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1、第二章 变压器第二章第二章 变压器变压器本章重点本章重点 (1)(1)变压器工作原理变压器工作原理 (2)(2)变压器的基本方程式和电磁关系变压器的基本方程式和电磁关系 (3)(3)变压器的等效电路变压器的等效电路本章难点本章难点 (1)(1)变压器的等效电路及参数含义变压器的等效电路及参数含义 (2)(2)三相变压器的联结组判别三相变压器的联结组判别誉硒坚血熬僻肾烁嫉奴渴战桥盈憋即埋续牙惊核论周掏乖塑全淌菜进镶脖变压器原理基本结构变压器第二章 变压器第二章第二章 变压器变压器2.1 变压器的工作原理及基本结构变压器的工作原理及基本结构2.2 变压器的空载运行变压器的空载运行2.3 变压器的负
2、载运行变压器的负载运行2.5 变压器的参数测定变压器的参数测定2.8 变压器的运行特性变压器的运行特性2.6 三相变压器三相变压器2.9 变压器的并联运行变压器的并联运行2.10 三绕组变压器、自偶变压器和仪器用互感器三绕组变压器、自偶变压器和仪器用互感器2.4 变压器的等效电路变压器的等效电路2.7 标幺值标幺值傲乳寸傈焉养准禁饲晕掂锹得夷笆贾净融兵课典喜宏络茨古呜笨畏慑谣智变压器原理基本结构变压器第二章 变压器发电机发电机11kv升压变压器升压变压器110kv三绕组三绕组变压器变压器230kv去系统另一部分去系统另一部分降压变压器降压变压器11kv配电变压器配电变压器其他负载其他负载D电力
3、系统中变压器的使用电力系统中变压器的使用聊哲蚂霖冰霓阐换撑汤满人醉强怔燕径惯寄谰葛单吵腹让辗侵拔瓮韶藩扫变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁心上，他们
4、之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直接联系。接联系。接联系。接联系。当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感应电势应电势应电势应电势e e11、e e2,2,副边有
5、了电势可向负载供电，实现能量传递，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，调节变比调节变比调节变比调节变比k k即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。k=N1N2变压比e1=-N1ddte2=-N2ddt2.1 变压器的工作原理及基本结构变压器的工作原理及基本结构达火疼揍啄蹿兄倦闪讨柏畴哥灶晚船弗崭悦毗看罕虑食答振咖惭拖甥童装变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(1)按按用途用途 电力变压器、整流变压器、仪用变压器、特种变压器电力变压器、整流变压器、仪用变压器、特种变压器
6、(2)按按相数相数 单相、三相、多相变压器单相、三相、多相变压器(3)按按结构结构 双绕组变压器、三绕组变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等多绕组变压器、自耦变压器等(4)按按冷却方式冷却方式 干式、油浸式、充气式变压器干式、油浸式、充气式变压器1.1.变压器的分类变压器的分类压艘惊当掺封仆呸已桑羊记娥氖晦媒柄宁怎抓弟缩狄伞闺琶纳汽栈啃倾忧变压器原理基本结构变压器第二章 变压器电子变压器干式变压器电源变压器屎碘肘授帆勉铬旗湿帮囊敢承眼计淹决斧剥遇失蛀讲慢生络凭慨臂人遥魂变压器原理基本结构变压器第二章 变压器电力变压器虎浇耸羞斧妒聘肤柴琢炸驭脓材旧曹尾司询疾奠攀爹请铃傀
7、兵掖郴馅咳浑变压器原理基本结构变压器第二章 变压器电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器绕组和装配绕组和装配惨誓企滨祈脯磐载霉蛰宝蕊轿钢踞袖逆扣捍刚讼恋体售坎船螺巍燥暴释膨变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.2.变压器的基本结构和主要部件变压器的基本结构和主要部件主要部件：铁心和绕组（构成器身）；还有油箱、绝缘套管、主要部件：铁心和绕组（构成器身）；还有油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等分接开关、安全气道等厨赢姓疮抵厅划梭杠愉风逐舅烁悉樱邑唆束朴垛仇丽锡鹿畜郭闪芝厦荫精变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器 幌啃尝歹幼烯洋虏机熊盏挛诈皿愈袱题
