变压器的选择与使用
变压器选择原理
变压器选择原理
变压器的选择原理主要受到以下几个因素的影响：
1. 负荷功率：负荷功率是变压器选择的基本参数，根据负荷功率的大小选择变压器的容量。
一般情况下，变压器的额定容量应略大于负荷功率，以确保变压器能够稳定工作。
2. 额定电压：变压器的额定电压是指其设计和制造时的额定电压，用于指导变压器的选取。
需要根据实际用途和电网电压要求选择合适的变压器额定电压。
3. 额定频率：变压器的额定频率与所在电网的频率需保持一致，一般为50Hz或60Hz。
在选取变压器时应注意与电网频率的
匹配，以确保正常运行。
4. 冷却方式：变压器的冷却方式可以根据实际需求选择，如自然冷却、强迫风冷或强迫水冷。
选择合适的冷却方式可以提高变压器的工作效率和使用寿命。
5. 电网连续工作时间：根据变压器的连续工作时间长短选择合适的变压器，以避免因工作时间过长导致变压器过载或过热。
6. 环境条件：根据变压器所安装的环境条件选择合适的变压器，如海拔高度、温度、湿度等因素都会影响变压器的工作性能。
7. 成本：在选择变压器时，还需要考虑其价格和维护成本。
需要综合考虑以上因素，选择最经济合适的变压器。
变压器的选择与使用
变压器的选择与使用变压器是一种用来改变交流电压的电器设备。
它在电力系统中扮演着至关重要的角色，常用于通过变压器将电力输送到不同的地区和用途。
在选择和使用变压器时，需要考虑多个因素，包括功率需求、电压等级、绝缘等级、可靠性、成本等。
以下将详细介绍变压器的选择与使用的相关内容。
首先，选择变压器的关键是确定所需的功率。
对于低功率应用，可以选择小型的家用变压器；对于高功率应用，通常需要选择大型的电力变压器。
功率的大小直接影响到变压器的尺寸、重量和成本。
其次，需要根据变压器的使用环境和要求来确定电压等级。
电压等级通常有几个标准，如110V、220V、380V等。
在选择电压等级时，需要考虑到所在地的电力系统标准和设备的电压要求。
接下来，绝缘等级是选择变压器时必须要考虑的因素之一、绝缘等级决定了变压器的安全性和寿命。
高绝缘等级的变压器可以提供更好的安全性和稳定性，但也会增加成本。
此外，可靠性也是选择变压器的重要因素。
根据使用环境和需求的不同，可以选择具有不同可靠性等级的变压器，以确保设备的正常运行。
最后，成本是选择变压器时需要考虑的一个重要因素。
在选择变压器时，需要权衡其价格、质量和性能。
通常情况下，较大功率和较高可靠性的变压器成本较高。
在使用变压器时，需要注意以下几点：首先，在安装和运行变压器之前，需要确保其输入和输出电源的连接正确，以避免电压不匹配和电源泄漏。
其次，需要经常检查变压器的工作温度和负载情况，以确保其正常运行。
如果变压器工作温度过高或负载过大，可能会导致变压器损坏或电路故障。
接下来，需要定期进行变压器维护和检修，清洁变压器表面、检查绝缘性能、紧固螺栓等，以延长变压器的使用寿命。
此外，要注意变压器的安全使用。
避免过载使用及频繁启停变压器，以防止设备损坏和事故发生。
总之，正确选择和使用变压器是确保电力系统正常运行的关键。
在选择变压器时，需要考虑功率需求、电压等级、绝缘等级、可靠性和成本等因素；在使用变压器时，需要注意安装、温度、负载、维护和安全等方面的问题。
10kV配电变压器的选择与使用
10kV配电变压器的选择与使用摘要：近年来，在我国电力行业发展速度不断加快的背景下，电力系统的稳定运行对人们生活有很大的影响。
而对于电力系统来说，配电变压器发挥着关键的作用，利用其可以将电流电压以及传输功率进行转换。
随着电网日益改进，逐渐对配电变压器有更加严格的要求。
基于此，本文主要从10kV配电变压器的型式选择、10kV配电变压器负载率的选择以及因地制宜选择配电变压器三个方面进行详细分析，希望可以为有需要的人提供参考意见。
