电机学第1节优秀PPT.ppt

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1、第一篇 变压器第一章 变压器的基本学问第一节 变压器的基本工作原理和分类一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要(1)磁通有变更量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到变更压的目的。第一篇 变压器二、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

2、器、双绕组变压按绕组数目分：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。器、三绕组变压器和多绕组变压器。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：心式变压器和壳式变压器。按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。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。充气式变压器。第一篇 变压器其次节 变压器的基本结构一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和削减

3、铁损，用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。着固定的作用。二、绕组四、油箱三、绝缘套管此外，还有储油柜、吸湿器、平安气道、净油器和气体继电器。此外，还有储油

4、柜、吸湿器、平安气道、净油器和气体继电器。第一篇 变压器第三节 型号与额定值一、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为式等内容，表示方法为如如OSFPSZ-250000/220OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量载调压，额定容量250000kVA250000kVA，高压额定电压，高压额定电压220kV220kV电力变压器电力变压器第一篇 变压器二、额定值三者关系：此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。此外，额定值

5、还有额定频率、效率、温升等。指长期运行时所能承受的工作电压指长期运行时所能承受的工作电压指铭牌规定的额定使用条件指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。下所能输出的视在功率。指在额定容量下，允许长期通过的额定指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流电流。在三相变压器中指的是线电流第一篇 变压器第一节 单相变压器的空载运行 其次节 单相变压器的负载运行第三节 变压器的参数测定第四节 标么值第五节 变压器的运行特性第六节 三相变压器的磁路系统和电路系统其次章 变压器的运行原理与运行分析第七节 三相变压器磁路系统和电路系统对电动势波形的影响第八节 变压器的并联运行第一

6、篇 变压器第一节 单相变压器的空载运行一.空载运行时的电磁关系1.电磁过程第一篇 变压器1 1）性质上：）性质上：与与 成非线性关系；成非线性关系；与与 成线性关系成线性关系；2 2）数量上：）数量上：占占99%99%以上，以上，仅占仅占1%1%以下以下；3 3）作用上：）作用上：起传递能量的作用，起传递能量的作用，起漏抗压降作用。起漏抗压降作用。主磁通与漏磁通的区分主磁通与漏磁通的区分2.各电磁量参考方向的规定一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。强调强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定

7、则；电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。应它的磁通之间符合右手螺旋定则。第一篇 变压器3.感应电动势与磁通的关系 主磁通感应的电动势主磁通感应的电动势主电动势主电动势设则有效值相量同理，二次主电动势也有同样的结论。同理，二次主电动势也有同样的结论。可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通 。主电动势。主电动势的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。第一篇 变压器漏磁通感应的电动势漏磁通感应的

8、电动势漏电动势漏电动势漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即依据主电动势的分析方法，同样有依据主电动势的分析方法，同样有由于漏磁通主要经过非铁磁路径由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和磁路不饱和,故磁阻很大且为故磁阻很大且为常数常数,所以漏电抗所以漏电抗 很小且为常数很小且为常数,它不随电源电压负载情况它不随电源电压负载情况而变而变.第一篇 变压器4.电动势平衡平衡方程（1 1）一次侧电动势平衡方程）一次侧电动势平衡方程忽视很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有忽视很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有则（2 2）二次侧电动势平衡方程）二次侧电动势平衡方程 可

9、见影响主磁通可见影响主磁通 大小的因素有电源电压大小的因素有电源电压 、电源频率、电源频率 和一次绕组的匝数和一次绕组的匝数 。第一篇 变压器5.变比定义对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似为额对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似为额定相电压之比，具体为定相电压之比，具体为Y，d接线D，y接线6.空载损耗 对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与电流频率的与电流频率的1.31.3次方成正比，即次方成正比，即第一篇 变压器二.空载电流1.作用与组成2、性质和大小性质：由于空载电流的无功重量远大于有功重量，所

10、以空载电流性质：由于空载电流的无功重量远大于有功重量，所以空载电流主要是感性无功性质主要是感性无功性质也称励磁电流；也称励磁电流；大小大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，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：第一篇 变压器3、空载电流波形由于磁路饱和，空载电流由于磁路饱和，空载电流与由它产生的主磁通与由它产生的主磁通呈非呈非线性关系。线性关系。当磁通按正弦规律变更时，空载电流呈尖顶波形。当空载电流按正弦规律变更时，主磁通呈尖顶波形。实际空载电流为非正弦波，但为了分析、计算和测量的便利，在实际空载电流

