電機(jī)學(xué)課件第2章變壓器

1、第第2 2章章 變壓器變壓器電機(jī)學(xué)電機(jī)學(xué) Electric Machinery第二章 變壓器2.1 變壓器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)變壓器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)2.2 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行2.3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行和基本方程變壓器的負(fù)載運(yùn)行和基本方程2.4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路2.5 等效電路參數(shù)的測定等效電路參數(shù)的測定2.6 三相變壓器三相變壓器2.7 標(biāo)幺值標(biāo)幺值2.8 變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性2.9 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行2.10 三繞組變壓器、自耦三繞組變壓器、自耦變壓器和儀用變壓器（自學(xué)）變壓器和儀用變壓器（自學(xué)） 重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn): : 1. 1.

2、變壓器的工作原理；變壓器的工作原理； 2. 2.變壓器的基本方程和等效電路變壓器的基本方程和等效電路; ; 3. 3.等效電路參數(shù)的測定等效電路參數(shù)的測定; ; 4. 4.三相變壓器聯(lián)接組判斷；三相變壓器聯(lián)接組判斷； 5. 5.變壓器的相關(guān)計(jì)算。變壓器的相關(guān)計(jì)算。難點(diǎn)難點(diǎn): : 1. 1.變壓器歸算原則及等效電路推導(dǎo)變壓器歸算原則及等效電路推導(dǎo); ; 2. 2.三相變壓器聯(lián)接組號(hào)判斷及相關(guān)計(jì)算。三相變壓器聯(lián)接組號(hào)判斷及相關(guān)計(jì)算。第二章 變壓器 概概 述述變壓器主要功能：變壓器主要功能：第二章 變壓器變電壓變電流變阻抗隔離、穩(wěn)壓。電力系統(tǒng)電流互感器阻抗匹配隔離變壓器第二章 變壓器GG發(fā)電廠發(fā)電機(jī)

3、 發(fā)電廠升壓主變壓器低壓動(dòng)力及照明負(fù)荷高壓動(dòng)力負(fù)荷廠用降壓變壓器發(fā)電機(jī)直饋線380/220V10.5kV3kV115230kV35kV10kV發(fā)電廠發(fā)電機(jī)10kV用戶3kV高壓動(dòng)力負(fù)荷低壓動(dòng)力及照明負(fù)荷發(fā)電廠升壓主變壓器變電站降壓變壓器變電站降壓變壓器用戶配電變壓器380/220V輸電線簡單輸配電系統(tǒng)示意圖第二章 變壓器電流互感器電流互感器變壓器主要分類：變壓器主要分類：第二章 變壓器按用途分按用途分電力變壓器電力變壓器 (輸配電用輸配電用)儀用變壓器儀用變壓器 試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)變壓器 按相數(shù)分按相數(shù)分三相變壓器三相變壓器 單相變壓器單相變壓器 按制造方式按制造方式殼式殼式心式心式第二章 變壓器

4、三相變壓器三相變壓器單相變壓器單相變壓器第二章 變壓器第二章 變壓器2.1 2.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)1 . 基本工作原理基本工作原理 利用鐵心將匝數(shù)不等的線圈（或稱繞組）耦合在一起；利用鐵心將匝數(shù)不等的線圈（或稱繞組）耦合在一起； 當(dāng)鐵心中的磁通隨時(shí)間交變時(shí)，匝數(shù)不等的線圈中產(chǎn)生大小當(dāng)鐵心中的磁通隨時(shí)間交變時(shí)，匝數(shù)不等的線圈中產(chǎn)生大小不等的感應(yīng)電動(dòng)勢。不等的感應(yīng)電動(dòng)勢。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ原邊繞組，簡稱原邊繞組，簡稱原邊（或一次）原邊（或一次）副邊繞組，簡稱副邊繞組，簡稱副邊（或二次）副邊（或二次）匝數(shù)多為匝數(shù)多為高壓繞組高壓繞組匝數(shù)

5、少為匝數(shù)少為低壓繞組低壓繞組第二章 變壓器 假設(shè)：假設(shè)：原邊與副邊完全耦合；原邊與副邊完全耦合；鐵芯磁路的磁阻為零，鐵心損耗為零；鐵芯磁路的磁阻為零，鐵心損耗為零；不計(jì)原邊與副邊電阻。不計(jì)原邊與副邊電阻。理想理想變壓器變壓器后續(xù)相關(guān)物理量關(guān)系推導(dǎo)均基于理想變壓器。后續(xù)相關(guān)物理量關(guān)系推導(dǎo)均基于理想變壓器。 變壓器一次二次側(cè)電壓、電流、功率等物理變壓器一次二次側(cè)電壓、電流、功率等物理量有什么關(guān)系？量有什么關(guān)系？第二章 變壓器（1）一次和二次電壓關(guān)系：）一次和二次電壓關(guān)系：1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ111dueNdt 222dueNdt 1122UNUN相關(guān)物理量關(guān)系相關(guān)物理量關(guān)系

6、第二章 變壓器（2）一次和二次電流關(guān)系：）一次和二次電流關(guān)系：1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ1 12 2+mFeN iN iR1221ININ0mFeR第二章 變壓器（3）一次和二次阻抗關(guān)系：）一次和二次阻抗關(guān)系：1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ22LUZI11LUZI2LLZkZ第二章 變壓器（4）一次和二次功率關(guān)系：）一次和二次功率關(guān)系：1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ1122UNUN1221ININ121PP鐵心鐵心磁路部分磁路部分繞組繞組電路部分電路部分其他部件其他部件變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)第二章第二章 變壓器變壓器2. 2. 變壓器的基

7、本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)（1 1）鐵心）鐵心 鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成。鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成。 心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用厚厚0.30-0.35mm0.30-0.35mm的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。以避免片間短路。 按照鐵心的結(jié)構(gòu)，變壓器可分為心式和殼按照鐵心的結(jié)構(gòu)，變壓器可分為心式和殼式兩種。式兩種。第二章第二章 變壓器變壓器第二章第二章 變壓器變壓器三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu) 鐵心疊片鐵心疊片（

8、2 2）繞組）繞組定義定義 變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線（銅或鋁）繞成。線或圓線（銅或鋁）繞成。 一次繞組一次繞組 : 輸入電能的繞組。輸入電能的繞組。 二次繞組二次繞組: 輸出電能的繞組。輸出電能的繞組。高壓繞組的匝數(shù)多高壓繞組的匝數(shù)多, ,導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。線粗。從高從高, ,低壓繞組的相對位置來看低壓繞組的相對位置來看, ,變壓器的繞組可分變壓器的繞組可分為同心式和交迭式。為同心式和交迭式。第二章第二章 變壓器變壓器同心式同心式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 同心式繞組的高、同心式繞組的高、低壓繞組同心地低壓繞

