電機(jī)與拖動(dòng)第3章變壓器

1、3 31 1 變壓器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理變壓器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理3 32 2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行3 33 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3 34 4 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定3 35 5 標(biāo)么值標(biāo)么值3 36 6 變壓器的工作特性變壓器的工作特性3 37 7 三相變壓器三相變壓器變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備， 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，將一種形態(tài)（電壓、電流、相數(shù)）的交流電能， 轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的交流電能。 變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵心和繞組。鐵心是變壓器的磁路部分；繞組是變壓器的電路部分。3 31 1 變壓器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理變壓器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理鐵心通常

2、用0.35mm厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。心式變壓器迭片奇數(shù)層偶數(shù)層三相芯式變壓器三相芯式變壓器1 1鐵心柱鐵心柱 2 2鐵軛鐵軛3 3高壓線圈高壓線圈 4 4低壓線圈低壓線圈單相殼式變壓器單相殼式變壓器1 1鐵心柱鐵心柱 2 2鐵軛鐵軛 3 3繞組繞組電源變壓器電力變壓器環(huán)形變壓器接觸調(diào)壓器控制變壓器環(huán)形矩形E型干式油浸式變壓器的額定值變壓器的額定值單相變壓器單相變壓器N2N2N1N1NIUIUS三相變壓器三相變壓器N2N2N1N1N33IUIUS額定電壓額定電壓U U1N1N/U/U2N2N:U:U1N1N是電源加到原繞組上的額定電壓，是電源加到原繞組上的額定電壓，U

3、U2N2N是原邊繞組加上額定電壓后副邊開(kāi)路即空載時(shí)副繞組的是原邊繞組加上額定電壓后副邊開(kāi)路即空載時(shí)副繞組的端電壓。端電壓。( (三相變壓器是指線電壓三相變壓器是指線電壓) ) 額定電流額定電流I I1N1N、I I2N2N：變壓器額定容量分別除以原、副邊：變壓器額定容量分別除以原、副邊額定電壓所計(jì)算出來(lái)的線電流值。額定電壓所計(jì)算出來(lái)的線電流值。 額定頻率：按我國(guó)規(guī)定，工業(yè)用電額定頻率：按我國(guó)規(guī)定，工業(yè)用電50Hz50Hz。額定容量額定容量SN：額定工作狀態(tài)下的視在功率，用伏安（：額定工作狀態(tài)下的視在功率，用伏安（VA）等表示。等表示。tNedd11tNedd22變壓器的工作原理變壓器的工作原理

4、正方向規(guī)定：正方向規(guī)定：（1）同一支路，電壓、電流正方向一致；）同一支路，電壓、電流正方向一致；（2）磁通量正方向與電流正方向符合右手螺旋關(guān)系；）磁通量正方向與電流正方向符合右手螺旋關(guān)系；（3）由交變磁通量產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正方向與產(chǎn)生該磁通量的）由交變磁通量產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正方向與產(chǎn)生該磁通量的電流正方向一致，并有電流正方向一致，并有 的關(guān)系。的關(guān)系。tNedd3 32 2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況空載運(yùn)行：變壓器匝數(shù)為空載運(yùn)行：變壓器匝數(shù)為N1的原邊繞組加上交流電壓，變壓器的原邊繞組加上交流電壓，變壓器匝數(shù)為匝數(shù)為N2的二次繞組

5、開(kāi)路。的二次繞組開(kāi)路。 主磁通；主磁通；1 原邊繞組漏磁通。原邊繞組漏磁通。i0 空載電流；空載電流；u20 二次繞組的空載電壓二次繞組的空載電壓tNedd111tNedd11tNeudd2220漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)漏電動(dòng)勢(shì)漏電動(dòng)勢(shì)tNedd1111011011iNRiNtiLtiNedddd010121110011XI jILjE11LX原邊漏電抗原邊漏電抗由于漏磁通主要經(jīng)過(guò)非鐵磁路徑由于漏磁通主要經(jīng)過(guò)非鐵磁路徑, ,磁路不飽和磁路不飽和, ,故磁阻很大且為常故磁阻很大且為常數(shù)數(shù), ,所以漏電抗所以漏電抗 很小且為常數(shù)很小且為常數(shù), ,它不隨電源電壓負(fù)載情況而變它不隨電源電壓

