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1、变压器的基本作用原理与理论分析变压器的基本作用原理与理论分析12-1电力变压器的基本结构和额定值电力变压器的基本结构和额定值2一、电力变压器的基本结构一、电力变压器的基本结构 电力变压器电力变压器 50Hz 容量可达几十万容量可达几十万KVA 电压可达几十万电压可达几十万V 按电压分按电压分：升压变压器和降压变压器升压变压器和降压变压器3 按绕组分按绕组分 双绕组变压器：一个初级绕组，一个次级绕组双绕组变压器：一个初级绕组，一个次级绕组 三绕组变压器：容量较大，三种不同电压三绕组变压器：容量较大，三种不同电压 自耦变压器：初次级绕组合二为一自耦变压器：初次级绕组合二为一 按冷却方式分按冷却方式
2、分 油浸式变压器：采用变压器油用于加强绝缘和散热油浸式变压器：采用变压器油用于加强绝缘和散热 干式变压器：在不允许用油处使用，容量相对较小干式变压器：在不允许用油处使用，容量相对较小所有变压器的基本原理都是相同的所有变压器的基本原理都是相同的 各种专用变压器：试验用高压变压器；电炉用变压器；电焊用变压器；晶闸管线路中的变压器；测量用电压互感器和电流互感器45 基本结构基本结构 铁芯，带有绝缘的绕组，变压器油，油箱，绝缘套管铁芯，带有绝缘的绕组，变压器油，油箱，绝缘套管6 铁芯铁芯：铁芯即为磁路，通过交变磁通；铁芯即为磁路，通过交变磁通；电工钢片迭成，电工钢片迭成，0.35mm，之间涂有绝缘漆；
3、，之间涂有绝缘漆；绕组：绕组：铁芯式和铁壳式，电力系统用铁芯式；铁芯式和铁壳式，电力系统用铁芯式；单相：高低压绕组分成两部分分别套在两边的铁芯柱上；单相：高低压绕组分成两部分分别套在两边的铁芯柱上；三相：每个柱上有一相高低压绕组；三相：每个柱上有一相高低压绕组；低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压外面低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压外面78二、额定值二、额定值（一）额定容量（一）额定容量SN（二）额定电压二）额定电压UN（三）额定电流三）额定电流IN（四）额定频率（四）额定频率fN910 例例2-1 一台一台DJ-240/6型单相油浸型单相油浸自冷式变压器的额定容量自冷式变压器的额定容量SN=
4、240 kVA，额定电压，额定电压U1N/U2N=6.3 kV/0.23 kV。求变压器一、二次绕组的额。求变压器一、二次绕组的额定电流。定电流。11 例例2-2 一台一台SCL-800/10型环氧树脂型环氧树脂浇注三相铝线干式变压器的额定容量浇注三相铝线干式变压器的额定容量SN=800 kVA，额定电压，额定电压U1N/U2N=10 kV/0.4 kV。求变压器一、二次绕组的额。求变压器一、二次绕组的额定电流。定电流。122-2 变压器的空载运行变压器的空载运行13一、变压器空载运行时的一、变压器空载运行时的电磁物理现象电磁物理现象141516二、电磁量的正方向二、电磁量的正方向17三、感应
5、电动势、三、感应电动势、电压变比电压变比1819四、励磁电流四、励磁电流20（一）磁路饱和对励磁电流大小的影响（一）磁路饱和对励磁电流大小的影响（二）磁路材料性质对励磁电流大小的影响（二）磁路材料性质对励磁电流大小的影响21（三）磁路饱和对励磁电流波形的影响（三）磁路饱和对励磁电流波形的影响222324（四）磁滞现象对励磁电流的影响（四）磁滞现象对励磁电流的影响25（五）涡流对励磁电流的影响（五）涡流对励磁电流的影响26五、励磁特性的电路模型五、励磁特性的电路模型2728六、漏磁通与漏电抗六、漏磁通与漏电抗29七、电路方程、等效电路七、电路方程、等效电路和相量图和相量图303132 例例2-3
6、 一台三相电力变压器，一台三相电力变压器，Y,y0接法，额接法，额定容量定容量SN=100 kVA，额定电压，额定电压U1N/U2N=6 kV/0.4 kV，每相参数：一次绕组漏阻抗，每相参数：一次绕组漏阻抗Z1=r1+jx1=(4.2+j9)，励磁阻抗，励磁阻抗Zm=rm+jxm=(514+j5526)。试计算：。试计算：（1）励磁电流及其与额定电流的比值；励磁电流及其与额定电流的比值；（2）空载损耗；空载损耗；（3）一次绕组相电压、相感应电动势及漏阻抗一次绕组相电压、相感应电动势及漏阻抗压降。压降。（一）分析方法（一）分析方法（二）重点（二）重点332-3 变压器负载运行变压器负载运行34