9、組同心地套裝在心柱上。套裝在心柱上。特點(diǎn)特點(diǎn) 同心式繞組結(jié)構(gòu)同心式繞組結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，簡單、制造方便，國產(chǎn)電力變壓器國產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。均采用這種結(jié)構(gòu)。 第二章第二章 變壓器變壓器交迭式交迭式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 交迭式繞組用于特交迭式繞組用于特種變壓器中。種變壓器中。特點(diǎn)特點(diǎn)第二章第二章 變壓器變壓器交迭式繞組的高、交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱低壓繞組沿心柱高度方向互相交高度方向互相交迭地放置。迭地放置。（3 3）其他部件）其他部件 器身器身油箱油箱變壓器油變壓器油典型的油浸典型的油浸電力變壓器電力變壓器散熱器散熱器絕緣套管絕緣套管分接開關(guān)分接開關(guān)繼電保護(hù)裝置等部件繼電保護(hù)裝置等部件第二

10、章第二章 變壓器變壓器第二章 變壓器額定值是制造廠對變壓器在指定工作條件下運(yùn)行額定值是制造廠對變壓器在指定工作條件下運(yùn)行時(shí)所規(guī)定的一些量值。時(shí)所規(guī)定的一些量值。在額定狀態(tài)下運(yùn)行，可以保證變壓器長期可靠地在額定狀態(tài)下運(yùn)行，可以保證變壓器長期可靠地工作，并具有優(yōu)良的性能。又稱為工作，并具有優(yōu)良的性能。又稱為“銘牌值銘牌值”。3 3 額定值額定值第二章 變壓器第二章 變壓器指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率；功率；不是有功功率，就是電壓不是有功功率，就是電壓*電流；電流；對三相變壓器，額定容量為三相之和；對三相變壓器，額定容量為三相之和；單位：單位：

11、VA，kVA（1）額定容量）額定容量NS第二章 變壓器（2）額定電壓）額定電壓NU1NU ：指加在一次側(cè)的額定電壓；：指加在一次側(cè)的額定電壓； ：指一次側(cè)加額定電壓時(shí)，二次側(cè)的開：指一次側(cè)加額定電壓時(shí)，二次側(cè)的開路電壓；路電壓；2NU 三相時(shí)為線電壓；三相時(shí)為線電壓；第二章 變壓器注意：注意：三相變壓器三相繞組為星接（三相變壓器三相繞組為星接（Y）或三角形（）聯(lián)結(jié)。）或三角形（）聯(lián)結(jié)。（3）額定電流）額定電流 IN指在額定容量下，允許長期通過的額定電流；指在額定容量下，允許長期通過的額定電流；三相時(shí)指線電流。三相時(shí)指線電流。Y接：接：= 3UI =IU線相線相接：接：=UI = 3IU線相線相

12、第二章 變壓器額定容量、額定電壓、額定電流三者間的關(guān)系：額定容量、額定電壓、額定電流三者間的關(guān)系：NNNNNNNNNNIUIUS:IUIUS:2211221133三相單相請牢記：三相變壓器額定電壓和額定電流均為線值。請牢記：三相變壓器額定電壓和額定電流均為線值。下標(biāo)下標(biāo)“1”代代表原邊，表原邊，“2”代表副邊。代表副邊。第二章 變壓器2.2 2.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行 電壓與電流的關(guān)聯(lián)正方向電壓與電流的關(guān)聯(lián)正方向（1 1）電動(dòng)勢與電壓的正方向規(guī)定）電動(dòng)勢與電壓的正方向規(guī)定電動(dòng)勢正方向?yàn)榈碗娢浑妱?dòng)勢正方向?yàn)榈碗娢恢赶蚋唠娢唬娢簧?。指向高電位（電位升）。電壓正方向?yàn)楦唠娢?/p>

13、指電壓正方向?yàn)楦唠娢恢赶虻碗娢唬妷航担?。向低電位（電壓降）。第二?變壓器（2 2）電壓與電流關(guān)聯(lián)正方向的兩種不同表示方法）電壓與電流關(guān)聯(lián)正方向的兩種不同表示方法若電流由高電位流出，稱為發(fā)電機(jī)慣例（下圖左側(cè)）。若電流由高電位流出，稱為發(fā)電機(jī)慣例（下圖左側(cè)）。若電流由高電位流入，稱為電動(dòng)機(jī)慣例（下圖右側(cè)）。若電流由高電位流入，稱為電動(dòng)機(jī)慣例（下圖右側(cè)）。一般習(xí)慣上正方向按一般習(xí)慣上正方向按實(shí)際情況標(biāo)出，但絕實(shí)際情況標(biāo)出，但絕非必須如此。非必須如此。第二章 變壓器 變壓器各電磁量正方向的規(guī)定變壓器各電磁量正方向的規(guī)定n原邊電壓為原邊電壓為A A指向指向X X的的電壓降方向。電壓降方向。n原邊電流

14、與原邊電壓原邊電流與原邊電壓的關(guān)聯(lián)符合電動(dòng)機(jī)慣例。的關(guān)聯(lián)符合電動(dòng)機(jī)慣例。n主磁通與原邊漏磁通與主磁通與原邊漏磁通與原邊電流符合右手關(guān)系。原邊電流符合右手關(guān)系。n原、副邊繞組感應(yīng)電動(dòng)原、副邊繞組感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通符合右手關(guān)系。勢與磁通符合右手關(guān)系。第二章 變壓器 變壓器各電磁量正方向的規(guī)定變壓器各電磁量正方向的規(guī)定n副邊電流與主磁通符副邊電流與主磁通符合右手關(guān)系。合右手關(guān)系。n副邊電壓與副邊電流副邊電壓與副邊電流的關(guān)聯(lián)正方向發(fā)電機(jī)慣的關(guān)聯(lián)正方向發(fā)電機(jī)慣例，為例，為x x指向指向a a的電壓降的電壓降方向。方向。n副邊漏磁通與副邊電流副邊漏磁通與副邊電流符合右手關(guān)系。符合右手關(guān)系。第二章 變壓器2.

