變壓器的工作原理

1、第二章第二章 變壓器變壓器第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的工作原理變壓器的工作原理 分類(lèi)及結(jié)構(gòu)分類(lèi)及結(jié)構(gòu)一一.變壓器的工作原理變壓器的工作原理變壓器-利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器.是電力系統(tǒng)中 生產(chǎn)，輸送，分配和使用電能的中的重要裝置也是電力拖動(dòng)系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾刂谱儔浩骺刂谱儔浩?.1.變壓器變壓器 - - 靜止的電磁裝置靜止的電磁裝置變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能.電壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組,見(jiàn)圖3-1與電源相連的線圈，接收交流電能，稱(chēng)為一次繞組與負(fù)載相連的線圈，送出交流

2、電能，稱(chēng)為二次繞組設(shè)一次繞組的二次繞組的電壓相量U1電壓相量U2電流相量I1電流相量I2電動(dòng)勢(shì)相量E1電動(dòng)勢(shì)相量E2匝數(shù)N1匝數(shù)N2同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 Fm m ,該磁通量稱(chēng)為主磁通請(qǐng)注意 圖圖3-13-1 各物理量的參考方向確定。2.2.理想變壓器理想變壓器不計(jì)一次、二次繞組的電阻和鐵耗，其間耦合系數(shù) K=1 的變壓器稱(chēng)之為理想變壓器.描述理想變壓器的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為若一次、二次繞組的電壓、電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值均按正弦規(guī)律變化，則有 不計(jì)鐵心損失，根據(jù)能量守恒原理可得 由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系 令 ， 稱(chēng)為匝比（亦稱(chēng)電壓比），則 dtdNeudtdNeu2

3、2211121NNk 212121NNEEUU2211IUIU1221/IIUUkIIkUU/1/2121二二.變壓器的分類(lèi)變壓器的分類(lèi)升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器等三相變壓器三相變壓器2) 特種變壓器可分為: 整流變壓器、電爐變壓器、高壓試驗(yàn)變壓器、控制變壓器等1.1.變壓器按用途一般分為電力變壓器和特種變壓器兩大類(lèi)變壓器按用途一般分為電力變壓器和特種變壓器兩大類(lèi)1) 電力變壓器可分為:2.2.變壓器按相數(shù)可分為單相和三相變壓器變壓器按相數(shù)可分為單相和三相變壓器三相變壓器外觀示意圖三相變壓器外觀示意圖三三.變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1.1.鐵心鐵心鐵心是變壓器中主要的

4、磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 或 0.5 mm，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種 (見(jiàn)下頁(yè)）三相整流變壓器三相整流變壓器心式變壓器結(jié)構(gòu)示意圖心式變壓器結(jié)構(gòu)示意圖2.2.繞組繞組繞組是變壓器的電路部分，它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成3.3.其他結(jié)構(gòu)部件其他結(jié)構(gòu)部件以典型的油侵式電力變壓器為例，其他結(jié)構(gòu)部件有:油箱、儲(chǔ)油柜、散熱器、高壓絕緣管套以及繼電保護(hù)裝置等外形如下圖4.4.變壓器的額定值變壓器的額定值(1).(1).額定容量額定容量 變壓器視在功率的慣用數(shù)值，以 VA，KVA

5、，MVA 表示(2).(2).額定電壓額定電壓 變壓器各繞組在空載額定分接下端子間電壓的保證值，對(duì)于三相變壓器額定電壓系指線電壓，以 V 或 KV 表示(3).(3).額定電流額定電流 變壓器的額定容量除以各繞組的額定電壓所計(jì)算出來(lái)的線電流值，以A表示單相變壓器的一次、二次繞組的額定電流為I1N = S N/ U1N I2N = S N/ U2N三相變壓器的一次、二次繞組的額定電流為：NNNNNNUSIUSI22113;3NSNUNI例3-1有一臺(tái)三相油浸自冷式鋁線變壓器，(4).(4).額定頻率額定頻率我國(guó)工業(yè)用電頻率為 50 HZ.4 . 0/35/0,16021kVkVUUynYkVAS

