第五章變壓器自動(dòng)化

1、5.1 5.1 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)5.2 5.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行 5.3 5.3 單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行5.4 5.4 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定5.5 5.5 標(biāo)么值標(biāo)么值5.6 5.6 變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性5.7 5.7 三相變壓器三相變壓器5.8 5.8 變壓器的并聯(lián)特性變壓器的并聯(lián)特性 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級的交流

2、電能.第五章第五章 變壓器變壓器了解變壓器的用途、分類了解變壓器的用途、分類了解變壓器的主要結(jié)構(gòu)了解變壓器的主要結(jié)構(gòu)掌握變壓器的基本工作原理掌握變壓器的基本工作原理掌握變壓器的額定參數(shù)掌握變壓器的額定參數(shù)教學(xué)要求教學(xué)要求一、基本工作原理一、基本工作原理 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加組。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)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢。在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢。1u1e2e2u1i2iAXaxL

3、Z 只要一、只要一、二次繞組的匝二次繞組的匝數(shù)不同，就能數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的達(dá)到改變壓的目的。目的。5.1 5.1 概述概述1.三相變壓器組：三相變壓器組：一種由三個(gè)單相變壓器的鐵心組成。特點(diǎn)：三相磁路彼此無關(guān) 2.2.三鐵心柱變壓器三鐵心柱變壓器特點(diǎn)：磁路有關(guān)系，一相磁路以另外兩相磁路作為閉合磁路。5.1 5.1 概述概述二、分類二、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、雙按繞組數(shù)目分：單繞組（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、三繞組變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：單相變壓器、三

4、相變壓器和多相按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。變壓器。 ：它是變壓器用作導(dǎo)磁的磁它是變壓器用作導(dǎo)磁的磁路，也是器身的機(jī)械骨架，由鐵路，也是器身的機(jī)械骨架，由鐵心柱、鐵軛和夾緊裝置組成。為心柱、鐵軛和夾緊裝置組成。為了減小鐵心中的磁滯和渦流損耗，了減小鐵心中的磁滯和渦流損耗，鐵心用鐵心用0.350.350.5mm0.5mm厚的硅鋼片厚的硅鋼片疊成，從而減小變壓器的勵(lì)磁電疊成，從而減小變壓器的勵(lì)磁電流。流。5.1.2 基本結(jié)構(gòu) 鐵心制造工藝簡單，制造工時(shí)短，降鐵心制造工藝簡單，制造工時(shí)短，降低了制造成本變壓器制造廠具有成熟的疊低了制造成本變壓器制造廠具有成熟的疊鐵心工藝，成熟的質(zhì)量控

5、制管理體系不需鐵心工藝，成熟的質(zhì)量控制管理體系不需要卷制鐵心和線圈的專用設(shè)備，降低了要卷制鐵心和線圈的專用設(shè)備，降低了產(chǎn)產(chǎn)品的制造成本品的制造成本. . 變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。 油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。用的管子（散熱器或冷卻器）。 將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對地將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。二

6、、繞組三、油箱四、絕緣套管此外，還有儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、凈油此外，還有儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器器和氣體繼電器。5.1 5.1 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)5.1.3 5.1.3 型號與額定值型號與額定值一、型號一、型號 型號表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級、型號表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如如S9-1000/10表明三相銅線變壓器，額定容量表明三相銅線變壓器，額定容量1 1000kVA000kVA，高壓額定電壓，高壓額定電壓1 10kV0kV電力變壓器電力變壓器。SL9-

7、1000/10二、額定值三者關(guān)系三者關(guān)系：11221122:33NN NNNNN NNNSU IU ISU IU I單 相三 相此外，額定值還有額定頻率、效率、溫升等。此外，額定值還有額定頻率、效率、溫升等。)kV(UUNN21和額定電壓指長期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓指長期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓1N21NU,U ,.NU是指加在一次側(cè)的額定電壓是指一次側(cè)加二次的開路電壓對三相變壓器指的是線電壓)kVA(SN額定容量指銘牌規(guī)定的額指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所定使用條件下所能輸出的視在功能輸出的視在功率。率。)A(IINN21和額定電流指在額定容量下，允許長指在額定容量下，允許長期通過的額定電流

8、。在三期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流相變壓器中指的是線電流高壓分接頭高壓分接頭變壓器的高壓側(cè)一般都引幾個(gè)分接頭與分變壓器的高壓側(cè)一般都引幾個(gè)分接頭與分接開關(guān)相連，調(diào)節(jié)分接開關(guān)，可以改變高接開關(guān)相連，調(diào)節(jié)分接開關(guān)，可以改變高壓繞組的匝數(shù)，即改變變壓器實(shí)際的匝數(shù)壓繞組的匝數(shù)，即改變變壓器實(shí)際的匝數(shù)比，從而使電壓波動(dòng)時(shí)，二次側(cè)輸出電壓比，從而使電壓波動(dòng)時(shí)，二次側(cè)輸出電壓仍然是穩(wěn)定的仍然是穩(wěn)定的5.2 5.2 單相變壓器的空載運(yùn)行幻燈片單相變壓器的空載運(yùn)行幻燈片5.2.1 5.2.1 電磁關(guān)系電磁關(guān)系一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況1U1E1sE20U0I)(2I1sAX

