變壓器工作原理講解

1、.1 第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的工作原理、分類及和結(jié)構(gòu)變壓器的工作原理、分類及和結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行 第四節(jié)第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖變壓器的等效電路及相量圖 第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定和標么值變壓器參數(shù)的測定和標么值 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性 第七節(jié)第七節(jié) 三相變壓器三相變壓器 第八節(jié)第八節(jié) 其它用途的變壓器其它用途的變壓器 變壓器是一種靜止電器變壓器是一種靜止電器, ,它通過線圈間的電磁感應(yīng)它通過線圈間的電磁感應(yīng), , 將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓將一種電壓等級的

2、交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓 等級的交流電能等級的交流電能. 第三章第三章 變壓器變壓器 .2 變壓器是一種靜止電器變壓器是一種靜止電器, ,它通過線圈間的電磁感應(yīng)它通過線圈間的電磁感應(yīng), , 將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓 等級的交流電能。等級的交流電能。確切地說，它具有變壓、變流、變換確切地說，它具有變壓、變流、變換 阻抗和隔離電路的作用。阻抗和隔離電路的作用。 例如，在電力系統(tǒng)中用電力變壓器把發(fā)電機發(fā)出的電壓升高例如，在電力系統(tǒng)中用電力變壓器把發(fā)電機發(fā)出的電壓升高 后進行遠距離輸電，到達目的地以后再用變壓器把電壓降低供

3、用后進行遠距離輸電，到達目的地以后再用變壓器把電壓降低供用 戶使用；戶使用； 在實驗室用自耦變壓器改變電源電壓；在實驗室用自耦變壓器改變電源電壓； 在測量上利用儀用變壓器擴大對交流電壓、電流的測量范圍；在測量上利用儀用變壓器擴大對交流電壓、電流的測量范圍； 在電子設(shè)備和儀器中用小功率電源變壓器提供多種電壓，用在電子設(shè)備和儀器中用小功率電源變壓器提供多種電壓，用 耦合變壓器傳遞信號并隔離電路上的聯(lián)系等等。耦合變壓器傳遞信號并隔離電路上的聯(lián)系等等。 變壓器雖然大小懸殊，用途各異，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器雖然大小懸殊，用途各異，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理 是相同的。是相同的。 .3 第一節(jié)第一節(jié) 變

4、壓器的工作原理、分類及結(jié)構(gòu)變壓器的工作原理、分類及結(jié)構(gòu) .4 一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)一、變壓器的基本結(jié)構(gòu) 鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分組成。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分組成。變壓器的主磁路，為了變壓器的主磁路，為了 提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用厚為提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用厚為0.35-0.5mm0.35-0.5mm、表面涂有絕緣、表面涂有絕緣 漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊成。漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊成。 變壓器的基本結(jié)構(gòu)分為四個部分：鐵心變壓器的基本結(jié)構(gòu)分為四個部分：鐵心變壓器的磁路；變壓器的磁路； 繞組繞組變壓器的電路；絕緣結(jié)構(gòu)；油箱等其它部分。變壓器的電路；絕緣結(jié)構(gòu)；油箱等其它部分。 （一）鐵心（一）鐵心

5、變壓器的鐵心中，每片硅鋼片為拼接片。在疊片時，采用疊變壓器的鐵心中，每片硅鋼片為拼接片。在疊片時，采用疊 接式，即將上下兩層疊片的接縫錯開，可縮小接縫間隙，以減小接式，即將上下兩層疊片的接縫錯開，可縮小接縫間隙，以減小 勵磁電流。如下圖所示。勵磁電流。如下圖所示。 鐵軛鐵軛 鐵心柱鐵心柱 .5 .6 鐵心柱的截面在小型變壓器中采用方形。在容量較大的變壓鐵心柱的截面在小型變壓器中采用方形。在容量較大的變壓 器中，采用階梯形截面，如圖器中，采用階梯形截面，如圖3-63-6所示。所示。 繞組是變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線（扁線或圓線）繞組是變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線（扁線或圓線） 繞制

6、而成。繞制而成。 （二）繞組（二）繞組 鐵軛的截面有矩形及階梯形的，如圖鐵軛的截面有矩形及階梯形的，如圖3-73-7所示，其截面一般所示，其截面一般 比鐵心柱截面大（比鐵心柱截面大（510）%，以減小空載電流和空載損耗。，以減小空載電流和空載損耗。 疊裝好的鐵心其鐵軛用槽鋼（或焊接夾件）及螺桿固定。鐵疊裝好的鐵心其鐵軛用槽鋼（或焊接夾件）及螺桿固定。鐵 心柱則用環(huán)氧無緯玻璃絲粘帶綁扎。心柱則用環(huán)氧無緯玻璃絲粘帶綁扎。 當采用冷軋硅鋼片時，應(yīng)用斜切鋼片的疊裝方法，可提高導(dǎo)當采用冷軋硅鋼片時，應(yīng)用斜切鋼片的疊裝方法，可提高導(dǎo) 磁系數(shù)，降低損耗，如圖磁系數(shù)，降低損耗，如圖3-53-5所示。所示。 .

