變壓器(補充)

1、 變變 壓壓 器器 （補充（補充A）定義：定義： 變壓器是一種靜止電器變壓器是一種靜止電器,它通過線圈間它通過線圈間的電磁感應(yīng)的電磁感應(yīng),將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)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換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)2 單相變壓器的空載運行 3 單相變壓器的負(fù)載運行4 變壓器的參數(shù)測定5 標(biāo)么值6 變壓器的運行特性7 三相變壓器8 變壓器的并聯(lián)特性 變壓器變壓器A.1 A.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)A.1.1 基本工作原理和分類一、基本工作原理 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的變壓器

2、的主要部件是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)系。在一兩個繞組。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)生交鏈一、二次繞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，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZdtdNedtdNe2211 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。A.1 A.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)A.1.1 基本工作原理和分類二、分類 按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按用途分：電力變

3、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（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。 A.1 A.1 變壓器的基

4、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)A.1.2 基本結(jié)構(gòu)一、鐵心 變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用0.35mm0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。 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。油是冷卻介質(zhì)，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)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。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）。 將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線

5、對地的絕緣，擔(dān)負(fù)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。著固定的作用。 此外還有儲油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。此外還有儲油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。二、繞組三、油箱四、絕緣套管A.1 A.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)A.1.3 型號與額定值一、型號 型號表示一臺變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器。A.1 A.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)變壓器

6、的基本工作原理和結(jié)構(gòu)A.1.3 型號與額定值二、額定值三者關(guān)系三者關(guān)系：NNNNNNNNNNIUIUS:IUIUS:2211221133三相單相此外，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。1)額定容量額定容量SN:指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。2)額定電壓額定電壓U1N, U2N :U1N是指加在一次側(cè)的額定電壓，U2N是指一次側(cè)加額定電壓時二次側(cè)的開路電壓。對三相變壓器是指線電壓。3)額定電流額定電流I1N, , I2N：指在額定容量下，允許長期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流。A.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載

7、運行A.2.1 電磁關(guān)系一、空載運行時的物理情況1U1E1E20U0I)(2I11U2U1u2u02E10RI1U0I100NIF1E011E2EA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.1 電磁關(guān)系一、空載運行時的物理情況1）性質(zhì)上： 與 成非線性關(guān)系； 與 成線性關(guān)系；2）數(shù)量上： 占99%以上， 僅占1%以下；3）作用上： 起傳遞能量的作用， 起漏抗壓降作用。0000I0I111主磁通與漏磁通的區(qū)別:二、各電磁量參考方向的規(guī)定一次側(cè)遵循電動機慣例，二次側(cè)遵循發(fā)電機慣例。強調(diào)強調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動勢與感應(yīng)它的磁通之間符合右手螺旋定則。A.2

8、 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.1 電磁關(guān)系三、感應(yīng)電動勢分析1、主磁通感應(yīng)的電動勢主電動勢tmsin0設(shè))90sin()90sin(20101011tEtfNdtdNemm則mfNE1144.4有效值mfNjE1144.4相量同理，二次主電動勢也有同樣的結(jié)論。 可見，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時，所產(chǎn)生的一次主電動勢也按正弦規(guī)律變化，時間相位上滯后主磁通 。主電動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。090mfNE2244.4mfNjE2244.4A.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.1 電磁關(guān)系三、感應(yīng)電動勢分析2、漏磁通感應(yīng)的

9、電動勢漏電動勢漏電動勢也可以用漏抗壓降來表示，即根據(jù)主電動勢的分析方法，同樣有mfNjE11144.411144.4fNE10011XI jILjE由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑,磁路不飽和,故磁阻很大且為常數(shù),所以漏電抗 很小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變.1XA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.2 空載電流和空載損耗一、空載電流1、作用與組成2、性質(zhì)和大小性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)也稱勵磁電流；空載電流 包含兩個分量，一個是勵磁分量，作用是建立磁場，產(chǎn)生主磁通無功分量 ；另一個是鐵損耗分量，作用是供變壓器鐵心損

10、耗有功分量 。0IrI0aI0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)，用空載電流百分?jǐn)?shù)I0%來表示：%100%00NIIIA.2.2 空載電流和空載損耗一、空載電流3、波形由于磁路飽和，空載電流 與由它產(chǎn)生的主磁通 呈非線性關(guān)系。0i0t0i3211230i當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時，空載電流呈尖頂波形。當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時，主磁通呈尖頂波形。實際空載電流為是非正弦波，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。A.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.2 空載電流和空載損耗二、空載損耗對于已制成變壓器，鐵損與磁通

