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1、第三章第三章 变压器变压器1第1页，共69页，编辑于2022年，星期二k匝比匝比忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有：忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有：二、变压器的分类二、变压器的分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。按用途分：电力变压器和特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按调压方式分：
2、无励磁调压变压器和有载调压变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。2第2页，共69页，编辑于2022年，星期二电源变压器电力变压器控制变压器接触调压器三相干式变压器3第3页，共69页，编辑于2022年，星期二三、变压器的结构简介三、变压器的结构简介铁心铁心变压器中主要的磁路部分，分为铁变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。心柱与铁轭两部分。单相芯式变压器单相芯式变压器11铁心柱铁心柱 22铁轭铁轭33高压线圈高压线圈 44低压线圈低压线圈三相
3、三相芯式芯式变压器变压器11铁心柱铁心柱 22铁轭铁轭33高压线圈高压线圈 44低压线圈低压线圈4第4页，共69页，编辑于2022年，星期二单相单相壳式壳式变压器变压器11铁心柱铁心柱 22铁轭铁轭 33绕组绕组绕组绕组变压器中的电路部分。变压器中的电路部分。11低压绕组低压绕组 22高压绕组高压绕组交叠式绕组交叠式绕组5第5页，共69页，编辑于2022年，星期二油浸式电力变压器油浸式电力变压器11信号式温度计信号式温度计22吸湿器吸湿器33储油柜储油柜44油位计油位计55安全气道安全气道66气体继电器气体继电器77高压套管高压套管88低压套管低压套管99分接开关分接开关1010油箱油箱111
4、1铁心铁心1212线圈线圈1313放油阀门放油阀门6第6页，共69页，编辑于2022年，星期二变压器的额定值变压器的额定值额定容量为变压器的视在功率（用额定容量为变压器的视在功率（用SN 表示，单位表示，单位 kVA，VA）额定电压（一次和二次绕组上分别为额定电压（一次和二次绕组上分别为U1N 和和U2N ，单位单位V,kV）额定电流（一次和二次绕组上分别为额定电流（一次和二次绕组上分别为I1N 和和I2N ，单位单位 A,kA）单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器额定频率额定频率fN 我国的规定为我国的规定为50Hz7第7页，共69页，编辑于2022年，星期二 例例3-13-1 有一台三
5、相油浸自冷式铝线电力变压器，有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，试求一次、二次绕组的额定电流。试求一次、二次绕组的额定电流。解解：联结联结8第8页，共69页，编辑于2022年，星期二第第二节节 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行一、空载运行时的物理情况一、空载运行时的物理情况变压器匝数为变压器匝数为N1的一次绕组加上交流的一次绕组加上交流电压，变压器匝数为电压，变压器匝数为N2的二次绕组开的二次绕组开路，这种情况即为变压器的空载运行。路，这种情况即为变压器的空载运行。一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式其中，其中，i0 空载电流；空载电流；u20 二次
