变压器的计算与选择.pptx

机床电气系统装调与维修机床电气系统装调与维修 王民权王民权 刘萍刘萍 梅晓妍梅晓妍 宁波职业技术学院宁波职业技术学院 模块模块1：变压器与电动机：变压器与电动机 1-1 变压器的工作原理变压器的工作原理 1-2 变压器的计算与选择变压器的计算与选择 1-3 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 1-4 三相异步电动机三相异步电动机的运行的运行 王民权王民权 宁波职业技术学院宁波职业技术学院 教授教授 1-2.变压器的计算与选择变压器的计算与选择 学习内容学习内容 1-2-1 变压器选择的一般条件变压器选择的一般条件 1-2-2 控制变压器控制变压器 1-2-3 *三相变压器三相变压器 1-2-4 *自耦变压器自耦变压器 1-2-5 *仪用互感器仪用互感器 1-2-6 *电焊变压器电焊变压器 学习目标学习目标 了解各种变压器的结构特点了解各种变压器的结构特点 熟悉各种变压器的用途熟悉各种变压器的用途 掌握控制变压器的选择和计算方法掌握控制变压器的选择和计算方法 1-2-1 变压器选择的一般条件变压器选择的一般条件 变压器的种类很多，本课程重点介绍机床用控制变压器的变压器的种类很多，本课程重点介绍机床用控制变压器的选择与参数计算。另对三相电力变压器、仪用互感器、电焊变选择与参数计算。另对三相电力变压器、仪用互感器、电焊变压器等略作介绍。压器等略作介绍。变压器选择的条件：变压器选择的条件：额定一次电压额定一次电压U1N等于电源的供电电压；等于电源的供电电压；额定二次电压额定二次电压U2N等于负载的工作电压；等于负载的工作电压；额定视在功率大于或等于负载的视在功率。额定视在功率大于或等于负载的视在功率。电力变压器电力变压器 电流互感器电流互感器 控制变压器控制变压器 自耦变压器自耦变压器 电压互感器电压互感器 电焊变压器电焊变压器 1122NNNNNSUIUI1-2-2.控制变压器控制变压器 机床用控制变压器是个小容量的单相机床用控制变压器是个小容量的单相变压器，主要满足机床照明、继电器、交变压器，主要满足机床照明、继电器、交流接触器等设备的用电。流接触器等设备的用电。控制变压器是单相变压器，功率表达控制变压器是单相变压器，功率表达式如下：式如下：控制变压器选择条件控制变压器选择条件：额定一次电压额定一次电压U1N等于电源的供电电压；等于电源的供电电压；额定二次电压额定二次电压U2N等于负载的工作电压；等于负载的工作电压；额定视在功率大于或等于负载的视在功率。额定视在功率大于或等于负载的视在功率。下面以机床上常用的控制变压器为例，说明控制变压器的下面以机床上常用的控制变压器为例，说明控制变压器的选择与计算过程。选择与计算过程。【学与练学与练-1 1】【例例1-2-1】某机床控制电路负载如下：一个照明灯的参数为某机床控制电路负载如下：一个照明灯的参数为36V、30W；3个个交流接触器交流接触器的参数均为的参数均为36V、18W、功率因数、功率因数0.6；2个中间继电器的参数均为个中间继电器的参数均为36V、30W、功率因数、功率因数0.5。电。电源系统为线电压源系统为线电压380V的三相四线制供电线路，四台备选变压器的三相四线制供电线路，四台备选变压器参数如下：参数如下：变压器型号变压器型号 额定一次电压额定一次电压U1N 额定二次电压额定二次电压U2N 容量容量SN（视在功率）（视在功率）BK-200/380 380 V 36V 200VA BK-150/380 380 V 36V 150VA BK-200/220 220 V 36V 200VA BK-200/220 220 V 48V 200VA 为满足控制电路需要，试选择可供使用的单相变压器的电为满足控制电路需要，试选择可供使用的单相变压器的电压和功率，计算其一二次侧的电流，并说明接入电路的方式。压和功率，计算其一二次侧的电流，并说明接入电路的方式。