11、密度幅值的平方成正比，與電流頻率的1.3次方成正比，即空載損耗約占額定容量的0.2%1%，而且隨變壓器容量的增大而下降。為減少空載損耗，改進(jìn)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。變壓器空載時，一次側(cè)從電源吸收少量的有功功率 ，用來供給鐵損 和繞組銅損 。由于 和 均很小，所以 ，即空載損耗近似等于鐵損。0PFePP 00I1RFeP120RI3 . 12fBPmFeA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.3 空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖一、電動勢平衡方程和變比1、電動勢平衡方程（1）一次側(cè)電動勢平衡方程01110101101

12、11IZEXI jRIERIEEUmfNEU11144. 4忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有1111444444fN.UfN.Em則可見，影響主磁通 大小的因素有電源電壓 、電源頻率 和一次側(cè)線圈匝數(shù) 。m1U1f1NA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.3 空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖一、電動勢平衡方程和變比1、電動勢平衡平衡方程（2）二次側(cè)電動勢平衡方程220EU2、變比定義NNUUUUNNEEk212012121對三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動勢之比，近似為額定相電壓之比，具體為Y，d接線NNUUk213NNUUk213D，y接線A.2

13、A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行1U1E1E20U0I)(2I11U2U1u2u02EA.2.3 空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖二、空載時的等效電路和相量圖1、等效電路mmmZIjXRIE001)(一次側(cè)的電動勢平衡方程為101XI jE基于 表示法， 感應(yīng)的 也用電抗壓降表示，由于 在鐵心中引起 ，所以還要引入一個電阻 ，用 等效 ，即1EFepmRmRI20Fep01101011)()(IjXRIjXRZIEUmm空載時等效電路為mRmX1X1RA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行A.2.3 空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖二、空載時的等效電路

14、和相量圖1、等效電路參數(shù)分析：參數(shù)分析：mmmZXR,勵磁電阻、勵磁電抗、勵磁阻抗。由于磁路具有飽和特性，所以 不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。mmmjXRZ11,XXRRmm由于 ，所以有時忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個 元件的電路。在 一定的情況下， 大小取決于 的大小。從運行角度講，希望 越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大 ，減小 ，提高運行效率和功率因數(shù)。 mZmZ0I0ImZ1U0IA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行mRmX1X1RA.2.3 空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖二、空載時的等效電路和相量圖2、相量圖 根據(jù)前面的方程，可作出變壓器空

15、載時的相量圖：步驟步驟：（1）以 為參考相量mm（2） 與 同相， 滯后 ，marIII000090aI0rI0aI0rI00I1E（3） 滯后 ， ；090m21, EE1001,XI jIR（4）1E1E2E10XI j01IR1U（5）1UA.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行小結(jié)（1）一次側(cè)主電動勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定.（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，與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)。（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)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。（

16、4）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，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。A.2 A.2 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行1U1E1E20U0I)(2I11U2U1u2u02EmfNEU11144. 4A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3.1 負(fù)載運行時的電磁關(guān)系 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)載的運行狀態(tài)，稱為負(fù)載運行。11IR11E22IR22E1U1I2I2U111INF222INF010INF01E1EA.3.2 基本方程一、磁動勢平衡方程空載時,由一次磁動勢 產(chǎn)生主磁通

17、,負(fù)載時,產(chǎn)生 的磁動勢為一、二次的合成磁動勢 。由于 的大小取決于 ，只要 保持不變，由空載到負(fù)載， 基本不變，因此有磁動勢平衡方程0021FF01U1U00F021FFF或012211INININ用電流形式表示LIIkIIINNII102021201)()(表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩個分量,一個是勵磁電流 ,用來產(chǎn)生主磁通,另一個是負(fù)載分量 ,用來抵消二次磁動勢的作用。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起一次電流的增加或減少.0IkIIL/21A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3.2 基本方程一、磁動勢平衡方程負(fù)載運行時,忽略空載電流有:122