7、7 1U 2U 1u 2u 一次側(cè)接電源一次側(cè)接電源 二次側(cè)接負載二次側(cè)接負載 如下圖所示有兩組：一個繞組與電源相連，稱為一次繞組如下圖所示有兩組：一個繞組與電源相連，稱為一次繞組 （或原繞組），這一側(cè)稱為一次側(cè)（或原邊）；另一個繞組與負（或原繞組），這一側(cè)稱為一次側(cè)（或原邊）；另一個繞組與負 載相連，稱為二次繞組（或副繞組），這一側(cè)稱為二次側(cè)（或副載相連，稱為二次繞組（或副繞組），這一側(cè)稱為二次側(cè)（或副 邊）。邊）。 .8 同心式繞組同心式繞組 交迭式繞組交迭式繞組 對于三相變壓器，根據(jù)兩組繞組的相對位置，繞組可分為同對于三相變壓器，根據(jù)兩組繞組的相對位置，繞組可分為同 心式和交疊式兩種，如

8、以下兩圖所示。心式和交疊式兩種，如以下兩圖所示。 .9 根據(jù)繞組和鐵心的相對位置，變壓器有殼式結(jié)構(gòu)和心式結(jié)構(gòu)根據(jù)繞組和鐵心的相對位置，變壓器有殼式結(jié)構(gòu)和心式結(jié)構(gòu) 兩種，兩種，如以下兩圖所示。如以下兩圖所示。 （三）其它結(jié)構(gòu)部件（三）其它結(jié)構(gòu)部件 如下圖所示，油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)中還包括油箱、絕緣如下圖所示，油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)中還包括油箱、絕緣 套管、儲油柜、安全氣道等。套管、儲油柜、安全氣道等。 .10 .11 二、變壓器的分類二、變壓器的分類 按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按用途分：電力變壓器和特種變壓器。 按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三按繞組數(shù)目分：單繞組（

9、自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三 繞組變壓器和多繞組變壓器。繞組變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。 按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和 充氣式變壓器。充氣式變壓器。 我國變壓器的主要系列：我國變壓器的主要系列：SJL1（三相油浸鋁線電力變壓器）、（三相油浸鋁線電力變壓器）、 SE

10、L1（三相強油風(fēng)冷鋁線電力變壓器）、（三相強油風(fēng)冷鋁線電力變壓器）、SFPSL1（三相強油風(fēng)（三相強油風(fēng) 冷三線圈鋁線電力變壓器）、冷三線圈鋁線電力變壓器）、SWPO（三相強油水冷自耦電力變（三相強油水冷自耦電力變 壓器）等。壓器）等。 按容量分：小型、中型、大型和特大型變壓器。按容量分：小型、中型、大型和特大型變壓器。 .12 連接發(fā)電機與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機與電網(wǎng)的升壓變壓器 連接發(fā)電機的連接發(fā)電機的 封閉母線封閉母線 與電網(wǎng)相連與電網(wǎng)相連 的高壓出線端的高壓出線端 .13 三相干式變壓器 接觸調(diào)壓器 .14 電源變壓器 環(huán)形變壓器 控制變壓器 .15 三、變壓器的工作原理三、變壓器

11、的工作原理 變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵 心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián) 系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈 一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢e1 1、e2 2。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可寫。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可寫 出電動勢的瞬時方程式：出電動勢的瞬時方程式： 1 2 1 2 d e= - N dt d e= - N dt 1U 2U 1u 2u L Z 1 u 1 i 1 e 2 e 2 u 2 i 只要：只要

12、：(1)磁通有變化量磁通有變化量;(2)一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能 達到改變電壓的目的。達到改變電壓的目的。 .16 四、變壓器的額定值四、變壓器的額定值 指銘牌規(guī)定的額定使用條件指銘牌規(guī)定的額定使用條件 下所能輸出的視在功率。是下所能輸出的視在功率。是 輸出能力保證值。輸出能力保證值。 額定容量額定容量 N S (kVA) 指長期運行時所能承受的工作電壓，指長期運行時所能承受的工作電壓， 單位：單位：V、KV。 額定電壓額定電壓 12NN U/ U(kV ) 指在額定容量下，變壓器在連續(xù)運行時允許通過的指在額定容量下，變壓器在連續(xù)運行時允許通過的 最大電流有效值

13、。在三相變壓器中指的是線電流。最大電流有效值。在三相變壓器中指的是線電流。 額定電流額定電流 12NN I/ I( A ) 單位：單位：VA、KVA、MVA 其實際輸出功率取決于負載的大其實際輸出功率取決于負載的大 小和性質(zhì)，即小和性質(zhì)，即P=Scos。 U1N是指根據(jù)絕緣強度和允是指根據(jù)絕緣強度和允 許發(fā)熱所規(guī)定的應(yīng)加在一次繞許發(fā)熱所規(guī)定的應(yīng)加在一次繞 組上的正常電壓有效值。組上的正常電壓有效值。 U2N是指一次側(cè)加額是指一次側(cè)加額 定電壓時二次側(cè)的開路定電壓時二次側(cè)的開路 電壓。電壓。 在三相變壓器中額定電壓為線電壓。在三相變壓器中額定電壓為線電壓。 單位：單位：A A .17 此外，額定

14、值還有此外，額定值還有效率、溫升效率、溫升等。除額定值外，銘牌上還標等。除額定值外，銘牌上還標 有變壓器的相數(shù)、聯(lián)結(jié)組和接線圖、短路電壓（或短路阻抗）的有變壓器的相數(shù)、聯(lián)結(jié)組和接線圖、短路電壓（或短路阻抗）的 標么值、變壓器的運行方式及冷卻方式等。標么值、變壓器的運行方式及冷卻方式等。 三者關(guān)系三者關(guān)系： 1122 1122 33 NNNNN NNNNN SUIUI SUIUI 單相：單相： 三相：三相： 額定頻率額定頻率fN 指電源頻率，我國規(guī)定標準工頻為指電源頻率，我國規(guī)定標準工頻為50Hz50Hz。 為考慮運輸，有時銘牌上還標有變壓器的總重、油重、器身為考慮運輸，有時銘牌上還標有變壓器的

15、總重、油重、器身 重量和外形尺寸等附屬數(shù)據(jù)。重量和外形尺寸等附屬數(shù)據(jù)。 .18 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行 .19 一、空載運行時的物理情況一、空載運行時的物理情況 變壓器的空載運行是指變壓器一次繞組接在額定電變壓器的空載運行是指變壓器一次繞組接在額定電 壓的交流電源上，而二次繞組開路時的工作情況。壓的交流電源上，而二次繞組開路時的工作情況。 1U 2U 1u 2u u1 i0 主磁通主磁通 當變壓器的一次繞組加上交流電壓當變壓器的一次繞組加上交流電壓u1時，一次繞組內(nèi)便有一時，一次繞組內(nèi)便有一 個交變電流個交變電流i0（即空載電流）流過（即空載電流）流過, ,并建立交變磁