6、绕组的空载电压；二次绕组的空载电压；r1 一次绕组的电阻。一次绕组的电阻。主磁通；主磁通；1 一次绕组漏磁通。一次绕组漏磁通。9第9页，共69页，编辑于2022年，星期二 Nui ee +感应电动势与磁通的关系感应电动势与磁通的关系设：设：=msin te=N mcos t=Emsin(t 90)Em=N m=2 f N m=2 f NBmS 感应电动势的有效值：感应电动势的有效值：10第10页，共69页，编辑于2022年，星期二1 1、感应电动势与主磁通、感应电动势与主磁通空载运行时，忽略空载运行时，忽略i1R1和和e1 设：设：感应电动势感应电动势e1 和和e2 均滞后于均滞后于 的电角度
7、的电角度90，其有效值为其有效值为E1和和E2的相量表达式的相量表达式11第11页，共69页，编辑于2022年，星期二2、空载电流、空载电流空载电流包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁场，产空载电流包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁场，产生主磁通生主磁通无功分量；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁无功分量；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁心损耗心损耗有功分量。有功分量。性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是感性无功性质感性无功性质也称励磁电流；也称励磁电流；大小：与电源电压和频率、线圈匝数
8、、磁路材质及几何尺寸有关，大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数用空载电流百分数I I0 0%来表示：来表示：12第12页，共69页，编辑于2022年，星期二励磁电流励磁电流 理想变压器（不考虑一次绕组的电阻和漏磁及铁耗）时，空载电流即理想变压器（不考虑一次绕组的电阻和漏磁及铁耗）时，空载电流即可以认为是励磁电流。可以认为是励磁电流。实际变压器，由于一次绕组要从电源输入少量电功率，这一功率主要用来补实际变压器，由于一次绕组要从电源输入少量电功率，这一功率主要用来补偿铁心中的铁耗，也有一部分消耗在一次绕组的电阻上，如果不计消耗这偿铁心中的铁耗，也有一部分消耗在
9、一次绕组的电阻上，如果不计消耗这部分损耗，则可以认为空载损耗即为铁耗。有了铁耗，励磁电流部分损耗，则可以认为空载损耗即为铁耗。有了铁耗，励磁电流Im中就必中就必然含有有功分量然含有有功分量IFe，IFe称为损耗电流。而将用于建立磁场的无功电流称为损耗电流。而将用于建立磁场的无功电流I称为磁化电流。称为磁化电流。通常通常I I I Ifefe，所以，所以U1 1相量与相量与Im相量之间相位角接近相量之间相位角接近9090。即磁化电流。即磁化电流I I 是励磁电流是励磁电流I Im m的主要分量。的主要分量。13第13页，共69页，编辑于2022年，星期二 由于漏磁通所通过的路径是非磁性物质，其磁
10、导率为常数，由于漏磁通所通过的路径是非磁性物质，其磁导率为常数，所以漏磁通的大小与产生此漏磁通的绕组中的电流成正比所以漏磁通的大小与产生此漏磁通的绕组中的电流成正比3、漏磁通和漏电抗、漏磁通和漏电抗漏电动势漏电动势E 1漏电抗漏电抗X X1 是一次绕组的一个参数。是一次绕组的一个参数。14第14页，共69页，编辑于2022年，星期二二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路及等效电路其中，其中，Z 1 一次绕组漏阻抗一次绕组漏阻抗 Zm 变压器的励磁阻抗变压器的励磁阻抗 Xm 变压器的励磁电抗变压器的励磁电抗 Rm 变压器的励磁电阻变压器的励磁电
11、阻并且有并且有15第15页，共69页，编辑于2022年，星期二铁耗角铁耗角U16第16页，共69页，编辑于2022年，星期二第第三节节 单相变压器的基本方程式单相变压器的基本方程式 变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运行状态，称为负载运行行状态，称为负载运行。一、负载运行时的物理情况一、负载运行时的物理情况由于电源电压恒定，即由于电源电压恒定，即U1=常数，则常数，则E1常数，常数，m常数。因此，常数。因此，达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动达到新的电动势平衡的条件是使一次绕
