变压器允许最大电流计算

《变压器允许最大电流计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器允许最大电流计算（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、630KVA 变压器，低压侧额定电压 400V， 依据容量S1.732*电压*电流可以计算出额定电流I630/(1.732*400)0.91 千安910 安每相最大能承受的长期电流就是 910A允许短时间内过负荷运行，允许的量与时间及负荷率成反比，最大允许2 小时内过负荷20%。也就是最大允许 2 小时内承受 910*1+20%1090 安的电流。建议不要常常性过负荷使用，由于过负荷使用会导致变压器使用寿命会严峻下降。I=P/1.732/U 由于变压器输出是 400V 所以就是 630/1.732/0.4=909A变压器能带多少负载，打算于你的负载的性质。也就是大家说的功率因素。按一般考虑为K

2、=0.8。变压器的功率是视在功率 S，你的负载所消耗的功率是有功功率 P。他们的关系是：P=K*S。所以通过补偿可以提高功率因素 K。变压器可以提高他输出的有功功率 P教学方式：讲练结合教具：被测变压器10/0.4kV一台；功率表 cos =0.1三只；电流表三只；平均值电压表、有效值电压表、频率表各一只；导线假设干；工具假设干课时：4+4教学过程项 目 二：变压器的工作原理、损耗、铭牌和试验变压器的工作原理、损耗、铭牌和试验学问点局部 课题引入：为什么要高压输电？电能从发电厂输送到用户，输电线路电阻RX的损耗 pX取决于通过输电线上的电流l 的大小令输送到用户的功率P=UIcos输出电线上的

3、功率损耗： p =I2R =P /Ucos 2 L/S=C*1/U2SXX -输电线材料的电阻系数 S-输电线的截面积U-输电线路负载端电压C= P2 L/cos2 为常数说明：假设S 肯定.U 上升损耗 P假设 P肯定. U 上升，S 减小，故可节约材料，则提，X 削减，X高送电电压U ，可到达削减投资和降低运行费用的目的。变压器的概念：变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的沟通电压上升或降低为同频率的沟通输出电压，满足高压送电、低压配电及其他用途的需要。变压器的用途：变压器具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用，具有隔离高电压或电流的作用，特别构造的变压器，还可以具有稳压

4、特性、陡降特性等。一、变压器的分类1、按用途不同分类：分为电力变压器又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器、厂用变压器等;特 种变压器电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等);仪用互感器电压互感器、电流互感器、电流互感器;试验用的高压变压器和调压器等。2、按绕组构造不同：分为双绕组、三绕组、多绕组变压器和自耦变压器。3、按铁心构造不同：分为心式变压器和壳式变压器。4、按相数不同：分为单相、三相、多相如整流用的六相变压器。5、按调压方式不同：分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。6、按冷却方式不同：分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环冷却变压器、强迫油循环导向冷却变压器、

5、充气式变压器等。7、按容量不同：分为小型变压器容量为 630kVA 及以下;中型变压器容量为 800kVA6300kVA;大型变压器容量 8000kVA63000kVA;特大型变压器容量为 900000kVA 及以上。二、变压器的工作原理原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N2。当变压器原绕组通以沟通电流时，在铁心中产生交变磁通，依据电磁感应原理，原、副绕组都产生感应电动势，副绕组的感应电动势相当于的电源，这就是变压器的根本工作原理。如图 21。抱负变压器：不计电阻、铁耗和漏磁一次与二次绕组完全耦合，且两绕组电阻为零，铁芯中损耗为零，铁芯的导磁率为无穷大，即磁阻为零。抱负变压器的运行：原绕组加电压，

6、产生电流，建立磁通，沿铁心闭合分别在原副绕组中感应电动势。图 21 变压器的工作原理变压器的变电压作用：由于线圈电阻为零，且一次、二次侧绕组完全耦合，故依据图中的假定正方向下：u= -e22= Ndf2 dtUEU1 =1E22N= N1 = k2结论：只要转变原、副绕组的匝数比,就能按要求转变电压。变压器的变电流作用：U I= U I1 12 2UII=21U1I=22k结论：变压器在转变电压的同时,亦能转变电流。变压器的变阻抗作用图中，二次侧绕组电路负载阻抗为：UZ=2LI2Z假设从一次侧绕组电路来看 L ，则其大小为：N2 UUN1 N2 U1IZ=2 =1= 2 1 = ZNLIN21

7、 IN121 1k 2L结论：变压器在转变电压的同时,亦能实现对阻抗的变换。本次小结：1、变压器是按电磁感应原理工作的静止电气设备，它在电力系统中用来传递电能、变换电 压和电流，以满足输电及用电的要求。在工业生产中，变压器还用于整流、电炉、电焊、调压、测量与掌握等很多方面。2、变压器的原绕组从沟通电源吸取电能传递到副绕组供给负载，铁心中的磁通是能量传递的中介桥梁。变压器只能传递沟通电能，而不能产生电能；只能转变沟通电压或电流的大小， 不转变频率；在传递过程中几乎不转变电流与电压大小的乘积。3、变压器由铁心、绕组两个主要局部组成。铁心是变压器的磁路局部。电力变压器的铁心一般承受 0.35 毫米厚