6、NNN連接，試求一次，二次繞組的額定電流。AUSIAUSINNNNNN9 .230104 . 0310160364. 21035310160333223311第二節(jié) 單相變壓器的空載運(yùn)行什么是空載運(yùn)行？變壓器一次繞組加上交流電壓，二次繞組開(kāi)路的運(yùn)行情況一一.空載時(shí)的物理情況空載時(shí)的物理情況單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的各物單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的各物理量理量1.1.空載磁場(chǎng)空載磁場(chǎng)空載電流 i0 產(chǎn)生一個(gè)交變磁通勢(shì) i0N1 ，并建立交變磁場(chǎng)主磁通 m通過(guò)鐵心閉合的磁通量（占絕大部分）漏磁通1通過(guò)油和空氣閉合的磁通量（占少量）2.2.主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)主磁通在一次繞組和二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)

7、勢(shì)：e1(t) = -N1 dFm/dte2(t) = -N2 dFm/dt3. 3. 感生漏電動(dòng)勢(shì)感生漏電動(dòng)勢(shì)交鏈一次繞組的漏磁通在一次繞組中感生漏電動(dòng)勢(shì)e1s(t) = -N1 dF1s/dt列出一次、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式u1 = i0r1+(-e1s)+(-e1) = i0r1+ N1dF1s/dt + N1dFm/dtu20 = e2 = - N2 dFm/dt( (一一) ) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通1.1.變壓器感應(yīng)電勢(shì)變壓器感應(yīng)電勢(shì)1)1)主磁通主磁通若 u1 隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，則 m 也按正弦規(guī)律變化，設(shè) 則對(duì) e1 有： e1(t) = -N1 dFm/

8、dt = -wN1Fm cos wt= wN1Fm sin(wt-90)= E1m sin(wt-90)sin()(ttmmwFF而對(duì) e2 有： e2(t) = -N2 dFm/dt = -wN2Fm cos wt= wN2Fm sin(wt-90)= E2m sin(wt-90)所以 e1 和 e2 也按正弦規(guī)律變化2)2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e e1 1、e e2 2 在相位上滯后于 m 的電角度是 90 有效值是:3)3)相量表達(dá)式相量表達(dá)式根據(jù)上述討論，有E1、E2的相量表達(dá)式為磁通磁通F Fm m與電勢(shì)與電勢(shì)E E1 1、E E2 2的相量關(guān)系的相量關(guān)系mmmmmmfN

9、fNNEfNfNNEFFFFFF2222111144. 42/22/44. 42/22/wwmmfNjEfNjEFF221144. 444. 42.2.變壓器變比變壓器變比當(dāng)一次繞組上加上額定電壓 U1N 時(shí)，一般規(guī)定此時(shí)二次繞組開(kāi)路電壓將是額定電壓 U2N ， 因此可以認(rèn)為，變壓器的電壓比就是匝數(shù)比在三相變壓器中，電壓比規(guī)定為高壓繞組的線電壓與低壓繞組的線電壓之比( (二二) ) 空載電流空載電流1 1）空載電流主要作用是在鐵心中建立磁）空載電流主要作用是在鐵心中建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生主磁通場(chǎng)，產(chǎn)生主磁通2 2）空載時(shí)的變壓器實(shí)際上就是一個(gè)非線）空載時(shí)的變壓器實(shí)際上就是一個(gè)非線性電感器性電感器其磁通

10、量與電流的關(guān)系，服從與鐵磁材料的磁化曲線 =f(i)磁化曲線磁化曲線 =f(i)(=f(i)(圖圖2-2-tem3tem3) )212121/NNEEUUNN3 3）磁滯作用與渦流現(xiàn)象使）磁滯作用與渦流現(xiàn)象使(t)=fi(t)(t)=fi(t)的關(guān)系復(fù)雜化的關(guān)系復(fù)雜化磁滯作用導(dǎo)致勵(lì)磁電流有功無(wú)功分量出現(xiàn)示意圖磁滯作用導(dǎo)致勵(lì)磁電流有功無(wú)功分量出現(xiàn)示意圖( (圖圖2-2-tem4tem4) )空載電流可認(rèn)為是勵(lì)磁電流，用 Im 表示，空載運(yùn)行時(shí)從電源輸入少量電功率 p0 ，主要用來(lái)補(bǔ)償鐵心中的鐵損耗 pFe，Im 中含有有功 IFe(損耗電流）和用以建立磁場(chǎng)的無(wú)功 Iu (磁化電流）Im2 = I

