電力變壓器及經濟運行1第1頁，課件共51頁，創作于2023年2月變壓器用途：

主要用于輸配電系統，而且還廣泛應用于電氣控制領域、電子領域，測試領域以及焊接技術領域等。

2第2頁，課件共51頁，創作于2023年2月電力變壓器主要用于輸配電系統電能升壓輸電降壓用戶3第3頁，課件共51頁，創作于2023年2月電力變壓器

是一種靜止電氣設備，它利用電磁感應原理，把輸入的交流電壓升高或降低為同頻率的交流輸出電壓，滿足高壓輸電，低壓供電。4第4頁，課件共51頁，創作于2023年2月一、電力變壓器的基本結構二、變壓器的基本工作原理三、電力變壓器的分類及型號四、電力變壓器的經濟運行五、變壓器的選擇與電費結算方式5第5頁，課件共51頁，創作于2023年2月一、電力變壓器的基本結構鐵心繞組其他部件變壓器的基本結構6第6頁，課件共51頁，創作于2023年2月1.鐵心鐵心由心柱和鐵軛（磁軛）兩部分組成。心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用厚0.30-0.35mm的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。7第7頁，課件共51頁，創作于2023年2月構成變壓器磁路系統，并作為變壓器的機械骨架鐵心柱磁軛國產硅鋼片有熱軋硅鋼片、冷軋無取向硅鋼片、冷軋晶粒取向硅鋼片鐵心8第8頁，課件共51頁，創作于2023年2月2.繞組定義變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線（銅或鋁）繞成。一次繞組:輸入電能的繞組。

二次繞組:輸出電能的繞組。高壓繞組的匝數多,導線細；低壓繞組的匝數少，導線粗。9第9頁，課件共51頁，創作于2023年2月3.其他部件

器身油箱變壓器油典型的油浸電力變壓器散熱器絕緣套管分接開關繼電保護裝置等部件10第10頁，課件共51頁，創作于2023年2月三相變壓器外形11第11頁，課件共51頁，創作于2023年2月二、變壓器的基本工作原理互相絕緣且匝數不同只有磁的耦合而沒有電的聯系12第12頁，課件共51頁，創作于2023年2月變壓器的負載運行

13第13頁，課件共51頁，創作于2023年2月三相變壓器組及其磁路XYZABC

14第14頁，課件共51頁，創作于2023年2月

（一）、變壓器的空載運行二次繞組開路15第15頁，課件共51頁，創作于2023年2月變壓器的空載運行

16第16頁，課件共51頁，創作于2023年2月（二）、變壓器的負載運行變壓器負載運行（β）二次繞組中有電流一次繞組中電流變為i1

17第17頁，課件共51頁，創作于2023年2月變壓器的負載運行

18第18頁，課件共51頁，創作于2023年2月（三）變壓器的空載試驗空載試驗線路圖計算時，采用電壓為額定點的參數，因為空載電流很小，此時的銅損耗很小，故可近似認為額定電壓點測得的空載損耗即為變壓器額定運行時的空載損耗(ΔP0)即鐵損。

19第19頁，課件共51頁，創作于2023年2月（四）變壓器的短路試驗計算時，采用電流為額定點的參數，因為此時短路電壓很低，鐵損耗很小，故可近似認為額定電流點測得的短路損耗(ΔPK)即為變壓器額定運行時的銅損耗。

短路試驗線路圖20第20頁，課件共51頁，創作于2023年2月三、電力變壓器的分類及型號

（一）、變壓器的分類（1）按功能分：有升壓變壓器和降壓變壓器。（2）按相數分：有單相和三相兩類。（3）按繞組導體的材質分：有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器。21第21頁，課件共51頁，創作于2023年2月（4）按繞組型式分：有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦式變壓器。（5）按容量系列分：有R8和R10系列。

R8系列即容量按R8=1.33的倍數遞增，常用的有100、135、180、240、320、420、320、420、560、750、1000kV·A等。22第22頁，課件共51頁，創作于2023年2月

目前我國大多采用IEC推薦的R10系列來確定變壓器的容量，即容量按R10=1.26的倍數遞增，常用的有30、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150kV·A等，其中，容量在500kV·A以下為小型，630～6300kVA的為中型，8000kVA以上的為大型。這種容量系列的等級較密，便于合理選用。23第23頁，課件共51頁，創作于2023年2月（6）按冷卻方式和繞組絕緣分：有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。其中油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風冷式、油浸水冷式和強迫油循環冷卻方式等，而干式變壓器又有澆注式、開啟式、封閉式等。

24第24頁，課件共51頁，創作于2023年2月1、型號（二）型號及主要技術數據25第25頁，課件共51頁，創作于2023年2月型號26第26頁，課件共51頁，創作于2023年2月（1）額定電壓U1N和U2N

U1N：加在一次繞組上的正常工作電壓值。U2N：變壓器空載時，高壓側加上額定電壓后，二次繞組兩端的電壓值。額定電壓在三相變壓器中是指線電壓。2、主要技術數據27第27頁，課件共51頁，創作于2023年2月（2）額定電流I1N和I2N

