電力變壓器知識講座(已修改)
2025-05-30 22:21 本頁面
【正文】 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 電力變壓器 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 一、變壓器 概述 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。 它是一種靜止的 電氣設(shè)備 ，利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率 P =UI cos? 及負(fù)載功率因數(shù) cos? 一定時： 電能損耗小 節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)） U ? I ?P = I178。 r I ? S 所以遠(yuǎn)距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟(jì)的。 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 ?發(fā)電機的輸出電壓一般有 、 、 kV、 kV、 18 kV、 20 kV等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離經(jīng)濟(jì)輸送。電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。目前，我國交流輸電的電壓最高已達(dá) 750kV。 發(fā)電廠 輸電線 220kV 升壓 儀器 36V 降壓 … 實驗室 380 / 220V 降壓 變電站 10kV 降壓 降壓 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 變壓器的種類很多，可按其用途、相數(shù)、結(jié)構(gòu)、調(diào)壓方式、冷卻方式等不同來進(jìn)行分類。 二、變壓器的分類 按用途分類： 電力變壓器（升壓、降壓）、儀用變壓器（電壓互感器、電流互感器）、整流變壓器； 按相數(shù)分類： 單相變壓器和三相變壓器； 按線圈數(shù)分類： 雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自 耦變壓器； 按鐵心結(jié)構(gòu)分類： 心式變壓器和殼式變壓器； 按調(diào)壓方式分類： 無載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器； 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類： 油浸式變壓器和干式變壓器等； 按容量大小分類 ：小型變壓器、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 變壓器的原理模型 接交流電源的繞組稱為原繞組或稱一次繞組，該側(cè)是通入交流電流側(cè)，即吸收電能側(cè)，輸入電能側(cè) ,也稱一次側(cè)。接負(fù)載的繞組稱為副繞組或稱二次繞組，該側(cè)是接負(fù)載側(cè)，即輸出電能側(cè)，也稱二次側(cè)。 三、變壓器的工作原理 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 工作原理 當(dāng)原邊繞組接到交流電源時，繞組中便有交流電流流過，并在鐵心中產(chǎn)生與外加電壓頻率相同的磁通 (主磁通 )，這個交變磁通同時交鏈著原邊繞組和副邊繞組。并且在一、二次繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 變壓器原理圖 1u 2u1i2iΦ+ – + – ?Z ? 一次 繞組 N1 二次 繞組 N2 鐵心 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 其感應(yīng)電動勢大小可分別表示為： 式中 、 —— 一、二次繞組的匝數(shù) 。 ——磁通變化率。 一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。 tNedd11???tNedd22???2N 2Ntdd?返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 （ 1）空載運行情況 3. 電磁關(guān)系 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。 0i02 ?i1u+ – 20u+ – 2e+ – 1σe+ – 1e + – ??1 1N 2N? 1u dd11 tΦNe ??i0 ( i0N1) ? ??1 dd 01σ1σ tiLe ??tΦNedd 22 ??空載時，鐵心中主磁通 ?是 由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。 漏磁通主要經(jīng)過空氣或其他非導(dǎo)磁性物質(zhì)而閉合。 由于漏磁通不經(jīng)過鐵心，所以勵磁電流與漏磁通為線性關(guān)系。 鐵心線圈是一個非線性電感元件，所以勵磁電流與主磁通不是線性關(guān)系。 磁動勢 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 (2) 帶負(fù)載運行情況 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè) 接負(fù)載 。 1u+ – 1σe+ – 1e + – ??1 1N 2N? 1u dd11 tΦNe ??? ??1 dd 111 tiLe σσ ??tΦNedd 22 ??i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有載時，鐵心中主磁通 ?是 由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? dd 2tiLe σ2σ2 ??返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 4. 電壓變換 （設(shè)加正弦交流電壓） t)s i n(tNtN m111 ??? d ddde ????tN ??? c o sm1??)90t(s i nm1 ??? ?E1m1 NfE ??222111mm fNEE ??? ?有效值 : 同 理： )90t(s i nm22 ??? ?Ee2m2 NfE ??主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則 t,??? s inm?(1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動勢 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 根據(jù) KVL： 1111111111j EIXIREEIRU σ?????????????變壓器一次側(cè)等效電路如圖 1m1111 444 ?????? ?? 由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通 )較小 ,其兩端的電壓也較小 ,與主磁電動勢 E1比較可忽略不計， 則 1E?1R1I?1U?1?E?– – – + + + (2) 一次、二次側(cè)電壓 式中 R1 為 一次側(cè) 繞組的電阻 。 X1=?L?1 為 一次側(cè) 繞組的感抗 (漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生 )。 返回 退出 章目錄 上一頁 下一頁 KNNEEUU ???2121201（匝比） K為 變比 對二次側(cè)， 根據(jù) KVL： 2m22022 4440 ,I ?????結(jié)論：一次、二次側(cè)電壓與匝數(shù)成正比。改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。 222222222j UIXIRUEIRE????????????? σ2式中 R2 為二次繞組的電阻 。 X2=?L?2 為二次繞組的感抗； 為二次繞組的端電壓。 2U?變壓器空載時 : + – u2 1u+ – 1σe+ – 1e+ – ? 1N 2Ni1 i2 + – e2 + – e?2 式中 U20為變壓器空載電壓。 故有 返回
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