关键词：10kV配电变压器；选择；使用现如今，随着城市以及农村日益发展，电力系统的稳定运行可以在很大程度上保证人们正常生活，是非常重要的。
因为10kV配电变压器的能耗损失很大，在电网系统损耗中占据的比例超过30%，为了可以降低能耗和损失，必须要正确选择适宜的10kV配电变压器。
并且还要对10kV配电变压器合理使用，只有这样才能充分发挥该变压器本身的作用，进而为保证电力系统稳定运行打下良好的基础。
一、10kV配电变压器的型式选择（一）油浸式与干式配电变压器就油浸式配电变压器来讲，价格不高，损耗很低，重要部门都在变压器油中进行密封，其有着不错的绝缘与冷却效果，有很强的适应性，普遍应用在配网中。
其不足之处体现在以下几点：第一，变压器油的可燃性较强，有严格的防火要求，在变电所中应用，必须要单独设立配电变压器室，需要占用很大的面积。
第二，不具有较强的抗短路能力。
第三，若密封不良，出现渗漏油情况，不仅导致设备很难安全运行，而且对环境造成污染[1]。
第四，根据A级绝缘设计和制造绝缘，没有较高的耐温等级。
第五，必须要定期认真检查维护充油设备。
就干式配电变压器来讲，只需要占用很小的面积，能够在同一个地方布置真空开关设备，还有SF6断路器，有相当强的抗过载能力和优良的阻燃性能，可选耐温等级较高，不需要进行维护，而且有很强的抗短路能力，通常不适用于室外。
结合其运行经验以及特征，通常油浸式配电变压器适合在箱式变电站或者单独设计配电变压器室的变电所中应用。
变压器的选型原则
变压器的选型原则
1.容量选定
变压器的容量是选择的关键。
根据负载电流及功率计算出主、从副的额定电流，再根据电势计算，得到主、从副的额定电压。
根据主副，电压大小，根据估算得到通用型号。
2.核心材料的选择
应根据工作频率、负载性质、经济因素和工艺条件等综合考虑。
在一般情况下，选用厚度为0.27mm的冲击硅钢片制造高效变压器和降谐器；0.35mm的冲击硅钢片制造中等效能变压器和降谐器；0.5mm的冲击硅钢片制造低效能变压器。
3.线圈设计
一般而言，也应采用漆包铜线，制作力电器时可用不锈钢丝。
4.绕制方式
绕制方式根据使用环境灵活采用。
例如高温工况，则需要饶线，以充分占用空间，减小发热系数以承载流量。
单股绕制、余绕绕制，多股联绕等等。
5.损耗的估计
在选择变压器时，损耗的估计也是极为重要的。
通常使用的励磁损耗值标志用铭牌上的No-load loss/Kg和铭牌上的load loss/Kg等指标来估算。
因此，在选择变压器时，一定要注意这些指标。
变压器的选择
2．车间变电所的变压器台数和容量的确定
（1） 台数： 对于二，三级负荷，变电所只设置一台变压器，其容量可根据计算负荷决
定。对一，二级负荷较大的车间，采用两回路独立进线，设置两台变压器。
2.型号及含义：
3.变压器型号的选择
根据使用要求和工作环境选择变压器型号,应选用低损耗节能型变压器 （S10系列或S11系列）； 对于高层建筑、地下建筑等对消防要求较高场所 应采用干式电力变压器（SC10，SG11系列）；对电网电压波动较大、电 能质量要求较高时,采用有载调压电力变压器（SZ10系列）。
对室外变压器其实际容量为：
式中SN.T为变压器的额定容量。 对室内变压器其实际容量为：
Hale Waihona Puke 2. 变压器的正常过负荷能力
对于油浸式变压器，其允许过负荷包括以下两部分： (1）由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷,由日负荷率和最大负荷持
续时间确定； (2）由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷，夏季每低1%，冬季可
（2） 容量： ① 1台变压器：SN ≥ SC ② 2台变压器：SN = (0.6～0.7) SC SN ≥ SC（Ⅰ+Ⅱ） ③ 单台容量不宜超过1000KVA