根據變壓器容許發熱的條件而規定的滿載電流值。在三相變壓器中額定電流是指線電流。（3）額定容量SN

變壓器在額定工作狀態下，二次繞組的視在功率，其單位為kVA。是指在規定的環境溫度下，室外安裝，在規定的使用年限內（20年）連續輸出的視在功率。28第28頁，課件共51頁，創作于2023年2月（4）聯結組標號三相變壓器一、二次繞組的連接方式

Y（高壓繞組作星形聯結）、y（低壓繞組作星形聯結）；D（高壓繞組作三角形聯結）、d（低壓繞組作三角形聯結）；N（高壓繞組作星形聯結時的中性線）；n（低壓繞組作星形聯結時的中性線）。29第29頁，課件共51頁，創作于2023年2月ABC

XYZABCXYZ

三相繞組的聯結法

a)星形聯結b)三角形聯結

30第30頁，課件共51頁，創作于2023年2月

ABCXYZ

xyzabc

Y,y0聯結圖

31第31頁，課件共51頁，創作于2023年2月XYZ

xyzbcABCa

Y,d11聯結圖

32第32頁，課件共51頁，創作于2023年2月（5）阻抗電壓(UK)又稱為短路電壓。它標志在額定電流時變壓器阻抗壓降的大小。通常用它與額定電壓U1N的百分比來表示(UK%)

。（6）空載電流（IO）是變壓器在空載運行時的電流。通常用它與額定電流的百分比來表示（IO%）。33第33頁，課件共51頁，創作于2023年2月（7）空載損耗（8）短路損耗是變壓器在短路試驗時測量出的損耗(△Pk)是變壓器在空載試驗時測量出的損耗（△P0）34第34頁，課件共51頁，創作于2023年2月四、電力變壓器的經濟運行

電力變壓器經濟運行是指電力變壓器運行時降低有功功率損耗，提高效率，獲得最佳經濟效益的運行方式。

35第35頁，課件共51頁，創作于2023年2月（一）變壓器的損耗變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分。變壓器無功功率的損耗，使得系統中的電流增大，從而使電力系統有功損耗增加，這可等效視為變壓器有功損耗的增加，其做法是，通過引入一個換算系數即無功經濟當量Kq，將無功損耗折算為等效有功損耗。

Kq=0.02~0.1536第36頁，課件共51頁，創作于2023年2月因此變壓器的有功損耗加上變壓器的無功損耗所換算的等效有功損耗，就稱為變壓器綜合有功損耗。37第37頁，課件共51頁，創作于2023年2月變壓器在負荷為S時的綜合有功損耗為

即

38第38頁，課件共51頁，創作于2023年2月式中ΔPT為變壓器的有功損耗（kW）；

ΔQT為變壓器的無功損耗（kvar）；

ΔP0為變壓器的空載有功損耗（kW）;

ΔPK為變壓器的短路有功損耗（kW）;

ΔQ0為變壓器空載時的無功損耗（kvar）；

ΔQN為變壓器額定負荷時的無功損耗（kvar）；

SN為變壓器的額定容量（kVA）。

變壓器的空載無功損耗ΔQ0可用下式近似計算

式中I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值。39第39頁，課件共51頁，創作于2023年2月變壓器額定負荷時的無功損耗△QN可由下式近似計算

式中UK%為變壓器的短路電壓（即阻抗電壓Uk）占額定電壓的百分值。

要使變壓器運行在經濟負荷(Sec.T)下，就應滿足變壓器單位容量的綜合有功損耗△P/S為最小值的條件。令d(△P/S)/dS=0，可得變壓器的經濟負荷為

40第40頁，課件共51頁，創作于2023年2月

變壓器經濟負荷與變壓器額定容量之比，

稱為變壓器的經濟負荷系數或經濟負荷率，

用Kec.T或用β表示。

一般電力變壓器的經濟負荷率為50%左右。

41第41頁，課件共51頁，創作于2023年2月例1、試計算S9-630/10型變壓器的經濟負荷和經濟負荷率。

解查附錄表得S9-630/10型變壓器的有關技術數據：△P0=1.2kW，△PK=6.2kW，I0%=0.9，UK%=4.5。

計算得△Q0≈630×0.009kvar=5.67kvar

計算得△QN≈630×0.045kvar=28.35kvar

取Kq=0.1，得此型號變壓器的經濟負荷率為

因此變壓器的經濟負荷為

Sec.T=Kec.TSN=0.44×630kVA=277.2kVA42第42頁，課件共51頁，創作于2023年2月二、變壓器的效率43第43頁，課件共51頁，創作于2023年2月效率特性效率η也隨負載率的變化而變化的關系負載系數通常最高效率位于β=0.5∽0.6之間最佳負荷率為

50%∽60%44第44頁，課件共51頁，創作于2023年2月五、變壓器的選擇與電費結算方式（一）變壓器型號的選擇原則1、在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全的場所，應選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；2、供電系統中沒有特殊要求和民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器（S9、SL9、S10、S11、等）；45第45頁，課件共51頁，創作于2023年2月3、對于高層建筑、地下建筑、發電廠、化工等單位對消防要求較高場所，宜采用干式電力變壓器（SC、SCZ、SCL、