11、为非正弦波，但为了分析、计算和测量的便利，在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。第一篇 变压器三 空载时的等效电路和相量图1、等效电路一次侧的电动势平衡方程为一次侧的电动势平衡方程为空载时等效电路为空载时等效电路为第一篇 变压器励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱和特性，所以和特性，所以 不是常数，随磁路饱和程度增大而减小。不是常数，随磁路饱和程度增大而减小。由于由于 ，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只是一个是一个 元件的电路。在元件的电路。

12、在 一定的情况下，一定的情况下，大小取决于大小取决于 的大小。从运行角度讲，希望的大小。从运行角度讲，希望 越小越好，所以变压器常采用越小越好，所以变压器常采用高导磁材料，增大高导磁材料，增大 ，减小，减小 ，提高运行效率和功率因数。，提高运行效率和功率因数。第一篇 变压器2、相量图依据前面所学的方程，可作依据前面所学的方程，可作出变压器空载时的相量图：出变压器空载时的相量图：（1）以 为参考相量（2）与 同相，滞后 ，（3）滞后 ，；（4）（5）第一篇 变压器空载运行小结（1 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽若忽视漏阻抗压降

13、，则一次主电势的大小由外施电压确定视漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压确定.（2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数确定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（3）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。（4 4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随值，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。磁路的饱和而减小。第一篇 变压器其次节 单相变压器的负载运行一.负载运行时的电磁过程 变压器

14、一次侧接在额定频率、额定电压的沟通电源上，二变压器一次侧接在额定频率、额定电压的沟通电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。次接上负载的运行状态，称为负载运行。第一篇 变压器用图示负载运行时的电磁过程第一篇 变压器二、电动势平衡方程依据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程依据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程漏电动势用漏抗压降表示漏电动势用漏抗压降表示第一篇 变压器三、磁动势平衡方程或或用电流形式表示用电流形式表示电磁关系将一、二次联系起来电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或削减必定引起一次二次电流增加或削减必定引起一次电流的增加或削减，二次电流是通过磁动势来

15、影响一次侧的电流的增加或削减，二次电流是通过磁动势来影响一次侧的 变压器一次绕组的漏阻抗压降很小变压器一次绕组的漏阻抗压降很小,负载和空载时电源电压负载和空载时电源电压与一次侧主电动势相差很小与一次侧主电动势相差很小,可以认为可以认为因此，从空载到负载因此，从空载到负载,电源电压和频率不变时，可以认为主磁通和电源电压和频率不变时，可以认为主磁通和产生主磁通的磁动势基本不变，即产生主磁通的磁动势基本不变，即。,I;,I:L作用作用它起平衡二次磁动势的它起平衡二次磁动势的另一个是负载分量另一个是负载分量产生主磁通产生主磁通它用来它用来一个是励磁电流一个是励磁电流两个分量两个分量变压器的负载电流包括

16、变压器的负载电流包括表明表明10&第一篇 变压器负载运行时负载运行时,忽略空载电流有忽略空载电流有:表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝数不同，不表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝数不同，不仅能变更电压，同时也能变更电流。仅能变更电压，同时也能变更电流。四折算折算：折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组(N(N2 2=N=N1 1)来等来等效，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不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。用一个等效的电路代替实际的变

17、压器。折算原则折算原则：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）保持二次侧各功率或损耗不变。损耗不变。方法方法：（将二次侧折算到一次侧（将二次侧折算到一次侧)第一篇 变压器折算后的方程式为折算后的方程式为第一篇 变压器五等效电路和相量图依据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。依据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。T T型等效电路型等效电路：近似等效电路近似等效电路第一篇 变压器简化等效电路：其中分别为短路电阻、短路电抗分别为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。和短路阻抗。由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由简化等效电路可知，短路阻抗