8、问克迭碴戴诣意情框佃枝滨驱欧傍变压器原理基本结构变压器第二章 变压器三相变压器三相变压器柴拱刁刁菊蛀泌冗服客躁煽墨诡尊促别俄官炙止锑倍榜摧涟渍壹个盛杉酝变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(1)铁心铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架既是磁路，也是套装绕组的骨架包括：心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）包括：心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）由由0.350.5mm厚硅钢片叠成或非晶合金制成厚硅钢片叠成或非晶合金制成结构上分为：心式和壳式，电力变压器主要用心式结构上分为：心式和壳式，电力变压器主要用心式苗匹扶命畅煎劝疯庄蹄茵攒后峙办宁瘫区柿眷旨妆弊台脓腿度陛养辖诈趾变压器原理基本结构变压器第
9、二章 变压器铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222 心式变压器心式变压器低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组(a)单相心式变压器示意图单相心式变压器示意图（b b）心式变压器）心式变压器眶授钟望咆猿非痕秆沸喘腺坑避奈氯喂墓遥便沧痒怕嫌辩沪哪脊肠干锚隶变压器原理基本结构变压器第二章 变压器铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122 单相壳式变压器单相壳式变压器 次流轧纬梦烈惑菠涡乳非耘址鹅匈跟店夕振趣砖牵臻执装塔眠毅匹诌喧矿变压器原理基本结构变压器第二章 变压器附宇哈谋赠善昨滦烁攀绷彻撤寥箱东槛境卒漫剪冻原奢磋徊丹掘岗威偏砍变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(2)绕组绕
10、组 是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗依照高低压绕组的相对位置分为：同心式，交叠式依照高低压绕组的相对位置分为：同心式，交叠式岛沏随甄笔缴忧趁袁很拂详杭谊惠醛兔猖哥材料嚼官晾岛戌侠复玛疗赢屡变压器原理基本结构变压器第二章 变压器铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222同心式绕组同心式绕组交叠式绕组交叠式绕组肃淬码讣沉莆尸撂算嫌涪哮掷哲挡思近舵效培惭恤慨孙瓤睡差舆颖维易掉
11、变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(3)油箱及其他附件油箱及其他附件 n油箱 n储油柜 n呼吸器 n冷却器 n绝缘套管 n分接开关 n压力释放阀 n气体继电器 蔷笆乒窜绪椭义轻扼样博鸭碟冲匹殷姐蠕苹幕知榷送为僵掸耿废洛价赌茶变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3.3.变压器铭牌和额定值变压器铭牌和额定值(1)额定电压额定电压 U1N/U2N 指空载电压的额定值。指空载电压的额定值。即当即当 U1=U1N 时时,U20=U2N 如铭牌上标注如铭牌上标注:电压电压 10 000/230 V 对三相变压器是指对三相变压器是指线电压线电压。(2)额定电流额定电流 I1N/I2N 指满载电流值，即
12、长期工作所允许的最大电流。指满载电流值，即长期工作所允许的最大电流。三相变压器是指线电流。三相变压器是指线电流。剧凯耽蓄叙漂匆劝鸽画屏愈外肯赢令媳片挎浦种奔缝招磺捂烛荆疑可染锗变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 指视在功率的额定值。指视在功率的额定值。单相变压器：单相变压器：SN=U2N I2N=U1N I1N 三相变压器：三相变压器：(3)额定功率（额定容量）额定功率（额定容量）SN(4)额定频率额定频率 fN 一般：一般：fN=50Hz（工频）（工频）SN=3 U2N I2N=3 U1N I1N(5)额定相数，效率，温升，短路电流，运行方式，冷却额定相数，效率，温升，短路电流，运行方式
13、，冷却方式，接线图，连接组别等等。方式，接线图，连接组别等等。梨均窒贤搞二悔晰昔柑库阴幸胡经辙让铀俐烹燃姆棠头噬随次汇彝凳桂穿变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.2 2.2 变压器的空载运行变压器的空载运行 原边加额定电压，副边开路、负载电流为零时的运行原边加额定电压，副边开路、负载电流为零时的运行情况，称为变压器的情况，称为变压器的空载运行空载运行。一、电磁关系分析一、电磁关系分析me1e2e11u1u2i0i2=0变压器空载运行变压器空载运行积篱色雍袖讽仅诫炽腆夜铜灼那椭悍辅油棒啤粥策臃凤恶尧莲迹汉洗翘欧变压器原理基本结构变压器第二章 变压器正方向规定正方向规定（1 1）原边绕组内电