11、m2 + IFe2IFe = pFe/E1 pFe/U1通常，Iu IFe ，U1 與 Im 之間相位角 0 接近90j1x1rmF( (三三) ) 漏磁通與漏電抗漏磁通與漏電抗設(shè)漏磁通所經(jīng)磁場(chǎng)磁阻 Rm1，則由于漏磁通所通過(guò)的途徑是非磁性物質(zhì)，其磁導(dǎo)率是常數(shù)所以漏磁通的大小與產(chǎn)生此漏磁通的繞組中的電流成正比所以漏電動(dòng)勢(shì) E1s 的有效值與電流 Im 關(guān)系為式中x1為一次繞組的漏電抗 )/(44. 444. 4111111mmRNIfNfNEFssmmIjxEIE111ss12111/mRNxw二二.空載運(yùn)行時(shí)電勢(shì)平衡方程式、相量圖及等效電空載運(yùn)行時(shí)電勢(shì)平衡方程式、相量圖及等效電路路1.1.空

12、載運(yùn)行時(shí)電勢(shì)平衡方程空載運(yùn)行時(shí)電勢(shì)平衡方程 單相變壓器空載運(yùn)行時(shí)的各物理量( (圖圖3-7)3-7)變壓器空載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式如下：由主磁通產(chǎn)生的電勢(shì) E1 與產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流 Im 之間存在關(guān)系,可以直接用參數(shù)形式來(lái)表示，由于 Im 中有有功分量與無(wú)功分量，故 -E1 可表示為 Im 流過(guò)一個(gè)阻抗時(shí)所引起的阻抗壓降，即勵(lì)磁阻抗 Zm勵(lì)磁電抗 xm勵(lì)磁電阻 rm)(111mmmjxrIZIE+2201111111)()()()(+EUEjxrIEErIUmms2.2.空載運(yùn)行時(shí)等值電路空載運(yùn)行時(shí)等值電路變壓器空載運(yùn)行時(shí)原邊電動(dòng)勢(shì)平衡方程式如下 其中 Z1 = r1 + jx13.3

13、.空載運(yùn)行時(shí)相量圖空載運(yùn)行時(shí)相量圖mmmZIZIU+114.4.應(yīng)注意的問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題注意 r1、x1 是常量 而勵(lì)磁阻抗的大小和變壓器工作點(diǎn)有關(guān)因鐵心中存在飽和現(xiàn)象，rm、xm 隨著飽和程度的增加而減小但當(dāng)電源電壓的變化范圍不大，對(duì)應(yīng)鐵心中磁通的變化為也不是很大時(shí)，Zm 的值基本上可視為不變。第三節(jié) 單相變壓器的基本方程式 一一.負(fù)載運(yùn)行時(shí)變壓器內(nèi)部物理情況負(fù)載運(yùn)行時(shí)變壓器內(nèi)部物理情況變壓器帶有負(fù)載時(shí)，變壓器內(nèi)的物理情況與空載時(shí)有所不同.變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二次繞組中的電流 I2 產(chǎn)生磁通勢(shì) I2N2由于電源電壓恒定 U1 = 常數(shù)，則 E1 常數(shù)，m 常數(shù)產(chǎn)生主磁通的磁勢(shì)也不會(huì)改變，因此達(dá)

14、到新的平衡的條件是：繞組的電流增量 DI1 所產(chǎn)生的磁通勢(shì)與二次繞組電流 I2 所產(chǎn)生的磁通勢(shì)相抵消，以維持主磁通基本不變。即這表明，二次繞組的電流增加時(shí)，一次繞組的電流就相應(yīng)地增加，這樣，通過(guò)電磁感應(yīng)作用，變壓器把電能從一次側(cè)傳遞到二次側(cè)D 1N1 + 2 N2 = 0二二.變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式（一）磁通勢(shì)平衡方程式（一）磁通勢(shì)平衡方程式1N1 + 2N2= mN1（二）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式（二）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式電動(dòng)勢(shì)平衡方程式1 = -1+ 1r1+j1x1= -1+ 1Z12 = 2- 2r2-j2x2 = 2- 2Z2歸納出變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式為

