電機學2——變壓器(下)
變壓器的標么值
標么值的定義
·標么值問題的由來
物理量用實際值比較起來不方便。0。01和10001做加減乘除很不方便
有的物理量因為單位不同沒法比。10A和220V過去概念沒辦法比較
·大家可不可以用同一單位?
同一單位即無單位
不能用絕對值,只能用
相對值(即標么值)
·定義
用某一物理量的實際值與基準值之比
表示方法:右上角加“*”
標么值的計算方法
·基準值一般都選額定值,即銘牌值
1、電壓:
2、電流:
(原端電壓電流用的是
和
,副端電壓電流用的是
和
)
&注:歸算值 #FormatImgID_9# 和 #FormatImgID_10# 的基準值分別為 #FormatImgID_11# 和 #FormatImgID_12#
3、其他的量
·原則上,U、I、Z、S中兩個可以任選,另外兩個則需要推導
已經選擇了
,
(下標b指的是基準值),
則
,
·阻抗的標么值
4、注意
·原副端基準值之間有何關係?
關係:電壓×k,電流÷k,阻抗×$k^2$(似曾相識,歸算,有聯絡)
·電壓平衡方程式對標么值成立嘛?
結論:以前所有方程式加上*號都成立!
採用標么值的好處
1、不同變壓器的標么值是接近的
如:
=0。05~0。1,
2、採取標么值,省去了副方引數的歸算
如阻抗,基準值相差
倍,不用歸算
如電流:
3、不同的物理量有相同的標么值,簡化運算
簡化:所有的標么值是0~1,方便運算
如阻抗電壓:
即
4、注意各個引數的標么值範圍,便於應用
,
:一般都是0。0幾,而且漏抗稍大
:一般都是十幾
:一般都是幾十
變壓器的外特性
·變壓器的執行特性
變壓器可以等效為一個電壓源,向負載供電(負載:電流$I_2$)
執行特性:
1、外特性
2、效率
外特性
1、定義
原方加額定條件下的
特性
條件,一般即指:
原方:
副方:
變化趨勢:(用最簡化等效電路分析;從電路的觀點看)
注意:不是分壓的關係
必須使
才能使電流上升!
電壓變化率
1、電壓變化率(
),即電壓調整率(voltage regulation)
·
的大小跟
有關
特殊點
:
時
(空載)
一般規律
:
定義
“電壓變化率”
×100%=
×100%
2、表示式
用最簡化電路的相量圖
利用幾何知識證明
3、關於電壓變化率
變壓器的效率特性
效率特性
1、能量傳輸過程
(事實上,鐵損
磁通
,近似為
,由4。44公式,即為
。若電源電壓接額定電壓,則鐵損不變,即為不變損耗)
2、效率表示式
注意:空載損耗就是鐵損;短路損耗就是銅損
其中:
(若空載時加額定電壓,則鐵損就是額定電壓對應的鐵損,即空載損耗)
(m指的是相數,常用三相;
為額定電流時的短路損耗)
(轉化過程
)
由上兩個式子同樣可得,鐵損是不變損耗,銅損是可變損耗,與
有關
(轉化過程 $暫時不會$)
代入,結果得:
×100%
3、效率曲線
4、最大效率
·和其他電機分析時相似
·不變損耗不變,可變損耗從小到大
·效率從小到大,又變小;經過極值點
·當不變損耗=可變損耗時,有最大效率 (適用於所有電機)
·數學上令:
最大效率特性的特點
1、最大效率數值:
代上式可得:
×100%(理論分析時經常用)
·數值上,變壓器效率最高,可達99%
·設計上不能使
(相當於滿載狀態)時產生
,照顧空載和半載,一般為0。5~0。6
2、變壓器的效率特點
三相變壓器
三相變壓器的磁路系統
1、磁路不相關型
三相變壓器組;由三個單相變壓器組成(實際上並不應用,太佔地方)
2、磁路相關型
磁路互相有關係(三個柱)
·演變過程
(B對稱,A、C不對稱,有影響,但影響很小)
三相變壓器的電路系統
·繞組:高壓繞組:A,B,C與X,Y,Z
低壓繞組:a,b,c與x,y,z
中線引出用N或n表示
·連線方法:星形、三角形
三相變壓器的連線組
1、同名端
2、連線方法——“連線組”
·定義:”原方接法,副方接法+相位“(如Y,y或者Y,d即原方星形,副方三角形)
·加相位的目的:
一二次繞組電勢(電壓)的相位關係
三相:用線電勢(線電壓)的角度差
如:
和
或者
和
·相位表示方法——國際時鐘法
高壓繞組線電壓
為分針,指向“12”
低壓繞組線電壓
為時針,看角度
指向的數字,即為連線組號
&理論和實踐證明:無論怎樣連線,原方、副方線電動勢或線電壓的相位差總是30°的整數倍
舉例1: Y,y0連線組(4步完成!)
第一步:畫出原方、副方繞組,標出同名端
A,a一個柱(最常見;圖中把柱省略了)
第二步:畫出原方、副方的相電壓,畫相量圖
注意,電壓方向和連線方法是否有關?沒有關係!
第三步:按連線要求接線
原方:Y 副方:y
第四步:按接法畫出線電壓,判斷相位
舉例2: Y,d11連線組
3、關於連線組的結論
(1)Y,y連線方式,只能得到偶數的連線組
Y,y0 Y,y2 Y,y4 Y,y6 Y,y10
(2)Y,d或D,y連線,對應奇數的連線組
Y,d或D,y(1、3、5、7、9、11)
(3)電力變壓器最常用的連線組別為
Y,y0和Y,d11
(4)連線組的本質
·表示的是連線方法和相位
·相同的原方電壓,不同的連線組,則副方電壓的大小和相位都不同