18、起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的可达额定电流的10201020倍。倍。第一篇 变压器相量图作相量图的步骤作相量图的步骤对应对应T T型等效电路，型等效电路，假定变压器带感性负假定变压器带感性负载载。第一篇 变压器作相量图的步骤（假定带感性负载）作相量图的步骤（假定带感性负载）对应简化等效电路对应简化等效电路由等效电路可知由等效电路可知依据方程可作出简化相量图依据方程可作出简化相量图第一篇 变压器第三节 变压器的参数测定一.空载试验1.目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算通

19、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、铁损和励磁阻抗。变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。2.接线图3.要求及分析1 1）低压侧加电压，高压侧开路；）低压侧加电压，高压侧开路；WAVV*第一篇 变压器5 5）空载电流和空载功率必需是额定电压时的值，并以此求取励）空载电流和空载功率必需是额定电压时的值，并以此求取励磁参数；磁参数；6 6）若要得到高压侧参数，须折算）若要得到高压侧参数，须折算；7 7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；4 4）求出参数）求出参数第一篇 变压器二.短路试验1.目的：通过

20、测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。2.接线图3.要求及分析1 1）高压侧加电压，低压侧）高压侧加电压，低压侧短路；短路；WAV*3 3）同时记录试验室的室温；）同时记录试验室的室温；4 4）由于外加电压很小，主磁通很少，）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为铁损耗很少，忽略铁损，认为 。第一篇 变压器5 5）参数计算）参数计算对T型等效电路：6 6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。时的数值。8 8）对三

21、相变压器，各公式中的电压、电流）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；和功率均为相值；7 7）若要得到低压侧参数，须折算；）若要得到低压侧参数，须折算；9)9)短路电压短路电压：短路时，当短路电流为额定值时，一次所加短路时，当短路电流为额定值时，一次所加的电压，称为短路电压，记作的电压，称为短路电压，记作短路电压也称为阻抗电压短路电压也称为阻抗电压。第一篇 变压器 短路电压的大小干脆反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又干脆影响变压器的运行性能。从正常运行角度看，从正常运行角度看，希望短路电压小些，这样希望短路电压小些，这样可使副边电压随负载波动可使副边电压随负载波动小些；从限制短路电流

22、角小些；从限制短路电流角度，希望它大些，相应的度，希望它大些，相应的短路电流就小些。短路电流就小些。第一篇 变压器第四节 标么值 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值的比值,即即一、定义一、定义二、基准值的确定二、基准值的确定1 1、通常以额定值为基准值。、通常以额定值为基准值。2 2、各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；、各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；单相值

23、以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；3 3、第一篇 变压器三、标么值的优点三、标么值的优点3 3、折算前、后的标么值相等。线值的标么值、折算前、后的标么值相等。线值的标么值=相值的标么值；相值的标么值；单相值的标么值单相值的标么值=三相值的标么值；三相值的标么值；1 1、额定值的标么值为、额定值的标么值为1 1。2 2、百分值、百分值=标么值标么值100%100%；4 4、某些意义不同的物理量标么值相等、某些意义不同的物理量标么值相等四、标么值的缺点四、标么值的缺点标么值没有单位，物理意义不明确。标么值没有单位，物理意义不明确。第一篇 变压器第五节 变压器的运行特性一 电压变更率

24、用相量图可以推导出电压变更率的表达式：用相量图可以推导出电压变更率的表达式：定义定义：是指一次侧加是指一次侧加50Hz50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即 式中式中称为负载系数称为负载系数 由表达式可知，电压变更率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。电压变更率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。第一篇 变压器1.001.0第一篇 变压器 为了保证二次端电压在允许范围之内,通常在变压器的高压侧设置抽头,并装设分接开

25、关,调整变压器高压绕组的工作匝数,来调整变压器的二次电压。分接开关有两种形式：一种只能在断电状况下进行调整，称为无载分接开关-这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在带负荷的状况下进行调整，称为有载分接开关-这种调压方式称为有载调压。中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作UN 5%。大型电力变压器接受五个或多个分接头,例UN 2x2.5%或UN 8x1.5%。第一篇 变压器二变压器的损耗和效率 铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也铁损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。称为不变损耗。变压器的损耗 铜损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流铜

26、损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、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中引起的涡流损耗等。起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损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、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。涡流