15、2 2.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行（1 1）電磁分析）電磁分析（2 2）感應(yīng)電動(dòng)勢分析）感應(yīng)電動(dòng)勢分析（3 3）勵(lì)磁電流分析）勵(lì)磁電流分析（4 4）空載時(shí)的等效電路及向量圖）空載時(shí)的等效電路及向量圖第二章 變壓器2.2 2.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行1. 空載運(yùn)行時(shí)的物理情況電磁關(guān)系10RI1U0I100NIF1E011E2E 變壓器的一次繞組接交流電源變壓器的一次繞組接交流電源, ,二次繞組開路二次繞組開路, ,負(fù)載電流為零負(fù)載電流為零( (即空載即空載) )時(shí)的運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行, ,稱為空載運(yùn)行。稱為空載運(yùn)行。第二章 變壓器強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)主磁通遠(yuǎn)遠(yuǎn)

16、大于漏磁通。主磁通遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漏磁通。主磁通擔(dān)負(fù)著能量傳遞的媒介作用。主磁通擔(dān)負(fù)著能量傳遞的媒介作用。漏磁通僅在自身繞組產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢。漏磁通僅在自身繞組產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢。主磁路非線性而漏磁路線性。主磁路非線性而漏磁路線性。10RI1U0I100NIF1E011E2E1u1e2e20u02i變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行1N2N10i 第二章 變壓器繞組的電壓方程：繞組的電壓方程：空載運(yùn)行示意圖空載運(yùn)行示意圖電壓比：電壓比：忽略忽略R1的壓降的壓降1101110112022()duiReiRNdtdueNdt 1112022ueNkueN不計(jì)不計(jì)漏磁漏磁第二章 變壓器主磁通主磁通2 . 主磁通和激

17、磁電流主磁通和激磁電流有效值有效值mfNjE1144.4相相 量量相位超前相位超前E1 重要結(jié)論：重要結(jié)論： - - 變壓器主磁通大小主要取變壓器主磁通大小主要取決決 于電網(wǎng)電壓、頻率和于電網(wǎng)電壓、頻率和匝數(shù)匝數(shù) - - 與負(fù)載情況基本無關(guān)！與負(fù)載情況基本無關(guān)！112sineEt111de tN 1111112212E sindcossin()cos2mEEt ttttNNN111111224.444.44mEEUfNfNfN114.44mEfN第二章 變壓器激磁電流激磁電流產(chǎn)生主磁通所需要的電產(chǎn)生主磁通所需要的電流流（1）大?。┐笮?I10=（2-10%）IN（2）波形）波形 電壓為正弦波時(shí)

18、，電流為尖頂波電壓為正弦波時(shí)，電流為尖頂波（3）相量圖）相量圖 近似與主磁通同相，近似與主磁通同相， 超前一個(gè)磁滯角超前一個(gè)磁滯角I 0 電流與磁通的關(guān)系電流與磁通的關(guān)系10mFeIIII鐵耗鐵耗電流電流磁化磁化電流電流第二章 變壓器mImI2E1EFeIFe11UE變壓器的空載相量圖變壓器的空載相量圖空載運(yùn)行示意圖空載運(yùn)行示意圖第二章 變壓器3. 激磁阻抗和激磁方程激磁阻抗和激磁方程1mN in 已知已知11211mdidideNtNLdtddt 11EjIXjLI 2221FemmpBE n 又已知又已知21FeFeEpR1FeFepE I 考慮鐵耗為有功考慮鐵耗為有功1EIjX 1FeF

19、eEIR 111()mFeFeIIIERjX 第二章 變壓器mI1U1EFeRXFeII111()mFeFeIIIERjX 1mmEIZ 1()mmmmmEIZIRjX mI1U1EmRmX第二章 變壓器n 等效電路參數(shù)意義等效電路參數(shù)意義鐵耗等鐵耗等效電阻效電阻激磁激磁電抗電抗含義為：其上流過含義為：其上流過電流產(chǎn)生的有功功電流產(chǎn)生的有功功率為鐵心損耗。率為鐵心損耗。含義為：其上流過電流含義為：其上流過電流產(chǎn)生的無功功率反映鐵產(chǎn)生的無功功率反映鐵心磁化性能。心磁化性能。mI1U1EmRmXmZ含義為：空載電流在含義為：空載電流在其上的壓降，等于與其上的壓降，等于與原邊繞組相交鏈的主原邊繞組相

20、交鏈的主磁通隨時(shí)間變化在原磁通隨時(shí)間變化在原邊一相繞組中感應(yīng)的邊一相繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢。電動(dòng)勢。第二章 變壓器小 結(jié)（1 1）一次側(cè)主電動(dòng)勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡）一次側(cè)主電動(dòng)勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡, ,若忽若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定. .（2 2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)。與磁路所用的材質(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

21、匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。（4 4）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動(dòng)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(dòng)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，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。磁路的飽和而減小。第二章 變壓器2.3 單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行（1 1）物理過程分析）物理過程分析（2 2）磁動(dòng)勢平衡關(guān)系）磁動(dòng)勢平衡關(guān)系（1 1）主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢與電流的關(guān)系）主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢與電流的關(guān)系一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)物理情況一、負(fù)載運(yùn)行

22、時(shí)物理情況二、各物理量的關(guān)系二、各物理量的關(guān)系（2 2）漏磁通感應(yīng)電動(dòng)勢與電流的關(guān)系）漏磁通感應(yīng)電動(dòng)勢與電流的關(guān)系第二章 變壓器1. 1. 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系 變壓器一次側(cè)接在額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載時(shí)，變壓器一次側(cè)接在額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載時(shí)，二次繞組中便有電流流過的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。二次繞組中便有電流流過的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。11IR11E22IR22E1U1I2I2U111INF222INF1EFmm第二章 變壓器n 注意以下幾點(diǎn)事實(shí)：注意以下幾點(diǎn)事實(shí)： 原、副邊電流對主磁場的建立均有貢獻(xiàn)。原、副邊電流對主磁場的建立均有貢獻(xiàn)。 原邊電

23、壓恒定，且原邊漏阻抗壓降較小。原邊電壓恒定，且原邊漏阻抗壓降較小。 負(fù)載與空載相比主磁通及磁路飽和程度基本不變。負(fù)載與空載相比主磁通及磁路飽和程度基本不變。 負(fù)載與空載相比建立主磁場所需的磁動(dòng)勢基本相負(fù)載與空載相比建立主磁場所需的磁動(dòng)勢基本相等，但負(fù)載情況下為原、副邊合成磁動(dòng)勢。等，但負(fù)載情況下為原、副邊合成磁動(dòng)勢。1u1e10i2e20u變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行1N2NLZ122i 第二章 變壓器第二章 變壓器2. 基本方程（1）磁動(dòng)勢平衡方程 空載到負(fù)載的變化：空載到負(fù)載的變化： - - 空載時(shí)空載時(shí)Fm=F1;Fm=F1; 負(fù)載時(shí)負(fù)載時(shí)Fm=F1+F2Fm=F1+F2。第二章 變