例4-1 某一10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为1350 kVA，其中一、二级负荷680kVA。选 择变压器的台数和容量。
解：该车间变电所有一、二级负荷，故宜选择两台变压器。 任一台变压器单独运行时，要满足60% ~ 70%的负 荷，即 SN =（0.6~ 0.7）×1350kVA = 810kVA ~ 954 kVA 且任一台变压器应满足SN≥680 kVA 因此，可选两台容量均为1000 kVA的变压器，具体型号为S11-
变压器选择
引用说明：公用段如果要分开供给，用大火规和厂用电规程都可 以，公用段如果要全部由高厂变供，则只能引用厂用电规程。
【说明】高厂变的选择注意点
6 / 22
1、和低厂变不同，不乘 1.1，只算计算负荷； 2、公用负荷的选择。在此，50660 和 5153 说法还是较一致的， 都要考虑高厂变带公用负荷，但 50660 没说的那么具体，到底是全部 还是 50%。 为此在做题时应根据不同的题目接线， 可以把公用段负荷加到高 厂变容量内，但宜遵循以下原则：均衡、对应、同一设备多台配置时 应分在不同公用段上。 注意脱硫段的配置方式会影响低压或高压计算 负荷。公用段和脱硫段也可能用启/备变供电，应根据具体的题目具 体计算。总之公用负荷分配推荐方法是：首选每台高厂变各带一段公 用负荷。 二、暗备用，不设专用高厂变 高厂变规范只说了高备变供电的方式（明备用） ，就按照以上方 法计算。 对高厂变暗备用 （不设置专用高厂变的情况） 依据 50660-2011 16.3.11-2-2) “如不设置高压厂用备用变压器， 则应设置高压停机电源， 同时可根据需要， 再设置一台不接线的高压厂用工作变压器作为检修 备用。高压停机电源容量应满足机组事故停机的需要，机组事故停机 的容量应按工程具体情况核定。 ”结合 50660-2011（大火规） 16.1.5 条文说明， “如果发电机出口设断路器且不设置专用高备变时，用另 一台机组的高压厂用母线作为本机组的高压事故停机电源时” ，对于 此种情况 【应用】由 50660-2011 16.3.11-2-2 条及 50660-2011（大火规） 16.1.5 条文说明
（b）125MW 以下小机组 依据 50049-2011（小火规）17.3.5 条 50MW 及以上的供热式机组也可引用 5153（火电厂厂用电规范） 5.2.1 条 小火规条文 17.3.5“低压厂用电压器宜留有 10%的裕量。 ” 【应用】 由 50049-2011（小火规 及以上火电厂大机组、 （b）125 以下小机组或热电 联产机组、 （c）水电厂机组或抽水蓄能机组。
变压器的计算与选择
变压器的计算与选择一、变压器的基本原理变压器是利用电磁感应原理制成的一种电气设备，主要用于改变交流电压的大小。
它包括一个铁心和绕在铁心上的两个线圈，分别称为主线圈和副线圈。
主线圈与电源相连，通过电源提供电流，产生交变磁场；副线圈则与负载相连，将电能以较高或较低的电压传送至负载。
根据线圈的匝数比，主副线圈的电压比就确定了。
二、变压器的计算1.变压器的转比计算变压器的转比可以通过主线圈和副线圈的匝数比来计算。
即：转比=主线圈匝数÷副线圈匝数2.变压器的电流计算变压器的电流计算可以通过主副线圈的匝数比和主副电压之间的关系来计算。
即：主线圈电流=副线圈电流×转比副线圈电流=主线圈电流÷转比3.变压器的容量计算变压器的容量可以通过主副线圈的电流和电压之间的关系来计算。
即：变压器容量=主线圈电流×主线圈电压=副线圈电流×副线圈电压三、变压器的选择1.根据负载功率选择变压器容量首先要确定需要供电的负载功率，然后根据该负载功率来选择合适的变压器容量。
变压器容量的选择应稍大于负载的功率需求，以确保变压器能够提供足够的电能供应。
2.根据输入电压和输出电压选择变压器转比根据实际需要的输入电压和输出电压，确定变压器的转比。