15、1N1 + 2N2 = mN11= - 1+ 1Z12= 2- 2Z2-1 = mZm1/2 = N1/N2 =k第四節(jié) 變壓器的等效電路及向量圖 1.1.問(wèn)題？問(wèn)題？是否可找到一個(gè)便于工程計(jì)算的單純電路以代替無(wú)電路聯(lián)系、但有磁路耦合作用的實(shí)際變壓器但這個(gè)電路必須能正確反映變壓器內(nèi)部電磁過(guò)程2.2.答案：有！答案：有！這種電路稱(chēng)為變壓器的等效電路前提條件是必須進(jìn)行繞組歸算一、繞組歸算一、繞組歸算繞組歸算就是把二次繞組的匝數(shù)變換成一次繞組的匝數(shù)或者將一次繞組的匝數(shù)變換成二次繞組的匝數(shù)來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，但不改變其電磁效應(yīng)的一種分析方法( (一一) ) 歸算原則：歸算原則：1 1、歸算前后的磁通勢(shì)平衡關(guān)系

16、不變、歸算前后的磁通勢(shì)平衡關(guān)系不變2 2、各種能量關(guān)系保持不變、各種能量關(guān)系保持不變歸算值用原來(lái)的符號(hào)加 表示下面以二次側(cè)歸算到一次側(cè)為例( (二二) ) 電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算電動(dòng)勢(shì)和電壓的歸算因?yàn)?N2= N1 所以E2= k E2( (三三) ) 電流的歸算電流的歸算保持磁通勢(shì)在歸算前后不變，N2I2= N2I2 ，則I2= (N2/N2)I2 = (N2/N1)I2 = I2/k( (四四) ) 阻抗的歸算阻抗的歸算保持歸算前后銅耗及漏感中無(wú)功功率不變的原則由:I22 r2 = I22 r2 得 r2= I22/I22 r2 = k2r2由:I22 x2 = I22 x2 得 x2= I2

17、2/I22 x2 = k2x2歸算后變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式將變?yōu)槿缦滦问? + 2= m1= -1+ 1Z12= 2- 2Z2-1 = mZm1 = 2二二.變壓器等效電路變壓器等效電路由于 N2= N1，這是電壓比等于 1 的變壓器因此，E2= E1，圖中 a-b 和 c-d 是等電位點(diǎn)用導(dǎo)線把它們聯(lián)接起來(lái)，考慮到1 + 2= m1 = -mZm則得等值電路如下：三三.相量圖相量圖根據(jù)（圖3-13）所示得變壓器得“T”形等效電路，可畫(huà)出相應(yīng)得相量圖四四.近似等值電路近似等值電路1.1.倒倒L L型等效電路型等效電路考慮到一般變壓器中，Zm Z1若把勵(lì)磁支路前移，可得倒L 字型近似等效電

18、路如下近似等效電路可用于分析計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行的某些問(wèn)題如二次側(cè)電壓變化并聯(lián)運(yùn)行的負(fù)載分配等2.2.一字型等效電路一字型等效電路由于一般變壓器 ImIN，進(jìn)一步把勵(lì)磁 Im 忽略不計(jì)得到變壓器一字型近似等效電路如下：其中： rs 短路電阻 xs 短路電抗Zs 短路阻抗統(tǒng)稱(chēng)為變壓器的短路參數(shù)2.2.一字型等效電路一字型等效電路由于一般變壓器 ImIN，進(jìn)一步把勵(lì)磁 Im 忽略不計(jì)得到變壓器一字型近似等效電路如下：第五節(jié)第五節(jié) 變壓器等效電路參數(shù)的測(cè)定變壓器等效電路參數(shù)的測(cè)定一一.空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)1.1.空載試驗(yàn)的目的空載試驗(yàn)的目的測(cè)定變壓器的電壓比 K、鐵耗 pFe 以及等效電路中的勵(lì)磁阻抗 Z