18、11NNkII或表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢?，匝數(shù)不同，不僅能變電壓，同時也能變電流。二、電動勢平衡方程根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一二次側(cè)電動勢平衡方程111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEULZIU22)()(2201kIkIIIA.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3.3 等效電路及相量圖一、折算折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個繞組來等效，同時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)系不變。目的：用一個等效的電路代替實際的變壓器。折算原則：1

19、）保持二次側(cè)磁動勢不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。22122kUUEkEEkII222222222222ZkZRkRXRkR方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè))A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3.3 等效電路及相量圖一、折算折算后的方程式為：111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEU021III12EE01IZEmLZIU22二、等效電路T型等效電路：二、等效電路T型等效電路：近似等效電路A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3.3 等效電路及相量圖A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A

20、.3.3 等效電路及相量圖二、等效電路簡化等效電路：其中sssssjXRZXXXRRR2121分別為短路電阻、短路電抗和短路阻抗。 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(dá)額定電流的1020倍。A.3 A.3 單相變壓器的負(fù)載運行單相變壓器的負(fù)載運行A.3.3 等效電路及相量圖三、相量圖作相量圖的步驟（假定變壓器帶感性負(fù)載）-對應(yīng)簡化等效電路112121222IjXRIUUIIZIUSS由等效電路可知根據(jù)方程可作出簡化相量圖A.4 A.4 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定A.4.1 空載實驗一、目的：通過測量空載電流和一、二次電

21、壓及空載功率來計算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵磁阻抗。二、接線圖三、要求及分析1）低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；FepPXR011,)3即和忽略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)2101000201UfPUfIPIUUUNA.4 A.4 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定A.4.1 空載實驗三、要求及分析5）空載電流和空載功率必須是額定電壓時的值，并以此求取勵磁參數(shù)；6）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；7）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；%100%100120NNIIIUUK2220001mmmmNmRZXIPRIUZ4）求出參數(shù)A.4 A.4

22、變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定A.4.2 短路實驗一、目的：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?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。二、接線圖三、要求及分析1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；WAV*;)()(,3 . 10,)2曲線和畫出和測出對應(yīng)的范圍內(nèi)變化在讓電流通過調(diào)節(jié)電壓sssssssNSUfPUfIPIUII3）同時記錄實驗室的室溫；4）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 。CusPP A.4 A.4 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定A.4.2 短路實驗5）參數(shù)計算222121sssNSNssSNsNsssRZXIPIPRIUIUZ對T型等效電路：ssX

23、XXRRR212121216）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時的數(shù)值。8）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；7）若要得到低壓側(cè)參數(shù)，須折算；四、短路電壓：短路時，當(dāng)短路電流為額定值時一次所加的電壓，稱為短路電壓，記作NCSSNIZU1750短路電壓也稱為阻抗電壓。A.4 A.4 變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定A.4.2 短路實驗四、短路電壓：短路電壓常用百分值表示。%100%u :1751s0NCSNUZI短路電壓百分值%100%u :)(1751s0NCSNURI分量百分值有功短路電壓電阻%100%u :)(11sNSNUXI分量百分值無功抗短路電壓電 短路電壓的大小直

24、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行性能。 從正常運行角度看，希望它小些，這樣可使副邊電壓隨負(fù)載波動小些；從限制短路電流角度，希望它大些,相應(yīng)的短路電流就小些。A.5 A.5 標(biāo)么值標(biāo)么值 標(biāo)么值,就是指某一物理量的實際值與選定的同一單位的基準(zhǔn)值的比值,即基準(zhǔn)值實際值標(biāo)么值 一、定義二、基準(zhǔn)值的確定1、通常以額定值為基準(zhǔn)值。 2、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)值，相值以額定相值為基準(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； .,.,.UBBBSSQPZZXREU的基準(zhǔn)值為和的基準(zhǔn)值為和的基準(zhǔn)值為和3、A.5 標(biāo)么值三、優(yōu)點3、折

25、算前、后的標(biāo)么值相等。線值的標(biāo)么值=相值的標(biāo)么值； 單相值的標(biāo)么值=三相值的標(biāo)么值； 1、額定值的標(biāo)么值為1。 2、百分值=標(biāo)么值100% ；4、某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等*0*1IZm2*0*0*IPRm*SNsUZ*SNsPR NNPcos*NNQsin*四、缺點標(biāo)么值沒有單位，物理意義不明確。A.6 A.6 變壓器的運行特性變壓器的運行特性A.6.1 電壓變化率用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：定義：是指一次側(cè)加50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值，即 電壓變化率是表征變壓器運行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性