9、axm2E10RI1U0I100NIF1sEm1s1E2E-+-1U1E1sE20U0I)(2I1sAXaxm2E-+-一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況0I0I1s1）性質(zhì)上：）性質(zhì)上： 與與 成非線性關(guān)系；成非線性關(guān)系； 與與 成成線性關(guān)系；線性關(guān)系；主磁通與漏磁通的區(qū)別主磁通與漏磁通的區(qū)別1s2）數(shù)量上：）數(shù)量上： 占占99%以上，以上， 僅占僅占1%以下；以下；1 s3 3）作用上：）作用上： 起傳遞能量的作用，起傳遞能量的作用， 起漏抗壓降作用。起漏抗壓降作用。1U1E1sE20U0I)(2I1sAXaxm2E-+-二、各電磁量參考方向的規(guī)定一次側(cè)遵循電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)

10、遵循發(fā)電機(jī)一次側(cè)遵循電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)遵循發(fā)電機(jī)慣例。慣例。強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動(dòng)勢與感應(yīng)它的磁通之間符螺旋定則；電動(dòng)勢與感應(yīng)它的磁通之間符合右手螺旋定則。合右手螺旋定則。1U1E1sE20U0I)(2I1sAXaxm2E-+-電磁量規(guī)定正方向慣例總結(jié)電磁量規(guī)定正方向慣例總結(jié)1U&1I&m&1I&2I1E&2E&m&2sE1sE1s2s2I2U&三、感應(yīng)電動(dòng)勢分析三、感應(yīng)電動(dòng)勢分析1 1、主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢主電動(dòng)勢主電動(dòng)勢sinmt設(shè)0011112si

11、n(90 )sin(90 )mmdeNfNtEtdt則114.44mEfN有效值有效值mfNjE1144. 4相量相量 可見，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，所產(chǎn)生可見，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，所產(chǎn)生的一次主電動(dòng)勢也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上的一次主電動(dòng)勢也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上滯后主磁通滯后主磁通 。主電動(dòng)勢的大小與電源頻率、。主電動(dòng)勢的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。090主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢二次主電動(dòng)勢二次主電動(dòng)勢sinmt設(shè)0022222sin(90 )sin(90 )mmdeNfNtEtdt則224.44mEfN有效值有

12、效值224.44mEjfN相量相量同理，二次主電動(dòng)勢也有同樣的結(jié)論。同理，二次主電動(dòng)勢也有同樣的結(jié)論。202 2、漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢漏電動(dòng)勢漏電動(dòng)勢漏電動(dòng)勢也可以用漏抗壓降來表示，即漏電動(dòng)勢也可以用漏抗壓降來表示，即根據(jù)主電動(dòng)勢的分析方法，同樣有根據(jù)主電動(dòng)勢的分析方法，同樣有001111112sin(90 )sin(90 )sssmsdeNfNtEtdt 1111114.4422mssssENEjjfN 相量相量11011 01 002sssNIEjj L IjXII11102ssNLI稱為一次繞稱為一次繞組漏電感組漏電感由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路

13、徑,磁路不飽磁路不飽和和,故磁阻很大且為常數(shù)故磁阻很大且為常數(shù),所以漏電抗所以漏電抗 很很小且為常數(shù)小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變它不隨電源電壓負(fù)載情況而變.1X一次繞組漏電抗還可以寫成一次繞組漏電抗還可以寫成2111011111100( 2)22ssssNNI NXLNII式中：式中： 為漏磁路的磁導(dǎo)為漏磁路的磁導(dǎo)1s1U1E1sE20U0I)(2I1sAXaxm2E四、四、 空載時(shí)的電空載時(shí)的電壓壓方程方程1 1、電動(dòng)勢平衡平衡方程、電動(dòng)勢平衡平衡方程（1 1）一次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程一次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程11101sEEUI R 11101sUEEI R mfNEU11144. 4忽略

14、很小的漏阻抗壓降，忽略很小的漏阻抗壓降，1111444444fN.UfN.Em則則可見，影響主磁通可見，影響主磁通 大小的因素有電源電大小的因素有電源電壓壓 、電源頻率、電源頻率 和一次側(cè)線圈匝數(shù)和一次側(cè)線圈匝數(shù) 。m1U1f1N寫成有效值形式，有寫成有效值形式，有11UE （2 2）二次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程二次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程220EU2 2、變比、變比定義定義NNUUUUNNEEk212012121對三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動(dòng)勢對三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動(dòng)勢之比，近似為額定相電壓之比，具體為之比，近似為額定相電壓之比，具體為Y，d接線接線NNUUk213NNUUk213D，