19、m2.2.單相變壓器空載試驗(yàn)電路單相變壓器空載試驗(yàn)電路單相變壓器空載試驗(yàn)按下圖接線單相變壓器空載試電路圖（圖單相變壓器空載試電路圖（圖3-173-17）3.3.單相變壓器空載試驗(yàn)方法單相變壓器空載試驗(yàn)方法在額定頻率、正弦的額定電壓 U1N 作用下測(cè)讀 U1、I10、p0 和 U20z0 = (U1/I0) = sqrt(r1+rm)2+(x1+xm)2)因?yàn)? ZmZ1、rmr1、xmx1z0 zm r0 = p0/I102 rmx0 =sqrt(z02-r02) xm電壓比: k = U1/U20空載試驗(yàn)一般在低壓側(cè)進(jìn)行，三相變壓器必須采用每相值進(jìn)行計(jì)算二二.短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)二二.短路試驗(yàn)短

20、路試驗(yàn)1.1.短路試驗(yàn)的目的短路試驗(yàn)的目的測(cè)定變壓器等效電路中的短路參數(shù)2.單相變壓器短路試驗(yàn)電路單相變壓器短路試驗(yàn)電路單相變壓器短路試驗(yàn)的接線圖如圖所示單相變壓器短路試驗(yàn)電路（圖單相變壓器短路試驗(yàn)電路（圖3-18）3.3.單相變壓器短路試驗(yàn)方法單相變壓器短路試驗(yàn)方法注意事項(xiàng)：* 短路試驗(yàn)時(shí)，在一次側(cè)所加的電壓必須降低* 通常使一次、二次側(cè)電流達(dá)到額定值為止因?yàn)樵囼?yàn)電壓很低，主磁通很小，可忽略勵(lì)磁電流和鐵耗認(rèn)為變壓器從電源輸入功率 ps 作為銅耗完全消耗在一次、二次繞組ps =Is2rs pcu =I12r1+I22r2zs Us/Is ;rs ps/Is2 ;xs sqrt(zs2- rs2

21、)4.4.阻抗電壓阻抗電壓當(dāng)繞組中電流達(dá)到額定值，加在一次繞組上的短路電壓應(yīng)是 Us = I1N Zs75c稱(chēng)為阻抗電壓或短路電壓用一次側(cè)電壓的百分值表示Us* = (Us/U1N) 100%=(I1N Zs75c/U1N) 100%三三.相對(duì)值概念相對(duì)值概念阻抗電壓相對(duì)值在變壓器計(jì)算中，把阻抗電壓 U Us s 表示成額定電壓的相對(duì)值 短路阻抗相對(duì)值 Z Zs s* *短路阻抗與阻抗基值之比選定阻抗基值 Z ZN N 為額定電壓 U U1N1N 與額定 I I1N1N 之比 可見(jiàn) 短路阻抗相對(duì)值 Z Zs s* * 與阻抗電壓相對(duì)值相等SNCSNNCSNSsZZZIUZUUU00751175

22、1%100NNSNNSSUIZIUZZ第六節(jié)第六節(jié) 三相變壓器三相變壓器n三相變壓器的兩種形式：n1、三個(gè)獨(dú)立單相變壓器組成的變壓器組，稱(chēng)為三相組式變壓器2、鐵心為三相所共有的三相變壓器分析單相變壓器時(shí)的所得的基本方程式、等效電路、相量圖以及即將探討的運(yùn)行特性分析等方法完全適用于三相變壓器一一. .三相變壓器的電路系統(tǒng)三相變壓器的電路系統(tǒng)-連接組連接組（一）聯(lián)結(jié)法（一）聯(lián)結(jié)法繞組的首端和末端的標(biāo)志規(guī)定繞組名稱(chēng)首端末端中點(diǎn)高壓繞組A B CX Y ZO低壓繞組a b cx y zo1.1.星形聯(lián)結(jié)用符號(hào)星形聯(lián)結(jié)用符號(hào)“Y Y（或或 y)”y)”表示表示三個(gè)首端 A、B、C（或 a、b、c)向外引