16、場。并建立交變磁場。 N1 N2 11漏磁漏磁 通通 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分別在一、二次繞組產(chǎn)生電動勢根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分別在一、二次繞組產(chǎn)生電動勢e e1 1、e e11 和和e e2 2。 e e11 e e1 1 e e2 2 i2=0 u02 .20 根據(jù)基爾霍夫電壓定律，按上圖所示電壓、電流和電動勢的根據(jù)基爾霍夫電壓定律，按上圖所示電壓、電流和電動勢的 正方向，可寫出一、二次繞組的電動勢方程式為：正方向，可寫出一、二次繞組的電動勢方程式為： u1=i0R1- -e1- -e1i0R1+N1d/dt u02=e2=N2d/dt 在一般變壓器中，電阻壓降在一般變壓器中，電阻壓降i0R1很小

17、，僅占一次繞組電壓很小，僅占一次繞組電壓 的的0.1%0.1%以下，故可近似認為以下，故可近似認為u1e1。 tsin m 設(shè)設(shè) 00 1111 2-9090 mm d eNfN sin(t)Esin() dt t 則則 11 4.44 m EfN 有效值有效值 同理，同理，e2=2=2fN2msin( (t t-90)=-90)=E2msin（t-90-90） 有效值有效值 E2=4.444.44fN2m 1 . E mfNj144.4 2 . E mfNj244.4 相量表達式相量表達式 .21 因此，可得出：因此，可得出：E1/E2= =N1/N2U1/U2= =k 定義定義 11 2

18、11 2022 N N UUEN k ENUU 式中式中k為變壓器的電壓比，即變比。為變壓器的電壓比，即變比。 根據(jù)主電動勢根據(jù)主電動勢e1的分析方法，同樣有的分析方法，同樣有 111 4.44 m EjfN 111 4.44 EfN 漏電動勢也可以用漏抗壓降來表示，即漏電動勢也可以用漏抗壓降來表示，即 11001 EjL IjI X 由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑, ,磁路不飽和磁路不飽和, ,故磁阻很大且為故磁阻很大且為 常數(shù)常數(shù), ,所以漏電抗所以漏電抗 很小且為常數(shù)很小且為常數(shù), ,它不隨電源電壓負載情況它不隨電源電壓負載情況 而變而變. . 1 X K1K1

19、變壓器為降壓變壓器；變壓器為降壓變壓器； K1K1變壓器為升壓變壓器。變壓器為升壓變壓器。 .22 （1 1）一次側(cè)電動勢平衡方程）一次側(cè)電動勢平衡方程 變壓器空載運行時電動勢平衡方程：變壓器空載運行時電動勢平衡方程： 111 4.44 m UEfN 220 EU 忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有 11 11 4.444.44 m EU fNfN 則則 重要公式重要公式 可見，影響主磁通大小的因素有可見，影響主磁通大小的因素有電源電壓電源電壓和和頻率頻率，以及，以及一次一次 線圈的匝數(shù)線圈的匝數(shù)。 （2 2）二次側(cè)電動勢平衡方程）二次側(cè)電動勢

20、平衡方程 1 011 1 R IEE U 10111 1001 ZIxjREEIIU .23 二、空載電流和空載損耗二、空載電流和空載損耗 1. 1. 作用與組成作用與組成 （一）空載電流（一）空載電流 空載電流空載電流i0包含兩個分量：包含兩個分量： 2 2、性質(zhì)和大小、性質(zhì)和大小 性質(zhì)性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠大于有功分量，所以空載電流由于空載電流的無功分量遠大于有功分量，所以空載電流 主要是感性無功性質(zhì)主要是感性無功性質(zhì)也稱勵磁電流。也稱勵磁電流。 另一個是鐵損耗分量另一個是鐵損耗分量iFeFe, ,稱為鐵耗電流，主要作用是供鐵損稱為鐵耗電流，主要作用是供鐵損 耗（磁滯損耗和渦流損耗

21、），超前于主磁通耗（磁滯損耗和渦流損耗），超前于主磁通9090度，即與度，即與E E1 1反相。反相。 一個是勵磁分量一個是勵磁分量( (無功分量無功分量) ) i，稱為磁化電流，作用是建，稱為磁化電流，作用是建 立磁場，與主磁通同相；立磁場，與主磁通同相； 大小大?。号c電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，與電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)， 用空載電流百分數(shù)用空載電流百分數(shù)I I0 0% %來表示來表示： 0 0 N 100 I I % I .24 與兩個分量的相量關(guān)系：與兩個分量的相量關(guān)系：I0 0= =I+ +IFE FE 通常通常IFEFE10%10%I0

22、 0，故，故I0 0I 3 3、空載電流波形、空載電流波形 由于磁路飽和，空載電流由于磁路飽和，空載電流 與由它產(chǎn)生的主磁通與由它產(chǎn)生的主磁通呈非呈非 線性關(guān)系。線性關(guān)系。 因此，因此，當主磁通按正弦當主磁通按正弦 規(guī)律變化時，規(guī)律變化時，空載電流空載電流 呈尖頂波形。呈尖頂波形。 實際空載電流為非正弦波，但為了分析、計算和測量的方便，在實際空載電流為非正弦波，但為了分析、計算和測量的方便，在 相量圖和計算式中常用正弦的電流代替實際的空載電流。相量圖和計算式中常用正弦的電流代替實際的空載電流。 t 0 i 32 1 1 2 3 0 i .25 （二）空載損耗（二）空載損耗 空載損耗約占額定容量