15、y接線接線五、五、 空載電流和空載損耗空載電流和空載損耗1、空載電流、空載電流（1 1）作用與組成作用與組成0I0rI0aI空載電流空載電流 包含兩個(gè)分量，包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量，作用是一個(gè)是勵(lì)磁分量，作用是建立磁場，產(chǎn)生主磁通建立磁場，產(chǎn)生主磁通無功分量無功分量 ；rI00I另一個(gè)是鐵損耗分量，作另一個(gè)是鐵損耗分量，作用是供變壓器鐵心損耗用是供變壓器鐵心損耗有功分量有功分量 。aI01Um1E0I0rI0aI1E0I1U2 2、性質(zhì)和大小、性質(zhì)和大小性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要大于有功分量，所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)是感

16、性無功性質(zhì)也稱勵(lì)磁電流也稱勵(lì)磁電流 產(chǎn)生主磁通所需要的電流產(chǎn)生主磁通所需要的電流3 3、波形波形由于磁路飽和，空載電流由于磁路飽和，空載電流 與由它產(chǎn)生的主磁與由它產(chǎn)生的主磁通通 呈非線性關(guān)系。呈非線性關(guān)系。0i當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。0i0I0I1sm1U1E1sE0I1U1sE1Em1jX1R1U0I1R1jX1E1sEmRmjX六、空載時(shí)的等效電路和相量圖六、空載時(shí)的等效電路和相量圖1110110101sUEEI REI RjI X 1 1、等效電路、等效電路m101sEjI X 基于基于 表示法，表示法， 感感應(yīng)的應(yīng)的 也

17、用電抗壓降表示，也用電抗壓降表示，1E0rI0aI1001rEjIB1001aEIG000100()()arIIIEGjB 1001rEjIB1001aEIG00010000000000000022222200000000()()()()()()()()()mmIGjBEIGjBGjBGjBGjBGBIIjIGBGBGBI RjI X000100()()arIIIEGjB mmmZIjXRIE001)(一次側(cè)的電動(dòng)勢平衡方程為一次側(cè)的電動(dòng)勢平衡方程為01101011)()(IjXRIjXRZIEUmm空載時(shí)等效電路為空載時(shí)等效電路為mRmX1X1R-+1EmmmZXR,勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗、勵(lì)磁

18、勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗、勵(lì)磁阻抗。由于磁路具有飽阻抗。由于磁路具有飽和特性，所以和特性，所以 不是常數(shù)，不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。隨磁路飽和程度增大而減小。mmmjXRZZm=Rm+jXm它是表征鐵心磁化性能和鐵心它是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個(gè)綜合參數(shù)；損耗的一個(gè)綜合參數(shù)；mR20mFeI Rp1X1UmXmX11,XXRRmm由于由于 ，所以有時(shí)，所以有時(shí)忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個(gè)忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個(gè) 元件的電路。在元件的電路。在 一定的情況下，一定的情況下， 大大小取決于小取決于 的大小。從運(yùn)行角度講，希的大小。從運(yùn)行角度講，希望望 越小越好，所以變壓器常采用

19、高越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大導(dǎo)磁材料，增大 ，減小，減小 ，提高，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。運(yùn)行效率和功率因數(shù)。 mZmZ0I0ImZ1U0ImRmX1X1R-+1E2 2、相量圖、相量圖根據(jù)前面所學(xué)的方程，可作出變壓器空載時(shí)根據(jù)前面所學(xué)的方程，可作出變壓器空載時(shí)的相量圖：的相量圖：（1 1）以）以 為參考相量為參考相量mmarIII000aI0rI00I1E（3 3） 滯后滯后 090m21, EE1001,XI jIR（4 4）1E1E2E10XI j01IR1U（5 5）1U（2 2） 與與 同相，同相， 超前超前 ，m090aI0rI0m5.2 5.2 單相變壓器的空載運(yùn)

20、行單相變壓器的空載運(yùn)行小結(jié)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）一次側(cè)主電動(dòng)勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡衡, ,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定壓決定. .（2 2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝）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)數(shù)決定，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）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。有關(guān)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好

21、，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，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s5.3 5.3 單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行幻燈片單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行幻燈片 6565變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。負(fù)載運(yùn)行。5.3.1 5.3.1

22、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11IR1s1sE22IR2s2sE1U1I2I2U111INF222INF010INF01E1E5.3.2 5.3.2 基本方程基本方程一、磁動(dòng)勢平衡方程一、磁動(dòng)勢平衡方程變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次、二次繞組都有變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次、二次繞組都有電流流過，都要產(chǎn)生磁通勢。電流流過，都要產(chǎn)生磁通勢。按照安培環(huán)路定律，負(fù)載時(shí)，鐵芯中的主磁通按照安培環(huán)路定律，負(fù)載時(shí)，鐵芯中的主磁通是由這兩個(gè)磁通勢共同產(chǎn)生的。是由這兩個(gè)磁通勢共同產(chǎn)生的。按照規(guī)定的正方向，負(fù)載時(shí)各磁通勢相按照規(guī)定的正方向，負(fù)載時(shí)各磁通勢相量和為量和為021FFF021FFF式中：式中：為一次繞組