23、出末端 X、Y、Z（或 x、y、z）連接在一起成為中性點(diǎn)2.2.三角形聯(lián)結(jié)用符號(hào)三角形聯(lián)結(jié)用符號(hào)“D D（或或d d）”表示表示各相間聯(lián)結(jié)次序?yàn)?A - X - C - Z - B - Y（或 a- x - c - z - b - y)從首端 A、B、C（或 a、b、c）向外引出三相變壓器的三相變壓器的Y Y與與D D型聯(lián)結(jié)型聯(lián)結(jié). .下頁(yè)下頁(yè)二）聯(lián)結(jié)組二）聯(lián)結(jié)組三相繞組無(wú)論采用什么聯(lián)結(jié)法，二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)的相位差總是30的倍數(shù)，因此采用鐘表面上12個(gè)數(shù)字來(lái)表示1.1.時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法把高壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)的相量作為分針，始終指著“12”這個(gè)數(shù)字而以低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)的相量作為時(shí)針，它所指的數(shù)字即表示

24、高、低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量間的相位差這個(gè)數(shù)字稱(chēng)為三相變壓器聯(lián)結(jié)組的“標(biāo)號(hào)”2.2.單相變壓器的聯(lián)結(jié)單相變壓器的聯(lián)結(jié)單相變壓器或三相變壓器中某相高、低壓繞組的聯(lián)結(jié)組問(wèn)題其實(shí)質(zhì)為電路理論中互感線圈的同名端問(wèn)題單相變壓器的兩種聯(lián)結(jié)（圖單相變壓器的兩種聯(lián)結(jié)（圖3 3-20-20）3.3.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組問(wèn)題標(biāo)號(hào)的步驟三相變壓器的聯(lián)結(jié)組問(wèn)題標(biāo)號(hào)的步驟3.3.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組問(wèn)題標(biāo)號(hào)的步驟三相變壓器的聯(lián)結(jié)組問(wèn)題標(biāo)號(hào)的步驟1)1)根據(jù)三相變壓器具體連接確定連接組標(biāo)號(hào)根據(jù)三相變壓器具體連接確定連接組標(biāo)號(hào)* 在繞組連接圖上標(biāo)明原邊三相相電勢(shì)方向（首端指向末端），根據(jù)連接方式，做出電勢(shì)相量圖* 根據(jù)同一鐵心柱相電

25、勢(shì)相位關(guān)系，并畫(huà)出高、低側(cè)對(duì)稱(chēng)三相電動(dòng)勢(shì)的相量圖，將相量 EAX 與 Eax 的首端 A 和 a 畫(huà)在一起* 由高、低側(cè)線電勢(shì)的相位差確定連接組標(biāo)號(hào)2)2)由給定的連接組標(biāo)號(hào)確定變壓器原副邊接法由給定的連接組標(biāo)號(hào)確定變壓器原副邊接法* 由給定的連接組標(biāo)號(hào)確定高、低側(cè)線電勢(shì)相量* 確定高壓邊繞組的接法* 根據(jù)高、低壓線電動(dòng)勢(shì)相位關(guān)系，確定連接方法由聯(lián)結(jié)組通過(guò)電勢(shì)相量確定三相變壓器的電路圖表達(dá)由聯(lián)結(jié)組通過(guò)電勢(shì)相量確定三相變壓器的電路圖表達(dá)1 1由聯(lián)結(jié)組通過(guò)電勢(shì)相量確定三相變壓器的電路圖表達(dá)由聯(lián)結(jié)組通過(guò)電勢(shì)相量確定三相變壓器的電路圖表達(dá)2 2由電路圖表達(dá)獲得三相變壓器的具體連接由電路圖表達(dá)獲得三相變

26、壓器的具體連接3)3)變壓器的各種連接組及原副邊接法變壓器的各種連接組及原副邊接法二二.三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的磁路系統(tǒng)-鐵心的結(jié)構(gòu)形式鐵心的結(jié)構(gòu)形式三相變壓器的磁路系統(tǒng)（圖三相變壓器的磁路系統(tǒng)（圖2-232-23）三相心式變壓器的磁路系統(tǒng)的演變（圖三相心式變壓器的磁路系統(tǒng)的演變（圖2-242-24）第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行本節(jié)主要討論* 單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行特性問(wèn)題和* 多臺(tái)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行問(wèn)題一一. .變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性指 * 變壓器二次側(cè)端電壓的變化和* 變壓器的效率( (一一) ) 變壓器負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓的變化變壓器負(fù)載時(shí)