24、壓器 維持新的電動(dòng)勢平衡方法：維持新的電動(dòng)勢平衡方法：12mmFFF 12121II=FImmNNN2122111II( I)I(I )IImmmLNNk 磁動(dòng)勢平磁動(dòng)勢平衡方程衡方程第二章 變壓器11mLIII 達(dá)到新的電動(dòng)勢平衡條件：達(dá)到新的電動(dòng)勢平衡條件： - - 原端繞組電流中增加一個(gè)分量，抵消原端繞組電流中增加一個(gè)分量，抵消 產(chǎn)生的影響。產(chǎn)生的影響。2I說明：說明：Im用于建立主磁場的激磁分量；用于建立主磁場的激磁分量；2.I1L為保持主磁場基本不變而增加為保持主磁場基本不變而增加的用于抵消副邊影響的負(fù)載分量。的用于抵消副邊影響的負(fù)載分量。 激磁激磁分量分量負(fù)載負(fù)載分量分量11220

25、 LI NI N第二章 變壓器（2）電動(dòng)勢平衡方程 原邊：原邊： 副邊：副邊：1111111111111UEEI REI RjI xEI Z2222222222222UEEI REI Rj I xEI Z22LUI Z另外負(fù)載電壓：另外負(fù)載電壓：原邊一相繞組漏阻抗原邊一相繞組漏阻抗副邊一相繞組漏阻抗副邊一相繞組漏阻抗第二章 變壓器（3）變壓器基本方程 基本方程式組基本方程式組 按照方程的類別為：按照方程的類別為： 原端電壓方程式原端電壓方程式 副端電壓方程式副端電壓方程式 原副端電勢聯(lián)系原副端電勢聯(lián)系 原副端磁勢聯(lián)系原副端磁勢聯(lián)系 激磁方程激磁方程 負(fù)載方程負(fù)載方程1U 1I mf 2I 2U

26、 1E 2E 1Es 2Es 第二章 變壓器 七個(gè)基本方程式匯總七個(gè)基本方程式匯總1111UEI Z 2222UEI Z12/EEk12(1)mIk II1mmEI Z22LUI Z114.44mEjfN n 原邊電壓平衡方程式原邊電壓平衡方程式n 副邊電壓平衡方程式副邊電壓平衡方程式n 原邊感應(yīng)電動(dòng)勢與主磁通的關(guān)系式原邊感應(yīng)電動(dòng)勢與主磁通的關(guān)系式n 磁動(dòng)勢平衡的電流表達(dá)式磁動(dòng)勢平衡的電流表達(dá)式n 激磁方程表達(dá)式激磁方程表達(dá)式n 負(fù)載電壓、負(fù)載電流及阻抗間的關(guān)系式負(fù)載電壓、負(fù)載電流及阻抗間的關(guān)系式n 原、副邊感應(yīng)電動(dòng)勢間的關(guān)系式原、副邊感應(yīng)電動(dòng)勢間的關(guān)系式第二章 變壓器2.4 變壓器的等效電路

27、變壓器的等效電路1. 歸算歸算n 原因：利用方程組求解，工程上十分不便且不直觀。原因：利用方程組求解，工程上十分不便且不直觀。n 目的：目的： 尋求僅有原、副邊直接有電的聯(lián)系的等效電路，尋求僅有原、副邊直接有電的聯(lián)系的等效電路，模擬原、副邊僅有磁場耦合沒有電的聯(lián)系的實(shí)際變壓器。模擬原、副邊僅有磁場耦合沒有電的聯(lián)系的實(shí)際變壓器。n 要求：保持變壓器的內(nèi)部電磁本質(zhì)不變。要求：保持變壓器的內(nèi)部電磁本質(zhì)不變。n 條件：條件：n 主磁場不變。主磁場不變。n 副邊對原邊的影響不變。副邊對原邊的影響不變。n 有功功率及無功功率不變。有功功率及無功功率不變。三個(gè)不變?nèi)齻€(gè)不變第二章 變壓器n 想法及做法想法及做

28、法顯然：原有的原、副顯然：原有的原、副邊電路并不統(tǒng)一，二者邊電路并不統(tǒng)一，二者之間僅有磁的耦合而沒之間僅有磁的耦合而沒有電的直接聯(lián)系。有電的直接聯(lián)系。希望：實(shí)現(xiàn)原、副希望：實(shí)現(xiàn)原、副邊的電路對接。邊的電路對接。想法：將副邊繞組的想法：將副邊繞組的匝數(shù)想象成與原邊繞組匝數(shù)想象成與原邊繞組的匝數(shù)相同。的匝數(shù)相同。第二章 變壓器做法（歸算過程）：做法（歸算過程）： - 注意歸算前匝數(shù)注意歸算前匝數(shù)N2，歸算以，歸算以后：后： 電流電流磁勢不變磁勢不變 電勢電勢 磁通不變磁通不變電阻電阻 有功功率不變有功功率不變21NN2222N IN I 221IIk 2122ENkEN22EkE 222 22 2

29、I rI r 222rk r 第二章 變壓器 漏抗漏抗 無功功率不變（或定義）無功功率不變（或定義） 漏阻抗漏阻抗2222222(1)EkExk xj Ijk I 222xk x 222Zrx222Zk Z 負(fù)載電壓負(fù)載電壓輸出功率不變輸出功率不變 負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗根據(jù)定義根據(jù)定義2222U IU I 22UkU 22LUZI2LLZk Z 有何規(guī)律？有何規(guī)律？第二章 變壓器總結(jié)總結(jié) ： （將變壓器的副邊歸算到原邊）（將變壓器的副邊歸算到原邊） 凡是副邊單位為凡是副邊單位為“伏特伏特”的量乘以變比。的量乘以變比。 凡是副邊單位為凡是副邊單位為“安培安培”的量除以變比。的量除以變比。 凡是副邊單

30、位為凡是副邊單位為“歐姆歐姆”的量乘以變比的平方。的量乘以變比的平方。思考：思考： 若需將原邊的量歸算到副邊應(yīng)該如何去做？若需將原邊的量歸算到副邊應(yīng)該如何去做？形形如如1mmEZ I第二章 變壓器折算后的方程式為折算后的方程式為111111111UEI Rj I XEI Z 222222222UEI RjI XEI Z12mIII21EE 22LUI Z 114.44mEjfN 第二章 變壓器變壓器折算前后總結(jié)變壓器折算前后總結(jié) 項(xiàng)目項(xiàng)目 折算前折算前 折算后折算后 一次側(cè)一次側(cè) 電壓方程電壓方程 二次側(cè)二次側(cè) 電壓方程電壓方程 電流關(guān)系電流關(guān)系 感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢 感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢 的

31、關(guān)系的關(guān)系 輸出電壓輸出電壓U1 =E1Z1I1 U1 =E1Z1I1 U2 = E2Z2I2 U2 = E2 Z2I2 N1I1N2I2 = N1I0 I1I2 = I0 E1 =ZmI0 E1 =ZmI0 E1= kE2E1 = E2U2 = ZLI2 U2 = ZLI2 U2 = E2Z2I2 U2 = E2 Z2I2 第二章 變壓器2. T形等效電路形等效電路“T”形等效電路反映了變壓器的電磁關(guān)系，因而能準(zhǔn)確地代表實(shí)際變壓器。1()mmmEIrjx第二章 變壓器“T”形等效電路的簡化：形等效電路的簡化：n 原因：串并聯(lián)電路且含原因：串并聯(lián)電路且含有復(fù)數(shù)，工程計(jì)算復(fù)雜。有復(fù)數(shù)，工程計(jì)算復(fù)