8、的硅钢片叠装而成。绕组是变压器的电路局部，它是用电磁线绕制而成的。电力变压器还有其他附件，如油箱、油枕、气体继电器、防爆管、分接头开关、绝缘套管等。 附件对绕组与铁心起散热、保护、绝缘等作用，它能保证变压器安全牢靠地运行。三、变压器的损耗变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分两大类铜耗1、根本铜耗 2、杂散铜耗铁耗1、根本铁耗 2、杂散铁耗根本铜耗：一、二次绕组内电流所引起时的直流电阻损耗。杂散铜耗：主要是由漏磁通所引起的肌肤效应，使绕组的有效电阻增大而增加的铜耗。以及漏磁场在构造部件中引起的涡流损耗等。铜耗与负载电流的平方成正比。因此也称为可变损耗。 铜耗与绕组的温度有关，一般用 77 度时

9、的电阻值来计算。根本铁耗：变压器铁心中的磁滞与涡流损耗。杂散铁耗：主要是铁心接连处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗，和主磁通在铁轭夹B 2U 2件，油箱等构造部件中所引起的涡流损耗。铁耗可近似认为与 m 或 1 成正比。由于变压器一侧电压保持不变。故铁耗可视为不变损耗。F 不变的前提下 N2 rP= r I 2 + r I 2= r N2 I+ r I 2 = 1+ r I 2Cu1 12 2121I2 2 K 22 2b = I 22 N rP= r I 2 + r I 2= 1 + r I 2CuN1 1N2 2 N K 22 2 N IP= I 2Cu2P= bCuN2 PCuN2 N

10、四、变压器的效率P = P- Ph =2 =2P - P=1 P= 1-PPP211211P +PPP1、因变压器无转动局部，一般效率都很高，大多数在95%以上。大型变压器可达 99%。测量变压器的效率一般不承受直接测P 、P 的方法，因P 与 P 相差很小。测量仪器本身的1212误差就可能超出次范围，一般用间接法测量变压器的效率。即测出各种损耗，再计算效率。考虑到： P= mU I22 2cosj2p = P+ P= P+ mI 2 R FeCUFe2K=hPmU I22 2cosj2PmI Ucosj + P+ mI 2 R 122dh= 02Fe2KdImI 2 R = P令2可得:2K

11、FeP PP在计算效率时作以下假设：1.额定电压下空载损耗 O化。Fe ，且Fe 不随负载的变化而变KN2、额定电流时的 P PCUN ，因铜耗与负载电流平方成正比，所以任一负载下的铜耗P= PCUKNI *2 23、计算 P2 时无视了负载时U 2 的变化，即P = mu Icosj= I * S 22 222Ncosj2PP+ Ph = 1 -P1= 1 -mU I2 2FejcosCU+PP2FeCUP + I *2 P= 1 -S0I * cosj2KN+ P+ PI *2N 22OKN 2P= 1 1/ 3因产生最大效率时P = I *2 P0 P402KNKN对应最大效率时负载电流

12、的标幺值为：0I * =P2PKNI *22 0.5 0.6通过变压器空载和短路试验测取变压器的励磁参数和短路参数。变压器中的参数Zm , Zk 对变压器的运行性能有直接影响 ,知道了变压器的参数,就可绘出等效电路,然后绘出等效电路,然后可以运用等效电路分析计算 ,Zm 可通过空载试验来确定. Zk 可以通过试验确定,这两个试验是变压器的主要试验工程.五、空载试验注:用大写字母表示高压端,小字母表示低压端.空载试验可在任一边作.但考虑到空载试 验所加电压较高,其电流较小,为试验的安全和仪器仪表选择便利,一般在低压侧作.如图 22。图 22 变压器开了路试验的接线图测定方法:在低压方加U1.高压

13、侧开路.都取Im,Po,U2o由空载试验等效电路可知:UI1 = Z0m= Z+ Zd1mZQ ZmU1d可近似认为Zo=ZmI Z=1NmmZo = Zm0R= P1K = Ux=Z 2mm- R 2mmI 2Um20注:1、此时测得的值为归算到低压侧的值,如需归算到高压侧时参数应乘 K 2.2、Zm 与饱和程度有关, 电压越高, 磁路越饱和，Zm 越小, 所以应以额定电压下测读的数据计算励磁参数.六、短路试验图 23 变压器短路试验的接线图1、因短路试验电流大, 电压低, 一般在高压侧作，如图 23.从等效电路可见.Z L =0,外加电压仅用来抑制变压器本身的漏阻抗压降,所以当 Uk 很低