23、磁通勢，為一次繞組磁通勢，1F11 1FN I為一次繞組磁通勢，為一次繞組磁通勢，2F222FN I0F為產(chǎn)生主磁通的一次、二次繞組合為產(chǎn)生主磁通的一次、二次繞組合成磁通勢，即負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁通勢成磁通勢，即負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁通勢0F的數(shù)值取決于鐵芯中主磁通的數(shù)值取決于鐵芯中主磁通 的數(shù)值的數(shù)值m1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s11111UEI ZE 負(fù)載時(shí)，電壓平衡方程式負(fù)載時(shí)，電壓平衡方程式mfNEU11144. 41U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s空載時(shí)空載時(shí),由一次磁動(dòng)勢由一次磁動(dòng)勢 產(chǎn)生主磁通產(chǎn)生主磁通 ,負(fù)載負(fù)載時(shí)時(shí),產(chǎn)生產(chǎn)生 的磁動(dòng)勢為一、二次

24、的合成磁動(dòng)的磁動(dòng)勢為一、二次的合成磁動(dòng)勢勢 。由于。由于 的大小取決于的大小取決于 ，只要，只要 保持不變，由空載到負(fù)載，保持不變，由空載到負(fù)載， 基本不變，基本不變，mm21FFm1U1Um0F則負(fù)載時(shí)的合成勵(lì)磁磁通則負(fù)載時(shí)的合成勵(lì)磁磁通勢勢01 0FN I1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s1 12 21 0NIN INI102FFF將上式寫成將上式寫成1 11 02 2NININI1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s表明表明:一次繞組磁通勢由兩個(gè)分量組成：一次繞組磁通勢由兩個(gè)分量組成：,一個(gè)是勵(lì)磁磁通勢一個(gè)是勵(lì)磁磁通勢 ,用來產(chǎn)生用來產(chǎn)生主磁通主磁通,

25、從空載到負(fù)載它的數(shù)值變化不大，從空載到負(fù)載它的數(shù)值變化不大，另一個(gè)是負(fù)載分量另一個(gè)是負(fù)載分量 ,用來平用來平衡二次磁動(dòng)勢的作用。衡二次磁動(dòng)勢的作用。01 0FN I222FN I 1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s1 11 02 2NININI用電流形式表示用電流形式表示LIIkIIINNII102021201)()(222FN I 負(fù)載分量的大小與二次繞組磁負(fù)載分量的大小與二次繞組磁通勢的大小一樣，而方向相反通勢的大小一樣，而方向相反2F1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2sLIIkIIINNII102021201)()(表明表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩個(gè)

26、分量變壓器的負(fù)載電流分成兩個(gè)分量,一個(gè)是勵(lì)一個(gè)是勵(lì)磁電流磁電流 ,用來產(chǎn)生主磁通用來產(chǎn)生主磁通,另一個(gè)是負(fù)載分另一個(gè)是負(fù)載分量量 ,用來抵消二次磁動(dòng)勢的作用。用來抵消二次磁動(dòng)勢的作用。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,二次電流增加或減二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少少必然引起一次電流的增加或減少.0IkIIL/211U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s負(fù)載運(yùn)行時(shí)負(fù)載運(yùn)行時(shí),忽略空載電流有忽略空載電流有:1221211NNkIIkII或表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比。表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢姡褦?shù)不同，不僅能變電壓，同時(shí)也

27、可見，匝數(shù)不同，不僅能變電壓，同時(shí)也能變電流。能變電流。1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E二、負(fù)載時(shí)二次電壓、電流的關(guān)系二、負(fù)載時(shí)二次電壓、電流的關(guān)系2sE2s22222 22 222sssNIEjj L IjX II2222 22222 222 2sUEEI REjI XI REI Z三、基本方程式三、基本方程式根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一二次側(cè)電根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一二次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程動(dòng)勢平衡方程111111111ZIEXI jRIEU222 2UEI ZLZIU22210IIIkmmmZIjXRIE001)(12EkE1R1jX2R2X2ULZ1U1E1I0I2E2I圖

28、圖2-10 根據(jù)歸算后的基本方程畫出的部分電路圖根據(jù)歸算后的基本方程畫出的部分電路圖111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEU5.3.3 5.3.3 等效電路及相量圖等效電路及相量圖一、折算一、折算折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來等效，同時(shí)對該繞組的電磁另一個(gè)繞組來等效，同時(shí)對該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。不變。1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s目的：用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。目的：用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。折

29、算原則：折算原則：1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變；保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè)方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè))1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變；保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變；/1 2222N IN IF/1 11 21 0NININI/120III1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2skII22(1)電流的歸算電流的歸算:1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s/1 2222N IN IF(2)電勢的歸算電勢的歸算: 224.44mEjfN實(shí)際值實(shí)際值

30、/214.44mEjfN折合值折合值122212NEkEEEN 1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s(3)(3)阻抗換算阻抗換算222 2UEI ZLZIU22222LEZZI實(shí)際值實(shí)際值1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s折合折合值值/2222222/222()LLEkEEZZkk ZZIIIk/222()LLZZk ZZ222222222Rk RXk XZk Z 222LLLLLLRk RXk XZk Z 于是得到阻抗換算關(guān)系于是得到阻抗換算關(guān)系(4)(4)端電壓的換算關(guān)系端電壓的換算關(guān)系222 2U