12、组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。17第17页，共69页，编辑于2022年，星期二二、负载运行时的基本方程式二、负载运行时的基本方程式1 1、磁动势平衡方程式、磁动势平衡方程式2 2、电动势平衡、电动势平衡 方程式方程式和漏电抗和漏电抗。分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻18第18页，共69页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 变压器的等效电路及相量图变压器的等效电路及相
13、量图一、绕组归算一、绕组归算归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时，对归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时，对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。归算原则：归算原则：1 1）保持二次侧磁动势不变；保持二次侧磁动势不变；2 2）保持二次侧各功率或损耗不变。）保持二次侧各功率或损耗不变。19第19页，共69页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 变压器的等效电路及相量图变压器的等效电路及相量图二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具
14、有同样的匝数，即（一）电动势和电压的归算一）电动势和电压的归算则则20第20页，共69页，编辑于2022年，星期二（二）电流的归算（二）电流的归算（三）阻抗的归算（三）阻抗的归算阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。归算后变压器负载运行时的基本方程式变为如下形式：归算后变压器负载运行时的基本方程式变为如下形式：21第21页，共69页，编辑于2022年，星期二二二、等效电路、等效电路右图中，二次绕组各量均已经归算到一次绕组，即右图中，二次绕组各量均已经归算到一次绕组，即图中图中a、b和和c、d分别是等电位点，可连接起来而不改变
15、运行情况。分别是等电位点，可连接起来而不改变运行情况。于是作出变压器的于是作出变压器的T形等效电路。（由前述的基本方程式也可得出该形等效电路。（由前述的基本方程式也可得出该等效电路）等效电路）22第22页，共69页，编辑于2022年，星期二二二、等效电路、等效电路23第23页，共69页，编辑于2022年，星期二三三、相量图、相量图 根据根据T T形等效电路，形等效电路，可以画出相应的相量可以画出相应的相量图。图。四四、近似等效电路图、近似等效电路图 Rk、Xk和和Zk分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。24第24页，共69页，编辑于2022年，星期二第五
16、节第五节 等效电路的参数测定等效电路的参数测定一、空载试验一、空载试验通过测量空载电流和一、二次电压及空通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、载功率来计算变比、空载电流百分数、铁耗和励磁阻抗。铁耗和励磁阻抗。变压器空载运行时，可以认为输入功率变压器空载运行时，可以认为输入功率p0完全用来抵偿铁耗。完全用来抵偿铁耗。从空载运行的等效电路得出从空载运行的等效电路得出25第25页，共69页，编辑于2022年，星期二26第26页，共69页，编辑于2022年，星期二二、负载试验二、负载试验 （又称短路试验）（又称短路试验）通过测量短路电流、短路电压通过测量短路电流、短路电压