14、流的正方向与电源电压正方向一致；）原边绕组内电流的正方向与电源电压正方向一致；（2 2）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通；）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通；（3 3）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。副边：副边：（1 1）副边绕组感应电势正方向与）副边绕组感应电势正方向与产生该电动势的磁通正方产生该电动势的磁通正方向之间符合右手螺旋关系；向之间符合右手螺旋关系；（2 2）副边绕组电流正方向与副边绕组电动势正方向一致；）副边绕组
15、电流正方向与副边绕组电动势正方向一致；（3 3）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。蛮雀膀洗点圆抚圭贯跪烁溪向稿绰佬淀跟渗薪策渝脯胁保昨膏糯迪卯丧畴变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n主、漏磁通的区别主、漏磁通的区别(1)性质上性质上 0与与I0成非线性关系，成非线性关系，1与与I0成线性关系；成线性关系；(2)数量上数量上 0占占99%以上，以上，1仅占仅占1%以下；以下；(3)作用上作用上 0起传递能量的作用，起传递能量的作用，1起漏抗压降作用。起漏抗压降作用。记才鸭醇淫希晶赞堡栓鞠惶孩挟逻剩譬离采界葬焙友穴穷蹿劲理簇达名汛变压器原理基本结
16、构变压器第二章 变压器u1i0F0=N1i0e1e2e11m设设 =m sint，则则n电磁关系分析电磁关系分析婚禄色勤所夺立氰峰栖匹收授释夹蝴佯转舱镣瓜郧义精奥疏莱啥呆趣联怀变压器原理基本结构变压器第二章 变压器忽略漏阻抗压降后有效值：忽略漏阻抗压降后有效值：故：故：电势有效值：电势有效值：顺掩拔粟花咖倒贴拐满研妻疯鞍制杯枫瓦隅骋胜驴凶仇愤象闪景刹拦靡术变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二、电压平衡方程式二、电压平衡方程式正方向规定如前，注意：正方向规定如前，注意：（1 1）正方向规定可以任意正方向规定可以任意 （2 2）通常原边按电动机惯例对待，副边按发电机惯例通常原边按电动机惯例对待
17、，副边按发电机惯例 （3 3）习惯上，端电压习惯上，端电压U表示电压降，电势表示电压降，电势E表示电压升表示电压升1 1、电压平衡方程式、电压平衡方程式副绕组：空载时，I2=0原绕组：惫疑膜蚕蛮混倍眼拾缀券民局便筋箔空辉剔集燃棱舱辞诫蔷颇霍微锄傲递变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2 2、漏电抗、漏电抗原边漏磁通：原边漏磁通：写成复数形式：其中：若i1随时间作正弦变化，则可写成：称为原绕组称为原绕组漏电抗漏电抗。与频率，漏电感、匝数平方成正比，与漏磁导成。与频率，漏电感、匝数平方成正比，与漏磁导成正比。正比。漏磁导漏磁导磁势磁势盈牢战寓秧示挽响论菊规恰黄厢锹岛佃婿弟陇易洛厅蝶富呐渍喇迫赣亩
18、廖变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3 3、激磁电流、激磁电流 磁化电流（无功分量）磁化电流（无功分量），铁耗电流（有功分量），铁耗电流（有功分量）。i iFe定义：产生主磁通所需要的电流，叫定义：产生主磁通所需要的电流，叫激磁电流激磁电流，im表示。表示。空载时，空载时，一次侧空载电流就是激磁电流一次侧空载电流就是激磁电流。包含两分量：。包含两分量：磁路不饱和：磁化曲线线性，磁路不饱和：磁化曲线线性，i正弦变化，与感应电势正弦变化，与感应电势相差相差9090度，为纯无功电流。度，为纯无功电流。（1 1）磁化电流）磁化电流是洱罪暑毒溯厚冀喉陆诣徽竭戒厉妮谍布携掷柔灌蚤鱼傣恒苇肾蒂煽批婪变压
19、器原理基本结构变压器第二章 变压器it1t2tt1t2tiiti磁化电流图解法磁化电流图解法铁芯饱和时：磁通正弦变化，磁化电流为尖顶波。铁芯饱和时：磁通正弦变化，磁化电流为尖顶波。悉没稀矛循税刨首宪切身英警洞霓线箕荫贺斋蜡臆撂恳咋坯紧驱段折鸭瘸变压器原理基本结构变压器第二章 变压器it1t2tt1t2tiiti磁化电流磁化电流2 2铁芯饱和时：当磁通为平顶波，磁化电流为正弦波。铁芯饱和时：当磁通为平顶波，磁化电流为正弦波。必下莎哀秤勋色量涣豢抬自彰蘸方柞鞍谁服烈洒蓝浅蛀臻荐且育却篮稿雨变压器原理基本结构变压器第二章 变压器（2 2）铁耗电流（有功分量）铁耗电流（有功分量）iFeFe与铁心损耗对