23、的空載損耗約占額定容量的0.2%0.2%1%1%，而且隨變壓器容量的，而且隨變壓器容量的 增大而下降。為減少空載損耗，改進設(shè)計結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)增大而下降。為減少空載損耗，改進設(shè)計結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu) 質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。 變壓器空載運行時，一次繞組從電源中吸取了少量的電功變壓器空載運行時，一次繞組從電源中吸取了少量的電功 率率P0，主要用來補償鐵心中的鐵耗，主要用來補償鐵心中的鐵耗以及少量的繞組銅耗，可認為以及少量的繞組銅耗，可認為 P0 pFe。 .26 三、空載時的相量圖和等效電路三、空載時的相量圖和等

24、效電路 1 1、相量圖、相量圖 （1）以 為參考相量 m m （2） 與 同相， 超前 ， m ar0 III 00 0 90 a I0 r I0 a I0 r I 0 0 I 10111 1001 ZIxjREEIIU 可作出變壓器空載時的相量圖：可作出變壓器空載時的相量圖： 根據(jù)一次側(cè)電動勢平衡方程：根據(jù)一次側(cè)電動勢平衡方程： 二次側(cè)電動勢平衡方程：二次側(cè)電動勢平衡方程： 220 EU 1 E （3） 滯后 ， ； 0 90 m 21 E,E 1 E 1 E 2 E 1001 XI j,IR （4） 10X I j 01I R 1 U （5） 1 U .27 2 2、等效電路、等效電路 其

25、中一個是沒有鐵其中一個是沒有鐵 心的線圈，其阻抗心的線圈，其阻抗 為為Z =R1+jX ; 另一個是帶有鐵心另一個是帶有鐵心 的線圈，其阻抗為的線圈，其阻抗為 Zm=Rm+jXm 11 由公式：由公式： 可知可知 10111 1001 ZIxjREEIIU 空載變壓器可以看作是兩個電抗線圈串聯(lián)的電路?？蛰d變壓器可以看作是兩個電抗線圈串聯(lián)的電路。 .28 100mmm EI (RjX)I Z 即即 一次側(cè)的電動勢平衡方程為一次側(cè)的電動勢平衡方程為 0110 1011 I)jX(RI)jX(R ZIEU mm mmm Z,X,R勵磁電阻、勵磁電抗、勵磁阻抗。由于磁路具有飽勵磁電阻、勵磁電抗、勵磁阻

26、抗。由于磁路具有飽 和特性，所以和特性，所以 不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。 mmm jXRZ 11 XX,RR mm 由于由于 ，所以有時忽略漏阻抗，空載等效電路只，所以有時忽略漏阻抗，空載等效電路只 是一個是一個 元件的電路。在元件的電路。在 一定的情況下，一定的情況下， 大小取決于大小取決于 的大小。從運行角度講，希望的大小。從運行角度講，希望 越小越好，所以變壓器常采用越小越好，所以變壓器常采用 高導(dǎo)磁材料，增大高導(dǎo)磁材料，增大 ，減小，減小 ，提高運行效率和功率因數(shù)。，提高運行效率和功率因數(shù)。 m Z m Z 0 I 0 I m Z 1 U

27、0 I .29 空載運行小結(jié)空載運行小結(jié) （1 1）感應(yīng)電動勢）感應(yīng)電動勢E的大小與電源頻率的大小與電源頻率f、繞組匝數(shù)、繞組匝數(shù)N及鐵心中主及鐵心中主 磁通的最大值磁通的最大值m m 成正比，在相位上滯后產(chǎn)生它的主磁通成正比，在相位上滯后產(chǎn)生它的主磁通9090度。度。 而而主磁通的大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與主磁通的大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與 磁路所用材料的性質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)。磁路所用材料的性質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)。 （3 3）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)。鐵）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)。鐵 心的飽和程度越高，則磁

28、導(dǎo)率越低，勵磁電抗越小，空載電流越心的飽和程度越高，則磁導(dǎo)率越低，勵磁電抗越小，空載電流越 大。因此要合理選擇鐵心截面，使磁通密度大。因此要合理選擇鐵心截面，使磁通密度B Bm m為最大。為最大。 （4 4）鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，則勵磁電抗越大，空載電）鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，則勵磁電抗越大，空載電 流越小。因此變壓器的鐵心均用高導(dǎo)磁的材料硅鋼片疊成。流越小。因此變壓器的鐵心均用高導(dǎo)磁的材料硅鋼片疊成。 （2 2）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動勢與產(chǎn)生該磁通的電流的比）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動勢與產(chǎn)生該磁通的電流的比 值，線性磁路中，電抗為常數(shù)，非線性電路中，電抗的大小隨磁值，線性磁路

29、中，電抗為常數(shù)，非線性電路中，電抗的大小隨磁 路的飽和而減小。路的飽和而減小。 （5 5）氣隙對空載電流影響很大，氣隙越大，空載電流越大。因氣隙對空載電流影響很大，氣隙越大，空載電流越大。因 此要嚴格控制鐵心疊片接縫之間的氣隙。此要嚴格控制鐵心疊片接縫之間的氣隙。 .30 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行 .31 一、負載運行時的物理情況一、負載運行時的物理情況 變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次 接上負載的運行狀態(tài)，稱為接上負載的運行狀態(tài)，稱為負載運行負載運行。 A X a x L Z 1 U 1 I m 1

30、 1 E 1 E 2 E 2 U 2 I 2 2 E .32 用圖示負載運行時的電磁過程用圖示負載運行時的電磁過程 1 U 1 I 2 I 2 U 11 1 FN I 22 2 FN I 01 0 FN I 0 1 E 2 E 1 1 E 2 2 E 11I R 22I R 二、負載運行時的基本方程式二、負載運行時的基本方程式 （一）磁動勢平衡方程式（一）磁動勢平衡方程式 :, U,U.F F;F, 因因此此有有磁磁動動勢勢平平衡衡方方程程大大小小基基本本不不變變由由空空載載到到負負載載不不變變 保保持持只只要要大大小小主主要要取取決決于于共共同同作作用用產(chǎn)產(chǎn)生生次次磁磁動動勢勢 和和二二負負