27、二次側(cè)端電壓的變化( (電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率) )1.1.什么是變壓器的外特性？什么是變壓器的外特性？變壓器一次側(cè)外施電壓額定電壓 U1 = U1N 、負(fù)載功率因數(shù) cosj2 不變時(shí)二次側(cè)端電壓 U2 隨二次側(cè)負(fù)載電流 I2 變化的關(guān)系曲線 ，即 U2 = f(I2)，一般用電壓調(diào)整率表示2.2.電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率表征了電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，反映了電能的質(zhì)量，是變壓器的主要性能之一DU % 規(guī)定為：一次側(cè)加額定電壓、負(fù)載功率因數(shù)為一定值時(shí)空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓之差 (U20 - U2)與二次側(cè)額定電壓 U2N 的比例（用百分值表示）%100/ )(%100/ )(%100/ )(%

28、122222220NINNNNUUUUUUUUUUD采用簡(jiǎn)化等值電路時(shí)變壓器電壓電流關(guān)系采用簡(jiǎn)化等值電路時(shí)變壓器電壓電流關(guān)系由（圖2-31）可以看出：212751sincos0jjsNCsNxIrIab+書(shū)中未給證明 證明如下：2121212222122212121221121sincossin)cossincos1(sincossinsincossin)tan(cosjjjjjjjjjjjjjjssssssssssxIrIxIrIrIxIrIrIxIrIboaoab+可見(jiàn):其中: bI1/I1N電壓調(diào)整率決定于：1)短路參數(shù) rs，xs2)負(fù)載系數(shù) b3)負(fù)載的功率因數(shù)%100)sincos

29、(%100)sincos(%100/%100)(%12127511212751112100+DNsNCsNNsCsNNNUxIrIUxIrIUabUUUUjjbjj( (二二) ) 效率效率1.1.鐵耗鐵耗基本鐵耗 - 主要是磁滯損耗與渦流損耗磁滯損耗與硅鋼片材料的性質(zhì)、磁通密度的最大值以及頻率有關(guān)渦流損耗與硅鋼片的厚度、電阻率、磁通密度有關(guān)附加鐵耗2.2.銅耗銅耗基本銅耗指一、二次繞組內(nèi)電流所引起的直流電阻損耗附加銅耗主要是由漏磁通所引起的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)產(chǎn)生的額外損耗3.3.效率效率變壓器的效率指其輸出的有功功率與輸入的有功功率之比 工程上采用間接法測(cè)定變壓器的效率，即測(cè)出各種損耗以計(jì)算

30、效率h 1-Sp/(P2+Sp)12/ PPh4.4.假設(shè)假設(shè)(1)以額定電壓下的空載損耗 p0 作為鐵耗 pFe并認(rèn)為鐵耗不隨負(fù)載而變(2)以額定電流時(shí)的負(fù)載損耗 pLN 作為額定電流時(shí)之銅耗 pcu并認(rèn)為負(fù)載系數(shù)?的平方成正比,有pcu= b2pLN(3)計(jì)算 P2 時(shí),忽略負(fù)載運(yùn)行時(shí)的二次側(cè)電壓的變化即認(rèn)為: P2 = mU2NI2 cosj2=bmU2NI2N cosj2 =bSN cosj2這樣就可以得到：5.5.變壓器效率計(jì)算公式變壓器效率計(jì)算公式6.6.變壓器的效率特性變壓器的效率特性變壓器的效率特性曲線變壓器的效率特性曲線( (圖圖2-332-33) )%100)cos1 (2

31、0220+sNsppSppbjbbh例3-2 有一臺(tái)三相電力變壓器， .50,11, 5 .11/4 .36/,15. 3/10/,6302121HzfdYIIUUAkVSNNNNN標(biāo)號(hào)連接組的在10 使得空載和伏在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：C0實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)電壓/kV電流/kA功率/kW備注空載負(fù)載3.150.456.9336.42.457.89電壓加在二次側(cè)電壓加在一次側(cè)（1）歸算到一次側(cè)的勵(lì)磁參數(shù)和短路參數(shù)；（2）阻抗電壓的百分值及有功分量和無(wú)功分量；（3）額定負(fù)載及 時(shí)的效率和電壓調(diào)整率，二次電壓；（4） 時(shí)，產(chǎn)生最高效率是的負(fù)載系數(shù) 及最高效率8 . 0)cos(, 8 . 0cos22jj8 . 0