31、EI Z實(shí)際值實(shí)際值/2222 222222 221()UE I ZkEIk Zk E I ZkUk折合值折合值1U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2s 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1、折合算法僅僅作為一個(gè)方法來用，不改變變壓、折合算法僅僅作為一個(gè)方法來用，不改變變壓器運(yùn)行的物理本質(zhì)。器運(yùn)行的物理本質(zhì)。2、當(dāng)二次向一次折合時(shí)，一次側(cè)各量為實(shí)際值，二次、當(dāng)二次向一次折合時(shí)，一次側(cè)各量為實(shí)際值，二次側(cè)變?yōu)閹?cè)變?yōu)閹А?”的量，如果要求二次回路各量的實(shí)際值，的量，如果要求二次回路各量的實(shí)際值，再按上述公式把折合值換算為實(shí)際值再按上述公式把折合值換算為實(shí)際值說明：折合算法其結(jié)果不改變變壓器運(yùn)行的

32、物理本說明：折合算法其結(jié)果不改變變壓器運(yùn)行的物理本質(zhì)，既不改變功率，也不影響阻抗的阻抗角。質(zhì)，既不改變功率，也不影響阻抗的阻抗角。* * 無論向哪一側(cè)折合，折合前后的損耗值、功率值無論向哪一側(cè)折合，折合前后的損耗值、功率值及功率因數(shù)均不變。及功率因數(shù)均不變。2、變壓器變比 必須按原副邊額定相電壓計(jì)算。k1 1、等值電路中所表示的物理量及參數(shù)、等值電路中所表示的物理量及參數(shù)都是相值，用在三相變壓器時(shí)，是指對都是相值，用在三相變壓器時(shí)，是指對稱運(yùn)行時(shí)的一相的情況。稱運(yùn)行時(shí)的一相的情況。3 3、對稱負(fù)載時(shí)，不必考慮原副邊電路、對稱負(fù)載時(shí)，不必考慮原副邊電路接法是否相同，只需要把所有量轉(zhuǎn)換接法是否相同

33、，只需要把所有量轉(zhuǎn)換為相值。為相值。提示：提示：二、等效電路二、等效電路折算后的方程式為折算后的方程式為111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEU021III12EE01IZEmLZIU221U1E1sE2U1I2I1sAXaxm2E2sE2sT形等效電路 一次和二次繞組的等效電路，如圖一次和二次繞組的等效電路，如圖a和和b所示；所示；根據(jù)第四式可畫出勵(lì)磁部分的等效電路，如根據(jù)第四式可畫出勵(lì)磁部分的等效電路，如圖所示。然后根據(jù)圖所示。然后根據(jù) 兩式，把這三個(gè)電路連接在一起，即可得到兩式，把這三個(gè)電路連接在一起，即可得到變壓器的變壓器的T形等效電路，如圖形等

34、效電路，如圖c所示。所示。 21 EEmIII21 若進(jìn)一步忽略激磁電流(即把激磁分支斷開)則等效電路將簡化成一串聯(lián)電路，如圖b所示，此電路就稱為簡化等效電路。在簡化等效電路中，變壓器的等效阻抗表現(xiàn)為一串聯(lián)阻抗.121212,kkkkkZZZRjXRRRXXX其中其中1212kkkkkRRRXXXZRjX分別為短路電阻、短路電抗和短路阻抗。分別為短路電阻、短路電抗和短路阻抗。12IIkR1U2UkjXLZ 由簡化等效電路可知，短路阻抗起由簡化等效電路可知，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，很小，所以變壓器的短路電流值

35、較大，一般可達(dá)額定電流的一般可達(dá)額定電流的1020倍。倍。12IIkR1U2UkjXLZ2U2I222I R22jI X12EE0I1I2I1E11I R11jI X1U11111UEI Z 2222EUI Z 22LUI Z 1214.44 mEEjf W 01/mIEZ 102III 已知：已知： 、 、 、2U2I2coskm三、三、相量圖相量圖121()0KKUUI RjX121()KKUUI RjX 12II 1感性負(fù)載簡化相量圖12IIkR1U2UkjXLZ1KI R12II 2U21KjI X1U5.4 5.4 標(biāo)幺值標(biāo)幺值 標(biāo)么值標(biāo)么值,就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的就是指某

36、一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的基準(zhǔn)值的比值同一單位的基準(zhǔn)值的比值,即即基準(zhǔn)值實(shí)際值標(biāo)幺值 一、定義一、定義二、基準(zhǔn)值的確定二、基準(zhǔn)值的確定1、通常以額定值為基準(zhǔn)值。通常以額定值為基準(zhǔn)值。 1122121122,bNbNUUUUUUUUUU一次和二次電壓的標(biāo)幺值為一次和二次電壓的標(biāo)幺值為1122121122,bNbNIIIIIIIIII一次和二次相電流的標(biāo)幺值為一次和二次相電流的標(biāo)幺值為 歸算到一次側(cè)時(shí)，等效漏阻抗的標(biāo)幺值為歸算到一次側(cè)時(shí)，等效漏阻抗的標(biāo)幺值為111NkkkbNIZZZZU2 2、各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)；、各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)； 線值以額定線值為基準(zhǔn)