31、載載時時一一次次磁磁動動勢勢產(chǎn)產(chǎn)生生主主磁磁通通一一次次磁磁動動勢勢空空載載時時 0 11002 100 .33 120 FFF 或或 112210 N IN IN I 用電流形式表示用電流形式表示 L II) k I (II) N N (II 10 2 02 1 2 01 。,I; ,I: L 作用作用它起平衡二次磁動勢的它起平衡二次磁動勢的另一個是負載分量另一個是負載分量產(chǎn)生主磁通產(chǎn)生主磁通 它用來它用來一個是勵磁電流一個是勵磁電流兩個分量兩個分量變壓器的一次電流包括變壓器的一次電流包括表明表明 1 0 電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來, ,二次電流增加或減少必然引二次

32、電流增加或減少必然引 起一次電流的增加或減少起一次電流的增加或減少. . 負載運行時負載運行時, ,忽略空載電流有忽略空載電流有: : 1 2 2 12 1 1 或 N N kI I k I I 表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢?，匝數(shù)不同，表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比。可見，匝數(shù)不同， 不僅能改變電壓，同時也能改變電流。不僅能改變電壓，同時也能改變電流。 .34 （二）電動勢平衡方程式（二）電動勢平衡方程式 根據(jù)基爾霍夫定律可得根據(jù)基爾霍夫定律可得: : 1 1 . 1 . 11 1 . 1 . 1 . )( ZIEjxRIEU 2 2 . 2 . 22 2 . 2 . 2

33、. )( ZIEjxRIEU 或或 L ZIU2 . 2 . 綜上所述，變壓器負載運行方程式總結(jié)為綜上所述，變壓器負載運行方程式總結(jié)為: : 2 . 1 . m0 . 1 . 22 . 2 . 2 . 11 . 1 . 1 . 10 . 22 . 11 . EKE ZE ZEU ZEU I I I NININI .35 第四節(jié)第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖變壓器的等效電路及相量圖 .36 一、繞組折算一、繞組折算 由于變壓器一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)為由于變壓器一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)為，繞組的，繞組的 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢1 12 2，這就給分析變壓器的工作特性和繪制相量，這就給分析變壓器的工作特性

34、和繪制相量 圖增加了困難。為了克服這個困難，常用一假想的繞組來代替圖增加了困難。為了克服這個困難，常用一假想的繞組來代替 其中一個繞組，使之成為變比其中一個繞組，使之成為變比k=k=的變壓器，這樣就可以把一、的變壓器，這樣就可以把一、 二次側(cè)繞組聯(lián)成一個等效電路，從而大大簡化變壓器的分析計二次側(cè)繞組聯(lián)成一個等效電路，從而大大簡化變壓器的分析計 算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號上加一算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號上加一 個上標號個上標號“”以示區(qū)別。折算只是人為地處理問題的方法，以示區(qū)別。折算只是人為地處理問題的方法， 它不會改變變壓器運行時的電磁本質(zhì)。它不會改

35、變變壓器運行時的電磁本質(zhì)。 需要注意的一點是：需要注意的一點是：習(xí)慣上，我們都是將變壓器二次側(cè)數(shù)據(jù)習(xí)慣上，我們都是將變壓器二次側(cè)數(shù)據(jù) 折算到一次測。折算到一次測。 （一）二次側(cè)電動勢和電壓的折算值（一）二次側(cè)電動勢和電壓的折算值 由于折算后的二次繞組和一次繞組有相同的匝數(shù)，根據(jù)電動由于折算后的二次繞組和一次繞組有相同的匝數(shù)，根據(jù)電動 勢與匝數(shù)成正比的關(guān)系可得：勢與匝數(shù)成正比的關(guān)系可得： .37 122 2 1 2 2 2 2 EKEE k N N N N E E （二）二次側(cè)電流的折算值（二）二次側(cè)電流的折算值 根據(jù)折算前后一二次繞組磁動勢不變的原則，可得：根據(jù)折算前后一二次繞組磁動勢不變的原

36、則，可得： 2221 ININ k I I N N I 2 2 2 1 2 （三）二次側(cè)阻抗的折算值（三）二次側(cè)阻抗的折算值 根據(jù)折算前后二次繞組的銅損耗不變的原則，可得：根據(jù)折算前后二次繞組的銅損耗不變的原則，可得： .38 2 2 ) 22 ( 2 22 2 2 2 2 2 ) 2 2 ( 2 2 2 2 2 ) 2 2 ( 2 ZkjxRkjxRZ xkx I I x RkR I I R 為：所以，漏阻抗的折算值 功損耗不變，得由折算前后漏磁通及無 負載阻抗的折算值：負載阻抗的折算值：LLZ I k kU I U Z k 2 1 2 2 2 2 .39 二、等效電路二、等效電路 根據(jù)折算

37、后的方程，可以作出變壓器的等效電路。根據(jù)折算后的方程，可以作出變壓器的等效電路。 T T型等效電路型等效電路： 1 R 1 X 2 R 2 X m R m X 1 U 2 U L Z 2 I 1 I 0 I 近似等效電路近似等效電路 1 R 1 X 2 R 2 X 21 II L 1 I 1 U 2 U L Z .40 簡化等效電路：簡化等效電路： 1 U 2 U L Z 2 II 1 S R S X 其中 12 1 S S2 SSS RRR XXX ZRjX 分別稱為分別稱為短路電阻短路電阻、短路短路 電抗電抗和和短路阻抗短路阻抗。 由簡化等效電路可知，短路阻抗起限制短路電流的作用，由由簡化