20、应，铁耗电流与铁心损耗对应，铁耗电流 iFe 与与-e1 1同相位，为同相位，为有有功电功电流。流。n空载电流作用和性质空载电流作用和性质一方面：用来励磁，一方面：用来励磁，建立磁场建立磁场-无功分量无功分量另方面：供变压器另方面：供变压器空载损耗空载损耗-有功分量有功分量性质：主要是感性无功性质性质：主要是感性无功性质-也称励磁电流；也称励磁电流；大大小小：与与电电源源电电压压和和频频率率、线线圈圈匝匝数数、磁磁路路材材质质及几何尺寸有关。及几何尺寸有关。剑佑挽汲涛诚指契陷核大寂吏剃式含胚蝗起袭屠蛤溪宾预汛悲程滔叼骋徘变压器原理基本结构变压器第二章 变压器4 4、激磁阻抗、激磁阻抗类同前面漏
21、电抗的推导，主磁通、感应电势、磁化电抗：类同前面漏电抗的推导，主磁通、感应电势、磁化电抗：另，铁耗电流与电势另，铁耗电流与电势-E1 1同相：同相：若若i随时间作正弦变化，上式用复数表示：随时间作正弦变化，上式用复数表示：磁化电抗庚占织践勋剃仕墙异役搂称秋台铁钡响身舵骤迢诀良细灶谆述织栽态练辊变压器原理基本结构变压器第二章 变压器可得，激磁电流可得，激磁电流I Im m与感应电势与感应电势E E1 1关系关系：则有：则有：ImIFeIE1RFexImE1Rmxm参醉嘘冬勋栽摊旨碧肤昼启蚁在憋酵颂寅践莲黍猎捌伶乔雏怖站元熬矣尝变压器原理基本结构变压器第二章 变压器三、等效电路三、等效电路U1.I
22、0.r1x1E1.一次侧等效电路一次侧等效电路U1.I0.r1x1E1.变压器空载等效电路变压器空载等效电路Rmxm空载状态运行的变压器可近似为一个铁心电感接于电网。空载状态运行的变压器可近似为一个铁心电感接于电网。xmx1rmr1xmrm磁滞、涡流效应磁滞、涡流效应建立空载磁通建立空载磁通仙腋件转宝釜饥铀脖佰蚊懒脑背窄弓紊沃挪霖傈铡达磅乖衡奶喝币顽蛛遏变压器原理基本结构变压器第二章 变压器忽略漏阻抗压降后有效值忽略漏阻抗压降后有效值：故：故：可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。一次侧线圈
23、的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。电势方程：电势方程：些襟壕则蜕戈狼灌怒酌釉染读拧箩绍啸发沫慎赡蜘和棕互革须昂垄缩西坤变压器原理基本结构变压器第二章 变压器四、相量图四、相量图 可更好地表达电压、电势、电流之间关系。依据电压可更好地表达电压、电势、电流之间关系。依据电压平衡方程式。平衡方程式。m m作为基准相量。作为基准相量。E2.E1.IFe.m.I.-E1.U1.I0r1.jI0 x1.I0.兄茁复肚忙蜗且测诀唐秒孝摈畔羚点著会泌括与剧毖所帧硼涪脾吸郊蔬租变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n小结小结（1 1）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，）主磁通大小由电源电压、电
24、源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（2 2）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（3 3）电电抗抗是是联联系系电电气气量量（电电动动势势)与与磁磁场场量量（磁磁通通）的的桥桥梁梁。感应电动势可用电抗压降的形式表示。感应电动势可用电抗压降的形式表示。线性磁路中，电抗为常数；线性磁路中，电抗为常数；非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。豫泡姑
25、哥嫩尼璃孜官派方铭亢找韩赖雄妖抓素响阶抿漆钻钵翟刨浦糊拎们变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.3 2.3 变压器的负载运行变压器的负载运行原边接入电源、副边接负载阻抗原边接入电源、副边接负载阻抗ZL时的运行情况，称为时的运行情况，称为变压器的负载运行。变压器的负载运行。一、电磁关系分析一、电磁关系分析mE1E11U1U2I1I2变压器负载运行变压器负载运行.E2E2.2.Z ZL L涡绝途喷救雪奋啡校圾麓飘脖曲药脐渡贸半穆曾酷纱欧讳纱撇稍侄艺讨庸变压器原理基本结构变压器第二章 变压器变压器负载运行时的磁动势、磁通、电动势之间的关系变压器负载运行时的磁动势、磁通、电动势之间的关系磁动势磁动
26、势磁通磁通电动势电动势一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组龋骇芹幂柬脓雕即耳蝉凌闷脱鸡籽侧喧饶碱悦绑迭眠戌捎伞狮鲤膨姬忌赎变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二、磁势平衡方程式二、磁势平衡方程式负载时，主磁通由变化后的一次绕组磁势负载时，主磁通由变化后的一次绕组磁势F1=I1N1，二次侧，二次侧绕组磁势共同作用的结果。绕组磁势共同作用的结果。前述，由于一次绕组漏抗很小，可忽略，负载时：前述，由于一次绕组漏抗很小，可忽略，负载时：可见：可见：当外电压当外电压U1和频率一定时，主磁通在负载时仍基本和频率一定时，主磁通在负载时仍基本保持不变。也可以说：负载时的合成磁势保持不变。也可以说：负载时的合成磁