26、。NNNUUUUUUU2222220)sincos(2*2*ssXRU式中NII22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)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。A.6 變壓器的運行特性A.6.1 電壓變化率.,cossin.,)0(;,)0()0(2*2*222載時高說明二次電壓比空為負(fù)值時當(dāng)也可能為負(fù)值可能為正時帶阻容性負(fù)載時低這時二次端電壓比空載為正值時和阻感性負(fù)載當(dāng)變壓器帶阻性負(fù)載URXUUss.),(,22稱為變壓器的外特性即變化的規(guī)律二次端電壓隨負(fù)載電流時因數(shù)一定當(dāng)電源電壓和負(fù)載功率IfU *2U)(*2I1.001.01cos28 .0cos28 . 0)cos(2A.6

27、A.6 變壓器的運行特性變壓器的運行特性 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側(cè)設(shè)置抽頭,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),來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。A.6.2 電壓調(diào)整 分接開關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為無載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為無勵磁調(diào)壓；另一種可以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。 中、小型電力變壓器一般有三個分接頭，記作UN 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%。A.6 A.6 變壓器的運行特性變壓器的運行特性A.6.3 損耗、效率及效率特性 鐵損耗與外加

28、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。一、變壓器的損耗 銅損耗也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。 變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。 鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗。基本鐵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部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。A.6 A.6 變壓器的運行特性變壓器的運行特性A.6.3 損耗、效率及效率特性 效率大小反映變壓器運行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是

29、表征變壓器運行性能的重要指標(biāo)之一。二、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。%10012PPCuFeCuFeppPppPp211122222220cos)(NSNSNNCuFeSPPPIIpPp其中A.6 A.6 變壓器的運行特性變壓器的運行特性A.6.3 損耗、效率及效率特性二、效率及效率特性%100)cos1 (20220SNNSNPPSPP 變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。效率特性：在功率因數(shù)一定時，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f(),稱為變壓器的效率特性。A.6 A.6 變壓器的運行特性變壓器的運行特性A.6.3 損耗、效率及效率特

30、性二、效率及效率特性 即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時,變壓器效率最大：:, 0率的條件則有變壓器產(chǎn)生最大效令dd02PPSNm或SNmPP0%100)2cos21 (020maxPSPNm 為了提高變壓器的運行效益，設(shè)計時應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.1 磁路系統(tǒng) 三相組式變壓器三相組式變壓器 三相芯式變壓器三相芯式變壓器A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.1 磁路系統(tǒng)一、組式磁路變壓器二、心式磁路變壓器特點是：三相磁路彼此無關(guān)聯(lián)。特點是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。1W2Ww1V2Vv1U2Uu1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w

31、2wuvwA.7 三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)一、變壓器的端頭標(biāo)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、V1、W1U2、V2、W2N低壓低壓繞組繞組u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中壓中壓繞組繞組U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNmA.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)二、單相變壓器的極性*1U2U1u2u*1U2U1u2u1U2U1u2u)I , I(I/I012連接組別為)I ,I(I/I66連接組別為一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時，一、二次繞組的電動勢同相位。*1u2u

32、1U2U1u2u*1U2U*1U2U1u2u一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時，一、二次繞組的電動勢反相位。A.7 三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)三、三相變壓器的連接組別連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動勢（或線電壓）的相位關(guān)系。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)。理論和實踐證明，無論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動勢（可電壓）的相位差總是300的整數(shù)倍。因此可以采用時鐘表示法 作為時鐘的分針，指向12點， 作為時鐘的時針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號。組別號的數(shù)字乘以300，就是二次繞組的線電動勢滯后于一次側(cè)電動勢的相位角

33、。UVEuvEA.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)三、三相變壓器的連接組別連接組別可以用相量圖來判斷：若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),y4、Y,y8連接組別。1、Y，y連接UVEuvE同名端在對應(yīng)端，對應(yīng)的相電動勢同相位，線電動勢 和 也同相位，連接組別為Y，y0。同理，若異名端在對應(yīng)端，可得到Y(jié)，y6、Y,y10和Y,y2連接組別。 同名端在對應(yīng)端，對應(yīng)的相電動勢同相位，線電動勢 和 相差3300，連接組別為Y，d11。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)三、三相變壓器的連接組別若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次

