第一章 变压器的基本原理..ppt

,它的主要用途是用来升高或降低电压。发电厂中发电机发出的电压相对较低,要将这些电能输送到较远的用电地区,必须升高电压,采用高压输电。当输送的电功率一定时,电压愈高,输电电流愈小,线路上的电压降和功率损耗也愈小,输电线的有色金属耗量也少。当电能输送到用电中心后,需要用降压变压器将电压降低,再输送到配电系统供各种负载使用。可见,电力输送过程中升压和降压都需要用变压器来完成。据统计,电力系统中变压器的安装总容量约为发电机总容量的6~8倍。第四章变压器根据发、配电及用电要求的不同,电力系统中的电压分为许多等级,500V及以下的电压称为低压系统,3kV、6kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV及以上称为高压系统。在电力系统中用作电能输送与分配的变压器称为“电力变压器”,如图4-1所示,其次,变压器在其他方面应用也十分广泛,如电解、化工用的整流变压器;冶炼用的电炉变压器;焊接用的焊接变压器;测量用的仪用变压器等。变压器除变换电压外,还可变换电流和阻抗等。4-,它是利用电磁感应原理工作的。它把输入的电压升高或降低为同频率的交流电压输出,以满足输电、配电的需要。图4-2所示是单相变压器的工作原理示意图。变压器的主要部件是一个铁芯和套在铁芯上的两个绕组N1和N2,其中绕组N1接交流电源,称为原边绕组或一次绕组,有些也称为原边;绕组N2接负载,称为副边绕组或二次绕组,有些也称为副边。原、副边绕组具有不同的匝数且互相绝缘,它们之间只有磁的耦合而没有电的联系。图4-2单相变压器工作原理示意图变压器中各电磁量正方向的规定U1的正方向:通常将U1的正方向规定为由绕组的始端A指向绕组末端X,当A点电位高于X点时,瞬时值u为正,否则为负。I1的正方向:把变压器的原绕组看成电源的负载,I1的正方向应当与U1的正方向一致,即“正电压产生正电流”。磁通的正方向:与电流I1的正方向符合右手螺旋定则。E1的正方向:E1的正方向与I1的正方向相同。E2的正方向:由于变压器原副边的电势是由同一个磁通产生的,所以根据右手螺旋定则可以确定E2的方向。I2的正方向:把变压器的副边看作负载的电源,按照“正电势产生正电流”的原则,I2的正方向与E2的应该保持一致。U2的正方向:U2是电流I2流过负载所产生的,所以U2的正方向与I2的正方向相同。总之:在电压产生电流和电流产生电压降的关系上,电流与电压的正方向一致,电压降与电流的正方向相同;在电流产生磁通的关系上,遵循右手螺旋定则,在交变磁通产生感应电动势的关系上,电势的正方向与产生它的电流保持一致。当原边绕组N1接到交流电压u1时,便有交流电流i1流入,因而在铁芯中产生与u1同频率的交变磁通。磁通同时与绕组N1和N2交链。根据电磁感应定律,交变磁通分别在绕组N1和N2中感应出同频率的电动势e1和e2,并且,(4-1)式中:N1、N2为原、副边绕组匝数。副边绕组有了电动势e2,便可向负载输出电能。由于感应电动势的大小与绕组的匝数成正比,因此,改变原边绕组和副边绕组的匝数即可改变副边电压的大小,这就是变压器的基本工作原理。变压器的应用十分广泛,种类很多,其分类方法也很多,常用的有以下几种: 按用途分类,可分为电力变压器和特种变压器。电力变压器主要用于输、配电系统中,按功能又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器。特种变压器可分为整流变压器、电炉变压器、试验变压器、调压变压器和焊接变压器等。按结构形式分类,可分为单相变压器和三相变压器及多相变压器。按绝缘介质分类,可分为油浸式和干式变压器。按铁芯形式分类,可分为心式和壳式变压器。,可分为油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式和气冷式等。变压器按其容量大小可分为五类,第Ⅰ类容量为100kV·A,电压为10kV及以下;第Ⅱ类容量为125~630kV·A,电压为10kV及以下。第Ⅰ、Ⅱ类为小型变压器。第Ⅲ类容量为800~6300kV·A,电压为35kV及以下,为中型变压器。第Ⅳ类容量为8000~63000kV·A,电压为35kV及以下,为大型变压器。90000kV·A及以上为第Ⅴ类(特大型变压器)。我国目前可以设计、制造容量为5×105kV·A、电压为500kV的特大型变压器。