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1、磁路与铁心线圈电路第1页，本讲稿共18页10.4变压器的外特性与变压器的外特性与额定值额定值10.4.1.10.4.1.变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性 当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压 U U1和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数 cos cos 2保持不变时，二保持不变时，二保持不变时，二保持不变时，二次侧输出电压次侧输出电压次侧输出电压次侧输出电压 U U2和输出电流和输出电流和输出电流和输出电流 I I2的关系，的关系，的关系，的关系，U U2=f f(I I2)。U U2020：一次侧加额定电：一次侧加额定电：一次侧加额定电
2、：一次侧加额定电压、二次侧开路时，二压、二次侧开路时，二压、二次侧开路时，二压、二次侧开路时，二次侧的输出电压。次侧的输出电压。次侧的输出电压。次侧的输出电压。一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随I I2 2的变化，的变化，的变化，的变化，U U2 2 变化不大）变化不大）变化不大）变化不大），电压变化率约在，电压变化率约在，电压变化率约在，电压变化率约在5%5%左右。左右。左右。左右。电压变化率：电压变化率：电压变化率：电压变化率：coscos 2=0.8=0.8(感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncosc
3、os 2=1=1O第2页，本讲稿共18页1)1)变压器的型号变压器的型号变压器的型号变压器的型号10.4.2.10.4.2.变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据S J L 1000/10S J L 1000/10 变压器额定容量变压器额定容量(KVA)铝线圈铝线圈铝线圈铝线圈 冷却方式冷却方式冷却方式冷却方式J:J:油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式F:F:风冷式风冷式风冷式风冷式相数相数相数相数S:三相三相D:单相单相 高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压(KV)(KV)第3页，本讲稿共18页2)2
4、)额定值额定值额定值额定值额定电压额定电压额定电压额定电压 U U1N1N、U U2N2N 变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值许的电压值许的电压值许的电压值单相：单相：单相：单相：U U1N 1N，一次侧电压，一次侧电压，一次侧电压，一次侧电压，U U2N2N，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压三相：三相：三相：三相：U U1N1N、U U2N2N，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，
5、一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压 额定电流额定电流额定电流额定电流 I I1N1N、I I2N2N 变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流第4页，本讲稿共18页 额定容量额定容量额定容量额
6、定容量 S SN N 传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。单相：单相：单相：单相：三相：三相：三相：三相：容量容量容量容量 S SN N 输出功率输出功率输出功率输出功率 P P2 2 一次侧输入功率一次侧输入功率一次侧输入功率一次侧输入功率 P P1 1 输出功率输出功率输出功率输出功率 P P2 2注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系(单相单相单相单相)效率效率效率效率容量：容量：一次侧输入功率：一次侧输入功率：输出功率：输出功率：变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载
7、的决于负载的性质性质2)2)额定值额定值额定值额定值第5页，本讲稿共18页10.4.310.4.3变压器的效率变压器的效率变压器的效率变压器的效率()变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：铜损铜损铜损铜损(P PCuCu)：绕组导线电阻的损耗。与负载大小绕组导线电阻的损耗。与负载大小绕组导线电阻的损耗。与负载大小绕组导线电阻的损耗。与负载大小（正比于电流平方）有关。（正比于电流平方）有关。（正比于电流平方）有关。（正比于电流平方）有关。铁损铁损铁损铁损(P PFeFe)：变压器的效率为变压器的效率为变压器的效率为变压器的效率为一般一般一
8、般一般 95959595%,负载为额定负载的负载为额定负载的负载为额定负载的负载为额定负载的(50(50(50(5075)%75)%时时时时,最大。最大。最大。最大。输出功率输出功率输出功率输出功率输入功率输入功率输入功率输入功率磁滞损耗：磁滞损耗：磁滞损耗：磁滞损耗：涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗它与铁心内磁感应强度的它与铁心内磁感应强度的它与铁心内磁感应强度的它与铁心内磁感应强度的最大值最大值最大值最大值B Bmm的平方成正比。与的平方成正比。与的平方成正比。与的平方成正比。与负载大小无关。负载大小无关。负载大小无关。负载大小无关。第6页，本讲稿共18页例例例例:有一带电阻负载的三相变压
9、器，其额定数据如下：有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：S SN N=100kVA,=100kVA,U U1N1N=6000V,=6000V,f f=50Hz=50Hz。U U2N2N=U U2020=400V,=400V,绕组连接成绕组连接成绕组连接成绕组连接成 。由试验测得由试验测得由试验测得由试验测得:P PFeFe =600 W=600 W，额定负载时的，额定负载时的，额定负载时的，额定负载时的 P PCuCu =2400W=2400W。试求试求试求试求 (1)(1)变压器的额定电流；变压器
10、的额定电流；变压器的额定电流；变压器的额定电流；(2)(2)满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。解解解解:(1)(1)定电流定电流定电流定电流第7页，本讲稿共18页(2)(2)满载和半载时的效率满载和半载时的效率满载和半载时的效率满载和半载时的效率第8页，本讲稿共18页 使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。实验
11、室中用的调压器就是根据此原理制作的。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：一注意：一注意：一注意：一次、二次侧千万不能对调使用，次、二次侧千万不能对调使用，次、二次侧千万不能对调使用，次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。以防变压器损坏。以防变压器损坏。以防变压器损坏。因为因为因为因为N N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。变小时，磁通增大，电流会迅速增加。变小时，磁通增大，电流会迅速增加。变小时，磁通增大，电流会迅速增加。10.5 特殊变压器特殊变压器10.5.1.10.5.1.10.5.1.10.5.1.自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器ABP+第9页，本讲稿共18页1