需要注意的是，变压器的转比必须是整数或近似整数。
3.根据负载电流选择变压器额定电流根据负载的额定电流和变压器的转比，计算出变压器的额定电流。
变压器额定电流应略大于负载的额定电流，以确保变压器能够承受负载的正常运行。
4.根据使用环境选择变压器的冷却方式和绝缘等级根据变压器所处的环境条件，选择合适的冷却方式和绝缘等级。
常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却两种，绝缘等级则根据使用的电压等级和环境条件来选择。
5.根据使用要求选择变压器的结构形式和特殊功能根据特定的使用要求，选择适合的变压器结构形式和特殊功能。
变压器的结构形式有无腔变压器、带腔变压器、微细变压器等，特殊功能有限流、调压、防爆等。
变压器选择
型号 规格
电压组合及分接范围
高压 高压分 低压 (kV) 接范围 (kV)
联结组 标号
空载 损耗 ( kW)
负载 损耗 ( kW)
空载 电流 （%）
短路阻抗 （%）
SZ13-2000/35 SZ13-2500/35 SZ13-3150/35 SZ13-4000/35 SZ13-5000/35 SZ13-6300/35 SZ13-8000/35 SZ13-10000/35 SZ13-12500/35 SZ13-16000/35 SZ13-20000/35
9.88
70.31
0.35
8.0
11.68
82.78
0.30
补偿后主变压器最大损耗计算
最大功率损耗，按变压器一台运行、一台因故停运计算
Sca.6
SN .Tຫໍສະໝຸດ 8535 100000.8535
PT=P0 + 2PK 6.96 0.85352 48.05 42 kW
QT
SNT
(
I0% 100
UK% 100
35 38.5
1.73
19.23
0.50
6.5
2.04
20.64
0.50
Yd11
2.42
24.70
0.45
2.90
29.15
0.45
7.0
6.3
3.48
34.20
0.40
6.6
4.22
36.76
0.40
10.5
5.90
40.61
0.40
7.5
11
6.96
48.05
0.40
8.21
56.85
0.35
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2、 变压器的基本工作原理
根据电磁感应 原理 ：
dΦ e1＝－N1 dt
dΦ e 2＝－N2 dt
改变一、二次绕组的匝数，就可达到 改变电压的目的。
3、额定值
额定容量 S N ( kVA )
额定电流 I1 N / I 2 N ( A )
指铭牌规定的额定使用条件 指在额定容量下，允许长期通过的额定 下所能输出的视在功率。 电流。在三相变压器中指的是线电流
＝ 2πfNΦm sin(ω t - 90 0）＝ E msin(ωt 90 0）
结论：
e滞后于Φ 900
有效值 ：
2
U1恒定时，变压器
2
铁心中的磁通Ф m E m 2fN m E ＝ 4.44 fN m 基本上保持不变
E1=4.44fN1Ф m E2=4.44fN2Ф m
E1 N 1 E2 N 2
E1 I 0 (Rm jX m ) I 0 Z m
一次侧的电动势平衡方程为
U 1 E1 I 0 Z1 (Rm jX m ) I 0 (R1 jX1 ) I 0
空载时等效电路为
电压变换作用
Φ S i0
+
u1 e1
N1N2
U1
I0
E1
1
0
(I 2 )
u1
U 20
U1
U2
E1σ
E2
u2
Φ0
பைடு நூலகம்1σ
E1
U1
I0
F0 I 0 N 1
E2
E1 σ
I 0 R1
（二）感应电动势和变比 1、主电动势 设Φ ＝Φ msinω t
dΦ d e＝ N ＝－N (Φm sin ωt) ωNΦm cos ωt dt dt