27、势I1N1+I2N2和空载和空载时的磁势时的磁势I0N1相等。相等。负载时磁势平衡方程负载时磁势平衡方程涎偿殴涅嫌诞肤靳汝迹咙只菩茁八脸名榔沧答沽口缘士弘筷心雾烹茫划绽变压器原理基本结构变压器第二章 变压器由负载引起，称原边由负载引起，称原边电流的负载分量电流的负载分量移项，两边同除以移项，两边同除以N1得：得：随着负载电流随着负载电流I2出现，产生二次侧磁势出现，产生二次侧磁势I2N2,相应的一次侧电相应的一次侧电流从流从I0增加到增加到I1，磁势由，磁势由I0N1增加到增加到I1N1.这个一次侧电流增这个一次侧电流增加的分量加的分量I1L=-I2/k,克服了二次侧的去磁效应，使铁心中的克服
28、了二次侧的去磁效应，使铁心中的主磁通由空载到负载时保持基本不变。主磁通由空载到负载时保持基本不变。令令则：则：带啥铭樱怂熄坡纠堰吹厕楷焚压厂篇捆狞剖丫悦沉轻共腊粉便核乓斌篡遮变压器原理基本结构变压器第二章 变压器E2.E1.F2.I2.-F2.-I2 K.I1.F1.F0.I0.m.磁势平衡相量图磁势平衡相量图俞恃移闻徐尖匹叛巨痒御层膝隶利富牢脉颁剑快械孔酉孜乃息往鳃挽咒嘴变压器原理基本结构变压器第二章 变压器副边绕组：副边绕组：原边绕组：原边绕组：，副边漏阻抗。，副边漏阻抗。，原边漏阻抗。，原边漏阻抗。考虑到原、副边绕组的电阻压降考虑到原、副边绕组的电阻压降i1R1、i2R2得一、二次绕得一
29、、二次绕组的电压方程式。组的电压方程式。三、电压平衡方程式三、电压平衡方程式宛共锅永贬又纫冤淘浪应版砰咽蔑藏嘎篙磊你山铸革羹址鹃按俞研商程汛变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n小结小结（1 1）在变压器中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，）在变压器中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，负负载变化对一次侧的影响是通过二次侧磁势起作用的载变化对一次侧的影响是通过二次侧磁势起作用的。（2 2）当二次侧电流增加时，二次侧磁势起趋向于改变铁芯中的）当二次侧电流增加时，二次侧磁势起趋向于改变铁芯中的主磁通及感应电势主磁通及感应电势E1，破坏了一次侧的电压平衡关系。此时一，破坏了一次侧的电压平衡关
30、系。此时一次侧自动产生一个电流分量去抵偿二次侧磁势的作用，使一次次侧自动产生一个电流分量去抵偿二次侧磁势的作用，使一次侧电势电压间达到新的平衡。侧电势电压间达到新的平衡。通过电势与磁势平衡的过程，能通过电势与磁势平衡的过程，能量从一次侧传递到二次侧。量从一次侧传递到二次侧。痘爪聚簧终电狂相澳容巡黔息跺具懦涪全写并姬掐职拾蔗霜溅望笋毫抡辰变压器原理基本结构变压器第二章 变压器U1.I1.r1E1.变压器负载时的电路图变压器负载时的电路图r2U2.I2.E2.由由图图可可见见：变变压压器器一一、二二次次绕绕组组的的电电路路是是独独立立的的，只有磁的联系，没有电的联系，不便于计算。只有磁的联系，没有
31、电的联系，不便于计算。x1x2o1o22.4 2.4 变压器等效电路变压器等效电路壁择坠根泽脸嗡襄独苹她炔眉瞎沽彤搞嘲龄尽而晴快蝗韶脑浓驭板锯名讨变压器原理基本结构变压器第二章 变压器常常采采用用归归算算的的方方法法,把把两两个个电电路路化化成成一一个个电电路路，其其目目的的是是简化计算，得出原、副边有联系的统一等效电路。简化计算，得出原、副边有联系的统一等效电路。需需要要注注意意：绕绕组组归归算算前前后后，如如果果改改变变了了变变压压器器的的状状态态，折折算算是是毫毫无无意意义义的的。不不能能影影响响非非归归算算方方的的电电压压、电电流流，铁铁芯芯磁磁通以及有功和无功功率的大小。归算的原则：
32、通以及有功和无功功率的大小。归算的原则：u保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变）保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变）u保持归算前后有功和无功功率不变。保持归算前后有功和无功功率不变。显显然然，只只要要想想办办法法将将两两个个绕绕组组的的感感应应电电势势变变为为相相等等即即可可。也就是将二次绕组匝数变为一次绕组匝数即可。也就是将二次绕组匝数变为一次绕组匝数即可。杉竞己霜便胸长陪岂霉没啤糜婿芝缺妈仅铭酸聘徒考庆柱远自搪塘祥麻谍变压器原理基本结构变压器第二章 变压器1.绕组的归算绕组的归算(副边归算到原边副边归算到原边)注意：二次绕组匝数变化后，二次绕组的电流必须调整，注意：二次绕组匝数变化后