27、损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。第一篇 变压器效率效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。是指变压器的输出功率与输入功率的比值。其中 变压器效率的大小与变压器效率的大小与负载的大小负载的大小、功率因数功率因数及变压器本身及变压器本身铜损耗和铁损耗铜损耗和铁损耗有关。有关。第一篇 变压器效率特性：在功率因数确定时，变压效率特性：在功率因数确定时，变压器的效率与负载电流之间的关系器的效率与负载电流之间的关系=f(),称为变压器的效率特性。称为变压器的效率特性。即当铜损耗等于铁损耗即当铜损

28、耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗可变损耗等于不变损耗)时时,变压器效变压器效率最大：率最大：或为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁损耗小些为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁损耗小些。第一篇 变压器第六节 三相变压器的磁路系统和电路系统一 磁路系统1组式变压器心式变压器特点是：三相磁路特点是：三相磁路彼此无关联。彼此无关联。特点是：三相磁路特点是：三相磁路彼此有关联。彼此有关联。第一篇 变压器二、电路系统1.变压器的端头标号绕组绕组名称名称单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器中性点首端首端末端末端首端首端末端末端高压高压绕组绕组AXA、B、CX、Y、ZN低压低压绕组绕

29、组axa、b、cx、y、zn中压中压绕组绕组AmXmAm、Bm、CmXm、Ym、ZmNm第一篇 变压器2.单相变压器的极性*一、二次绕组的同极性端一、二次绕组的同极性端同标记时，一、二次绕组同标记时，一、二次绕组的电动势同相位。的电动势同相位。*一、二次绕组的同极性端一、二次绕组的同极性端异标记时，一、二次绕组异标记时，一、二次绕组的电动势反相位。的电动势反相位。第一篇 变压器3.三相变压器的连接组别连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。线电压）的相位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标记有

30、关，三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标记有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。而且还与三相绕组的连接方式有关。1)Y，y（Y/Y）连接）连接ABAB与与abab之间夹角为之间夹角为0,0,则连则连接组别为接组别为Y Y，y0(Y/Y-12)y0(Y/Y-12)若高压绕组三相标记不变，低若高压绕组三相标记不变，低压绕组三相标记依次后移，可压绕组三相标记依次后移，可以得到以得到Y,y4Y,y4、Y,y8Y,y8连接组别。连接组别。同理同理,若异名端在对应端，可得到若异名端在对应端，可得到Y,y6Y,y6、Y,y10Y,y10和和Y,y2Y,y2连接组别。连接组别。第一篇 变压器若高压绕

31、组三相标记不若高压绕组三相标记不变，低压绕组三相标记变，低压绕组三相标记依次后移，可以得到依次后移，可以得到Y,d3Y,d3、Y,d7Y,d7连接组别。连接组别。2)Y，d（Y/）连接）连接 ABAB与与abab之间夹角为之间夹角为3030，连接组别为连接组别为Y Y，d11d11（Y/Y/-11-11）。）。同理，若异名端在对应端，可得到同理，若异名端在对应端，可得到Y,d5Y,d5、Y,d9Y,d9和和Y,d1Y,d1连接组别。连接组别。第一篇 变压器 总之，对于总之，对于Y Y，y y（或（或D D，d d）连接，可以得到）连接，可以得到0 0、2 2、4 4、6 6、8 8、1010等

32、六个偶数组别；而等六个偶数组别；而Y Y，d d（或（或D D，y y）连接，可以得到）连接，可以得到1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111等六个奇数组别等六个奇数组别。变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。其中前三种最为常用：其中前三种最为常用：Y,yn0 Y,yn0 连接的二次绕组可以引出连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。明负载。Y,d11Y,d11连接用于低

33、压侧电压超过连接用于低压侧电压超过400V400V的线路中。的线路中。YN,d11YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。可以接地。第一篇 变压器第七节 磁路系统和电路系统对电动势波形的影响 i i0 0中有、无中有、无i i0303,看电路连接中有无看电路连接中有无i i0303通路，通路，Y Y连接中，无连接中，无i i0303通路通路,i,i0 0为正弦波：为正弦波：YNYN或或D D连接连接,i,i0303可以在绕组中流过，可以在绕组中流过，i i0 0为尖为尖顶波。顶波。单相变压器，当磁路饱和时，u1为正弦波，