38、等效電路可知，短路阻抗起限制短路電流的作用，由 于短路阻抗值很小，所以變壓器的短路電流值較大，一般可達額于短路阻抗值很小，所以變壓器的短路電流值較大，一般可達額 定電流的定電流的10102020倍。倍。 .41 三、變壓器負載時的相量圖三、變壓器負載時的相量圖 作相量圖的步驟作相量圖的步驟對對 應(yīng)應(yīng)T T型等效電路，型等效電路， 假定假定 變壓器帶感性負載變壓器帶感性負載。 2 1 U) 2 2 I ) 22 3RI ) 22 4IXj ) 12 ) 5EE 0 190 )6E m 超前 0 )7 I )() 8 201 III 1 )9E 11 )10RI 11 )11IjX 1 )12 U

39、 .42 作相量圖的步驟（假定帶感性負載）作相量圖的步驟（假定帶感性負載）對應(yīng)簡化等效電路對應(yīng)簡化等效電路 由等效電路可知由等效電路可知 2 1211 22 12 SS UI Z II UUI RjX I 根據(jù)方程可作出簡化相量圖根據(jù)方程可作出簡化相量圖 21 II 2 U S RI1 S XI j 1 1 U 2 .43 第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定和標么值變壓器參數(shù)的測定和標么值 .44 一、空載試驗一、空載試驗 （一）目的一）目的：通過測量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計通過測量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計 算變比、空載電流百分數(shù)、鐵損和勵磁阻抗算變比、空載電流百分數(shù)、鐵損

40、和勵磁阻抗。 （二）接線圖：（二）接線圖： WA VV * * （三）要求及分析：（三）要求及分析： 1 1）為了便于測量和安全，通常在為了便于測量和安全，通常在 低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路； 曲曲線線和和 畫畫出出和和測測出出向向調(diào)調(diào)節(jié)節(jié) 范范圍圍內(nèi)內(nèi)單單方方在在電電壓壓 )U(fP)U(fI ,PI,U, U.U) N 1010 0020 1 2102 Fe pP,XR) 011 3即即和和忽忽略略 20 1 0 0 1 100 N N U k U I I % I 4 4）求出參數(shù)）求出參數(shù) 1 0 0 2 0 22 N m m mmm U Z I P R I XZ

41、R .45 5 5）空載電流和空載功率必須是額定電壓時的值，并以此求取勵）空載電流和空載功率必須是額定電壓時的值，并以此求取勵 磁參數(shù)；磁參數(shù)； 6 6）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算； 7 7）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值。）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值。 二、短路試驗二、短路試驗 （一）目的：（一）目的：通過測量短路電流、短路電壓及短路功率來計算變通過測量短路電流、短路電壓及短路功率來計算變 壓器的短路電壓百分數(shù)、銅損和短路阻抗。壓器的短路電壓百分數(shù)、銅損和短路阻抗。 （二）接線圖：（二）接線圖： WA V * * （三）要求

42、及分析：（三）要求及分析： 1 1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路； ;)U(fP )U(fI,PI ,U ,I. I,) SS SSSSS N S 曲曲線線 和和畫畫出出和和 測測出出對對應(yīng)應(yīng)的的范范圍圍內(nèi)內(nèi)變變化化 在在讓讓短短路路電電流流通通過過調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)電電壓壓 310 2 3 3）同時記錄實驗室的室溫；）同時記錄實驗室的室溫； .46 4 4）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損， 認為：認為： CuS pP 5 5）參數(shù)計算）參數(shù)計算 數(shù)據(jù)結(jié)果：在短路情況下，數(shù)據(jù)結(jié)果：在短路情況下， 短路阻抗：

43、短路阻抗： 短路電阻：短路電阻： 短路電抗：短路電抗： RkZk Xk I p R I U Z N k k N k k 22 12 1 .47 6 6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準工作溫度時的數(shù)值。）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準工作溫度時的數(shù)值。 Rk75 =Rk （對銅線而言）（對銅線而言） Rk75 = Rk （對鋁線而言）（對鋁線而言） 235 75235 228 75228 Zk75 =xR C 22 75 0 短路損耗和短路電壓也應(yīng)換算到短路損耗和短路電壓也應(yīng)換算到7575的值的值 PkN = I2N1 Rk75 UkN = IN1 Zk75 注意：另外由于實驗是在注意：另外由于實驗是在

44、高壓側(cè)高壓側(cè)進行的，故得到的實驗參數(shù)是高進行的，故得到的實驗參數(shù)是高 壓側(cè)的數(shù)據(jù)，壓側(cè)的數(shù)據(jù)，不用不用再向高壓測折算。再向高壓測折算。 .48 7 7）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值； 三、標么值三、標么值 在工程計算中，各物理量往往不用實際值表示，而采用相應(yīng)在工程計算中，各物理量往往不用實際值表示，而采用相應(yīng) 的標幺值來進行表示，通常取各量的額定值作為基值，利用公式的標幺值來進行表示，通常取各量的額定值作為基值，利用公式: : 標么值標么值= =實際值實際值/ /基值基值計算，各物理量的標幺值都用在其右上角加計算，各物理量

45、的標幺值都用在其右上角加 “* *”表示。表示。 例如：例如： 1 1 1 * NU U U 1 1 1 * NI I I 標幺值經(jīng)常作為重要參數(shù)標注在變壓器的銘牌上。標幺值經(jīng)常作為重要參數(shù)標注在變壓器的銘牌上。 .49 采用標幺值的采用標幺值的優(yōu)點優(yōu)點： 1.1.采用標么值可以簡化各量的數(shù)值，并能直觀地看出變壓器的運采用標么值可以簡化各量的數(shù)值，并能直觀地看出變壓器的運 行情況。用標么值表示，電力變壓器的參數(shù)和性能指標總在一定的行情況。用標么值表示，電力變壓器的參數(shù)和性能指標總在一定的 范圍之內(nèi)，便于分析比較。范圍之內(nèi)，便于分析比較。 2.2.采用標么值表示時，高、低壓側(cè)的阻抗標么值都是相等