续续-1【解解】通过本例通过本例学习选择学习选择变压器、并能进行正确的接线。变压器要满足电源变压器、并能进行正确的接线。变压器要满足电源电压、负载电压和负载功率三个条件。电压、负载电压和负载功率三个条件。电源电压：电源电压：备用变压器的备用变压器的U1N分别是分别是380V和和220V，而电源为，而电源为380V三三相四线制系统，线电压为相四线制系统，线电压为380V、相电压为、相电压为220V，只要接法正确，两种电，只要接法正确，两种电压都可满足要求。压都可满足要求。负载电压：负载电压：三组负载的工作电压为三组负载的工作电压为36V，其中三个备用变压器的，其中三个备用变压器的U2N为为36V，满足负载要求；，满足负载要求；4号备用变压器的号备用变压器的U2N为为48V，不满足负载要求。，不满足负载要求。负载统计：负载统计：负载数量多，列表负载数量多，列表统计如下统计如下：组别组别 数量数量 功率因数功率因数 有功功率有功功率 无功功率无功功率 照明灯照明灯 1 1.0 1 30=30 W 0 Var 交流交流接触接触器器 3 0.6 3 18=54 W 72 Var 中间继电器中间继电器 2 0.5 2 20=40 W 69 Var 功率汇总功率汇总 124 W 141 Var 负载的负载的视在功率视在功率 188VA 变压器的视在功率应大于负载的计算功率，根据上表计算结果，变压器的视在功率应大于负载的计算功率，根据上表计算结果，1、3号号变压器额定容量变压器额定容量200VA，满足要求，满足要求，2号变压器容量号变压器容量150VA，不满足要求。，不满足要求。续续-2 负载电流：负载电流：负载电流需要根据实际的负载大小进行计算负载电流需要根据实际的负载大小进行计算 1号备用变压器的一二次负载电流分别为：号备用变压器的一二次负载电流分别为：12121881880.495A5.222 A38036NNSSIIUU；3号号备用变压器的一二次负载电流分别为：备用变压器的一二次负载电流分别为：12121881880.855A5.222 A22036NNSSIIUU；接入电源接入电源 1号备用变压器号备用变压器U1N为为380V，应该接在供电线路的，应该接在供电线路的线电压上线电压上；3号备用变压器号备用变压器U1N为为220V，应该接在供电线路的，应该接在供电线路的相电压上相电压上。提示：提示：变压器的选择不仅要考虑电压和功率的要求，还需要考虑合适的接变压器的选择不仅要考虑电压和功率的要求，还需要考虑合适的接入电路的方式。入电路的方式。112233NNNNNSU IUI1-2-3.*三相变压器三相变压器 三相电力变压器主要用于为工厂、农三相电力变压器主要用于为工厂、农村提供生产用电，也可为居民区提供生活村提供生产用电，也可为居民区提供生活用电。其电压用电。其电压-电流电流-功率关系为：功率关系为：三相电力变压器选择条件三相电力变压器选择条件：额定一额定一次线电压次线电压U1N等于电源的等于电源的供电线电压供电线电压；额定二额定二次线电压次线电压U2N等于负载的等于负载的工作线电压工作线电压；额定视在功率大于或等于负载的视在功率。额定视在功率大于或等于负载的视在功率。下面以车间常用的电力变压器为例，说明其选择计算过程。下面以车间常用的电力变压器为例，说明其选择计算过程。1 1.三相变压器选择三相变压器选择 某型号三相电力变压器的铭牌数据某型号三相电力变压器的铭牌数据 内部油自内部油自然对流冷然对流冷却：油浸却：油浸自冷自冷 高压绕组引线端高压绕组引线端雷电冲击耐受电雷电冲击耐受电压压75kV 工频耐受工频耐受电压电压35kV 调压分接调压分接头位置头位置 低压侧空低压侧空载电压载电压 三相三相，9系列系列，80KVA，10kV 2 2.