34、和e1也是正弦波，而i0为尖顶波分解为基波i01和三次谐波i03（忽视其它高效次谐波）。对三相变压器，由于绕组的连接方式不同，i0 中可能无i03，使和e1为非正弦波同样可分解为基波和三次谐波（忽视其它高效次谐波）。中有、无中有、无3 3 ，看磁路结构，三相组式变压器，看磁路结构，三相组式变压器，3 3可以可以在铁心中流过，在铁心中流过，为平顶波；三相心式变压器，为平顶波；三相心式变压器，3 3不能在铁不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，3 3很小，很小，基本为正弦波。基本为正弦波。第一篇 变压器一、Y Y，y y

35、（Y/YY/Y）连接的三相变压器一次侧一次侧Y Y接线，接线，i i0303=0=0，i i0 0为正弦波，磁通为正弦波，磁通应为平顶波。应为平顶波。（2 2）对三相心式变压器，）对三相心式变压器，33不能在铁心中流过，只能借助油和不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，3 3很小，很小，基本为正弦波，基本为正弦波，感应电动势感应电动势 e e 也基本为正弦波也基本为正弦波 。但通过油箱壁时将产生涡流损。但通过油箱壁时将产生涡流损耗，造成局部过热，降低变压器的效率，因此，容量大于耗，造成局部过热，降低变压器的效率，因此，容量大于1800kV

36、A1800kVA时，不宜接受心式时，不宜接受心式Y Y，y y连接。连接。（1 1）对三相组式变压器，）对三相组式变压器，33可以在铁心中存在，所以可以在铁心中存在，所以为平为平顶波，感应电动势顶波，感应电动势e e 为尖顶波，其中的三次谐波幅值可达基波为尖顶波，其中的三次谐波幅值可达基波幅值的幅值的45%60%45%60%，使相电动势的最大值上升很多，可能击穿绕组，使相电动势的最大值上升很多，可能击穿绕组绝缘，因此，三相组式变压器不接受绝缘，因此，三相组式变压器不接受Y Y，y y连接。连接。第一篇 变压器二、YNYN，y y（Y Y0 0/Y/Y）连接的三相变压器一次侧一次侧YNYN（Y

37、Y0 0）接线，接线，i i0303可以流过，可以流过，i i0 0为尖顶波，磁通为尖顶波，磁通应应为正弦波，感应电动势为正弦波，感应电动势 e e 也为正弦波也为正弦波 。一次绕组一次绕组Y Y连接，连接，i03=0 i03=0，i0 i0为正弦波，为正弦波，应为平顶波，其中应为平顶波，其中的的33在二次绕组中感应电动势在二次绕组中感应电动势e23e23，并在，并在D D内产生内产生i23i23。i23 i23建建立的磁通立的磁通2323大大减弱大大减弱33的作用，因此合成磁通和电动势均接的作用，因此合成磁通和电动势均接近正弦波。近正弦波。三、D D，y y（/Y）连接的三相变压器一次侧一次

38、侧D D（）接线，）接线，i i0303可以流过，可以流过，i i0 0为尖顶波，磁通为尖顶波，磁通应为应为正弦波，感应电动势正弦波，感应电动势 e e 也为正弦波也为正弦波 。四、Y Y，d d（Y/Y/）连接的三相变压器第一篇 变压器五、Y Y，ynyn（Y/YY/Y0 0）连接的三相变压器 二次侧 yn（Y0）接线，负载时可以为三次谐波供应通路，使相电动势波形得到改善。但是由于负载的影响，产生i23不能很大，所以相电动势波形不能得到很好改善，这种状况基本与Y，y连接一样，只适用于容量较小的三相心式变压器，而组式变压器仍旧不接受。结论结论（1 1）变压器一次侧是）变压器一次侧是YNYN连接

39、时，电动势波为正弦。连接时，电动势波为正弦。（2 2）变压器有一侧是）变压器有一侧是D D连接时，电动势波为正弦连接时，电动势波为正弦。（3 3）无论相电动势是否为正弦波，但线电动势确定是正弦波。）无论相电动势是否为正弦波，但线电动势确定是正弦波。（4 4）若确定须要）若确定须要Y Y，y y连接，则可增加第三绕组，接受连接，则可增加第三绕组，接受D()D()接线接线第一篇 变压器第八节 变压器的并联运行一.并联运行的志向条件优点：优点：1、提高供电的牢靠性；、提高供电的牢靠性；2、提高供电的经济性。、提高供电的经济性。并联运行并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧是指将几台