32、雜。n 依據(jù)：激磁電流與負(fù)載依據(jù)：激磁電流與負(fù)載電流相比甚小。電流相比甚小。n 方法之一：方法之一：n 激磁支路前移激磁支路前移n 變壓器副邊歸算到原邊變壓器副邊歸算到原邊的近似等效電路的近似等效電路1mII第二章 變壓器“T”形等效電路的簡化：形等效電路的簡化：n 原因：串并聯(lián)電路且含原因：串并聯(lián)電路且含有復(fù)數(shù)，工程計(jì)算復(fù)雜。有復(fù)數(shù)，工程計(jì)算復(fù)雜。n 依據(jù)：激磁電流與負(fù)載依據(jù)：激磁電流與負(fù)載電流相比甚小。電流相比甚小。n 方法之二：方法之二：n 忽略激磁支路忽略激磁支路變壓器副邊歸算到原邊變壓器副邊歸算到原邊的簡化等效電路的簡化等效電路12,0mmmzz zzI1212,kkrrr xxx令

33、：短路短路電阻電阻短路短路電抗電抗第二章 變壓器3. 相量圖相量圖1 1、畫相量圖的依據(jù)、畫相量圖的依據(jù)（2 2）不同量之間的相位關(guān)系，如電勢和磁通）不同量之間的相位關(guān)系，如電勢和磁通（1 1）基本方程式組：相量之間的關(guān)系，如何疊加）基本方程式組：相量之間的關(guān)系，如何疊加（3 3）不同元件的電壓和電流的關(guān)系）不同元件的電壓和電流的關(guān)系 - - 電阻、電容、電感電阻、電容、電感 - - 相位角，電阻相位角，電阻=0=0，電容，電容000（4 4）基本相量關(guān)系）基本相量關(guān)系 - - 如如 I I 和和 jI jI，-jI-jI - E1 - E1和和-E1-E1第二章 變壓器2 2、T T型等值電

34、路的相量圖型等值電路的相量圖 最常見的，已知最常見的，已知 ， ，2I2U2cos求：求：1I1U 步驟：步驟： 按比例畫出按比例畫出 ， ， - - 依據(jù)：依據(jù)：2U 2I222UkU 22/IIk T型等值電路的相量圖型等值電路的相量圖 2I2U 第二章 變壓器T型等值電路的相量圖型等值電路的相量圖 求求 - - 方向：超前方向：超前 E1 E1 相量相量9090度度 - - 大?。捍笮。?.444.44公式公式 m 2U2I22Ir22jI x21EEm1E 求出來求出來 ， ， ，并按比例畫出，并按比例畫出 - - 依據(jù)：依據(jù)：2E 1E1E21EE T型等值電路的相量圖型等值電路的相

35、量圖 2U2I22Ir22jI x21EEm1EE2 = U2+Z2I2 =U2+ I2 R2+ jI2x2第二章 變壓器T型等值電路的相量圖型等值電路的相量圖 求求 相量相量 - - 方向：方向： - - 大?。捍笮。篒m1mmrtgx1mmEIZ 求求 I1 I1 相量相量 - - 依據(jù)：依據(jù)：12()mIII 2U2I21EEmI2I1Im1E22jI x22I r第二章 變壓器T型等值電路的相量圖型等值電路的相量圖 111111 111UEI ZEI rj I x 2U2I22I r22jI x21EEmI2I1Im1E1 1I r11jI x1U 求求 U1 U1 相量相量 - -

36、依據(jù)：依據(jù)：T型等值電路的相量圖型等值電路的相量圖 2U2I22I r22jI x21EEmI2I1Im1E1 1I r11jI x1U第二章 變壓器T型等效電路（型等效電路（ 假定變壓器帶假定變壓器帶感性負(fù)載）示意步驟圖。感性負(fù)載）示意步驟圖。0190)6Em超前0)7 I)()8201III11)11IjX1)12 U22 I ) 223RI )224IXj )12)5EE1)9E21 U)11)10RI第二章 變壓器簡化等值電路的相量圖簡化等值電路的相量圖12II2U1 kI r1 kjI x1U21U 1I=-2I kZ 2U簡化等值電路的相量圖簡化等值電路的相量圖 121kUUI Z

37、 方程：方程：簡化等值電路簡化等值電路第二章 變壓器 分析計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行方法有基本公式、等值分析計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行方法有基本公式、等值電路和相量圖。電路和相量圖?；痉匠淌剑菏亲儔浩鞯碾姶抨P(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式；基本方程式：是變壓器的電磁關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式；等效電路：是基本方程式的模擬電路；等效電路：是基本方程式的模擬電路；相相 量量 圖：圖： 是基本方程的圖示表示；是基本方程的圖示表示； 三者是統(tǒng)一的，一般定量計(jì)算用等效電路，討論三者是統(tǒng)一的，一般定量計(jì)算用等效電路，討論各物理量之間的相位關(guān)系用相量圖。各物理量之間的相位關(guān)系用相量圖?？偪?結(jié)結(jié)第二章 變壓器2.5 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測

38、定待測定參數(shù)：待測定參數(shù)： 2211mmxRxRRxk、空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn) 短路實(shí)驗(yàn)短路實(shí)驗(yàn) 第二章 變壓器1. 1. 空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)（1 1）目的：計(jì)算變比）目的：計(jì)算變比k k、空載損耗、空載損耗p0p0和勵(lì)磁阻抗和勵(lì)磁阻抗ZmZm。（2）實(shí)驗(yàn)接線圖）實(shí)驗(yàn)接線圖10I20U10p10U第二章 變壓器（3）實(shí)驗(yàn)步驟）實(shí)驗(yàn)步驟n 將變壓器高壓邊開路，低壓邊經(jīng)調(diào)壓器接至額定電壓、將變壓器高壓邊開路，低壓邊經(jīng)調(diào)壓器接至額定電壓、 額定頻率的電網(wǎng)。額定頻率的電網(wǎng)。n 調(diào)節(jié)原邊電壓從調(diào)節(jié)原邊電壓從0 0逐步上升至（逐步上升至（1.11.31.11.3）U1NU1N為止。為止。n 在電壓調(diào)節(jié)過程中，逐點(diǎn)