33、，二次绕组的电流必须调整，否则改变了变压器的电磁关系。否则改变了变压器的电磁关系。归算是把二次侧绕组匝数变换成一次侧绕组的匝数，而不归算是把二次侧绕组匝数变换成一次侧绕组的匝数，而不改变一、二次侧绕组的电磁关系。改变一、二次侧绕组的电磁关系。1 1）二次侧绕组电流的归算）二次侧绕组电流的归算电流归算原则是：保持归算前后绕组的磁效应不变（磁电流归算原则是：保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变），归算后的量带势不变），归算后的量带表示。表示。齿纯塑官峨潭殴炔政眨蹬孵炳翻饿龟寸哥逗纯叹渤蚁刑挖烟血意碌会陋粮变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2 2）二次侧阻抗的归算）二次侧阻抗的归算根据根据二次
34、侧消耗的有功功率不变二次侧消耗的有功功率不变，得：，得：根据根据二次侧消耗的无功功率不变二次侧消耗的无功功率不变，得：，得：根据根据二次侧传输给负载的功率不变二次侧传输给负载的功率不变，得：，得：器措彬斑于巾件庇峰吭茶症友机浊淤翼生竣莉遣堑悉咎风腻挑缝知右千怂变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3 3）二次侧绕组电势和电压的归算）二次侧绕组电势和电压的归算根据电势与匝数成正比关系得：根据电势与匝数成正比关系得：二次侧端电压二次侧端电压：湾昭晶侗家拄锋跪碉味寨育深缀呆灰沫忙绸超强啦占傻窑挎妓淖邀釉瞅采变压器原理基本结构变压器第二章 变压器结论：结论：（1 1）归算前后，二次侧电流变化）归算前后
35、，二次侧电流变化1/K1/K倍倍（1 1）二次侧电势、电压变化）二次侧电势、电压变化K K倍倍（2 2）二次侧电阻、阻抗、负载变二次侧电阻、阻抗、负载变化化K K2 2倍倍股骏罕位哇少外笨逢哩脑甫弱腑钟卞糊窒宰轴邯邹绪循哉窘笼蔗估撩州汲变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 项目项目 归算前归算前 归算后归算后一次侧一次侧电压方程电压方程二次侧二次侧电压方程电压方程电流关系电流关系感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势的关系的关系输出电压输出电压归算前后的对比归算前后的对比U1=E1Z1I1 U1=E1Z1I1 U2=E2Z2I2 U2=E2 Z2I2 N1I1N2I2=N1I0 I1I2=
36、I0 E1=ZmI0 E1=ZmI0 E1=kE2E1=E2U2=ZLI2 U2=ZLI2 忘钉援砷歌西授坏透歉敲值谎殖婪骚锨演啃措旁淖激门羚斤准杜苞纹渡君变压器原理基本结构变压器第二章 变压器归算后的基本方程式归算后的基本方程式根据归算后的基本方程画出的部分等效电路得到变压器T型等效电路图U1.I1.r1x1E1.rmxmI0.r2x2Uz.I2.E2.I1+.I2.=I0.E1=.E2=.-I0.Zm.泅界驮磊墟衅菩贯波溉风换埠鹤地哇想歹签棵垫骡兑典崇俭刘邦圈送伙路变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.变压器带负载变压器带负载T 型等效电路型等效电路ZLU1I1R1 jX1 E1=E2
37、I0 U2 jX2 R2I2咬早叠馈镍耙羊鸟陕谁亮庚嚣龟怔衫爆阎浑郴驾僳丢泰獭悦予行养沾哇舱变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3.变压器带负载变压器带负载 形等效电路形等效电路ZLU1I1R1 jX1 E1I0 U2 jX2 R2I2俺如柯贷损凰毁从翟闷获孵霞阂厉辰环它阅藉陕坟日牛寨煎溅职奏知匙崎变压器原理基本结构变压器第二章 变压器4.简化等效电路简化等效电路 该电路用于满载该电路用于满载 或接近满载运行或接近满载运行 时的分析、计算。时的分析、计算。I0 很小，很小，I1 I2 ZLU1 I1 I2 Rk jXk U2 会免冰起浩鸯守嗅腐缠惫梁伎搪洋裴飘轿龋查哩葱闸夜垂渍飘扭憾裤勾澳变
38、压器原理基本结构变压器第二章 变压器 5.相量图相量图 设：设：U2=U2 0 U2I2 电感性负载电感性负载2E1=E2R2I2jX2I2E1I0I2I1R1I1jX1I11U1瘁垂诬逊惦胎涯苑必无禹蚕顾墒豌泉酚论远褥元檀乾泡惨孔抒辰溶本芭纳变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 电容性负载电容性负载U2I2E1=E2 R2I2 jX2I2 I0I2 U12E1I1R1I1 jX1I1 1 电阻性负载电阻性负载U2I2E1=E2R2I2jX2I2I0I2U1E1R1I1jX1I11I1盾揖曰检助完打垣札看饯牢怜盎附弦呛柄旱涕缸蠕志风迢竣凹抄改诣护青变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n小结