40、变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。并联运行的志向状况是：1、空载时各变压器二次绕组之间无环流；2、负载后，各变压器的负载系数相等；3、负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。为了达到上述志向运行状况，并联运行的变压器需满足以下条件1 1、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；2 2、各变压器的连接组别相同；、各变压器的连接组别相同；3 3、各变压器的短路阻抗标么值（短路电压）相等，且短路阻抗、各变压器的短路阻抗标么值（短路电压）相等，且短路阻

41、抗角也相等。角也相等。第一篇 变压器二.并联条件不满足时的运行分析1.1.变比不等时并联运行变比不等时并联运行(假设假设k kI IkkIIII)空载时出现环流空载时出现环流负载时负载时由于由于Z Zk k很小很小,不大的不大的变比值差异变比值差异,都会引都会引起较大的环流起较大的环流.环流的存在一方面影响变压器的负载安排,另一方面占用变压器的容量,增加了变压器的损耗.第一篇 变压器2.2.连接组别不同连接组别不同 连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差30300 0，则二次线，则二次线电压差为线电压的电压差为线电压的51.8%51.8%，由于变压器的

42、短路阻抗很小，由于变压器的短路阻抗很小,这样大的这样大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接 组别不同绝不允许并联。组别不同绝不允许并联。3.3.短路阻抗标么值不等短路阻抗标么值不等可见可见,各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比第一篇 变压器 变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过负荷的状况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容

43、量均能充分利用。为了使各台变压器所担当的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不超过3：1。第一篇 变压器第三章 变压器的不对称运行和瞬变过程第一节 三相变压器的不对称运行一、对称重量法 对称重量法是一种线性变换,将一组不对称的三相系统分解成正序、负序和零序三组对称的系统。第一篇 变压器二、三相变压器各序阻抗和等效电路1正序阻抗及正序等效电路 正序电流所遇到的阻抗称为正序阻抗。正序电流是大小相等、相位彼此相差的三相对称系统，就一相而言，与单相变压器状况一样，其阻抗为 2负序阻抗及负序等效电路 负序电流

44、所遇到的阻抗称为负序阻抗。负序电流所遇到的阻抗称为负序阻抗。由于正序和负序均是对称的，仅存在由于正序和负序均是对称的，仅存在B B相超相超前还是前还是C C相超前的差别，对变压器的电磁本相超前的差别，对变压器的电磁本质没有什么不同，因此负序系统的负序阻质没有什么不同，因此负序系统的负序阻抗与正序系统相同，即抗与正序系统相同，即 第一篇 变压器3零序阻抗及其等效电路 零序电流遇到的阻抗为零序阻抗。零序电流及其零序磁通与零序电流遇到的阻抗为零序阻抗。零序电流及其零序磁通与三相绕组的连接方式和磁路的结构有关，零序等效电路及零序三相绕组的连接方式和磁路的结构有关，零序等效电路及零序阻抗与正、负序不同。

45、阻抗与正、负序不同。(1(1）绕组连接方式的影响）绕组连接方式的影响 三相绕组的连接方式不会影响漏阻抗的大小，但对零序电流三相绕组的连接方式不会影响漏阻抗的大小，但对零序电流的流通影响很大。在零序等效电路中，的流通影响很大。在零序等效电路中，Y Y接法的一侧相当于开路。接法的一侧相当于开路。从该侧看进去的零序阻抗从该侧看进去的零序阻抗Z Z0 0=；YNYN一侧为通路；一侧为通路；D D连接一侧相当连接一侧相当于变压器内部短接，但从外部看进去应是开路。于变压器内部短接，但从外部看进去应是开路。第一篇 变压器(2)(2)磁路结构的影响磁路结构的影响 在零序等效电路中，零序电路的励磁阻抗与磁路的结