39、測取原邊電壓在電壓調(diào)節(jié)過程中，逐點(diǎn)測取原邊電壓U1U1及原邊輸入及原邊輸入電流（空載電流）電流（空載電流）I0I0，即得空載特性曲線。，即得空載特性曲線。n 特別是當(dāng)原邊電壓等于額定電壓時(shí)，測取原邊電流特別是當(dāng)原邊電壓等于額定電壓時(shí)，測取原邊電流I0I0、原邊輸入功率原邊輸入功率p0p0及副邊開路電壓及副邊開路電壓U20.U20.第二章 變壓器2 01 NUkU（4）參數(shù)計(jì)算）參數(shù)計(jì)算 求變比：求變比： 確定鐵心損耗：確定鐵心損耗：22000 1mfecupI rI rpp110NfeUUppcufepp第二章 變壓器由于由于ZmZ1 ，可忽略，可忽略Z1 ，mmzzz1則有：勵(lì)磁阻抗則有：勵(lì)

40、磁阻抗1010IUzm 計(jì)算勵(lì)磁參數(shù)：計(jì)算勵(lì)磁參數(shù)：功率損耗基本上為鐵耗，故功率損耗基本上為鐵耗，故勵(lì)磁電阻勵(lì)磁電阻2mIpr1010勵(lì)磁電抗勵(lì)磁電抗2m2mmrzx第二章 變壓器 做空載特性曲線做空載特性曲線空載實(shí)驗(yàn)曲線空載實(shí)驗(yàn)曲線第二章 變壓器1 1）空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以）空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以此求取勵(lì)磁參數(shù)；此求取勵(lì)磁參數(shù)；2 2）若實(shí)驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)行，需把勵(lì)磁阻抗參數(shù)標(biāo)在高）若實(shí)驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)行，需把勵(lì)磁阻抗參數(shù)標(biāo)在高壓側(cè)的等效電路中時(shí)，須折算；壓側(cè)的等效電路中時(shí)，須折算；3 3）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均）對三相變壓器，各公式

41、中的電壓、電流和功率均為相值；為相值；幾點(diǎn)說明：幾點(diǎn)說明：第二章 變壓器（3）實(shí)驗(yàn)步驟）實(shí)驗(yàn)步驟n 將變壓器低壓邊短路，高壓邊經(jīng)調(diào)壓器接至額定電壓、將變壓器低壓邊短路，高壓邊經(jīng)調(diào)壓器接至額定電壓、 額定頻率的電網(wǎng)。額定頻率的電網(wǎng)。n 調(diào)節(jié)原邊電壓從調(diào)節(jié)原邊電壓從0 0逐步上升，原邊電流緩慢上升。逐步上升，原邊電流緩慢上升。n 當(dāng)原邊電流等于額定電流時(shí)，測取原邊電壓當(dāng)原邊電流等于額定電流時(shí)，測取原邊電壓UkUk、原邊、原邊電流電流IkIk以及原邊輸入功率以及原邊輸入功率PkPk。n 記錄實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度。記錄實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度。第二章 變壓器2. 2. 短路實(shí)驗(yàn)短路實(shí)驗(yàn)（1 1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河?jì)算變壓器的短路

42、電壓）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河?jì)算變壓器的短路電壓ukuk、負(fù)載損耗、負(fù)載損耗PkPk和短路阻抗和短路阻抗ZkZk。 （2）實(shí)驗(yàn)接線圖kIkpkU對應(yīng)簡化對應(yīng)簡化等效電路等效電路第二章 變壓器（4 4）參數(shù)計(jì)算）參數(shù)計(jì)算 一般地，為了方便，取一般地，為了方便，取 2kKPRIkkkkUZI22XkkkZR1212kRRR1212kXXX短路阻抗短路阻抗短路電阻短路電阻短路電抗短路電抗 確定短路損耗：確定短路損耗：12cucukfecuppppp 計(jì)算短路參數(shù)：計(jì)算短路參數(shù)：第二章 變壓器幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明: 3 3）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)(75)(75)的數(shù)

43、值。的數(shù)值。4 4）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；值；1 1）因變壓器的短路阻抗較小，所以短路電流等于額定）因變壓器的短路阻抗較小，所以短路電流等于額定電流時(shí)的短路電壓較低，實(shí)驗(yàn)時(shí)需格外小心；電流時(shí)的短路電壓較低，實(shí)驗(yàn)時(shí)需格外小心；2 2）短路損耗隨電流變化而變化，注意）短路損耗隨電流變化而變化，注意PkPk為泛指，而為泛指，而PkNPkN為確指（額定電流時(shí)的短路損耗）；為確指（額定電流時(shí)的短路損耗）；(75 )234.575234.5okkRR實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度第二章 變壓器（5）短路電壓（阻抗電壓）- - 阻抗電壓：

44、短路電流等于額定電流時(shí)候的外加電阻抗電壓：短路電流等于額定電流時(shí)候的外加電壓，即壓，即很多時(shí)候用百分比來表示，即：很多時(shí)候用百分比來表示，即：- - 銘牌上有時(shí)候標(biāo)注阻抗電壓銘牌上有時(shí)候標(biāo)注阻抗電壓11kNkUIZ1111100%kNkkNNUIZUUU第二章 變壓器 短路電壓的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路電壓的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影響變壓器的運(yùn)行性能。短路阻抗又直接影響變壓器的運(yùn)行性能。 從正常運(yùn)行角度看，希望它小些，這樣可使副從正常運(yùn)行角度看，希望它小些，這樣可使副邊電壓隨負(fù)載波動(dòng)小些；從限制短路電流角度，希邊電壓隨負(fù)載波動(dòng)小些；從限制短路電流角度，希望它大些

45、望它大些, ,相應(yīng)的短路電流就小些。相應(yīng)的短路電流就小些。對變壓器運(yùn)行性能的影響：對變壓器運(yùn)行性能的影響：Uk一臺(tái)單相變壓器，一臺(tái)單相變壓器，在在 時(shí)開路和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下時(shí)開路和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下試驗(yàn)名稱試驗(yàn)名稱電壓電壓電流電流功率功率備注備注開路試驗(yàn)開路試驗(yàn)11KV45.5A47KW電壓加在低壓側(cè)電壓加在低壓側(cè)短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)9.24KV 157.5A129KW電壓加在高壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)試求：試求：(1)歸算到高壓側(cè)時(shí)激磁阻抗和等效漏阻抗的值；歸算到高壓側(cè)時(shí)激磁阻抗和等效漏阻抗的值；(2)已知已知，畫出，畫出T形等效電路。形等效電路。 計(jì)算實(shí)例11220000,127/11,50NNNUS

46、KVAKVKVHZU15 C12(175)3.9 ,CRXX設(shè)解：解： 一次和二次繞組的額定電流為一次和二次繞組的額定電流為1120000157.7127NNNSIAAU22200001818.211NNNSIAAU 電壓比電壓比 1212711.5511NNUkU1.歸算到高壓側(cè)時(shí)的激磁阻抗和等效漏阻抗歸算到高壓側(cè)時(shí)的激磁阻抗和等效漏阻抗32222(2011 1011.553225745.5mmUZk ZkI 低壓）（）（）322220(222047 1011.55302845.5mmPRk RkI 低壓）（）（）222232257302832110mmmXZR 11924058.7157.