6、負(fù)載情況而變. .表征漏磁通對(duì)電流的電磁效應(yīng)表征漏磁通對(duì)電流的電磁效應(yīng),與匝數(shù)和幾何尺寸有關(guān)與匝數(shù)和幾何尺寸有關(guān).1X漏電感電動(dòng)勢(shì)與電流同頻率，相位上落后I0 900。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通原邊繞組和副邊繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式原邊繞組和副邊繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式tNtiLritNtNrieeriudddddddd)()(101101111011101tNeudd2220tmsin設(shè)：設(shè)：)90 sin()90 sin( cos ) sin(01011111tEtNtNtdtdNdtdNemmmm當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，原繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也按正弦規(guī)律變化， 但相位比主磁通落后90

7、0。)2/sin(11tEem1112 fNNEm11144. 42fNEEm1144. 4 jfNE)2/sin(22tEem2222 fNNEm22244. 42fNEEm2244. 4 jfNE變比變比NNUUUUNNEEk2120121211）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。0i1110i結(jié)論：mNfjEU111144. 4空載時(shí)，漏阻抗壓降小，空載時(shí)，漏阻抗壓降小， 4）主磁通大小， 取決于電網(wǎng)電壓、頻率和匝數(shù)。空載電流空載電流t0i3211230i1 1、波形、波形( (不

8、考慮鐵耗不考慮鐵耗) )（1 1）當(dāng)磁通按正弦規(guī)律）當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。波形。（2 2）當(dāng)空載電流按正弦規(guī)）當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，主磁通呈平頂律變化時(shí)，主磁通呈平頂波形。波形。（3）實(shí)際空載電流不是正弦波，但為）實(shí)際空載電流不是正弦波，但為了分析、計(jì)算和測(cè)量的方便，在相量了分析、計(jì)算和測(cè)量的方便，在相量圖和計(jì)算式中常用正弦的電流代替實(shí)圖和計(jì)算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。際的空載電流?？紤]鐵耗考慮鐵耗( (需用磁滯回線，見(jiàn)需用磁滯回線，見(jiàn)p82p82 圖圖3-8)3-8)hiii0Fe0III220FeIII空載電流空載電流 i0磁化

9、電流磁化電流i無(wú)功分量無(wú)功分量鐵耗電流鐵耗電流Fei 有功分量有功分量i與與 同相位，即滯后于電壓同相位，即滯后于電壓 9090 1euhi超前超前 9090 ，即與電壓，即與電壓 u u同相同相. . IFeIm0I由于空載電流的無(wú)功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無(wú)功性由于空載電流的無(wú)功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無(wú)功性質(zhì)質(zhì)也稱勵(lì)磁電流；也稱勵(lì)磁電流；空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程)()(11101eeriu10111RIEEU011101011IZEXI jRIEUZ Z1 1原邊漏阻抗原邊漏阻抗空載電流僅為空載電流僅為（28）IN，忽略漏阻

10、抗壓降忽略漏阻抗壓降11144.4fNjEU可見(jiàn)，影響主磁通可見(jiàn)，影響主磁通 大小的因素有電源電壓大小的因素有電源電壓 、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) 。1U1f1N五五 空載運(yùn)行時(shí)的等效電路空載運(yùn)行時(shí)的等效電路)j(001mmmxrIZIE01101011)()(IjXRIjXRZIEUmm等值電路綜合了空載時(shí)變壓器內(nèi)部的物理情況， 在等值電路中r1、x1是常量；rm、xm是變量， 它們隨鐵心磁路飽和程度的增加而減少。六六 變壓器變壓器空載運(yùn)行時(shí)的相量圖空載運(yùn)行時(shí)的相量圖（1 1）以）以 為參考相量為參考相量1E（3 3） 滯后滯后09021,EE1001,XI jI