14、时,电流即到达额定,该电压为(5-10%)Un.m1Q Z Zd ,且电压很低,所以F 很小,Zm 大.绝大局部电流流经 Z d ,可无视激磁支路不计。2此时由电源输入的功率Pk 完全消耗在一、二次绕组铜耗上，即:P= I 2 R + I 2 R = I 2 RK11KZ= U22KKPR=KKIKKI 2XKK=Z 2K- R 2KKR= R = R122可按X= X = XK1d2s2留意：1.I= IKN ,读取Pk,Uk 计算短路参数。2、由于绕组的电阻随温度而高.而短路试验一般在室温下进展,所以计算的电阻必需换算到750c额定工作时的数据,按国际规定换算到的数据.R= RT+ 75K

15、0Z=R 2+ X 2K ( 75 0c )T+ qK (750 c)0K (750 c)K上式中：室温T ：对铜线 234.5，对铝线 2280U短路试验时使电流到达额定值时所加电压电压百分比表示时有:1K 称为阻抗电压或短路电压，阻抗电压用额定uU=1kkU1NI Z100% =1NKU1N100% =ZKU1N I1N= Z *K阻抗电压百分比是铭牌数据之一, 是变压器的主要参数，阻抗电压的大小反映变压器在额定负载下运行时,漏阻抗压降的大小。七、变压器的铭牌1、型号：表示一台变压器的构造、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。例如：S9-80/10：表示三相变压器D 表示单相，额定容量为

16、80kVA，高压侧额定电压为10kV级的电力变压器。2、额定值是正确使用变压器的依据，在额定状态下运行，可保证变压器长期安全有效的工作。1) 额定容量千伏安KVASN ：指变压器的视在功率。对三相变压器指三相容量之和。单位伏安VAUUU2) 额定电压N ：指线电压， 1N 指电源加到原绕组上的电压，2 N 是副边开路即空载运行时副绕组的端电压。ISU3) 额定电流 N ：由 N 和 N 计算出来的电流，即为额定电流SSIN对单相变压器：=NI U2 N1NS= U N2 NSI=1N对三相变压器：NI=N3U N2 N3U12 N4) 额定频率f ：我国规定标准工业用电频率为50 赫HZ有些国

17、家承受 60 赫。N此外，额定工作状态下变压器的效率、温升等数据均属于额定值。本次小结：一、变压器的损耗根本铜损：原副线圈直流电阻的损耗铜损附加铜损：漏磁场引起的铁损根本铁损：磁滞和涡流损耗附加铁损：铁心、迭片间引起的铁损-不变损耗；铜损-可变损耗。PPh =2 =2P - P P=1= 1-二、变压器的效率：PP +PPP1211三、空载试验四、短路试验五、变压器的铭牌变压器的工作原理、损耗、铭牌和试验力量培育局部 一、空载试验1、实训目的1） 测量变压器的空载电流和空载损耗；2） 通过测试参数觉察磁路的局部或整体缺陷；检查绕组匝间、层间绝缘是否良好，铁心硅钢片间绝缘状况和装配质量等。2、实

18、训设备被测变压器10/0.4kV一台；功率表cos=0.1三只；电流表三只；平均值电压表、有效值电压表、频率表各一只；导线假设干；工具假设干。3、实训步骤变压器空载试验方法有单相电源法和三相电源法两种，其接线图如以下图所示。单相电源法承受单相试验电源，适用于单相变压器试验和三相变压器的单相试验。三相电源法承受三相试验电源，只适用于三相变压器，试验时，功率损耗可承受三瓦特表或双瓦特表测量，一般使用的是双瓦特表法。(a) 单相变压器b三相变压器图 24 变压器的空载试验接线图 按试验图接线，并选择电源； 检查接线无误后，通电测试。4、空载电流和空载损耗的计算设外加相电压为U ，相电流为I ，P 为

19、每相输入功率，空载试验时输入功率全部都是损耗ooooo功率，所以P 输入功率就是空载损耗p ，即由以下公式表示：Uo| Z |= I oPr =o= r + r ro I 21mm ox=| Z 2 | -r 2 = x + x xo oo1mm电力变压器空载试验时，在额定条件下，空载电流的允许偏差为 22%；空载损耗的允许偏差为+15%。5、空载试验评分标准工程检查配分评分标准扣 分记录5记录电器名称、型号、电压电流及相扣 2 分关参数，每处1工具使用、操作符合要求，每处扣 4 分工具102仪表使用、操作符合要求，每处扣 3 分仪表3仪表的正确读数，每处扣 2 分1检查元器件扣 5 分2按试