37、值，相值以額定線值以額定線值為基準(zhǔn)值，相值以額定相值為基準(zhǔn)值；單相值以額定單相值為基相值為基準(zhǔn)值；單相值以額定單相值為基準(zhǔn)值，三相值以額定三相值為基準(zhǔn)值；準(zhǔn)值，三相值以額定三相值為基準(zhǔn)值； 三、優(yōu)點(diǎn)三、優(yōu)點(diǎn)2、折算前、后的標(biāo)么值相等。線值的標(biāo)么值折算前、后的標(biāo)么值相等。線值的標(biāo)么值= =相相值的標(biāo)么值；單相值的標(biāo)么值值的標(biāo)么值；單相值的標(biāo)么值= =三相值的標(biāo)么值；三相值的標(biāo)么值； 1、額定值的標(biāo)么值為額定值的標(biāo)么值為1。 2121222111NNbNNIRIk RRRZUU 22212221NNNNIRIk RRUU1221NNNNUkUIkI四、缺點(diǎn)四、缺點(diǎn)標(biāo)么值沒有單位，物理意義不明確。標(biāo)

38、么值沒有單位，物理意義不明確。3、不論變壓器或電機(jī)容量的大小，用標(biāo)幺、不論變壓器或電機(jī)容量的大小，用標(biāo)幺值表示時(shí)，各個(gè)參數(shù)和值表示時(shí)，各個(gè)參數(shù)和 典型的性能數(shù)據(jù)通常典型的性能數(shù)據(jù)通常都在一定的范圍以內(nèi)，因此便于比較和分析。都在一定的范圍以內(nèi)，因此便于比較和分析。 5.5 5.5 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定5.5.1 5.5.1 空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)一、目的一、目的：通過測量空載電流和一、二次：通過測量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計(jì)算變比、空載電流百電壓及空載功率來計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。二、接線圖二、接線圖三、要求及分析三、要求及分析1 1）一次

39、側(cè)加電壓，二次側(cè)開路）一次側(cè)加電壓，二次側(cè)開路；WAVV*曲線和畫出和測出向調(diào)節(jié)范圍內(nèi)單方在電壓)()(,2 . 10)2101000201UfPUfIPIUUUNFepPXR011,)3即和忽略WAVV*忽略忽略Z10110.0020.01NmIIZZ220100mFeI RI RPP求取求取 Zm 、 K空載試驗(yàn)測到的參數(shù)：空載試驗(yàn)測到的參數(shù)：100IPU 、 、20U、0I1U1R1jX0ImRmjX1E0I1U0ImRmjX1E三、要求及分析三、要求及分析201001%100NNUKUIII1022020NmmmmmUZIPRXZRI4 4）求出參數(shù)）求出參數(shù)0I1U0ImRmjX1E

40、5 5）空載電流和空載功率必須是額定電壓）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)；時(shí)的值，并以此求取勵(lì)磁參數(shù)；6 6）一般，試驗(yàn)都在低壓側(cè)做，若要）一般，試驗(yàn)都在低壓側(cè)做，若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；7 7）對三相變壓器，各公式中的電壓、電）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；流和功率均為相值；5.5.2 5.5.2 短路實(shí)驗(yàn)短路實(shí)驗(yàn)一、目的一、目的：通過測量短路電流、短路電壓及短路通過測量短路電流、短路電壓及短路功率來計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短功率來計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。路阻抗。二、接線圖二、接線圖三、要

41、求及分析三、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；WAV*3 3）同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫；）同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫；2),0 1.3,()();kNkkkkkkkIIUIPIf UPf U通過調(diào)節(jié)電壓 讓電流 在范圍內(nèi)變化 測出對應(yīng)的和畫出和曲線WAV*4 4）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為很少，忽略鐵損，認(rèn)為 。kC uPP11NII1R1jXkU2R2jX112kEU5）參數(shù)計(jì)算）參數(shù)計(jì)算122122kkNkkNkkNkkNkkkUUZIIPPRIIXZR對對T T型等效電路：型等效電路：12121

42、212kkRRRXXX11NII1R1jXkU2R2jX112kEU6 6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。度時(shí)的數(shù)值。8 8）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；和功率均為相值；7 7）若要得到低壓側(cè)參數(shù)，須折算；）若要得到低壓側(cè)參數(shù)，須折算；11NII1R1jXkU2R2jX112kEU5.6 5.6 變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性5.6.1 電壓變化率電壓變化率定義：是指一次側(cè)加定義：是指一次側(cè)加50Hz額定電壓、二次空載額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之電壓與帶負(fù)載

43、后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值，即差，與二次額定電壓的比值，即 NNNUUUUUUU2222220l其中， U2N是變壓器一次繞組接額定電壓，二次繞組開路時(shí)的空載電壓U20 。2211UUU 采用標(biāo)幺值表示為：222100%NNUUUU 電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。121kUUI Z 1221NUUABABU 1U12II 2ULZKrKjx 用標(biāo)幺值的簡化等值電路用標(biāo)幺值的簡化等值電路UAB感性負(fù)載簡化相量圖感性負(fù)載簡化相量圖11U 1 KI r1K