电力变压器（多为三相three-phase）
任务1 认识单相变压器 一、变压器的用途
1、变电压
升压变压器
降压变压器
2、变电流
3、变阻抗
4、变相位 5、电气隔离
二、变压器的分类
变压器的外型和器身图
电力变压器的类别——用途分
1、电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
u20
a
x
变压器原、副边电压 与感应电压的关系为： U1 E1 4.44 fN 1m
|ZL|
U 2 E2 4.44 fN 2m
x
变压器的一次侧接电源，二次侧开路(空载)
变压器空载时原边有电流 i0(很小)，在 铁心磁路中产生 磁通φ，当φ穿过两线 圈时，分别感应电压
变压器原、副边电压 与感应电压的关系为： U1 E1 4.44 fN 1 m N1 k U 2 E2 4.44fN 2 m N 2 k 称为变压器的变比。
29
（三） 空载时的电动势方程、等效电路
1、电动势平衡平衡方程 （1）一次侧电动势平衡方程
U1 E1 E1σ I 0 R1 E1 I 0 R1 jI 0 X 1 E1 Z1 I 0
忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有
此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。
三、单相变压器的空载运行
(一） 电磁关系
1、物理情况 I0 U1
0
(I 2 )
E1
u1
U 20
U1
U2
E1σ
1
E2
u2
规定电流的正方向与该电流所产生的磁通正方 向符合“右手螺旋”定则， 规定磁通的正方向与其感应电势的正方向符合 “右手螺旋”定则。 电流正方向与电势正方向一致。
2、漏磁通感应的电动势——漏电动势 根据主电动势的分析方法，同样有 E1σ 4.44 fN1Φ1σ E j 4.44 fN Φ
1σ 1 1 σm
漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即
E1σ jωL1σ I 0 jI 0 X 1
由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为 常数,所以漏电抗 X 1 很小且为常数,它不随电源电压负载情况 而变.
闭合铁芯
铁心 绕组(线圈)
Tr
磁路/绕组的支撑骨架 电路
变压器是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的“静止”电气设备 。变压器在传递电能的过程中频率不变。
2、变压器的基本工作原理
问题: 为什么将变压器的原边接到交流电源上，灯 泡就会发光呢？
2、 变压器的基本工作原理
互相绝缘且匝数不同 只有磁的耦合而没有 电的联系
变压器的选择与使用
电子课件
广州铁路职业技术学院
变压器(transformer)的选择与使用
教学目的：各种变压器的结构、原理、计算、用途 能力目标：
1、能计算变压器的各种参数 2、能根据负载要求选择特殊变压器
知识目标：
1、了解各种变压器的结构 2、熟悉各种变压器的工作原理
任务1 认识单相变压器
任务2 特殊变压器、三相变压器的认识与应用
U1 E1 4.44 fN 1Φm
则
重要公式
E1 U1 Φm 4.44 fN 1 4.44 fN 1
可见，影响主磁通大小的因素有电源电压和频率，以及 一次线圈的匝数。
（2）二次侧电动势平衡方程
U 20 E 2
2、变比 定义
E1 N1 U1 U1 N k E2 N 2 U 20 U 2 N
N1 I N2 1
I 2 N I0
1
忽略I0:
N 1I 1 ≈ N 2I 2
I1 N 2 1 KI I2 N1 Ku
结论： 变压器的高压绕组匝数多， 而通过的电流小，因此绕 组所用的导线细；反之低 压绕组匝数少，通过的电 流大，所用的导线较粗。