17、及短路功率来计算变压器的短及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻路电压百分数、铜损和短路阻抗。抗。高压侧加电压，低压侧短路；由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，高压侧加电压，低压侧短路；由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损。忽略铁损。折算到折算到75时的数值时的数值27第27页，共69页，编辑于2022年，星期二28第28页，共69页，编辑于2022年，星期二标么值标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值（通常以额定值为基准值）比值（通常以额定值为基准值）,即即阻抗电压阻抗电压 负载试验时
18、，当绕组中电流达到额定值，加在负载试验时，当绕组中电流达到额定值，加在一次绕组上的短路电压。用一次侧额定电压的百分值表示。一次绕组上的短路电压。用一次侧额定电压的百分值表示。阻抗电压阻抗电压的标么值的标么值其中其中,为短路阻抗的相对值为短路阻抗的相对值29第29页，共69页，编辑于2022年，星期二变压器绕组首端、末端变压器绕组首端、末端首端首端-变压器绕组的引出端。变压器绕组的引出端。末端末端-变压器绕组之间的相互联接的端（或未引出端）。变压器绕组之间的相互联接的端（或未引出端）。变压器绕组电压正方向变压器绕组电压正方向电压正方向为首端指向末端电压正方向为首端指向末端第六节第六节 三相变压器
19、三相变压器30第30页，共69页，编辑于2022年，星期二一、一、三相变压器的电路系统三相变压器的电路系统 联结组联结组1 1、联结法、联结法a)星形联结星形联结b)三角形联结三角形联结2 2、联结组、联结组a)I/I-0联结组联结组b)I/I-6联结组联结组第六节第六节 三相变压器三相变压器31第31页，共69页，编辑于2022年，星期二AXaxAXaxa)b)高低压绕组的同名端和相电压的相位关系 a)和 b)首端为同名端,与 同相 A a X A a Xxxa32第32页，共69页，编辑于2022年，星期二AXaxc)AXaxd)高低压绕组的同名端和相电压的相位关系 c)和 d)首端为非同
20、名端,和 反相 A a Xx A a Xx33第33页，共69页，编辑于2022年，星期二确定三相变压器组别的一般步骤确定三相变压器组别的一般步骤1.画出高压侧绕组电压相量图；画出高压侧绕组电压相量图；2.将低压侧绕组电压相量三角形重心与高压侧绕组将低压侧绕组电压相量三角形重心与高压侧绕组电压相量三角形重心重合（或将电压相量三角形重心重合（或将a点与点与A点重合），点重合），根据同一个铁心柱上高压、低压绕组的相位关系，根据同一个铁心柱上高压、低压绕组的相位关系，画出低压绕组各相相电压；画出低压绕组各相相电压；3.根据低压绕组的接线方式，画出低压绕组相量图，根据低压绕组的接线方式，画出低压绕组相
21、量图，并确定并确定 与与 之间的相位角。之间的相位角。4.根据时钟表示法，将高压侧根据时钟表示法，将高压侧 置于钟面置于钟面12点，再根点，再根据据 与与 之间的相位角确定之间的相位角确定 所指钟点数。所指钟点数。34第34页，共69页，编辑于2022年，星期二A相超前相超前B相，相，B相超前相超前C相，相，C 相超前相超前A相相三相星形联接对称电路线三相星形联接对称电路线电压与相电压相量图电压与相电压相量图线电压与相电压呈线电压与相电压呈3030相位差相位差三相三角形联接对称电路线三相三角形联接对称电路线电压与相电压相量图电压与相电压相量图相电压与线相电压同相或反相相电压与线相电压同相或反相
22、35第35页，共69页，编辑于2022年，星期二Y y0 联结组联结组36第36页，共69页，编辑于2022年，星期二 Y,y0联结组绕组联结图 A B CXYZ x y zabc 37第37页，共69页，编辑于2022年，星期二三角形连接侧的相量图Yd11 联结组联结组38第38页，共69页，编辑于2022年，星期二Y,d11联结组绕组联结图 XYZ x y zbcA B Ca 39第39页，共69页，编辑于2022年，星期二三角形连接侧的相量图Yd1 联结组联结组40第40页，共69页，编辑于2022年，星期二Yd3 联结组联结组41第41页，共69页，编辑于2022年，星期二Yd7 联结