12、.1.二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路，以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；2.2.铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二次绝缘损坏时，在二次绝缘损坏时，在二次绝缘损坏时，在二次侧出现高压。侧出现高压。侧出现高压。侧出现高压。使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N210.5.2.10.5.2.10.5.2.10.5.2.电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器
13、 实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压VR N1（匝数多）（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少）（匝数少）u（被测电压）（被测电压）第10页，本讲稿共18页电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N11.1.二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路，以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；2.2.铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二次侧绝
14、缘损坏时，在二次侧绝缘损坏时，在二次侧绝缘损坏时，在二次侧出现过压。出现过压。出现过压。出现过压。使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：10.5.3.10.5.3.10.5.3.10.5.3.电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流（被测电流）（被测电流）N N1 1（匝数少）（匝数少）（匝数少）（匝数少）N N2 2（匝数多）（匝数多）（匝数多）（匝数多）ARi1i2第11页，本讲稿共18页故有故有故有故有计算线圈匝数计算线圈匝数计算线圈匝数计算线圈匝数求
15、初始励磁电流求初始励磁电流求初始励磁电流求初始励磁电流第12页，本讲稿共18页 当电流流入当电流流入当电流流入当电流流入(或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入则两个流入则两个流入则两个流入(或流出）端称为同极性端。或流出）端称为同极性端。或流出）端称为同极性端。或流出）端称为同极性端。AXax AX Xax1.1.同极性端同极性端同极性端同极性端 (同名端同名端同名端同名端)或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感或者说，当铁心中磁通变化时，在两线
16、圈中产生的感或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。应电动势极性相同的两端为同极性端。应电动势极性相同的两端为同极性端。应电动势极性相同的两端为同极性端。同极性端用同极性端用“”表示表示。增加增加+同极性端同极性端同极性端同极性端和绕组的绕和绕组的绕和绕组的绕和绕组的绕向有关。向有关。向有关。向有关。10.5.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性 第13页，本讲稿共18页联接联接 23 变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为 1
17、10V 110V 的绕组：的绕组：的绕组：的绕组：2.2.线圈的接法线圈的接法线圈的接法线圈的接法 联接联接 13，2 4当电源电压为当电源电压为220V时：时：+电源电压为电源电压为110V时：时：13241324 第14页，本讲稿共18页问题问题问题问题1 1：在在在在110V110V 情况下，如果只用一个绕组情况下，如果只用一个绕组情况下，如果只用一个绕组情况下，如果只用一个绕组 （N N），行不行？），行不行？），行不行？），行不行？答：答：答：答：不行（两绕组必须并接）不行（两绕组必须并接）一次侧有两个相同绕组的电源变压器一次侧有两个相同绕组的电源变压器一次侧有两个相同绕组的电源变压
18、器一次侧有两个相同绕组的电源变压器(220/110)(220/110)(220/110)(220/110)，使用中应，使用中应，使用中应，使用中应注意的问题：注意的问题：注意的问题：注意的问题：1324 若两种接法铁心中的磁通相等，则：若两种接法铁心中的磁通相等，则：若两种接法铁心中的磁通相等，则：若两种接法铁心中的磁通相等，则：+第15页，本讲稿共18页问题问题问题问题2 2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：结论：结论：结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性在同极性端不明确时，
19、一定要先测定同极性在同极性端不明确时，一定要先测定同极性在同极性端不明确时，一定要先测定同极性 端再通电。端再通电。端再通电。端再通电。答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消原因：原因：电流电流 很大很大烧毁变压器烧毁变压器烧毁变压器烧毁变压器感应电势感应电势1324 +第16页，本讲稿共18页方法一：交流法方法一：交流法方法一：交流法方法一：交流法把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端(X-x)(X-x)连接连接连接连接,然然然然后在后在后在后在 AX AX 上加一低电
20、压上加一低电压上加一低电压上加一低电压 u uAXAX 。测量：测量：若若 说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是是同极性端同极性端.若若若若 说明说明说明说明 A A 与与与与 a a 或或或或 X X 与与与与 x x 为同极性端。为同极性端。为同极性端。为同极性端。结论：结论：结论：结论：VaAXxV3.3.同极性端的测定方法同极性端的测定方法同极性端的测定方法同极性端的测定方法+第17页，本讲稿共18页方法二：直流法方法二：直流法方法二：直流法方法二：直流法设设设设S S闭合时闭合时闭合时闭合时 增加。增加。增加。增加。感应电动势的方向，感应电动势的方向，感应电动势的方向，感应电动势的方向，阻止阻止阻止阻止 的增加。的增加。的增加。的增加。如果当如果当如果当如果当 S S 闭合时，电闭合时，电闭合时，电闭合时，电流表正偏，则流表正偏，则流表正偏，则流表正偏，则 A-a A-a 为同为同为同为同极性端极性端极性端极性端;结论：结论：结论：结论：Xx电流表电流表+_A a+S 如果当如果当如果当如果当 S S 闭合时，电流闭合时，电流闭合时，电流闭合时，电流表反偏，表反偏，表反偏，表反偏，则则则则 A-x A-x 为同极性为同极性为同极性为同极性端。端。端。端。AXax+_S+第18页，本讲稿共18页