44、jI xB212II 22U1ADCK1212222cos()(coscossinsin)(cossin)kkkkkkkUABI ZI ZRX22U2IkkZ11U 1 KI r1KjI xB212II 22U1ADCK用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：22(cossin)kkURX式中式中NII22稱為負(fù)載系數(shù)稱為負(fù)載系數(shù) 由表達(dá)式可知，電壓變化率的大小與負(fù)由表達(dá)式可知，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。22(cossin)kkURX 時(shí)， 稱為額定電壓調(diào)整率，標(biāo)志著變壓器的輸出電壓的穩(wěn)定程度

45、。1U20202 變壓器的短路阻抗 越小， 也越小，供電電壓越穩(wěn)定。KZU22,(),.Uf I當(dāng)電源電壓和負(fù)載功率因數(shù)一定時(shí) 二次端電壓隨負(fù)載電流變化的規(guī)律即稱為變壓器的外特性2U2( )I1.001.01cos28 . 0cos28 . 0)cos(2*2U)(*2I1.001.01cos28 . 0cos28 . 0)cos(222(0)(0),;U當(dāng)變壓器帶阻性負(fù)載和阻感性負(fù)載時(shí)為正值 這時(shí)二次端電壓比空載時(shí)低2U2( )I1.001.01cos28 . 0cos28 . 0)cos(22*22(0),.sincos,.kkUXRU帶阻容性負(fù)載時(shí)可能為正也可能為負(fù)值當(dāng)時(shí)為負(fù)值 說明二次

46、電壓比空載時(shí)高5.6.3 損耗、效率及效率特性損耗、效率及效率特性 鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。本無關(guān)，故也稱為不變損耗。一、變壓器的損耗一、變壓器的損耗變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。 銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。也稱為可變損耗。額定電流下的銅損耗近似等于短路試驗(yàn)電流為額定電流下的銅損耗近似等于短路試驗(yàn)電流為額定電流時(shí)輸入的有功功率額定電流時(shí)輸入的有功功率21kNNkPIR 效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的效率大小

47、反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之好壞，是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。一。三、效率及效率特性三、效率及效率特性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。21100%PP1NU1N1I2N12PPPP其中:21PPP變量 P2 代表 副邊輸出的有功功率；變量 P1 代表 原邊輸入的有功功率； 代表 變壓器的總損耗。1NU1N1I2N單相變壓器：單相變壓器：222 2222222222coscoscoscosNNNNNNNIPU IUIUISI222 22222222223cos3cos3coscosNNNNNNNIPU

48、IUIUISI三相變壓器：P P2 2的計(jì)算的計(jì)算: :22NUU若忽略副邊端電壓在負(fù)載時(shí)的變化，則：若忽略副邊端電壓在負(fù)載時(shí)的變化，則：以上兩式的結(jié)果是一樣的以上兩式的結(jié)果是一樣的, ,22cosNPS 1211FeCuFeCupppPPpp0222222()cosFeCukNkNNNpPIpPPIPS其中其中20220(1)100%coskNNkNPPSPP20220(1)100%coskNNkNPPSPP變壓器效率的大小與變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。有關(guān)。效率特性：在功率因數(shù)效率特性：在功率因數(shù)一定時(shí)，變壓器的效率一定時(shí)

49、，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f(),稱為變壓器的效稱為變壓器的效率特性率特性。0max 即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不可變損耗等于不變損耗變損耗)時(shí)時(shí),變壓器效率最大：變壓器效率最大：:, 0率的條件則有變壓器產(chǎn)生最大效令dd20mkNPP或或0mkNPP0max202(1) 100%cos2mNPSP為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。變壓器的鐵損耗小些。通常，通常， 條件下，中小型變條件下，中小型變壓器的效率約為壓器的效率約為0.950.980.950.98，大型變壓器的效，大型變

50、壓器的效率一般在率一般在0.990.99以上。以上。2cos1,m5.8 5.8 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行5.8.1 并聯(lián)運(yùn)行的理想條件并聯(lián)運(yùn)行的理想條件并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：1、提高供電的可靠性；、提高供電的可靠性； 2、提高供電的經(jīng)濟(jì)性。、提高供電的經(jīng)濟(jì)性。并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞組并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共同向分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。負(fù)載供電的運(yùn)行方式。并聯(lián)運(yùn)行的理想情況是：并聯(lián)運(yùn)行的理想情況是： 1、空載時(shí)各變壓器繞組之間無環(huán)流；、空載時(shí)各變壓器繞組之間無環(huán)流； 2、負(fù)載后，各

51、變壓器的負(fù)載系數(shù)相等；、負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等； 3、負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載電流與總的負(fù)載電、負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載電流與總的負(fù)載電流同相位。流同相位。為了達(dá)到上述理想運(yùn)行情況，并聯(lián)運(yùn)行的為了達(dá)到上述理想運(yùn)行情況，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器需滿足以下條件：變壓器需滿足以下條件：1、各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓分別、各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓分別相等，即變比相同；相等，即變比相同； 2、各變壓器的連接組別相同；、各變壓器的連接組別相同； 3、各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的、各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的標(biāo)么值相等，且短路阻抗角也相等。標(biāo)么值相等，且短路阻抗角也相等。一、變比不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行一、