23、组联结组42第42页，共69页，编辑于2022年，星期二二、三相变压器的磁路系统二、三相变压器的磁路系统 铁心的结构形式铁心的结构形式a)单相芯式铁心的合并单相芯式铁心的合并 b)铁心的演变铁心的演变 c)c)三相芯式铁心三相芯式铁心 43第43页，共69页，编辑于2022年，星期二三相变压器三相变压器芯式结构芯式结构及其磁路及其磁路 A B CXYZ x y zabc 45第45页，共69页，编辑于2022年，星期二a)三相星形磁路 b)三相磁通的相量图三相心式变压器的磁路顺时针顺时针方向方向46第46页，共69页，编辑于2022年，星期二c)实际心式变压器的磁路三相心式变压器的磁路47第4
24、7页，共69页，编辑于2022年，星期二三、三相变压器的电路系统和磁路系统对电动势三、三相变压器的电路系统和磁路系统对电动势波形影响波形影响结论：结论：正弦波磁通对应着尖顶波电正弦波磁通对应着尖顶波电流流。尖顶波电流尖顶波电流=基波电流基波电流 +三次谐波电流分量三次谐波电流分量正弦波磁通正弦波磁通尖顶波励磁电流尖顶波励磁电流正弦波磁通正弦波磁通尖顶波励磁尖顶波励磁电流电流非线性铁磁材料非线性铁磁材料非非线性磁化曲线线性磁化曲线48第48页，共69页，编辑于2022年，星期二励磁电流中无三次谐波励磁电流中无三次谐波(正弦正弦波）的主磁通波形波）的主磁通波形结论：结论：正弦波电流对应着平顶波正弦
25、波电流对应着平顶波磁通磁通。平顶波磁通=基波磁通 +三次谐波磁通分量正弦波励磁电流正弦波励磁电流平顶波磁通平顶波磁通正弦波励磁电流正弦波励磁电流非线性铁磁材料非线性铁磁材料非线非线性磁化曲线性磁化曲线平顶波磁通平顶波磁通49第49页，共69页，编辑于2022年，星期二三次谐波电流三次谐波电流励磁电流为尖顶波电流励磁电流为尖顶波电流正弦谐波电流正弦谐波电流+正弦波磁通正弦波磁通相电势波形为正弦相电势波形为正弦结论：结论：通过上述分析可知，为保证相电势波形为正弦，每相的通过上述分析可知，为保证相电势波形为正弦，每相的主磁通应按正弦规律变化。此时，要求励磁电流必须为尖顶主磁通应按正弦规律变化。此时，
26、要求励磁电流必须为尖顶波，亦即波，亦即必须在电路联结上确保存在三次谐波电流的通路必须在电路联结上确保存在三次谐波电流的通路。50第50页，共69页，编辑于2022年，星期二b、对于、对于Y/Y(或或Y/Y0)联结的三相变压器联结的三相变压器 对于三次谐波电流：结论：结论：三相绕组中所有三次谐波电流同相位。当三相变压三相绕组中所有三次谐波电流同相位。当三相变压器采用器采用Y Y接接时，激磁电流中时，激磁电流中不可能含有三次谐波电流分量不可能含有三次谐波电流分量。忽略幅值较小的五次及五次以上的高次谐波，则激磁电忽略幅值较小的五次及五次以上的高次谐波，则激磁电流将接近正弦波，所产生的主磁通则为平顶波
27、，其中包流将接近正弦波，所产生的主磁通则为平顶波，其中包含三次谐波磁通分量。含三次谐波磁通分量。正弦波励磁电流正弦波励磁电流平顶波磁通平顶波磁通非正弦波电动势非正弦波电动势谐波电动势谐波电动势正弦波电动势正弦波电动势+51第51页，共69页，编辑于2022年，星期二磁路形式对三次谐波磁通的影响磁路形式对三次谐波磁通的影响（1 1）三相组式三相组式YyYy变压器变压器三相组式变压器Yy联结时的磁通和相电势波形平顶波磁通平顶波磁通尖顶波相电动势尖顶波相电动势正弦相电动势正弦相电动势谐波电动势谐波电动势三次谐波磁通分量3 33 33 352第52页，共69页，编辑于2022年，星期二对于三相组式变压
28、器：对于三相组式变压器：考虑到组式变压器的各相磁路彼此独立，互不关联。主磁通中所含的三次谐波磁通和基波磁通一样，在各相变压器的主磁路中流通，从而在原、副方绕组中感应较高幅值的三次谐波电势，造成相电势波形则呈尖顶波（由平顶波磁通求导获得）。尖顶波相电势的尖峰有可能将绕组绝缘击穿，所以一般所以一般不采用不采用Yy联接联接。53第53页，共69页，编辑于2022年，星期二磁路形式对三次谐波磁通的影响磁路形式对三次谐波磁通的影响（2 2）三相心式三相心式Yy变压器变压器 三相芯式变压器中三次谐波磁通的路径三相芯式变压器中三次谐波磁通的路径-各自的漏磁通路径各自的漏磁通路径三次谐波磁通分量3 33 33