46、的，不采用標么值表示時，高、低壓側(cè)的阻抗標么值都是相等的，不 需要折算需要折算 ，例如：，例如： 。 21 * ZZ 標么值沒有單位，物理意義不明確。標么值沒有單位，物理意義不明確。 缺點：缺點： .50 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性 .51 一、變壓器的電壓調(diào)整率和外特性一、變壓器的電壓調(diào)整率和外特性 1)1)電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率 是指當一次側(cè)接在額定電壓的電網(wǎng)上，負載的功率因數(shù)為是指當一次側(cè)接在額定電壓的電網(wǎng)上，負載的功率因數(shù)為 常數(shù)時，空載與負載時二次側(cè)端電壓變化的相對值，用常數(shù)時，空載與負載時二次側(cè)端電壓變化的相對值，用U U* *表表 示。示。 即：即： U UU

47、N N U 1 21 * %100)sin*cos*(*221kkXRIU 電壓調(diào)整率是表征變壓器運行性能的重要指標之一電壓調(diào)整率是表征變壓器運行性能的重要指標之一, ,它大小它大小 反映了供電電壓的穩(wěn)定性。反映了供電電壓的穩(wěn)定性。 由表達式可知，由表達式可知，電壓調(diào)整率的大小與負載大小、性質(zhì)及變壓電壓調(diào)整率的大小與負載大小、性質(zhì)及變壓 器的本身參數(shù)有關(guān)。器的本身參數(shù)有關(guān)。 用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達式用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達式： .52 2)2)變壓器的外特性變壓器的外特性 . ),I(fU, , 特特性性 稱稱為為變變壓壓器器的的外外即即規(guī)規(guī)律律 變變化化的的二二次次端端

48、電電壓壓隨隨負負載載電電流流定定時時 因因數(shù)數(shù)一一當當電電源源電電壓壓和和負負載載功功率率 22 變壓器在負載運行中，隨著負載的增加，負載電流隨之增變壓器在負載運行中，隨著負載的增加，負載電流隨之增 加，一、二次繞組上的電阻壓降及漏磁電動勢都隨之增加，二次加，一、二次繞組上的電阻壓降及漏磁電動勢都隨之增加，二次 繞組的端電壓繞組的端電壓U2將會降低。將會降低。 * 2 U )( * 2 I 1.0 0 1.0 1cos 2 8 . 0cos 2 8 . 0)cos( 2 . ,UcosRsinX., U,)(;, U,)()( * s * s 次次電電壓壓比比空空載載時時高高 說說明明二二為為

49、負負值值時時當當也也可可能能為為負負值值能能為為正正 可可時時帶帶阻阻容容性性負負載載時時低低這這時時二二次次端端電電壓壓比比空空載載正正值值 為為時時和和阻阻感感性性負負載載當當變變壓壓器器帶帶阻阻性性負負載載 22 2 22 0 00 .53 3)3)電壓調(diào)整電壓調(diào)整 為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi)為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi), ,通常在變壓器的高壓通常在變壓器的高壓 側(cè)設(shè)置抽頭側(cè)設(shè)置抽頭, ,并裝設(shè)分接開關(guān)并裝設(shè)分接開關(guān), ,調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù)調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù), , 來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。 中、小型電力變壓器一般有三個分接頭，記作UN

50、 5%。大型電力變壓器采用五個或多個分接頭,例UN 2x2.5%或UN 8x1.5%。 分接開關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進行調(diào)節(jié)，稱分接開關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進行調(diào)節(jié)，稱 為無載分接開關(guān)為無載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為無勵磁調(diào)壓；另一種可這種調(diào)壓方式稱為無勵磁調(diào)壓；另一種可 以在帶負荷的情況下進行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開關(guān)以在帶負荷的情況下進行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開關(guān)-這種調(diào)這種調(diào) 壓方式稱為有載調(diào)壓。壓方式稱為有載調(diào)壓。 .54 二、變壓器的損耗與效率二、變壓器的損耗與效率 1)1)變壓器的損耗變壓器的損耗 變壓器的損耗主要是變壓器的損耗主要是鐵損耗鐵損耗和和銅損耗銅損耗兩種

51、。兩種。 鐵損耗鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；捐F損耗為磁滯包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；捐F損耗為磁滯 損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局 部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負載大小基本無鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負載大小基本無 關(guān)，故也稱為不變損耗。關(guān)，故也稱為不變損耗。 銅損耗銅損耗分基本銅損耗和附加銅損耗。基本銅損耗是在電流在分基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是在電流在 一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加

52、損耗包括因集膚效應(yīng)引起一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起 的損耗以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。的損耗以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 銅損耗大小與負載電流平方成正比，故也稱為可變銅損耗大小與負載電流平方成正比，故也稱為可變 損耗。損耗。 .55 2)2)變壓器的效率變壓器的效率 效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。 2 1 100 P =% P 效率大小反映變壓器運行的經(jīng)濟性能的好壞，是表征變壓效率大小反映變壓器運行的經(jīng)濟性能的好壞，是表征變壓 器運行性能的重要指標之一。器運行性能的重要指標之一。 %100

53、) 2 1 (%100) 1 1 (%100 1 2 CuFe CuFe ppp pp P pp p p 根據(jù)上式，可通過空載試驗和短路試驗，求出變壓器的鐵心根據(jù)上式，可通過空載試驗和短路試驗，求出變壓器的鐵心 損耗和銅損，然后計算效率。損耗和銅損，然后計算效率。 .56 對上式采用以下幾個假設(shè)：對上式采用以下幾個假設(shè)： 1)1)以額定電壓下的空載損耗以額定電壓下的空載損耗p p0 0作為鐵心損耗作為鐵心損耗p pFe Fe，并認為鐵耗不隨 ，并認為鐵耗不隨 負載發(fā)生變化。負載發(fā)生變化。 2222 cosImUP 2) 2) 以額定電流時的短路損耗以額定電流時的短路損耗P PKNKN作為銅損耗