46、构有很在零序等效电路中，零序电路的励磁阻抗与磁路的结构有很大的关系。对于组式三相变压器，三相零序电流产生的三相同大的关系。对于组式三相变压器，三相零序电流产生的三相同相位的零序磁通可沿各相自己的铁心闭合，其磁路为主磁路，相位的零序磁通可沿各相自己的铁心闭合，其磁路为主磁路，因此零序励磁阻抗与正序阻抗相同。即因此零序励磁阻抗与正序阻抗相同。即 对于三相心式变压器，三相零序磁通不能沿铁心闭合，只对于三相心式变压器，三相零序磁通不能沿铁心闭合，只能沿油和箱壁闭合，其磁阻大，因而零序励磁阻抗比较小。一能沿油和箱壁闭合，其磁阻大，因而零序励磁阻抗比较小。一般电力变压器般电力变压器而而可见可见第一篇 变压

47、器(3(3）零序阻抗的测定）零序阻抗的测定 YN,dYN,d和和D,ynD,yn接法的三相变压器接法的三相变压器对于对于YNYN，y y连接的三相变压器，将一次绕组串联，二次绕组开连接的三相变压器，将一次绕组串联，二次绕组开路，便可测出从一次侧看的零序阻抗路，便可测出从一次侧看的零序阻抗 Y,yn接法的三相变压器的测量方法是：把二接法的三相变压器的测量方法是：把二次侧三个绕组首尾串联接到单相电源上，以模次侧三个绕组首尾串联接到单相电源上，以模拟零序电流和零序磁通的流通状况，一次侧开拟零序电流和零序磁通的流通状况，一次侧开路，测量电压路，测量电压U，电流，电流I，功率，功率P，则从二次侧，则从二

48、次侧看的零序阻抗为看的零序阻抗为第一篇 变压器其次节 变压器的瞬变过程一、变压器的空载合闸 设电源电压按正弦规律变更，合闸时一次侧电压平衡方程为 其解为其解为忽略铁心的剩磁忽略铁心的剩磁(1)(1)合闸时合闸时即，合闸后磁通马上进入稳定状态，建立该磁通的合闸电流也即，合闸后磁通马上进入稳定状态，建立该磁通的合闸电流也马上达到稳定空载电流，避开了冲击电流的产生马上达到稳定空载电流，避开了冲击电流的产生 。其解为其解为第一篇 变压器磁通的暂态重量达到最大值。由于磁通的暂态重量达到最大值。由于忽视了电阻，暂态重量将不衰减，忽视了电阻，暂态重量将不衰减，在合闸后半个周期在合闸后半个周期 t=/t=/时

49、磁时磁通达到最大值通达到最大值 由于铁心有磁饱和现由于铁心有磁饱和现象，当磁通由正常运行的象，当磁通由正常运行的稳态值（对应于正常励磁稳态值（对应于正常励磁电流电流I I0 0）增大到）增大到2 2m m时，时，对应的励磁电流将急剧增对应的励磁电流将急剧增大到稳态值的几十倍，甚大到稳态值的几十倍，甚至上百倍，此时的空载电至上百倍，此时的空载电流称为流称为励磁涌流。励磁涌流。(2)(2)合闸时合闸时第一篇 变压器 励磁涌流最大不超过几倍（约励磁涌流最大不超过几倍（约5 5 8 8倍）的额定电流。在倍）的额定电流。在整个瞬变过程中，大部分时间内的冲击电流都在额定电流值以整个瞬变过程中，大部分时间内

50、的冲击电流都在额定电流值以下，因此，无论从电磁力或温升来考虑，对变压器本身没有多下，因此，无论从电磁力或温升来考虑，对变压器本身没有多大危害。但在最初几个周期内，冲击电流可能使过电流爱护装大危害。但在最初几个周期内，冲击电流可能使过电流爱护装置误动作。置误动作。为了防止这种现象发生，加快合闸电流的衰减，可在变压为了防止这种现象发生，加快合闸电流的衰减，可在变压器一次侧串入一个合闸电阻，合闸完后再将该电阻切除器一次侧串入一个合闸电阻，合闸完后再将该电阻切除。第一篇 变压器二、二次侧突然短路突然短路时电路的微分方程为突然短路时电路的微分方程为1突然短路的瞬变过程解为解为一般变压器一般变压器则则并认