52、變比不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行變比不等的兩臺(tái)變壓器并變比不等的兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，二次空載電壓聯(lián)運(yùn)行時(shí)，二次空載電壓不等。折算到二次側(cè)的等不等。折算到二次側(cè)的等效電路如圖所示。效電路如圖所示。由等效電路可以列出方程式：由等效電路可以列出方程式：1212IIIISIIIISIIIIIIIUUI ZkUUIZk則二次側(cè)電流為：1111SIIIIIICLISISIISISIISIIIIIICLISISIISISIIUUZkkIIIIZZZZUUZkkIIIIZZZZ 為了保證空載時(shí)環(huán)流不超過額定電流的為了保證空載時(shí)環(huán)流不超過額定電流的10%，通常規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的變比差，通常規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的變比差不

53、大于不大于1%。 當(dāng)變壓器的變比不等時(shí)，在空載時(shí)，環(huán)流當(dāng)變壓器的變比不等時(shí)，在空載時(shí)，環(huán)流 就就存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻抗很小，即使變比差很小，也會(huì)產(chǎn)生很大的路阻抗很小，即使變比差很小，也會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流。環(huán)流的存在，既占用了變壓器的容量，又環(huán)流。環(huán)流的存在，既占用了變壓器的容量，又增加了變壓器的損耗，這是很不利的。增加了變壓器的損耗，這是很不利的。CI二、連接組別不同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行 連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電壓之間至少相連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電壓之間至少相差差300，則二次線電壓差為線電壓的，則二次線電壓差為線電壓的51.8%，由

54、于，由于變壓器的短路阻抗很小變壓器的短路阻抗很小,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會(huì)燒毀繞組，所連接倍于額定電流的空載環(huán)流，會(huì)燒毀繞組，所連接組別不同絕不允許并聯(lián)。組別不同絕不允許并聯(lián)。三、短路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行三、短路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行由等效電路可知：由等效電路可知： 等效電路如圖所示。等效電路如圖所示。ISIIISIII ZI ZNISINIISIIIIININNIINIZIZIIIUIU*11:IIISISIIZZ 可見，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗可見，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值成反比。標(biāo)么值成反比。 為了充分

55、變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。 變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺(tái)變壓器不變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺(tái)變壓器不過負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值過負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。不等的變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。 又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容量均能二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)

56、行的變壓器的容量均能充分利用。充分利用。 為了使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相位，要為了使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相位，要求各變壓器的短路阻抗角相等。求各變壓器的短路阻抗角相等。 一般來說，變壓器容量相差越大，短路阻抗一般來說，變壓器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的最大容量之比不超過最大容量之比不超過3：1。1u1e10i2e20u02i圖圖2-4 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行1N2N1u1e10i2e20u02i圖圖2-8 變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行1N2NLZ12)(1)(1ii圖圖2-6（a）鐵心的磁化曲線）鐵心

57、的磁化曲線Oti ,O1t90180i1i1圖圖2-6（b）磁路飽和時(shí)磁化電流成為尖頂波）磁路飽和時(shí)磁化電流成為尖頂波tmi1mi3mi圖圖2-23 把激磁電流的尖頂波分解成基波和三次諧波把激磁電流的尖頂波分解成基波和三次諧波tmimit20200圖圖2-24磁路飽和時(shí)正弦激磁電流產(chǎn)生的主磁通波形磁路飽和時(shí)正弦激磁電流產(chǎn)生的主磁通波形圖圖2-26 三相心式變壓器中三次諧波磁通的路徑三相心式變壓器中三次諧波磁通的路徑2iOcupmaxFep圖圖2-29變壓器的效率特性變壓器的效率特性mImI2E1EFeI011UE圖圖2-5 變壓器的空載相量圖變壓器的空載相量圖1R1jX2R2X2ULZ1U1E

58、1I1E0ImRmX2E2I圖圖2-10 根據(jù)歸算后的基本方程畫出的部分電路圖根據(jù)歸算后的基本方程畫出的部分電路圖111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEU01IZEm021III1R1X2X2U1U1I0ImRmX12EE 2I圖圖2-11 變壓器的變壓器的T形等效電路圖形等效電路圖2R21KXXX2UmRmX2I1U0I1I12RRRK圖圖2-12(a) 變壓器的近似形等效電路圖變壓器的近似形等效電路圖KRKX1U2U21II圖圖2-12(b) 變壓器的簡化等效電路變壓器的簡化等效電路A圖圖2-16 三相變壓器組及其磁路三相變壓器組及其磁路ABBCCXYZV330V220A168.A722.V1101N2N圖圖2-35 例例2-7的變壓器的變壓器2I2U1U22ABCKRI2KXI j2ab圖圖2-28 用簡化等效及其向量圖求用簡化等效及其向量圖求b)相量圖相量圖