34、后移，可以得到Y(jié),d3、Y,d7連接組別。2、Y，d連接1UVEuvE同理，若異名端在對應(yīng)端，可得到Y(jié)，d5、Y,d9和Y,d1連接組別。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)三、三相變壓器的連接組別若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d5、Y,d9連接組別。2、Y，d連接2UVEuvE同名端在對應(yīng)端，對應(yīng)的相電動勢同相位，線電動勢 和 相差300，連接組別為Y，d1。同理，若異名端在對應(yīng)端，可得到Y(jié)，d7、Y,d11和Y,d3連接組別。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.2 電路系統(tǒng)三、三相變壓器的連接組別 總之，對于Y，y（或D，d）連接

35、，可以得到0、2、4、6、8、10等六個偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個奇數(shù)組別。 變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運行，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別。 其中前三種最為常用：Y,yn0 連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時可兼供動力和照明負(fù)載。Y,d11連接用于低壓側(cè)電壓超過400V的線路中。YN,d11連接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)可以接地。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.3 磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢

36、波形的影響 i0中有無i03 ，看電路連接中有無i03通路，Y連接中，無i03通路， i0為正弦波；YN或D連接， i03可以在繞組中流過， i0為尖頂波。 單相變壓器，當(dāng)磁路飽和時，u1為正弦波，和e1也是正弦波，而i0為尖頂波分解為基波i01和三次諧波i03（忽略其它高效次諧波）。 對三相變壓器，由于繞組的連接方式不同，i0 中可有i03 ，使和e1為非正弦波同樣可分解為基波和三次諧波（忽略其它高效次諧波） 。 中有無3 ，看磁路結(jié)構(gòu)，三相組式變壓器， 3可以在鐵心中流過， 為平頂波；三相心式變壓器， 3不能在鐵心中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3很小， 基本為正弦波

37、。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.3 磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響一、Y，y連接的三相變壓器一次側(cè)Y接線，i03=0，i0為正弦波，磁通應(yīng)為平頂波。（2）對三相心式變壓器，3不能在鐵心中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3很小， 基本為正弦波，感應(yīng)電動勢 e 也基本為正弦波 。但通過油箱壁時將產(chǎn)生渦流損耗，造成局部過熱，降低變壓器的效率，因此，容量大于1800kVA時，不宜采用心式Y(jié)，y連接。（1）對三相組式變壓器，3可以在鐵心中存在，所以為平頂波，感應(yīng)電動勢e 為尖頂波，其中的三次諧波幅值可達(dá)基波幅值的45%60%，使相電動勢的最大值升高很多，可能擊

38、穿繞組絕緣，因此，三相組式變壓器不采用Y，y連接。A.7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.3 磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響二、YN，y連接的三相變壓器 一次側(cè)YN接線，i03可以流過，i0為尖頂波，磁通應(yīng)為正弦波，感應(yīng)電動勢 e 也為正弦波 。 一次繞組Y連接， i03=0， i0為正弦波，應(yīng)為平頂波，其中的3在二次繞組中感應(yīng)電動勢e23，并在D內(nèi)產(chǎn)生i23。 i23建立的磁通23大大削弱3的作用，因此合成磁通和電動勢均接近正弦波。三、D，y連接的三相變壓器 一次側(cè)D接線，i03可以流過，i0為尖頂波，磁通應(yīng)為正弦波，感應(yīng)電動勢 e 也為正弦波 。四、Y，d連接的三相變壓器A.

39、7 A.7 三相變壓器三相變壓器A.7.3 磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響五、Y，yn連接的三相變壓器 二次側(cè) yn 接線，負(fù)載時可以為三次諧波提供通路，使相電動勢波形得到改善。但是由于負(fù)載的影響，產(chǎn)生i23不能很大，所以相電動勢波形不能得到很好改善，這種情況基本與Y，y連接一樣，只適用于容量較小的三相心式變壓器，而組式變壓器仍然不采用。結(jié)論：（1）變壓器一次側(cè)是YN連接時，電動勢波為正弦。（2）變壓器有一次側(cè)是D連接時，電動勢波為正弦。（3）無論相電動勢是否為正弦波，但線電動勢一定是正弦波。（4）若一定需要Y，y連接，則可以增加第三繞組，采用D接線。A.8 A.8 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行并