11、R（4 4）1U（5 5）（2 2） 與與 同相，同相， 超前超前 ，090FeIIFe0IIIm0I1E1E2E10XI j01IR1UFeII3 33 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11IR11E22IR22E1U1I2I2U111INF222INF21FFFmm1E2E一一 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)接在額定頻變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。二二 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程1 1、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程21FF

12、Fm111INF222INFmmINF1mINININ12211LmmIIkII12)(2121)(INNIIm忽略了漏阻抗壓降， 主磁通 不變。從空載到負(fù)載，原邊繞組電流 增加一個(gè)分量 以平衡副邊繞組的作用。11EUm1ILI1原邊繞組從電網(wǎng)吸收的功率傳遞給副邊繞組。 副邊繞組電流增加或減小的同時(shí)，引起原邊電流的增加或減小，吸收的功率也增大或減小。2 2、電動(dòng)勢(shì)平衡方程、電動(dòng)勢(shì)平衡方程111111111ZIEXI jRIEU22222RIEEULZIU2222222222ZIEXI jRIEZ Z2 2副邊漏阻抗副邊漏阻抗綜合分析， 變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的六個(gè)基本方程式LmmZIUZENININ

13、IkEEZIEUZIEU221122112122221111mI各電磁量之間同時(shí)滿足這六個(gè)方程利用 ，k，Z1，Z2，Zm，ZL求解出 ， ， 。1U1I2I2U.變壓器的基本方程3 3、變壓器的折算、變壓器的折算折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來(lái)等效，同折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來(lái)等效，同時(shí)，對(duì)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)系不時(shí)，對(duì)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。變。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。折算原則：折算原則：1 1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)不變；保持二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)不變；2

14、 2）保持二次側(cè)各功率和）保持二次側(cè)各功率和損耗不變。損耗不變。實(shí)際繞組的各個(gè)量，稱為實(shí)際值；假想繞組的各個(gè)量，稱為折算值；保持副邊繞組的磁勢(shì)不變進(jìn)行折算， 稱為副邊向原邊折算；保持原邊繞組的磁勢(shì)不變進(jìn)行折算， 稱為原邊向副邊折算。3 3、變壓器的折算、變壓器的折算（1）電流折算）電流折算磁動(dòng)勢(shì)保持不變磁動(dòng)勢(shì)保持不變2212NINIkII22（2）電動(dòng)勢(shì)折算）電動(dòng)勢(shì)折算 視在功率保持不變視在功率保持不變2222IEIE22kEE22KUU （3）電阻折算）電阻折算 損耗保持不變損耗保持不變222222RIRI副邊繞組電阻副邊繞組電阻222RKR 副邊負(fù)載電阻副邊負(fù)載電阻LLRKR23 3、變壓

15、器的折算、變壓器的折算（4）阻抗折算）阻抗折算無(wú)功功率保持不變無(wú)功功率保持不變222xKx222222xIxI副邊繞組阻抗副邊繞組阻抗負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗LLxKx2折算后的方程式折算后的方程式111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEUmIII2112EE)(1mmmmmjXRIIZELZIU224 4、等效電路（變壓器穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)）、等效電路（變壓器穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)）T T型等效電路：型等效電路：近似等效電路近似等效電路簡(jiǎn)化的等效電路簡(jiǎn)化的等效電路21211)(UZIUjXRIUkkk21RRRk21XXXk21ZZjXRZkkk短路電阻短路電阻短路電抗