29、 33 33 33 354第54页，共69页，编辑于2022年，星期二三相变压器绕组三相变压器绕组Yd联结时，电流联结时，电流I23的作用的作用55第55页，共69页，编辑于2022年，星期二对于三相心式变压器：对于三相心式变压器：考虑到心式变压器的各相磁路彼此互相关联，三相平顶波主磁通中的三次谐波磁通相位相同，不可能在主铁芯磁路中流通，只能沿空气或油箱壁形成闭合磁路，造成三次谐波磁通在原、副方绕组中所感应的三次谐波电势较小，相电势波形仍接近正弦波。YyYy联结型变压器联结型变压器结论结论：（1）三相）三相组式组式结构的变压器其三相绕组结构的变压器其三相绕组不能采用不能采用Yy联结联结；（2）
30、三相）三相心式心式结构的变压器其三相绕组结构的变压器其三相绕组可以采用可以采用Yy联结联结，但容量不宜过大但容量不宜过大。56第56页，共69页，编辑于2022年，星期二Y,y联接三相变压器联接三相变压器原副边无原副边无三次谐波电流三次谐波电流主磁通为非主磁通为非正弦波正弦波基波磁通基波磁通三次谐波磁三次谐波磁通通基波电动势基波电动势三次谐波电动三次谐波电动势势1.1.组式变压器组式变压器，电动势畸变较大，所以一般，电动势畸变较大，所以一般不采用不采用YyYy联接联接2.2.心式变压器，电动势畸变较小，所以心式变压器，电动势畸变较小，所以可以可以采用采用YyYy联接联接,但容量不宜过大但容量不
31、宜过大 57第57页，共69页，编辑于2022年，星期二c、对于、对于Dy（或（或Yd）联结的三相变压器联结的三相变压器（1 1）对于）对于Dy联结的联结的三相变压器：三相变压器：由于一侧绕组为三角形联结，作为激磁电流的三次谐波电流在电路连接上存在通路，相应的主磁通波形自然为正弦，因而所感应的相电势也为正弦。因此，无论磁路是组式还是心式结构，其三相绕组均可采用Dy联结。（2 2）对于）对于Yd联结的联结的三相变压器：三相变压器：虽然一侧绕组为Y联结，三次谐波电流不能在其中流通，但由正弦波电流所产生的三次谐波磁通却会在二次侧绕组（三角形联结）中感应三次谐波电流（见下图），同样能够确保主磁通波形接
32、近正弦，因而所感应的相电势也为正弦。可见，效果上同一次侧采用三角形联结相似。58第58页，共69页，编辑于2022年，星期二结论：结论：对于对于DY（或（或Yd）联结的三相绕组，既可以用于组式结构的三联结的三相绕组，既可以用于组式结构的三相变压器，也可以用于组式结构的三相变压器。相变压器，也可以用于组式结构的三相变压器。Yd联结三相变压器的接线与三次谐波的电势与电流三相变压器绕组三相变压器绕组YdYd联联结时电流结时电流I I2323的作用的作用59第59页，共69页，编辑于2022年，星期二Yd联接、联接、Dy联接或联接或Dd联接的三相变压器联接的三相变压器原副边含有原副边含有三次谐波电流三
33、次谐波电流主磁通为主磁通为正弦波正弦波电动势为电动势为正弦波正弦波YNd联接的降压变压器或联接的降压变压器或Yyn升压变压器升压变压器一般结论：一般结论：为确保相电势为正弦，三相变压器为确保相电势为正弦，三相变压器最好最好有一侧绕组采用三角形联结。有一侧绕组采用三角形联结。60第60页，共69页，编辑于2022年，星期二第七节第七节 变压器的稳态运行变压器的稳态运行1 1、变压器的电压调整率、变压器的电压调整率变压器二次侧的端电压随负载变变压器二次侧的端电压随负载变化的程度用电压调整率化的程度用电压调整率u来表示。来表示。电压调整率电压调整率u规定为：一次侧加规定为：一次侧加额定负载电压、负载
34、功率因数为一额定负载电压、负载功率因数为一定值，空载与负载时二次侧端电压定值，空载与负载时二次侧端电压之差，用二次侧额定电压的百分值之差，用二次侧额定电压的百分值表示，即表示，即 变压器的近似等变压器的近似等效电路相量图效电路相量图61第61页，共69页，编辑于2022年，星期二电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反它大小反映了供电电压的稳定性。映了供电电压的稳定性。式中式中 为负载系数为负载系数 可见，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数可见，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。有关。当I2=I2N
