電工電子技術(shù)基礎(chǔ)-第4章變壓器

1、跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、外特性、繞組的同極性端掌握變壓器的工作原理以及變壓器額定值的意義了解三相變壓器的結(jié)構(gòu)、三相電壓的變換方法以及特殊變壓器的特點(diǎn)跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)鐵心繞組鐵心繞組變壓器通常由一個(gè)公共鐵心和兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈（又稱變壓器通常由一個(gè)公共鐵心和兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈（又稱繞組）組成，分為心式變壓器和殼式變壓器兩類。繞組）組成，分為心式變壓器和殼式變壓器兩類。接電源的繞組稱為原繞組（又稱初級(jí)繞組或一次繞組），接電源的繞組稱為原繞組（又稱初級(jí)繞組或一次繞組），接負(fù)載的繞組稱為副繞組（又稱次級(jí)繞組或二次繞組）。接負(fù)載的繞組稱為副繞組（又稱次級(jí)繞組或二次繞組）。心式變壓器

2、心式變壓器殼式變壓器殼式變壓器跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)+u2i1e1(a) 變壓器結(jié)構(gòu)示意圖 (b) 變壓器的符號(hào)+u1i2e2Z+u1+u21e2e12 原繞組匝數(shù)為原繞組匝數(shù)為N1，電壓電壓u1，電流電流i1，主主磁電動(dòng)勢(shì)磁電動(dòng)勢(shì)e1 ，漏磁電動(dòng)勢(shì)漏磁電動(dòng)勢(shì)e1；副繞組匝數(shù)副繞組匝數(shù)為為N2 ，電壓電壓u2 ，電流電流i2 ，主磁電動(dòng)勢(shì)主磁電動(dòng)勢(shì)e2 ，漏漏磁電動(dòng)勢(shì)磁電動(dòng)勢(shì)e2 。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)mfNEU11144. 0mfNEU222044. 0kNNEEUU2121201111111EIjXIRU原繞組的電壓方程：原繞組的電壓方程：222222IjXIREU副繞組的電壓方程：副繞組的電壓方程：忽略電

3、阻忽略電阻R1和漏抗和漏抗X1的電壓，則：的電壓，則：11EU空載時(shí)副繞組電流02I，電壓220EUk稱為變壓器的變比。稱為變壓器的變比。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)在負(fù)載狀態(tài)下，由于副繞組的電阻 R2和漏抗1X很小，其上的電壓遠(yuǎn)小于 E2，仍有：22EUmfNEU22244. 0kNNEEUU212121跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)102211NiNiNi 由由U1E1=4.44N1fm可知，可知，U1和和f不變時(shí)不變時(shí)，E1和和m也都基本不變。因此，有負(fù)載時(shí)也都基本不變。因此，有負(fù)載時(shí)產(chǎn)生主磁通的原、副繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)（產(chǎn)生主磁通的原、副繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)（i1N1+i2N2）和空載時(shí)產(chǎn)生主磁通的原繞組的和空載時(shí)產(chǎn)生主磁通

4、的原繞組的磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)i0N1基本相等，即：基本相等，即：102211NININI空載電流空載電流i0很小，可忽略不計(jì)。很小，可忽略不計(jì)。2211NINIkNNII11221跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 設(shè)接在變壓器副繞組的負(fù)載阻抗設(shè)接在變壓器副繞組的負(fù)載阻抗Z的模為的模為|Z|，則：則：22|IUZ Z反映到原繞組的阻抗模反映到原繞組的阻抗模|Z|為：為：|22222211ZkIUkkIkUIUZ跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)例例：設(shè)交流信號(hào)源電壓V 100U，內(nèi)阻800oR，負(fù)載8LR。（1）將負(fù)載直接接至信號(hào)源，負(fù)載獲得多大功率？（2）經(jīng)變壓器進(jìn)行阻抗匹配，求負(fù)載獲得的最大功率是多少？變壓器變比是多少？解解：（1）負(fù)載直

5、接接信號(hào)源時(shí)，負(fù)載獲得功率為： W123. 08880010022o2LLLRRRURIP（2）最大輸出功率時(shí)，LR折算到原繞組應(yīng)等于800oR。負(fù)載獲得的最大功率為： W125. 380080080010022o2maxLLLRRRURIP變壓器變比為：108800RLo21RNNk跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)U2U20I2I2N0202%10020220UUUU鐵損鐵損PFe包括磁滯損耗和渦流損耗。包括磁滯損耗和渦流損耗。FeCuPPP損耗：損耗：222121CuRIRIP銅損：銅損：PPPPP2212效率：效率：跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)12341234(a) 正接 (b) 反接(1)同極性端的標(biāo)記同極性端的標(biāo)記(2

6、)同極性端的測(cè)定同極性端的測(cè)定 1 3 2 4mA(a) 直流法毫安表的指針正偏毫安表的指針正偏1和和3是同極性端；反是同極性端；反偏偏1和和4是同極性端。是同極性端。U13=U12U34時(shí)時(shí)1和和3是同是同極性端；極性端； U13=U12U34時(shí)時(shí)1和和4是同極性端。是同極性端。(b) 交流法 1 3 2 4V跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)油位表散熱套管高壓套管低壓套管防爆管儲(chǔ)油柜外形外形鐵心繞組鐵心繞組跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)（1）產(chǎn)品型號(hào)。表示變壓器的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，如）產(chǎn)品型號(hào)。表示變壓器的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，如SJL一一500/10，其中其中S表示三相（表示三相（D表示單相），表示單相），J表示油浸自冷式，表示油浸自冷式，L