16、短路電抗短路阻抗短路阻抗 由簡(jiǎn)化等效電路可知，短路阻抗起限制短路電流的作用，由由簡(jiǎn)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)額定電流的定電流的10201020倍。倍?？蛰d運(yùn)行時(shí)， 不能用簡(jiǎn)化的等值電路?？蛰d試驗(yàn)可以測(cè)出變壓器的勵(lì)磁參數(shù)。為了便于測(cè)試和安全， 空載試驗(yàn)在低壓側(cè)施加電壓。 在不同的電壓下， 分別記錄I和P?？蛰d運(yùn)行時(shí)，總阻抗)()(2222220mmmjxrjxrZZZ2222,xxrrmm所以mZZ20激磁參數(shù)：2222m2m2002012Z x; ;mmmrIpr

17、IUZ注意：激磁參數(shù)與磁路的飽和度有關(guān)， 為使測(cè)出的參數(shù)符合變壓器實(shí)際運(yùn)行， 額定電壓點(diǎn)必測(cè)。 同時(shí)注意折算。3 34 4 變壓器的參數(shù)測(cè)定（空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)）變壓器的參數(shù)測(cè)定（空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)）1 空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)NUU21為了便于測(cè)試， 短路試驗(yàn)常在高壓側(cè)加電源電壓，低壓側(cè)直接短路。 試驗(yàn)電壓從零開(kāi)始逐漸增加， 短路電流在01.3倍額定電流范圍內(nèi)變化。 短路試驗(yàn)時(shí)， 外施電壓低，相應(yīng)主磁通銅小， 鐵耗、激磁電流不計(jì)， 用簡(jiǎn)化的等效電路來(lái)分析。 2221 ; ;kkkkkkkkrZxIprIUZ參數(shù)計(jì)算：參數(shù)與溫度有關(guān)，短路試驗(yàn)時(shí)溫度與實(shí)際運(yùn)行時(shí)不同， 需折算。2275ck7575000

18、 Z,5 .234755 .234kckkckxrrr銅線：2 短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)時(shí)， 繞組電流達(dá)到額定值時(shí)， 加于原繞組的電壓為UkI1NZk， 此電壓稱為變壓器的阻抗電壓或短路電壓。 阻抗電壓的大小用百分比來(lái)表示：%100%100175110NckNNkkUZIUUu阻抗電壓的大小反映了變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)漏阻抗壓降的大小。從運(yùn)行觀點(diǎn)來(lái)看， 阻抗電壓小， 代表輸出電壓受負(fù)載變化的影響小。 一般為410.5%. 3 短路電壓短路電壓阻抗電壓的有功分量和無(wú)功分量在工程計(jì)算中， 各物理量（電壓、電流、功率等）除采用實(shí)際值來(lái)表示和計(jì)算外， 有時(shí)用這些物理量與所選定的同單位的基值之比，即所

19、謂的標(biāo)么值表示。用“*”表示。 標(biāo)么值的認(rèn)識(shí)：（1）標(biāo)么值是兩個(gè)具有相同單位的物理量（實(shí)際值和選定的固定值）之比， 沒(méi)有量綱。（2）選定基值時(shí)， 對(duì)于電路計(jì)算U、I、Z和S中， 兩個(gè)量的基值是任意選定， 其余兩個(gè)量的基值根據(jù)電路的基本定律計(jì)算。 （3）功率的基值是指視在功率的基值， 同時(shí)也是有功和無(wú)功功率的基值。 阻抗基值也是電阻和電抗的基值。（4）計(jì)算單臺(tái)變壓器時(shí)， 通常以變壓器的額定值作為基值。 3-5 變壓器的標(biāo)么值變壓器的標(biāo)么值標(biāo)么值的優(yōu)點(diǎn)：（1）不論變壓器的容量大小， 標(biāo)么值表示的各參數(shù)和典型的性能數(shù)據(jù)， 通常都在一定的范圍， 便于比較和分析； 如 %52 %;103*0*IZk（2