三相变压器的计算三相变压器的计算 【学与练学与练-2 2】【例例1-2-2】一台三相变压器一台三相变压器SN=180 kV.A，U1N/U2N=6000/380 V，求一、二次绕组的额定电流求一、二次绕组的额定电流I1N、I2N；一组负载为；一组负载为380V、100 kW、cos 1=0.75，另一组负载为，另一组负载为380V、100 kW、cos 2=0.5，试确定那一组负载可以正常接入电路？试确定那一组负载可以正常接入电路？【解解】通过本例通过本例学习三相变压器的基本计算学习三相变压器的基本计算 3N1N1N180 1017.3(A)33 6000SIU3N2N2N180 10273(A)33 380SIU 一、二一、二 次绕组次绕组的的电流：电流：续续 结论结论：两组负载工作电压均为两组负载工作电压均为380V，满足电压要求；，满足电压要求；S1SN，无法正常工作。，无法正常工作。111100133(kVA)cos0.75PS 判断哪一组负载可正常运行判断哪一组负载可正常运行 第一组负载的视在功率第一组负载的视在功率 222100200(kVA)cos0.5PS 第二组负载的视在功率第二组负载的视在功率 【学与练学与练-3 3】【例例1-2-3】一台变压器铭牌主要数据如下，试计算一二次侧的一台变压器铭牌主要数据如下，试计算一二次侧的相电压，相电流和变压器的变比。相电压，相电流和变压器的变比。【解解】通过本例学习三相变压器相线关系的计算通过本例学习三相变压器相线关系的计算 额定容量：额定容量：500kVA 额定电压：额定电压：U1N=10KV U2N=0.4KV 3相相 50Hz 额定额定效率：效率：98.6%联接联接组别组别：Yyn0 短路短路电压电压 4%使用条件使用条件：户外式：户外式 冷却方式：冷却方式：ONAN 额定温升：额定温升：80 器身器身重重 1115 kg KVUP77.53101KVUP23.034.022521PPUUKAIIPN9.2810350011AIIPN7.7214.0350022 该变压器该变压器联结组别为联结组别为 Yyn0，表示一次侧为，表示一次侧为Y型，三相三线型，三相三线制；二次侧也为制；二次侧也为Y型，三相四线制。计算如下：型，三相四线制。计算如下：1-2-4.*自耦变压器自耦变压器 1.1.各种类型的自耦变压器各种类型的自耦变压器 下面以单相自耦变压器为例，说明自耦变压器的特点与应下面以单相自耦变压器为例，说明自耦变压器的特点与应用场合。用场合。单相自耦单相自耦变压器变压器 单相自耦单相自耦变压器变压器 单相自耦单相自耦调压器调压器 单相自耦单相自耦变压器变压器 三相自耦变压器三相自耦变压器 2 2.自耦变压器的特点与应用场合自耦变压器的特点与应用场合 自耦变压器也叫自耦调压器，主要用于试验场合，自耦变压器也叫自耦调压器，主要用于试验场合，它可以它可以通过转动手柄来获得副边所需要的各种电压。通过转动手柄来获得副边所需要的各种电压。特点特点 二次绕组是一次绕组二次绕组是一次绕组的一部分的一部分，一、二次绕组既有，一、二次绕组既有磁的联系，磁的联系，也有电的联系也有电的联系。其参数计算与控制变压器相同。其参数计算与控制变压器相同。kNNUU2121kNNII11221实物图实物图 u1 u2 示意图示意图 A X a x u1 u2 原理图原理图 A X a x 3 3.自耦变使用注意事项自耦变使用注意事项 接通电源前接通电源前，应先将滑动触点旋至零位；接应先将滑动触点旋至零位；接通电源后转动手柄通电源后转动手柄，将电压调至所需数值将电压调至所需数值。不不可将输入可将输入-输出端接错输出端接错，否则会造成短路否则会造成短路。自耦变压器原边电压与地端不可接反自耦变压器原边电压与地端不可接反，否则否则输出端电压为输出端电压为0时也会带有时也会带有220V的电压的电压，造成造成人身事故人身事故。若电源输入端有若电源输入端有3个接头个接头，它可用于它可用于220V和和110V的供电线路的供电线路，接错不可正常工作接错不可正常工作，甚至烧甚至烧毁调压器毁调压器。1-2-5.*仪用互感器仪用互感器 仪用互感器包含电压互感器（仪用互感器包含电压