7、表示鋁表示鋁線（銅線無(wú)文字表示），線（銅線無(wú)文字表示），500表示容量為表示容量為500kVA，10表示高壓表示高壓側(cè)線電壓為側(cè)線電壓為10kV。（2）額定電壓。指高壓繞組接于電網(wǎng)的額定電壓，與此相應(yīng)額定電壓。指高壓繞組接于電網(wǎng)的額定電壓，與此相應(yīng)的是低壓繞組的空載線電壓，例如的是低壓繞組的空載線電壓，例如100005/400V，其中其中100005表示高壓繞組額定線電壓為表示高壓繞組額定線電壓為10000V，并允許在并允許在5范圍內(nèi)變動(dòng)，低壓繞組輸出空載線電壓為范圍內(nèi)變動(dòng)，低壓繞組輸出空載線電壓為400V。（3）額定電流。額定電流額定電流。額定電流I1N和和I2N是指原繞組加上額定電壓是指原

8、繞組加上額定電壓U1N，原、副繞組允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。三相變壓器的原、副繞組允許長(zhǎng)期通過(guò)的最大電流。三相變壓器的I1N和和I2N均為線電流。均為線電流。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)（4）額定容量。是在額定工作條件下，變壓器輸出能力的）額定容量。是在額定工作條件下，變壓器輸出能力的保證值。單相變壓器的額定容量為副繞組額定電壓與額定電保證值。單相變壓器的額定容量為副繞組額定電壓與額定電流的乘積，即：流的乘積，即：SN=U2NI2N U1NI1N三相變壓器的額定容量為：三相變壓器的額定容量為：（5）連接組標(biāo)號(hào)。連接組標(biāo)號(hào)表明變壓器高壓、低壓繞組）連接組標(biāo)號(hào)。連接組標(biāo)號(hào)表明變壓器高壓、低壓繞組的連接方式。星形連接

9、時(shí)，高壓端用大寫字母的連接方式。星形連接時(shí)，高壓端用大寫字母Y，低壓端用低壓端用小寫字母小寫字母y表示。三角形接法時(shí)高壓端用大寫字母表示。三角形接法時(shí)高壓端用大寫字母D，低壓低壓端用小寫字母端用小寫字母d表示。有中線時(shí)加表示。有中線時(shí)加n。例如，例如，Y，yn0表示該表示該變壓器的高壓側(cè)為無(wú)中線引出的星形連接，低壓側(cè)為有中線變壓器的高壓側(cè)為無(wú)中線引出的星形連接，低壓側(cè)為有中線引出的星形連接，標(biāo)號(hào)的最后一個(gè)數(shù)字引出的星形連接，標(biāo)號(hào)的最后一個(gè)數(shù)字0表示高低壓對(duì)應(yīng)繞表示高低壓對(duì)應(yīng)繞組的相位差為零。組的相位差為零。1N1N2N2NN33IUIUS跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)b (a) Y，yn0 接法U131UkU3

10、1kUU12ABCabc (b) Y，d 接法U131UkUU312ABCac三相變壓器的兩種接法及電壓的變換關(guān)系三相變壓器的兩種接法及電壓的變換關(guān)系跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)Z+u1+u2N1N2特點(diǎn)：副繞組是原繞組的一部分，原、副特點(diǎn)：副繞組是原繞組的一部分，原、副壓繞組不但有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。壓繞組不但有磁的聯(lián)系，也有電的聯(lián)系。kNNUU2121kNNII11221跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) (1)電流互感器：原繞組線徑較粗，匝數(shù)很電流互感器：原繞組線徑較粗，匝數(shù)很少，與被測(cè)電路負(fù)載串聯(lián)；副繞組線徑較細(xì)，少，與被測(cè)電路負(fù)載串聯(lián)；副繞組線徑較細(xì)，匝數(shù)很多，與電流表及功率表、電度表、繼電匝數(shù)很多，與電流表及功率表

11、、電度表、繼電器的電流線圈串聯(lián)。用于將大電流變換為小電器的電流線圈串聯(lián)。用于將大電流變換為小電流。使用時(shí)副繞組電路不允許開路。流。使用時(shí)副繞組電路不允許開路。kNNII11221u+A跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) (2)電壓互感器：電壓互感器的原繞組電壓互感器：電壓互感器的原繞組匝數(shù)很多，并聯(lián)于待測(cè)電路兩端；副繞組匝數(shù)很多，并聯(lián)于待測(cè)電路兩端；副繞組匝數(shù)較少，與電壓表及電度表、功率表、匝數(shù)較少，與電壓表及電度表、功率表、繼電器的電壓線圈并聯(lián)。用于將高電壓變繼電器的電壓線圈并聯(lián)。用于將高電壓變換成低電壓。使用時(shí)副繞組不允許短路。換成低電壓。使用時(shí)副繞組不允許短路。kNNUU2121Vu+跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)特點(diǎn)：因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中，特點(diǎn)：因?yàn)樵诤附舆^(guò)程中，電焊變壓器的負(fù)載經(jīng)常處電焊變壓器的負(fù)載經(jīng)常處于從空載（當(dāng)焊條與工件于從空載（當(dāng)焊條與工件分離時(shí)）到短路（當(dāng)焊條分離時(shí)）到短路（當(dāng)焊條與工件接觸時(shí)）或者從短與工件接觸時(shí)）或者從短路到空載之間急劇變化的路到空