20、）用標(biāo)么值表示，歸算到原邊和副邊的變壓器參數(shù)恒相等。 換言之，用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)不需要折算。*21212222222*2/rUrIkUrkkIUrIrNNNNNN（3）某些物理量的標(biāo)么值具有相同的數(shù)值， 簡(jiǎn)化了計(jì)算kkNkNkNkuUUUUZIZ*（4）可通過(guò)標(biāo)么值判斷運(yùn)行情況。 6 . 0 ; 0 . 1*1*1II3 36 6 變壓器的工作特性變壓器的工作特性表征變壓器運(yùn)行特性的主要指標(biāo)：表征變壓器運(yùn)行特性的主要指標(biāo)：1 1 變壓器副邊端電壓的變化率變壓器副邊端電壓的變化率反映供電電壓的穩(wěn)定性反映供電電壓的穩(wěn)定性2 2 變壓器的效率變壓器的效率反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)

21、性能的好壞一一 電壓變化率（調(diào)整率）電壓變化率（調(diào)整率）u原邊施加額定頻率的額定電壓、負(fù)載功率因數(shù)為一定值時(shí)，副原邊施加額定頻率的額定電壓、負(fù)載功率因數(shù)為一定值時(shí)，副邊空載與負(fù)載時(shí)端電壓之差，用副邊額定電壓的百分值表示，邊空載與負(fù)載時(shí)端電壓之差，用副邊額定電壓的百分值表示，即即%100%100%100N12N1N22N2N2220UUUUUUUUUu計(jì)算計(jì)算電壓變化率電壓變化率u%100sincosN12N12N1UXIRIukk額定負(fù)載下相量圖額定負(fù)載下相量圖%100N12N1UUUu電壓變化率（調(diào)整率）電壓變化率（調(diào)整率）u%100sincosN12N12N1UXIRIukk%100)si

22、ncos(2*2*kkXR感性負(fù)載：感性負(fù)載：020cos20sin20u容性負(fù)載：容性負(fù)載：020cos20sin2且且kkRX 2N12N1sincoskkXIRI0u若變壓器不在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，若變壓器不在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，%100)sincos(2*2*kkXRuNNIIII1122負(fù)載系數(shù)負(fù)載系數(shù)電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及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)。變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。%100N22N2UUUu二二 變壓器的外特性變壓器的外特性定義：當(dāng)定義：當(dāng) ， 為常數(shù)時(shí)，為常數(shù)時(shí)， 的關(guān)系為變壓器的關(guān)系為變壓器的外特性。的外特性。NUU112cos)(22

23、IfU三三 變壓器的效率特性變壓器的效率特性1 1、變壓器的損耗、變壓器的損耗變壓器的損耗主要是鐵耗和銅耗兩種。變壓器的損耗主要是鐵耗和銅耗兩種。鐵耗鐵耗基本鐵耗基本鐵耗磁滯損耗和渦流損耗磁滯損耗和渦流損耗附加鐵耗（很難精確計(jì)算）附加鐵耗（很難精確計(jì)算）銅耗銅耗基本銅耗基本銅耗原、副邊繞組電阻上的損耗原、副邊繞組電阻上的損耗附加銅耗附加銅耗與外加電壓大小有關(guān)，與負(fù)載大小基與外加電壓大小有關(guān)，與負(fù)載大小基本無(wú)關(guān)，故也稱為不變損耗本無(wú)關(guān)，故也稱為不變損耗空載實(shí)驗(yàn)測(cè)得空載實(shí)驗(yàn)測(cè)得與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗?？勺儞p耗。短路實(shí)驗(yàn)測(cè)得短路實(shí)驗(yàn)測(cè)得三三 變壓器的效率

24、特性變壓器的效率特性2 2、變壓器的效率、變壓器的效率 變壓器的效率是指其輸出的有功功率與輸入的有功功率之比，變壓器的效率是指其輸出的有功功率與輸入的有功功率之比，用百分值表示。用百分值表示。%100)1(%100)1(%1002112pPpPpPP式中式中CuFeppp22220)(DDNCuFePPIIpPp1111cosIUP 2222cosIUP 22*22222coscosNNNIIUIU2cosNSu很小很小三三 變壓器的效率特性變壓器的效率特性%100cos120220DNDPpSPp0max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)變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率