39、小结（1 1）为简化计算，通过归算法将原、副边电路整合为一个统）为简化计算，通过归算法将原、副边电路整合为一个统一的电路，可用熟知的电路理论来分析变压器性能。一的电路，可用熟知的电路理论来分析变压器性能。（2 2）把副边电路归算到原边，要遵循两个原则：）把副边电路归算到原边，要遵循两个原则：磁势不变原磁势不变原则，元件功率不变原则。则，元件功率不变原则。（3）副边归算前后）副边归算前后:二次侧电流变化二次侧电流变化1/k倍倍 二次侧电势、电压变化二次侧电势、电压变化k倍倍 二次侧电阻、阻抗、负载变化二次侧电阻、阻抗、负载变化k2倍倍兵呐贯异钾介荣份峻线浊野卉咙浙喷赘郑苫愿洋乡铁建僳姿稳假趁弛呼
40、亿变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.5 2.5 变压器参数的测定变压器参数的测定变变压压器器中中的的等等效效参参数数励励磁磁阻阻抗抗Z Zm m和和短短路路阻阻抗抗Z Zk k，对对变变压压器器的的运运行行性性能能有有直直接接影影响响，知知道道了了变变压压器器的的参参数数，就就可可绘绘出出等等效效电电路路，然然后后应应用用等等效效电电路路分分析析计计算算。对对已已经经制制成成的的变变压压器器，可可以以通通过过空空载载试试验验测测出出励励磁磁阻阻抗抗，短路试验测出短路阻抗。短路试验测出短路阻抗。一、空载试验（开路试验）一、空载试验（开路试验）条件：为试验安全和仪器接条件：为试验安全和仪器
41、接线方便，一般在低压侧做空线方便，一般在低压侧做空载实验。试验时，低压侧加载实验。试验时，低压侧加额定电压额定电压，二次绕组开路。，二次绕组开路。低压侧低压侧高压侧高压侧U1VAWV洞凤邀砚痕扮棱沫指苹躁沤鄂汪晋冒佐畦德澡测闻涣绦益孝戮蚊梭束耕骄变压器原理基本结构变压器第二章 变压器空载试验可求取空载试验可求取:变比变比k、铁耗、铁耗PFe、励磁阻抗、励磁阻抗Zm 实验数据：实验数据：U1N、I0、P0、U20。(1)铁损耗铁损耗 P0=PFePCu =RmI02R1I02 PFeP0(2)励磁阻抗模励磁阻抗模|Zm|Z1+Zm|=U1NI0空空载载时时输输出出功功率率为为0，输输入入功功率率
42、主主用用于于铁铁耗耗，I0很很小小，R1很小，铜耗可忽略。测得的功率近似为铁耗。很小，铜耗可忽略。测得的功率近似为铁耗。U1.I0.r1x1E1.rmxm耶寡豪吵辰铭爹浇绿棺御瞪燃鼓闪欧插呻狭诅缝母首泳萤归稚明办渣淬歧变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(3)励磁电阻励磁电阻RmR1Rm=P0I02(4)励磁电抗励磁电抗 Xm=|Zm|2Rm2(5)电压比电压比U20U1Nk=(6)折算折算 开路试验测量通常为归算到低压侧时的值。折开路试验测量通常为归算到低压侧时的值。折算到高压侧时，算到高压侧时，Rm、Xm 和和 Zm 需要折算。需要折算。实际值为实际值为Rm=k2P0 I02Xm=|Zm
43、|2Rm2胃尤挥默滤扩留危况糜撮惠瑰宵立送硅们送奥片谎扒毛斌浅梗绳址分驮颂变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二二.短路试验短路试验 测量：测量：PCu、短路参数。、短路参数。实验方法：实验方法：逐渐增加逐渐增加 U1，使电，使电流达到额定值：流达到额定值：I1=I1N。U1=(5%10%)U1N高压侧高压侧低压侧低压侧U1AVW 实验数据：实验数据：Uk=U1、Ik=I1N、Pk。(1)铜损耗铜损耗 PCu PFe+PCu=Pk(2)短路阻抗模短路阻抗模|Zk|=UkIk由于外施电压很低，主磁通很小，由于外施电压很低，主磁通很小，铁耗和励磁电流均可忽略，则输铁耗和励磁电流均可忽略，则输入功
44、率近似等于一、二次侧绕组入功率近似等于一、二次侧绕组的铜耗。的铜耗。硒厌烂进蝇铸妈阮贯罩料沟次撂凰龋琉桐齐诉呸吉策糯嚷姬谦焙僳气则墒变压器原理基本结构变压器第二章 变压器U1.-U2.I1=-I2.rkXk短短路路试试验验时时，绕绕组组温温度度与与实实际际运运行行时时不不一一样样。需需要要折折算算到到75度度时时的的值值。若若绕绕组组为为铜铜线线，可可按按课课本本上上的的公公式式2-53进进行行换换算。算。短短路路试试验验时时，使使电电流流达达到到额额定定值值时时所所加加的的电电压压Uk称称为为阻阻抗抗压压降降或或短短路路电电压压。一一般般用用额额定定电电压压的的百百分分值值表表示示。它它也也
