选修变压器电能的输送课件.pptx

2023选修变压器电能的输送课件变压器基本原理变压器在电能输送中的作用变压器的运行特性与分析方法变压器电能输送的实践应用变压器的发展趋势与前沿技术实验与案例分析01变压器基本原理变压器的定义与分类定义：变压器是一种通过电磁感应原理实现电压变换的电气设备。按绕组数目分类：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器等。分类按冷却方式分类：油浸式变压器、干式变压器。按用途分类：电力变压器、特种变压器（如整流变压器、音频变压器等）。变压器的工作原理电磁感应原理电压变换比电流变换变压器的工作基础是电磁感应原理，即当原绕组中通以交流电时，产生的磁通量会在副绕组中感应出电动势，从而实现电压变换。变压器原副绕组电压之比等于其匝数之比，这一特性称为变压器的变比。根据电磁感应原理和变压器的变比，可以推导出变压器原副绕组电流之间的关系。变压器的结构组成铁心冷却装置变压器的磁路部分，通常由硅钢片叠成，以降低铁损。铁心有环形、E形等多种形状。用于降低变压器运行时的温度，保证其在额定范围内工作。冷却方式有自然油循环、强迫油循环、风冷、水冷等。绕组绝缘系统变压器的电路部分，分为原绕组和副绕组。绕组通常采用铜线绕制，并绝缘处理。保证变压器各部件之间及部件与地之间的绝缘性能。包括绕组绝缘、引线绝缘、层间绝缘等。油箱（仅适用于油浸式变压器）保护装置用于存放绝缘油，起到散热和绝缘双重作用。如瓦斯继电器、压力释放阀、温度计等，用于监测变压器的运行状态，并在异常情况下切断电源，保护变压器免受损坏。02变压器在电能输送中的作用电压变换升压变换变压器可以将低电压升高，以满足长距离输送电能时线路阻抗的需求，从而减小电流、降低线路损耗。降压变换变压器也可以将高电压降低，以适应不同电器设备的电压需求，保证设备正常运行。电流变换电流增大在电压降低的情况下，为了保证电器设备正常工作，变压器可以增加电流的幅值，确保设备得到足够的电能。电流减小相应地，当电压升高时，变压器可以降低电流的幅值，以减小线路损耗和设备承受的负荷。阻抗匹配线路阻抗匹配：变压器可以通过变换阻抗的方式，使得电源和负载之间的阻抗匹配更好，从而提高电能的传输效率。设备阻抗匹配：变压器还可以将电源输出的阻抗转换为负载所需要的阻抗，使得电器设备得到最佳的工作状态，以提高设备的运行效率和寿命。综上所述，变压器在电能输送中发挥着至关重要的作用，通过电压变换、电流变换以及阻抗匹配等方式，确保电能的高效、安全传输，满足不同电器设备的电压、电流和阻抗需求。03变压器的运行特性与分析方法变压器的等值电路010203定义组成部分应用变压器的等值电路是用于描述变压器电气特性的一种简化电路模型。等值电路通常由电阻、电感和互感等元件构成，用以模拟变压器的损耗和电磁耦合关系。通过等值电路，可以方便地计算变压器的电压、电流和功率等参数，以及分析变压器的运行特性。变压器的运行特性电流变换变压器同时实现电流变换，根据匝数比和电磁感应原理，使电流在两侧绕组之间分配。电压变换变压器具有电压变换作用，通过调整匝数比可以实现不同电压等级的电能传输。功率传输变压器在电能传输过程中，能够保持功率的平衡，即输入功率等于输出功率，同时实现功率的分配和转换。变压器的分析方法等效电路法通过等值电路对变压器进行分析，利用电路理论和电磁感应原理，求解变压器的电压、电流和功率等参数。矢量图法利用矢量图分析变压器的运行特性，可以直观表示电压、电流之间的相位关系和幅值大小。数值仿真法采用计算机仿真软件对变压器进行建模和仿真，可以详细分析变压器的暂态和稳态特性，以及验证设计的正确性。04变压器电能输送的实践应用电力系统中的变压器应用电压升降1变压器在电力系统中用于电压的升降变换，使得电能可以高效地在不同电压等级的电网中传输和分配，降低能量损失。长距离传输2通过变压器升压，可以将电能以较低的电流、较高的电压进行长距离传输，减少线路损耗，并提高电力系统的经济性。配电系统3在配电系统中，变压器将高电压降为低电压，以适应各类用电设备的电压需求，确保电能的安全可靠供应。工业领域中的变压器应用电机驱动01工业领域中，变压器被广泛应用于电机驱动系统，为各类电动机提供适宜的电压和电流，确保电机的稳定运行。焊接设备02变压器在焊接设备中起到降压、整流等作用，为焊接过程提供稳定可靠的电能，保证焊接质量。照明系统03工业厂房照明系统中，变压器将高电压降为适宜的照明电压，为厂房提供舒适的照明环境。新能源领域中的变压器应用风能发电风能发电系统中，变压器用于将风机发电机输出的低电压升压至并网电压，实现风能与电网的互联。太阳能发电太阳能发电系统中，变压器起到类似的作用，将光伏电池输出的低电压升压，以满足并网要求。储能系统在新能源储能系统中，变压器可用于电池储能系统的电压变换和能量传输，确保储能系统的高效安全运行。0