20、验图接线，并选择电源扣 5 分试验步3检查接线无误后，通电测试扣 5 分骤504计算变压器的损耗扣 5 分1测试的功率及电流值扣 5 分验收252空载损耗是否在允许偏差范围扣 5 分记录3空载电流是否在允许偏差范围扣 5 分安全文明违反安全文明生产规程扣 1040 分备注除定额时间外,各项最高扣分不得超过配分数二、短路试验1、实训目的测定变压器的短路损耗P 和短路电压U 。kk2、实训设备被测变压器10/0.4kV一台；功率表cos=0.1三只；电流表三只；平均值电压表、有效值电压表、频率表各一只；导线假设干；工具假设干。3、实训意义短路试验就是将变压器一侧的绕组短路，从另一侧施加额定频率沟通

21、电压的试验。试验时， 一般是将二次侧短路，一次侧施加电压，当电压调整到额定电流时，记录功率和电压值，此时 换算到额定温度下便是变压器的短路损耗和短路电压，接线如图25 所示：a单相变压器b三相变压器图 25变压器短路试验接线图短路试验的意义： 计算变压器的效率； 确定变压器能否与其他变压器并联运行； 计算变压器的短路电流； 计算变压器二次侧的电压波动； 觉察变压去在构造和制造商的缺陷。4、试验步骤变压器短路试验方法根本上与空载试验相像，不同之处是空载试验施加的是额定电压，短路试验施加的是到达额定电流的电压。短路试验的方法也分为单相电源法和三相电源法。因变压器二次侧短路，外加电压为Uk 会使流入

22、的短路电流Ik 达额定电流的 1020 倍， 将烧坏变压器，所以应调整Uk 使短路电流Ik=IN，此时的外加电压只有额定电压的4%10%。即由以下公式表示U| Z |=kPr =kIoI 2kkx=| Zkk2 | -r 2k5、争论题1） 比较空载试验和短路试验的原理接线图有何差异？2） 为何空载试验时常在二次侧接电源，而短路试验又常在一次侧接电源？在一次侧接电 源空载试验与在二次侧接电源作空载试验所求的数据有何不同？其实际的数值相差多少？6、短路试验评分标准工程检查 配分评分标准扣 分记录5记录电器名称、型号、电压电流及相关参数，每处扣 2 分工具仪表10（1） 工具使用、操作符合要求，每

23、处 扣 4 分（2） 仪表使用、操作符合要求，每处 扣 3 分（3） 仪表的正确读数，每处扣 2 分试验步骤50（1） 检查元器件（2） 按试验图接线，并选择电源（3） 检查接线无误后，通电测试（1） 计算变压器的效率扣 5 分扣 5 分扣 5 分扣 5 分验收记录安全文明备注（2） 计算变压器的短路电流和二次侧 扣 5 分25的电压波动（3） 确定变压器能否与其他变压器并 扣 5 分联运行违反安全文明生产规程扣 1040 分除定额时间外,各项最高扣分不得超过配分数变压器标准容量有 200kVA、250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA

24、 等变压器应当不过载运行；则以实际运行负荷计算。例照实际负荷 230kw，变压器的运行效率应在 0.9 左右，变压器负荷的功率因数假设能到达 0.85 以上，则需要的变压器容量为： S=P/(COS)=230/(0.90.85)=300.65，则可选 315KVA 的变压器。配电变压器允许的最大短路电流为变压器额定电流的 18-25 倍，时间不允许超过 0.25 秒。变压器是否放在高压配电室中，主要考虑的是环境因素，比方外界粉尘是否较大，是否有腐蚀是的物质和气体，外界温度是否常年较高等， 假设没有这此特别因素，放在变压器台上也是可以的，只是变压器四周要做好安全措施。三相电力变压器，电压为 10

25、/0.4kV，容量为 630kVA，请选配出高、低侧的熔体电流。电压为 10/0.4kV，容量为 630kVA 的三相电力变压器，其额定电流为：高压额定电流：Ie=Se/(1.732*U1e)=630/(1.732*10)=36.37A；低压额定电流：Ie=Se/(1.732*U2e)=630/(1.732*0.4)=909.33A；一般按额定电流的 1.5 倍选取高压侧熔体：36.371.554.6(A)一般按额定电流的 1.5 倍选取低压侧熔体：909.331.51365(A)一般来说,配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的 20%40%， 对于 630KVA 的配电变压器,补偿量约为 120Kvar240Kvar。准确计算 无功补偿容量比较简单，且负荷多常常变化，计算出来也无太大意义。 一般设计人员以 30%来估算，即选取 200Kvar 为最大补偿容量，也就是安装容量。630kVA 变压器低压计量,请问配电流互感器怎么配呀?变压器的二次额定电流为：Ie=S/(1.732*Ue)=630/(1.732*0.4)=909A；应配电流互感器 1000:5变压器的选择余量为总容量的 30%。