变压器的变流比
电流变换作用
Φ i1
解： U1 N1
U2
N2
U2 36 N2 N1 1210 198匝 U1 220
N1 1210 K 6.1 N 2 198
二、变压器的负载运行
一次绕组中电流变为i1 二次绕组中有电流
单相变压器负载运行
变压器负载运行时的磁通势平衡方程式: 因为电源电压不变，故负载时的磁势和空载时 相同：
（一）变压器的空载试验 计算时，采用电压 为额定点的参数， 因为空载电流很小， 此时的铜损耗很小， 故可近似认为额定 电压点测得的空载 损耗即为变压器额 定运行时的空载损 耗即铁耗。
空载试验线路图
（一）变压器的空载试验 计算： 总阻抗Z0= Z1+ Zm
N 2 U 20 变比K N1 U1
U1 励磁阻抗Z m I0
此处U20指高压侧电压，U1指 低压侧电压。即试验电压。 注意：若空载试验在 低压侧进行，要获得 高压侧参数时，必须 进行折算。空载时功 率因数很低，一般采 用0.2的功率因数表。
P0 励磁电阻Rm 2 I 0
2 2 励磁电抗X m Z m－Rm
（二）变压器的短路试验 目的： 求负载时的铜损耗和短路阻抗。 试验时，一般在变压器高压侧加电压，低压侧 直接短路，测量高压额定电流点对应的电压、 电流和功率。
2、 特种变压器
试验、仪用等变压器
电炉、整流变压器
电力变压器类别-线圈数目分
双绕组变压器，在铁芯中有两个绕组， 一个为初级绕组，一个为次级绕组 自耦变压器，初级、次级绕组合为一个 三绕组变压器，三个绕组连接三种不同 电压的线路 多绕组变压器，如分裂变压器
电力变压器类别-冷却方式
• 油浸式变压器——铁芯和绕组都一起浸 入灌满了变压器油的油箱中，可以加强 绝缘和改善冷却散热条件（大容量） • 干式变压器 ——能满足特殊要求，如安 全（小容量变压器） • 充气式变压器——绝缘性能优于油浸式 （大容量）SF6
变压器
案例1：电能的产生、输送与分配
电力系统组成的方框图
变压器
案例2： 三相电力系统 高压输电:
电能
升压
输电
降压
用户
第三节：单相变压器基本结构及工作原理
接在单相交流电源上用来
单相变压器：
改变单相交流电压的变压
器，其容量一般都比较小， 主要用作控制及照明。
内部变压器起 降压作用
小型变压器（单相single-phase）
对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似 为额定相电压之比，具体为 U1 N Y，d接线 k 3 U2N
D，y接线
3 U1 N k U2N
3、等效电路
基于E1 jI 0 X 1表示法,感应的电动势 1也用电抗压 E 降表示,由于在铁心中引起铁损Fe , 所以还要引入一个 P 2 电阻Rm , 用I 0 Rm 等效PFe ,即
电力变压器类别-冷却方式
干式变压器
油浸式变压器
强迫油循环电力变压器
电力变压器类别-相数
单相变压器
三相变压器
三、变压器的基本结构和工作原理
1、 变压器的基本结构
原线圈
由硅钢 片叠压 而成
副线圈
由铜或铝 导线绕成
接电源
接负载
变压器二次 侧绕组 （副线圈）
变压器图 形符号
变压器一 次侧绕组 （原线圈 ）
U2 36 N2 N1 660匝＝ 匝 108 U1 220 Ku U1 220 6.1 U2 36
降压变压器： Ku>1 升压变压器: Ku<1
有效值 E1 4.44 fN1Φm 相量
E1 j 4.44 fN 1Φm
可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动 势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通 90 0 。主电动势 的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。