7、35一、负载运行时的电磁物理现象一、负载运行时的电磁物理现象36二、基本方程式二、基本方程式（一）磁动势平衡方程式（一）磁动势平衡方程式（二）电压平衡方程式（二）电压平衡方程式3738三、绕组归算三、绕组归算（一）次级电流的归算值（一）次级电流的归算值（二）次级电动势和电压的归算值（二）次级电动势和电压的归算值（三）次级电阻的归算值（三）次级电阻的归算值（四）次级漏抗的归算值（包括负载阻抗）（四）次级漏抗的归算值（包括负载阻抗）39四、归算后的基本方程式、四、归算后的基本方程式、等效电路和相量图等效电路和相量图404142五、近似等效电路和五、近似等效电路和简化等效电路简化等效电路434445
8、 例例2-4 一台三相电力变压器的额定容一台三相电力变压器的额定容量量SN=800 kVA，额定电压，额定电压U1N/U2N=10/0.4 kV，已知初级绕组每相电阻，已知初级绕组每相电阻r1=0.73 ，漏电抗漏电抗x1=3.5 ，次级绕组每相电阻，次级绕组每相电阻r2=0.0013 ，漏电抗，漏电抗x2=0.0062 ，励磁支路，励磁支路rm=81.2 ，xm=2505 。变压器。变压器Yy0联接，次联接，次级侧接三相对称负载运行，每相负载阻抗级侧接三相对称负载运行，每相负载阻抗ZL=0.17+j 0.08 。试计算：。试计算：(1)变压器初、次变压器初、次级侧电流和励磁电流；级侧电流和励
9、磁电流；(2)负载端电压；负载端电压；(3)输入及输出的有功功率和无功功率。输入及输出的有功功率和无功功率。462-4 标幺值标幺值47一、标幺值的定义一、标幺值的定义二、基值二、基值三、标幺值的优点三、标幺值的优点48 例例2-5 一台三相电力变压器的额定容量一台三相电力变压器的额定容量SN=800 kVA，额定电压，额定电压U1N/U2N=10/0.4 kV，已知，已知初级绕组每相电阻初级绕组每相电阻r1=0.73 ，漏电抗，漏电抗x1=3.5 ，次级绕组每相电阻次级绕组每相电阻r2=0.0013 ，漏电抗，漏电抗x2=0.0062 ，励磁支路，励磁支路rm=81.2 ，xm=2505 。
10、变。变压器压器Y,y0联接，次级侧接三相对称负载运行，每相联接，次级侧接三相对称负载运行，每相负载阻抗负载阻抗ZL=0.17+j 0.08 。试用标幺值计算：。试用标幺值计算：(1)变压器初、次级侧电流和励磁电流；变压器初、次级侧电流和励磁电流；(2)负载端负载端电压；电压；(3)输入及输出的有功功率。输入及输出的有功功率。492-5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定50一、空载试验一、空载试验5152二、短路试验二、短路试验5354 例例2-6 SCL-1000/10型干式铝线电型干式铝线电力变压器的额定数据为：力变压器的额定数据为：SN=1000 kVA，U1N/U2N=10/0.4
11、kV，D,y联接。在联接。在低压侧进行空载试验，测得低压侧进行空载试验，测得U0=400 V，I0=36 A，P0=2800 W；在高压侧进行；在高压侧进行短路试验，测得短路试验，测得Uk=600 V，Ik=I1N，Pk=7530 W，环境温度为，环境温度为20 C。试求变。试求变压器的参数。压器的参数。552-6 变压器的运行特性变压器的运行特性56一、次级端电压的变化一、次级端电压的变化5758二、变压器的效率二、变压器的效率59 例例2-7 例例2-6中中 SCL-1000/10型干式型干式铝线电力变压器，额定数据为：铝线电力变压器，额定数据为：SN=1000 kVA，U1N/U2N=10/0.4 kV，D,y联接。已知变压器在额定电压下的空载联接。已知变压器在额定电压下的空载损耗损耗p0=2800 W，短路电压有功分量，短路电压有功分量ua*=0.0092，短路电压无功分量，短路电压无功分量ur*=0.0595。试求：（试求：（1）额定负载及）额定负载及cos 2=0.8、cos(2)=0.8 时的电压变化率、负载时的电压变化率、负载端电压和效率；（端电压和效率；（2）cos 2=0.8情况下情况下产生最高效率时的负载系数产生最高效率时的负载系数 m及最高效及最高效率率 m。