35、,=1时63第63页，共69页，编辑于2022年，星期二2 2、变压器的效率、变压器的效率变压器的损耗主要是铁耗和铜耗两种。变压器的损耗主要是铁耗和铜耗两种。铁耗包括基本铁耗和附加铁耗铁耗包括基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加。基本铁耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁耗与外加电压大小有关，而与负载大小部件中引起的涡流损耗等。铁耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。基本无关，故也称为不变损耗。铜耗也分基本铜耗和附加
36、铜耗铜耗也分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗是在电流在一、二次绕组直。基本铜耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。中引起的涡流损耗等。铜耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。铜耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。变压器的效率也是指其输出的有功功率与输入的有功功率之比，变压器的效率也是指其输出的有功功率与输入的有功功率之比，用百分值表示用百分值表示。64第64页，共69页，编辑于2022年，星期二式中式中式中式中变压器的铜耗变压器的铜耗=铁
37、耗铁耗变压器运行效率最大变压器运行效率最大或或65第65页，共69页，编辑于2022年，星期二第八节第八节 自耦变压器与互感器自耦变压器与互感器一、自耦变压器一、自耦变压器 自耦变压器仅有一个绕组，其一次、自耦变压器仅有一个绕组，其一次、二次绕组之间既有磁的耦合，又有电二次绕组之间既有磁的耦合，又有电的联系。的联系。1 1、工作原理、工作原理 实质上，自耦变压器就是利用一个绕组抽实质上，自耦变压器就是利用一个绕组抽头的办法来实现改变电压的一种变压器。头的办法来实现改变电压的一种变压器。额定容量额定容量电压比电压比在不计励磁电流的条件下在不计励磁电流的条件下66第66页，共69页，编辑于2022
38、年，星期二2 2、容量关系、容量关系 自耦变压器的通过容量有两部分组成：一部分是通过绕组公共自耦变压器的通过容量有两部分组成：一部分是通过绕组公共部分的电磁感应作用，由一次侧传递到二次侧的电磁容量部分的电磁感应作用，由一次侧传递到二次侧的电磁容量 ；另一部分是通过绕组串联部分的电流直接传导到负载的传导容另一部分是通过绕组串联部分的电流直接传导到负载的传导容量量3 3、自耦变压器的优缺点、自耦变压器的优缺点优点：效率高、用料省、重量轻、体积小。优点：效率高、用料省、重量轻、体积小。缺点：当变比缺点：当变比K 较大时。经济效果不显著。内部绝缘和过压保护要较大时。经济效果不显著。内部绝缘和过压保护要
39、 加强。加强。67第67页，共69页，编辑于2022年，星期二二、互感器二、互感器1 1、电压互感器、电压互感器电压互感器电压互感器 测量高电压时，使用电压互感器，将电测量高电压时，使用电压互感器，将电压降低，使测量更加安全。压降低，使测量更加安全。电压互感器使用时，二次侧不能短路电压互感器使用时，二次侧不能短路2 2、电流互感器、电流互感器电流互感器电流互感器 测量高压线路的电流时，或者测量大电流时，使用电流互感器测量更测量高压线路的电流时，或者测量大电流时，使用电流互感器测量更加安全，更加方便。加安全，更加方便。电流互感器使用时，二次侧不能开路电流互感器使用时，二次侧不能开路68第68页，共69页，编辑于2022年，星期二第三章第三章 结结 束束69第69页，共69页，编辑于2022年，星期二