47、5KKKUZI 31221129 105.2157.5KKKPRI 222258.75.258.5KKKXZR (75)234.5755.26.45234.5 15KCR 2222(75)(75)6.4558.558.9KKCKCZRX 1(75 )3.9R2(75 )(75 )1(75 )2.55KRRR12129.252KXXX（2）T形等效電路圖如教材圖形等效電路圖如教材圖2-17所示，圖中所示，圖中 換算到換算到75 C求折算至高壓側(cè)的求折算至高壓側(cè)的 |Zm|、Rm、Xm 和和 |ZS| 、RS、XS。 一臺(tái)三相變壓器，一臺(tái)三相變壓器， SN = 1 000 kVA，U1N / U2

48、N = 10 000/231 V，I1N / I2N = 43.3 / 1 874 A。Y,d 聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)。 室溫為室溫為 20o C，繞組為銅線，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：，繞組為銅線，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 試試 驗(yàn)驗(yàn) 線電壓線電壓/V 線電流線電流/A 功率功率/W 備備 注注 空載試驗(yàn)空載試驗(yàn) 231/10 000 103.8 3 800 電壓加在低壓側(cè)電壓加在低壓側(cè) 短路試驗(yàn)短路試驗(yàn) 440 43.3 10 900 電壓加在高壓側(cè)電壓加在高壓側(cè)計(jì)算實(shí)例2= 3.83 Xm =|Zm |2Rm2 U20U1N k =10 000 / 3 231= = 25 折算至高壓側(cè)折算至高壓側(cè) Zm = 2523

49、.85 = 2 406 Rm = 2520.35 = 219 Xm = 2523.83 = 2 394 | Zm | =U1 I0= = 3.85 231 103.8 /3 Rm =P0 / 3 I02= = 0.35 3 800 / 3 (103.8 /3 )2 解： (1) 由空載試驗(yàn)求得XS =| ZS | 2RS2 = 5.54 折算至折算至75 RS = 1.94 = 2.36 234.5 +75 234.5 +20XS = 5.54 | ZS | = RS2XS2 = 6.022 | ZS | =US ISRS =PS / 3 IS2= = 1.94 10 900 / 3 43.3

50、2= = 5.87 440 / 3 43.3(2) 由短路試驗(yàn)求得由短路試驗(yàn)求得第二章 變壓器2.6 2.6 三相變壓器三相變壓器三相問題三相問題單相問題單相問題對稱負(fù)載對稱負(fù)載相值相值三相解三相解相值相值單相解單相解相值相值線線值值相值相值第二章 變壓器2.6 2.6 三相變壓器三相變壓器n 三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)n 三相變壓器的電路聯(lián)結(jié)三相變壓器的電路聯(lián)結(jié)第二章 變壓器2.6.1 三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)n 三相變壓器組三相變壓器組n 三相心式變壓器三相心式變壓器第二章 變壓器（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 三臺(tái)單相變壓器在電路上聯(lián)接起來，組成一個(gè)三臺(tái)單相變壓器在電

51、路上聯(lián)接起來，組成一個(gè)三相系統(tǒng)，這種組合稱為三相變壓器組。三相系統(tǒng)，這種組合稱為三相變壓器組。（2）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：n 三相磁路彼此無關(guān)。三相磁路彼此無關(guān)。n 三相磁通對稱，即大小相等且相位互差三相磁通對稱，即大小相等且相位互差1200n 三相激磁電流對稱，即大小相等且相位互差三相激磁電流對稱，即大小相等且相位互差12001.1.三相變壓器組三相變壓器組A三相變壓器組及其磁路三相變壓器組及其磁路BCXYZA B C 第二章 變壓器2.三相心式變壓器（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 0ABC （2）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：n 三相磁路彼此相關(guān)。三相磁路彼此相關(guān)。n 任意瞬間三相磁通代數(shù)和為零。任意瞬間三相磁通代數(shù)和為零

52、。n 三相激磁電流不等，中間一相略小。三相激磁電流不等，中間一相略小。取消中間取消中間鐵心柱鐵心柱三心柱置于三心柱置于同一平面同一平面第二章 變壓器2.6.2 三相變壓器的電路聯(lián)結(jié)三相變壓器的電路聯(lián)結(jié)n 三相繞組的聯(lián)結(jié)三相繞組的聯(lián)結(jié)n 變壓器的聯(lián)結(jié)組別變壓器的聯(lián)結(jié)組別n 三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)不但是構(gòu)成電路的需三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)不但是構(gòu)成電路的需要，還關(guān)系到一次側(cè)、二次側(cè)繞組電動(dòng)勢諧波的大要，還關(guān)系到一次側(cè)、二次側(cè)繞組電動(dòng)勢諧波的大小以及并聯(lián)運(yùn)行等問題。小以及并聯(lián)運(yùn)行等問題。第二章 變壓器1、三相繞組的聯(lián)結(jié)、三相繞組的聯(lián)結(jié)（1 1）變壓器的端頭標(biāo)號(hào)）變壓器的端頭標(biāo)號(hào)繞組繞組名稱名稱單相變壓器單

53、相變壓器三相變壓器三相變壓器中性點(diǎn)中性點(diǎn)首端首端末端末端首端首端末端末端高壓高壓繞組繞組A AX XU1U1、V1V1、W1W1（A A、B B、C C）U2U2、V2V2、W2W2（X X、Y Y、Z Z）N N低壓低壓繞組繞組a ax xu1u1、v1v1、w1w1（a a、b b、c c）u2u2、v2v2、w2w2(x(x、y y、z)z)n n中壓中壓繞組繞組Am Am Xm Xm U1mU1m、V1mV1m、W1m W1m U2mU2m、V2mV2m、W2m W2m NmNm第二章 變壓器（2 2）兩種聯(lián)結(jié)方式）兩種聯(lián)結(jié)方式 星型聯(lián)結(jié)星型聯(lián)結(jié) 低壓邊無中線：低壓邊無中線：y，有中線

54、：，有中線：ynu 繞組聯(lián)結(jié)及電動(dòng)勢規(guī)定正方向（如圖）繞組聯(lián)結(jié)及電動(dòng)勢規(guī)定正方向（如圖）u 表示方法表示方法 高壓邊無中線：高壓邊無中線：Y，有中線：，有中線：YN第二章 變壓器u 線電動(dòng)勢及相電動(dòng)勢間的關(guān)系線電動(dòng)勢及相電動(dòng)勢間的關(guān)系 數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式 相量圖相量圖ABBABCCBC AACEEEEEEEEE 首端首端A、B、C構(gòu)成一個(gè)等邊三構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，且按順時(shí)針排列。角形，且按順時(shí)針排列。ABCABEBEAEBCECECAE第二章 變壓器 三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié) 低壓邊低壓邊du 繞組聯(lián)結(jié)及電動(dòng)勢繞組聯(lián)結(jié)及電動(dòng)勢u 規(guī)定正方向（如圖）規(guī)定正方向（如圖）u 表示方法表示方法 高壓邊高

