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变压器的计算与选择
作者:管理员    发布于:2021-07-10 16:52   文字:【】【】【
  电力变压器是供电体系中的关键设备,其首要功用是升压或降压以利于电能的合理运送、分配和运用,对变电所主接线的办法及其牢靠与经济有着重要影响。
  变压器的品种许多,本课件要点介绍操控变压器的挑选与参数核算。另对三相电力变压器、仪用互感器、电焊变压器等略作介绍。
  变压器挑选的条件:
  ⑴额外一次电压U1N等于电源的供电电压;
  ⑵额外二次电压U2N等于负载的作业电压;
  ⑶额外视在功率大于或等于负载的视在功率。
  操控变压器是个小容量的单相变压器,首要满意机床照明、继电器、沟通接触器等设备的用电。
  操控变压器是单相变压器,功率表达式如下:
  变压器的核算与挑选
  【例】某机床操控电路负载如下:一个照明灯的参数为36V、30W;3个沟通接触器的参数均为36V、18W、功率因数0.6;2个中心继电器的参数均为36V、30W、功率因数0.5。电源体系为线电压380V的三相四线制供电线路,四台备选变压器参数如下:
  为满意操控电路需求,试挑选可供运用的单相变压器的电压和功率,核算其一二次侧的电流,并说明接入电路的办法。
变压器
  变压器要满意电源电压、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三相四线制体系,线电压为380V、相电压为220V,只要接法正确,两种电压都可满意要求。
  ⑵负载电压:三组负载的作业电压为36V,其中三个备用变压器的U2N为36V,满意负载要求;4号备用变压器的U2N为48V,不满意负载要求。
  ⑶负载核算:负载数量多,列表核算如下:
  变压器的视在功率应大于负载的核算功率,依据上表核算成果,1、3号变压器额外容量200VA,满意要求,2号变压器容量150VA,不满意要求。
  ⑷负载电流:负载电流需求依据实践的负载巨细进行核算:
  1号备用变压器的一二次负载电流分别为:
  3号备用变压器的一二次负载电流分别为:
  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:变压器的挑选不仅要考虑电压和功率的要求,还需求考虑合适的接入电路的办法。
  三相变压器:
  三相电力变压器首要用于为工厂、农村供给出产用电,也可为居民区供给生活用电。其电压-电流-功率联络为:
  三相电力变压器挑选条件:
  ⑴额外一次线电压U1N等于电源的供电线电压;
  ⑵额外二次线电压U2N等于负载的作业线电压;
  ⑶额外视在功率大于或等于负载的视在功率。
  1.三相变压器挑选
  某类型三相电力变压器的铭牌数据
  【例】一台三相变压器SN=180kV.A,U1N/U2N=6000/380V,求一、二次绕组的额外电流I1N、I2N;一组负载为380V、100kW、cosф1=0.75,另一组负载为380V、100kW、cosф2=0.5,试确认那一组负载能够正常接入电路?
  解:⑴一、二次绕组的电流:
  变压器的核算与挑选
  结论:
  ⑴两组负载作业电压均为380V,满意电压要求;
  ⑵S1SN,无法正常作业。
  【例】一台变压器铭牌首要数据如下,试核算一二次侧的相电压,相电流和变压器的变比。
  额外容量:500kVA
  额外电压:U1N=10KV,U2N=0.4KV,3相50Hz
  额外功率:98.6%
  联接组别:Yyn0短路电压4%
  运用条件:户外式冷却办法:ONAN
  额外温升:80℃器身重:1115kg
  解:学习三相变压器相线联络的核算。
  该变压器联结组别为Yyn0,表明一次侧为Y型,三相三线制;二次侧也为Y型,三相四线制。核算如下:
  自耦变压器:
  各品种型的自耦变压器:
  自耦变压器也叫自耦调压器,首要用于实验场合,它能够通过滚动手柄来获得副边所需求的各种电压。
  特色:二次绕组是一次绕组的一部分,一、二次绕组既有磁的联络,也有电的联络。其参数核算与操控变压器相同。
  自耦变运用留意事项:
  仪用互感器:
  仪用互感器包括电压互感器(TV)和电流互感器(TC)。
  变压器的核算与挑选
  1.电压互感器
  ⑴结构特色:
  ①一次绕组匝数许多,二次绕组匝数很少;
  ②电压互感器变比:ku=U1/U2=N1/N2
  ③一次侧并联接在高压侧,二次侧并接各种丈量外表。
  ⑵运用留意:
  ①铁芯和二次绕组的一端必须牢靠接地,不然一二次侧之间绝缘损坏后,高压会窜入低压侧,影响人身和设备的安全;
  ②二次侧不答应短路,需加熔断器进行保护;
  2.电流互感器:
  ⑴结构特色
  ①一次绕组匝数很少,二次绕组匝数许多;
  ②电流互感器变比:ki=I1/I2=N2/N1;
  ④一次侧串联接在高压侧,二次侧串接各种丈量外表。
  ⑵运用留意:
  ①铁芯和二次绕组的一端必须牢靠接地,不然一二次侧的绝缘损坏后,高压会窜入低压侧,影响人身和设备的安全;
  ②二次侧不答应开路
  *二次绕组开路后,互感器空载运转。此刻一次绕组中的电流全部成为励磁电流,使铁心中的磁通急剧增大,形成铁心过热,烧坏绕组。
  *二次绕组匝数多,将感应出很高的电压,危及丈量人员和设备安全。
  *在电流互感器作业中,需求检修或拆装电流表或功率表的电流线圈时,应先将二次绕组短路,作业完成后再将短路线撤除。
  【例】用变压比为10000V/100V的电压互感器、变流比为100/5的电流互感器扩大丈量外表的量程。当电流表读数为2.5A,电压表读数为90V时,试求被测电路的电流、电压各为多少?接在互感器二次测功率表的量程扩大了多少倍?