25、因數(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)一定時(shí)，效率特性：在功率因數(shù)一定時(shí)，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系關(guān)系=f(),稱為變壓器的效率稱為變壓器的效率特性。特性。當(dāng)銅損耗等于鐵損耗當(dāng)銅損耗等于鐵損耗( (可變損耗等于可變損耗等于不變損耗不變損耗) )時(shí)時(shí), ,變壓器效率最大。變壓器效率最大。課堂練習(xí)課堂練習(xí)一臺(tái)單相變壓器，額定值為一臺(tái)單相變壓器，額定值為SN50KVA，U1N/U2N=7200/480V，f=50Hz，其空載、短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)其空載、短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：下表：試求試求（1）短路參數(shù)）短路參數(shù)Rk，Xk，ZK； （2）空載和滿載時(shí)的銅耗、

26、鐵耗；空載和滿載時(shí)的銅耗、鐵耗； （3）額定負(fù)載電流、功率因數(shù)）額定負(fù)載電流、功率因數(shù) （滯后）（滯后）時(shí)的電壓變化率、副邊電壓及效率。時(shí)的電壓變化率、副邊電壓及效率。實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)名稱 電壓電壓/V 電流電流/A 功率功率/W 電源加壓邊電源加壓邊空載空載4805.2245低壓邊低壓邊短路短路1577615高壓邊高壓邊9 . 0cos2晶體管功率放大器對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)交流信號(hào)電壓源，晶體管功率放大器對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)交流信號(hào)電壓源，若其等效電動(dòng)勢(shì)為若其等效電動(dòng)勢(shì)為Es=5.2V,等效內(nèi)阻為等效內(nèi)阻為Rs=150 ,現(xiàn)將阻值為現(xiàn)將阻值為8 的揚(yáng)聲器按下述兩種方式與放大器相連，試求揚(yáng)聲器所獲

27、得的的揚(yáng)聲器按下述兩種方式與放大器相連，試求揚(yáng)聲器所獲得的功率。（功率。（1）揚(yáng)聲器直接與放大器連接；（）揚(yáng)聲器直接與放大器連接；（2）揚(yáng)聲器通過(guò)一臺(tái)）揚(yáng)聲器通過(guò)一臺(tái)電壓比為電壓比為5的單相降壓變壓器與放大器連接；（的單相降壓變壓器與放大器連接；（3）若要使揚(yáng)聲）若要使揚(yáng)聲器獲得最大功率，應(yīng)采用多大變比的變壓器？器獲得最大功率，應(yīng)采用多大變比的變壓器？3 37 7 三相三相變壓器變壓器三相變壓器在對(duì)稱三相負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，可使用單相變壓器三相變壓器在對(duì)稱三相負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，可使用單相變壓器的基本方程、等效電路和相量圖進(jìn)行分析。的基本方程、等效電路和相量圖進(jìn)行分析。一一 三相變壓器的繞組聯(lián)接法和聯(lián)接組

28、三相變壓器的繞組聯(lián)接法和聯(lián)接組電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)1 1 繞組聯(lián)接法繞組聯(lián)接法/),(/YdDYYY0Y有中線有中線繞組繞組名稱名稱單相變壓器三相變壓器中性點(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AXA,B,C(U1,V1,W1)X,Y,Z(U2,V2,W2)O低壓低壓繞組繞組axa,b,c(u1,v1,w1)x,y,z (u2,v2,w2)o變壓器的端頭標(biāo)號(hào)變壓器的端頭標(biāo)號(hào)一一 三相變壓器的繞組聯(lián)接法和聯(lián)接組三相變壓器的繞組聯(lián)接法和聯(lián)接組2 2 三相變壓器的聯(lián)接組三相變壓器的聯(lián)接組（1 1）單相變壓器的極性）單相變壓器的極性b) I/I-6a) I/I-12（0）I/I表示原、副邊均為