45、是变压器铭牌数据之一。是变压器铭牌数据之一。(3)短路电阻短路电阻|Rk|=PkIk2(4)短路电抗短路电抗 Xk=|Zk|2Rk2Uk=UkU1N100%叼挝佃柏巾复碑邦贩壁低诉烦掣塔奴绞菏嵌揩偷诉痴接茵忘真掇氮鉴绥永变压器原理基本结构变压器第二章 变压器A.ABC三相组式铁心变压器三相组式铁心变压器2.6 2.6 三相变压器三相变压器一、三相变压器概述一、三相变压器概述B.C.XYZ韩邑幼果吟银悉芹矣狂褐囤毁煌运窿剂奎绥屎情储臃耀裴伯茎斥崭蓟婚鼻变压器原理基本结构变压器第二章 变压器A.C.B.A.C.B.ABC三相心式铁心的形成三相心式铁心的形成皿仁少摘蝇合炉庭捅辗炕珊衡笔撩组豌摹缮螟吸
46、憾县龟暮篇央贝估而莆恃变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二、二、单相变压器的极性和绕组标志单相变压器的极性和绕组标志u同极性端的确定同极性端的确定u三相变压器的三相变压器的Y和和D连接连接为确定相电压的相位关系，高压、低压绕组相电压相量的为确定相电压的相位关系，高压、低压绕组相电压相量的正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。相电压的相位关系，取决于绕组的同名端是否同在尾端或相电压的相位关系，取决于绕组的同名端是否同在尾端或首端。首端。AUAXaxuaAUAXxaua凳捂慑澜刷们扒绵赂员恤左司渭涸竞肩沉严峨腋理价奉严镁莆烁令簿脂悲变压器原理基本结构变压器第二
47、章 变压器相电压相量的正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。相电压相量的正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。相电压的相位关系，取决于相电压的相位关系，取决于绕组的同名端绕组的同名端是否同在尾是否同在尾端或首端。同在首端或尾端，电压相位相同；否则，端或首端。同在首端或尾端，电压相位相同；否则，电压相位相反。电压相位相反。AUAXxauaAUAXaxuaUA与ua反相UA与ua反相蚀澈籍邀超贾帽去带凌拨填拆轧溜彦父丢坯拟裳干冬魏涪筏驶迟霉柑桂墓变压器原理基本结构变压器第二章 变压器三、绕组连接方式和连接组别三、绕组连接方式和连接组别国家标准规定五种连接组别：国家标准规定五种连接组别：Y，Yn12；Y
48、N，y12；Y，y12；YN，d11；Y，d11星形接法（星形接法（Y），或者带中性点（），或者带中性点（YN）三角形接法（三角形接法（D）三三相相绕绕组组原原边边、副副边边采采用用不不同同的的连连接接方方式式时时，高高压压侧侧线线电电压压与与低低压压侧侧线线电电压压之之间间可可以以形形成成不不同同的的相相位位。为为表表明明这种高低压线电压之间的关系，采用这种高低压线电压之间的关系，采用“时钟表示法时钟表示法”。钾径把拇犁丛押束耻先呻谗墩群甩码柞抵我贯谬萨对味羌沮勃刃攀蔡苑拿变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.Ub.Uc.Ua.ABCUAB.abcab.UY,y12连接组U
49、A.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.时钟法组别判定UAB.uab.UAB相量作为时针指向相量作为时针指向12点，固定不动；点，固定不动；uab相量作为分相量作为分针，其指向的点数即为连接组号。针，其指向的点数即为连接组号。豢鹏氮墩开赞番乌心饲损王桔熬码喂赂绅最诚错跟符饺颂视偏耸寝蒲绸促变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.ub.uc.ua.ABCUAB.abcab.uY,y6连接组UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.UAB.uab.竭拂明萨徊或申堂悔绳捣嗣瞥毫贾篮誊裳锨砧彦姑秧徐粘竿斧漏猪炯屎儒变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.ua.u
50、b.uc.ABCUAB.cabab.uY,y4连接组UA.UB.UC.UAB.ua.ub.uab.UAB.uab.息二冻囚梭肚拙盆刻阔靳操队劈曹持囱琼薯涉壤侠枝摧贺猿倚匡衷眼授靴变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.ub.uc.ua.ABCUAB.abcab.uY,d11连接组UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.UAB.uab.注意：对注意：对D形接法，形接法，线电压等于相电压线电压等于相电压献煌湾持羞芒朵湿刘颂王藤电椰祝场苗颇污栽睦砍懊朔渝疯阅俭意浸饮请变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.7 2.7 标幺值标幺值在工程计算中，各物理量除了采用实际值来表示和计