  解:⑴实践电压、电流的核算
  电焊变压器:
  2.电焊机特性:
  ⑴电焊机特性曲线:图中U0为空载电压,ISC为短路电流,IN、UN为作业电流与电压。
  图中显示,电压随电流的增大而急剧下降,具有陡降的外特性。
  ⑵特色:
  ①电焊变压器在空载时,其输出电压U0一般为60~80V;
  ②焊接时,焊条与工件接触,电流很大,电压降至约30V;
  ③为满意不同焊接要求,焊接电流需在较大范围内调节;
  ④可通过调节二次侧电压,实现焊接电流的调节。
  变压器台数的挑选:
  变压器的台数一般依据负荷等级、用电容量和经济运转等条件归纳考虑确认。当符合下列条件之一时,宜装设两台及以上变压器:
  1.有很多一级或二级负荷在变压器呈现毛病或检修时,多台变压器可保证一、二级负荷的供电牢靠性。当仅有少数二级负荷时,也可装设一台变压器,但变电所低压侧必须有足够容量的联络电源作为备用。
  2.季节性负荷改变较大,依据实践负荷的巨细,相应投入变压器的台数,可做到经济运转、节省电能。
  3.集中负荷容量较大,虽为三级负荷,但一台变压器供电容量不行,这时也应装设两台及以上变压器。
  当备用电源容量受到限制时,宜将重要负荷集中并且与非重要负荷分别由不同的变压器供电,以方便备用电源的切换。
  变压器容量的挑选:
  变压器容量的挑选,要依据它所带设备的核算负荷,还有所带负荷的品种和特色来确认。首先要精确求核算负荷,核算负荷是供电规划核算的根本依据。确认核算负荷现在最常用的一种办法是需求系数法,按需求系数法确认三相用电设备组核算负荷的根本公式为:
  例如:某380V线路上,接有水泵电动机5台,共200kW,另有通风机5台共55kW,确认线路上总的核算负荷的过程为:
  核算出设备的核算负荷后,就可挑选变压器了。变压器的容量首先应保证在核算负荷下变压器长期牢靠运转。
  对仅有一台变压器运转的变电所,变压器容量应满意下列条件:
  考虑到节能和留有余量,变压器的负荷率一般取70%~85%。
  对两台变压器运转的变电所,一般选用等容量的变压器,每台容量应一起满意以下两个条件:
  条件①是考虑到两台变压器运转时,每台变压器各接受总核算负荷的50%,负载率约为0.7,此刻变压器功率较高。而在事端情况下,一台变压器接受总核算负荷时,只过载40%,可持续运转一段时间。在此刻间内,彻底有或许调整出产,可切除三级负荷。条件②是考虑在事端情况下,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挑选:
  别的,变压器的容量应满意大型电动机及其他冲击负荷的起动要求,并满意往后5-10年负荷增加的需求。
  再回到上例中,归纳核算成果为:
  依照变压器的负荷率一般取70%~85%(这儿取70%)进行核算:
  所选变压器的容量为:244/0.7=348.6kvA
  故可选400kvA的变压器。
  若有无功功率补偿设备,可使供电体系的电能损耗和电压损耗降低,从而可选较小容量的电力变压器。如上例情况,在没有功率补偿设备时,功率因数为0.794,达不到国家标准,形成电能糟蹋,假设要使功率因数进步到0.95,无功补偿容量QN.C应为:
  所以经补偿后的成果为:
  这时能够算出有补偿设备后,变压器所选的容量为:204/0.7=291.4因此能够用315kvA的变压器就能够了。由此可见,利用无功补偿进步功率因数,能够削减投资和节省有色金属,对整个供电体系大有优点。
  综上所述,电力变压器的挑选取决于核算负荷,而核算负荷又与体系中的负荷巨细和负荷特性以及体系中的功率补偿设备有关。了解了这两点,能够依据实践情况灵活挑选变压器的容量,电力变压器在运转中,其负荷总是改变的,在必要时答应过负荷运转,可是,对室内变压器,过负荷不得超过20%;对室外变压器,过负荷不得超过30%。