29、單相繞組表示原、副邊均為單相繞組2 2 三相變壓器的聯(lián)接組三相變壓器的聯(lián)接組向量圖法：1感應(yīng)電勢(shì)首端指向末端2以原邊為基準(zhǔn)，用同名端來(lái)確定副邊感應(yīng)電勢(shì)的方向3若AX與ax同相，讓a與A重合，且EAX與Eax在一條線上4若若AX與ax不同相，a與A點(diǎn)重合，將副邊向量圖平移保持各相與原邊平行關(guān)系不變5以EAX為12點(diǎn)，查看Eax指向幾點(diǎn)2 2 三相變壓器的聯(lián)接組三相變壓器的聯(lián)接組（2 2）三相變壓器的聯(lián)接組）三相變壓器的聯(lián)接組聯(lián)接組：反映三相變壓器連接方式及原、副邊線電動(dòng)勢(shì)（或線聯(lián)接組：反映三相變壓器連接方式及原、副邊線電動(dòng)勢(shì)（或線電壓）的相位關(guān)系。例如：電壓）的相位關(guān)系。例如：Y/Y-12對(duì)于對(duì)

30、于Y/ /Y（或或D/D）連接，可以得到連接，可以得到0、2、4、6、8、10等等六個(gè)偶數(shù)組別；六個(gè)偶數(shù)組別；Y/d（或或D/ Y ）連接，可以得到連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個(gè)等六個(gè)奇數(shù)組別。奇數(shù)組別。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y/ Y 12、Y/ D 11、Y0/ D 11、Y0/Y12和和Y/ Y 12連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別。別。二二 三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的磁路系統(tǒng)1W2Ww1V2Vv1U2Uu1 1 組式磁路變壓器組式磁路變壓器特點(diǎn)：三相磁路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)：三相磁路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)。2 2 芯式磁路變壓器

31、芯式磁路變壓器1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w2wuvw特點(diǎn)：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。三三 三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響若勵(lì)磁電流若勵(lì)磁電流按正弦變化按正弦變化則磁通為平頂波則磁通為平頂波若磁通若磁通 按正弦變化按正弦變化則勵(lì)磁電流為尖頂波則勵(lì)磁電流為尖頂波三三 三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響1 Y/Y聯(lián)接的三相變壓器聯(lián)接的三相變壓器1W2Ww1V2Vv1U2Uu1311311111eedtdNdtdNdtdNe23213212

32、12eedtdNdtdNdtdNe111144. 4mfNE3113344. 4mfNE相電動(dòng)勢(shì)的最大值升高很多，可能擊穿繞組絕緣，線電相電動(dòng)勢(shì)的最大值升高很多，可能擊穿繞組絕緣，線電動(dòng)勢(shì)為正弦波。因此，三相組式變壓器不采用動(dòng)勢(shì)為正弦波。因此，三相組式變壓器不采用Y/YY/Y連接。連接。1 Y/Y聯(lián)接的三相變壓器聯(lián)接的三相變壓器三三 三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響3 3不能在鐵心中流過(guò)，只能借助油和油箱壁等形成回路，不能在鐵心中流過(guò)，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，磁路磁阻很大， 3 3很小，很小， 基本為正弦波，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基本為正弦波，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e e 也基本為正弦波也基本為正弦波 。但通過(guò)油箱壁時(shí)將產(chǎn)生渦流損耗，造。但通過(guò)油箱壁時(shí)將產(chǎn)生渦流損耗，造成局部過(guò)熱，降低變壓器的效率，因此，容量大于成局部過(guò)熱，降低變壓器的效率，因此，容量大于18001800kVAkVA時(shí)，不宜采用心式時(shí)，不宜采用心式Y(jié) Y，y y連接。連接。三三 三相變壓器繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形的影響三相變壓