54、作為銅損耗P PCuCu，并認為銅耗與負，并認為銅耗與負 載電流的平方成正比。載電流的平方成正比。 3)3)由于變壓器的電壓調(diào)整率很小，負載時由于變壓器的電壓調(diào)整率很小，負載時U U2 2的變化可以不考慮。的變化可以不考慮。 因此：因此： 功率公式可以寫成功率公式可以寫成: : %100) * 0cos * * 1 ( 2 2 2 2 2 2 0 KNN KN p I pS I p I p 變壓器效率與負載的大小及功率因數(shù)有關(guān)。變壓器效率與負載的大小及功率因數(shù)有關(guān)。 .57 效率特性：效率特性：在功率因數(shù)一定時，變在功率因數(shù)一定時，變 壓器的效率與負載電流之間的關(guān)系壓器的效率與負載電流之間的關(guān)

55、系 =f(I=f(I2 2),),稱為變壓器的效率特性。稱為變壓器的效率特性。 0 max 特性分析：特性分析： 1.1.空載時輸出功率為零，所以空載時輸出功率為零，所以=0=0。 2.2.負載較小時，損耗相對較大，功率負載較小時，損耗相對較大，功率 較低。較低。 3.3.負載增加，效率負載增加，效率亦隨之增加。超過亦隨之增加。超過 某一負載時，因銅耗與負載電流的平某一負載時，因銅耗與負載電流的平 方成正比增大，效率方成正比增大，效率反而降低，最反而降低，最 大效率大效率不一定出現(xiàn)在額定負載處，不一定出現(xiàn)在額定負載處， 最高效率最高效率maxmax出現(xiàn)在變壓器的不變出現(xiàn)在變壓器的不變 損耗等于

56、可變損耗時損耗等于可變損耗時，即：，即： I2I2* *= = p p kN 0 為了提高變壓器為了提高變壓器 的運行效益，設(shè)計時的運行效益，設(shè)計時 應(yīng)使變壓器的鐵損耗應(yīng)使變壓器的鐵損耗 小些。小些。 .58 第七節(jié)第七節(jié) 三相變壓器三相變壓器 .59 一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)一、三相變壓器的磁路系統(tǒng) （一）三相變壓器組（一）三相變壓器組 特點是：三相磁路特點是：三相磁路 彼此無關(guān)。彼此無關(guān)。 1U 2U u 1V 2V v 1W 2W w （二）三相心式變壓器（二）三相心式變壓器 1U 2U 1u 2u u 1V 2V 1v 2v v 1W 2W 1w 2w w 特點是：三相磁路特點是：三相

57、磁路 彼此有關(guān)聯(lián)。彼此有關(guān)聯(lián)。 .60 二、三相變壓器的電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組二、三相變壓器的電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組 （一）變壓器的端頭標號（一）變壓器的端頭標號 繞組繞組 名稱名稱 單相變壓器三相變壓器 中性 點 首端首端末端末端首端首端末端末端 高壓高壓 繞組繞組 U1U2U1、V2、W1U2、V2、W2N 低壓低壓 繞組繞組 u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n 中壓中壓 繞組繞組 U1mU2m U1m、V1m、 W1m U2m、V2m、 W2m Nm .61 （二）單相變壓器的極性（二）單相變壓器的極性 * 1U 2U 1u 2u * * * 1u 2u 1U 2U 1U 2U 1u 2u 一、

58、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端 同標志時，一、二次繞組同標志時，一、二次繞組 的電動勢同相位。的電動勢同相位。 1u 2u * * 1U 2U * * 1U 2U 1u 2u 1U 2U 1u 2u 一、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端 異標志時，一、二次繞組異標志時，一、二次繞組 的電動勢反相位。的電動勢反相位。 .62 （三）三相變壓器的連接組別（三）三相變壓器的連接組別 1 1、聯(lián)結(jié)組的定義、聯(lián)結(jié)組的定義 定義：按一、二次側(cè)線電勢的相位關(guān)系定義：按一、二次側(cè)線電勢的相位關(guān)系, ,把變壓器繞組的把變壓器繞組的 連接分成各種不同的組合連接分成各種不同的組合, ,稱為繞組的聯(lián)

59、結(jié)組。稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。 2 2、聯(lián)結(jié)組的表達形式、聯(lián)結(jié)組的表達形式 在三相變壓器中，對于一次繞組或二次繞組，主在三相變壓器中，對于一次繞組或二次繞組，主 要采用星型和三角形兩種聯(lián)結(jié)形式。我國生產(chǎn)的要采用星型和三角形兩種聯(lián)結(jié)形式。我國生產(chǎn)的 三相電力變壓器常用三相電力變壓器常用Y,ynY,yn、Y,dY,d、YN,dYN,d等三種聯(lián)等三種聯(lián) 結(jié)。結(jié)。 3 3、聯(lián)結(jié)組別號的判定方法、聯(lián)結(jié)組別號的判定方法 （1 1）時鐘表示法）時鐘表示法 .63 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 將一次側(cè)線電勢的向量作為將一次側(cè)線電勢的向量作為 時鐘的分針，始終指向時鐘的分針，始終指向1212

60、 （0 0）點；二次側(cè)線電勢的）點；二次側(cè)線電勢的 向量作為時鐘的時針，它所向量作為時鐘的時針，它所 指的鐘點即為變壓器的聯(lián)結(jié)指的鐘點即為變壓器的聯(lián)結(jié) 組別號。組別號。 鐘表上時間的確定是由分鐘表上時間的確定是由分 針和時針在順時針方向的針和時針在順時針方向的 夾角確定的。夾角確定的。 .64 （2）判定的步驟）判定的步驟 繞組的連接形式繞組的連接形式 UVW UVW 各相繞組末端連接在一起，首端各相繞組末端連接在一起，首端 引出為星型連接。引出為星型連接。 各相繞組首、末端依次連接在一各相繞組首、末端依次連接在一 起形成回路，首端引出為星型連起形成回路，首端引出為星型連 接。接。 .65 相