时Ω423022L2iNRKR根据题意，即iiRR4)(2301.66222N576.561.66423022N匝例3-28LR当时2N设输出变压器二次绕组变动后的匝数为解N2N1UU和（1）额定电压（V）3．额定值额定电压一次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。N2U（2）额定电流（A）N2N1II和根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长期允许通过的最大电流值。（3）额定容量（VA）NS变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在功率。忽略损耗时，额定容量N2N2N1N1NIUIUS额定电压根据变压器的绝缘强度和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。N1U例3-2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数=230匝，二次绕组匝数=80匝，原来配有阻抗为的扬声器，现在要改接为例3-2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数=230匝，二次绕组匝数=80匝，原来配有阻抗为的扬声器，现在要改接为二、单相变压器的同名端及其判断同名端：指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以“※”或“●”标记。瞬时极性始终相同的端子同名端的判断方法：（1）已知两个绕组的绕向假定两个绕组中各有电流、，若它们产生的磁通方向一致，则两绕组的电流流入端（或流出端）即为同名端。2i1is+-VU1234图3-5直流法测定绕组同名端（2）无法辨明绕组方向指针正偏S迅速闭合指针反偏设备外壳AB三、运行特性1．外特性%100%100%N22N2N2220UUUUUUU工程上，常用电压变化率来反映变压器二次侧端电压随负载而变化的情况。%U式中，是空载时二次绕组的端电压，是负载时二次绕组的端电压。02U2U电压变化率反映了变压器带负载运行时性能的好坏，是变压器的一个重要性能指标，一般控制在３﹪～６﹪左右。1－纯电阻负载2－感性负载3－容性负载图3-6变压器在运行过程中会有一定的损耗，主要分为铜损耗和铁损耗。CuPFePFeCuPPP变压器的输出功率与输入功率之比称为效率，用表示，即2P1P%100%100FeCu222212PPPPPPPPP2．效率特性（1）损耗（2）效率（3）效率特性它表明当负载较小时，效率随负载的增大而迅速上升，当负载达到一定值时，效率随负载的增大反而下降，当铜损耗与铁损耗相等时，其效率最高。图3-7第二节三相变压器一、三相变压器的种类和结构1.种类图3-8三相变压器组图3-9三相心式变压器2.结构图3-10电力变压器外型椭圆形油箱结构长方形波纹油箱结构图3-10电力变压器铭牌电力变压器产品型号S7-500/10标准代号××××额定容量500kV•A产品代号××××额定频率50Hz出厂序号××××相数3相联接组Y，yn0阻抗电压4﹪冷却方式油冷使用条件户外开关位置额定电压额定电流高压低压高压低压Ⅰ10.5kV27.5AⅡ10kV400V28.9A721.7AⅢ9kV30.4A二、电力变压器的铭牌及主要参数××变压器厂××年××月高压侧电压(kV)变压器容量(kV•A)S7—500/101．型号设计序号三相变压器N2N1UU和高压侧额定电压据变压器的绝缘强度和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压值。N1U低压侧额定电压变压器空载时，高压侧加额定电压后，低压侧的端电压。N2U2．额定电压额定电压均指线电压！！额定电流据变压器的允许发热而规定的允许绕组长期通过的最大电流值。N2N1II和3．额定电流线电流！！N2N1II和额定电流均指？额定容量变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在功率，常以kV·A为单位。NSNS4．额定容量1000N2N2NIUS单相变压器的额定容量为（kV·A）10003N2N2NIUS三相变压器的额定容量为（kV·A）5．联接组别Yyn0二次侧连接成星形一次侧接成星形，中性点不引线二次侧中性点接地，并引出线n表示一、二次侧绕组线电压的相位差（0～11共十二个时钟数码）三、三相变压器的用途目前我国交流输电的电压为110kV、220kV、330kV及500kV等多种。主要用于输、配电系统。包括升压变压器、降压变压器和配电变压器。cos3UIP据cosP在输送和一定时节约输电线材料，减小输电线路的损耗，UI输电线的截面积第三节自耦变压器把一次绕组和二次绕组合二为一，如图所示，就成为只有一个绕组的变压器，这种变压器称为自耦变压器。特点：一、二次绕组之间不仅有磁耦合，而且还有电的直接联系。图3-12原理图自耦变压器的原理与普通变压器一样。KNNUU21201KNNII11221优点：结构简单，节省用铜量，且效率较高，自耦变压器的变压比一般不超过2，变压比愈小，其优点愈明显。缺点：一次侧电路与二次侧电路有直接的电的联系，高压侧的电气故障会波及到低压侧，故高、低压侧应采用同一绝缘等级。图3-13三相自耦变压器结构示意图原理电路图图3-14单相自耦调压器结构示意图原理电路图本章电子教案制作：申凤琴