32、cos2jmaxh解 （1）歸算到一次側(cè)的勵(lì)磁參數(shù)為額定相電壓電壓比空載相電壓空載相電流空載相損耗勵(lì)磁參數(shù)歸算到一次側(cè)時(shí)負(fù)載相電壓負(fù)載相電流VVUN57743101031FVUUNN315022F83. 131505774KVUU31502020FAAI4393. 620FWWP7 .816324500F;8 .785515 .787;5147 .816;5 .78743150222mmmxrZ;26328 .78583. 1;8 .1705183. 1;262328 .78583. 1222mmmxrZVVUS26034501FAIIINSS4 .36111F負(fù)載相損耗短路參數(shù)換算到75 時(shí)

33、額定負(fù)載損耗WWPS263037890F;86. 699. 114. 7;98. 14 .362630;14. 74 .36260222SSSxrZC0;3 . 785. 651. 2;51. 298. 1105 .234755 .23422757500+CSCSZrWWrIPCSSSN1000051. 24 .3633275210F（2）阻抗電壓的百分值及有功分量和武功分量；阻抗電壓的百分值有功分量阻抗電壓的百分值無(wú)功分量阻抗電壓的百分值%6 . 4%10057743 . 74 .36%10017510FFNCSNsUZIu%58. 1%100577451. 24 .36%10017510F

34、FNCSNsrUrIu%32. 4%100577485. 64 .36%10011FFNSNsxUxIu（3）額定負(fù)載及 時(shí)的效率和電壓調(diào)整率，二次電壓分別為：8 . 0)cos(, 8 . 0cos22jj1）額定負(fù)載在 時(shí)8 . 0cos2j%59.97%100)10000124508 . 0630110000124501 (%100)cos1 (2220220+sNsppSppbjbbh電壓調(diào)整率VVUUUUUUUxIrIUNsrxrsrNsNCsN3028)10086.31(3150)1(%86.3%100)6.032.48.058.1(1%100)cos(%100)sincos(%2

35、2212127510D+Djbjjb二次電壓2）額定負(fù)載在 時(shí)8 . 0)( :cos2j效率%59.97hVVUUUUUUUxIrIUNsrxrsrNsNCsN3192)33.1(1(3150)1(%33.1%100)6.032.48.058.1(1%100)cos(%100)sincos(%22212127510D+Djbjjb（4） 時(shí)，產(chǎn)生最高效率是的負(fù)載系數(shù) 及最高效率時(shí)的負(fù)載系數(shù)：8 . 0cos2jmaxh495. 01000024500SNmppb最高效率%07.98%100)10000495. 024508 . 0630495. 010000495. 024501 (%100

36、)cos1 (2220220+sNsppSppbjbbh第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行（了解）變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行（了解）二二.變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件1.變壓器并聯(lián)運(yùn)行的必要性2.變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行的要求* 在并聯(lián)組空載時(shí)各變壓器之間無(wú)環(huán)流* 負(fù)載時(shí),各變壓器能合理分擔(dān)負(fù)載( (一一) ) 環(huán)流環(huán)流I Ic c的產(chǎn)生的產(chǎn)生1.兩臺(tái)變壓器的電壓比即使并聯(lián)組處于空載狀態(tài)，若兩臺(tái)變壓器的電壓比不等時(shí)會(huì)出現(xiàn)環(huán)流( (二二) ) 負(fù)載電流負(fù)載電流2.聯(lián)接組標(biāo)號(hào)不同聯(lián)接組標(biāo)號(hào)不同的變壓器絕對(duì)不容許并聯(lián)運(yùn)行1.理想的并聯(lián)運(yùn)行情況是各變壓器根據(jù)其本身的能力來(lái)分擔(dān)負(fù)載，即兩變壓器負(fù)載率一致。如何達(dá)