55、壓邊D第二章 變壓器u 線電動(dòng)勢及相電動(dòng)勢間的關(guān)系線電動(dòng)勢及相電動(dòng)勢間的關(guān)系 數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式-ABBBCCCAAEEEEEEABABCBCACEEEEEEAY，BZ，CXAZ，BX，CY第二章 變壓器 相量圖相量圖三相對稱三相對稱時(shí)線電動(dòng)時(shí)線電動(dòng)勢三角形勢三角形的重心為的重心為虛中點(diǎn)虛中點(diǎn)p 首端首端A、B、C構(gòu)成一個(gè)等邊構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，且按順時(shí)針排列。三角形，且按順時(shí)針排列。p 重合的點(diǎn)是等電位點(diǎn)。重合的點(diǎn)是等電位點(diǎn)。p 任意兩點(diǎn)之間的有向線段表示任意兩點(diǎn)之間的有向線段表示這兩點(diǎn)之間的電動(dòng)勢向量。這兩點(diǎn)之間的電動(dòng)勢向量。第二章 變壓器需注意的幾個(gè)地方：需注意的幾個(gè)地方：n 三相變壓

56、器的高、低壓繞組，都既可以聯(lián)成星形，三相變壓器的高、低壓繞組，都既可以聯(lián)成星形，也可以聯(lián)成三角形。也可以聯(lián)成三角形。n 同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以是同一相的，同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以是同一相的，也可以是不同相的。也可以是不同相的。n 高、低壓繞組的聯(lián)結(jié)方式有各種不同的組合，每種高、低壓繞組的聯(lián)結(jié)方式有各種不同的組合，每種組合稱為一種聯(lián)結(jié)組。組合稱為一種聯(lián)結(jié)組。第二章 變壓器同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以同相也可以不同相。同一鐵心柱上的高、低壓繞組，可以同相也可以不同相。第二章 變壓器 2、三相繞組的聯(lián)結(jié)組號(hào)、三相繞組的聯(lián)結(jié)組號(hào)（1）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)p

57、基本概念基本概念l 聯(lián)結(jié)組號(hào)表示原邊感應(yīng)電動(dòng)勢與副邊感應(yīng)電動(dòng)勢之間的相聯(lián)結(jié)組號(hào)表示原邊感應(yīng)電動(dòng)勢與副邊感應(yīng)電動(dòng)勢之間的相 位關(guān)系。位關(guān)系。l 感應(yīng)電動(dòng)勢的規(guī)定正方向?yàn)槔@組的首端指向尾端。感應(yīng)電動(dòng)勢的規(guī)定正方向?yàn)槔@組的首端指向尾端。l 當(dāng)多個(gè)線圈被交變磁場耦合時(shí)，無論其繞向如何，必然存當(dāng)多個(gè)線圈被交變磁場耦合時(shí)，無論其繞向如何，必然存在感應(yīng)電動(dòng)勢極性相同的端子。在感應(yīng)電動(dòng)勢極性相同的端子。l 不同繞組極性相同的端子稱同極性端或同名端，用不同繞組極性相同的端子稱同極性端或同名端，用“”表示。表示。l 同名端判斷方法：若兩繞組電流在鐵心內(nèi)產(chǎn)生的磁通同向，同名端判斷方法：若兩繞組電流在鐵心內(nèi)產(chǎn)生的磁通

58、同向，則兩電流的流入端為兩耦合繞組的同名端。則兩電流的流入端為兩耦合繞組的同名端。第二章 變壓器（1）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)p 作圖說明作圖說明l 繞組繞向相同繞組繞向相同第二章 變壓器（1）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)）單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)p 作圖說明作圖說明l 繞組繞向不同繞組繞向不同p 結(jié)論結(jié)論l高低壓兩繞組的同名端同標(biāo)記，高低壓兩繞組的同名端同標(biāo)記，EAEA與與EaEa同相位同相位l高低壓兩繞組的同名端異標(biāo)記，高低壓兩繞組的同名端異標(biāo)記，EAEA與與EaEa反相位反相位II6II0聯(lián)結(jié)組號(hào)聯(lián)結(jié)組號(hào)時(shí)鐘時(shí)鐘序號(hào)序號(hào)聯(lián)結(jié)組號(hào)聯(lián)結(jié)組號(hào)第二章 變壓器 （2）三相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)）三

59、相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)p 基本概念基本概念l 聯(lián)結(jié)組號(hào)表示高壓側(cè)與低壓側(cè)對應(yīng)線電動(dòng)勢之間的相聯(lián)結(jié)組號(hào)表示高壓側(cè)與低壓側(cè)對應(yīng)線電動(dòng)勢之間的相 位關(guān)系。位關(guān)系。l 感應(yīng)電動(dòng)勢的規(guī)定正方向?yàn)槔@組的首端指向尾端。感應(yīng)電動(dòng)勢的規(guī)定正方向?yàn)槔@組的首端指向尾端。l 三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有關(guān)，三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。l 判斷三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的方法通常為時(shí)鐘法。判斷三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的方法通常為時(shí)鐘法。第二章 變壓器l時(shí)鐘法介紹：時(shí)鐘法介紹： 時(shí)鐘表示法：高壓繞組的線電動(dòng)勢時(shí)鐘表示法：高壓繞組

60、的線電動(dòng)勢 (任取一個(gè)任取一個(gè))作分針，作分針，指向指向12點(diǎn)；低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢作時(shí)針，它們所確定點(diǎn)；低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢作時(shí)針，它們所確定的鐘點(diǎn)數(shù)即為聯(lián)結(jié)組號(hào)。的鐘點(diǎn)數(shù)即為聯(lián)結(jié)組號(hào)。 高、低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢因連接方式不同會(huì)出現(xiàn)高、低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢因連接方式不同會(huì)出現(xiàn)3030整數(shù)倍的相位差。整數(shù)倍的相位差。 例如例如:Y,y0:Y,y0連接形式為連接形式為Y,yY,y。聯(lián)結(jié)組號(hào)為。聯(lián)結(jié)組號(hào)為0 0。鐘表指。鐘表指在在0 0點(diǎn)點(diǎn), ,高、低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢的相位差為高、低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢的相位差為0 0。 Y,d11- Y,d11-連接形式為連接形式為Y,dY,d。聯(lián)結(jié)