電機及拖動基礎(chǔ) 第5版 課件 第三章變壓器

第三章變壓器

變壓器是一種靜止的交流電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理，將一種等級的交流電壓和電流轉(zhuǎn)變成同頻率的另一種等級的交流電壓和電流。它對電能的經(jīng)濟傳輸、靈活分配和安全使用具有重要的意義；同時，它在電氣的測試、控制和特殊用電設(shè)備上也有廣泛的應(yīng)用。第三章變壓器

本章主要敘述一般用途的電力變壓器有工作原理、分類、結(jié)構(gòu)和運行特性。電源變壓器電力變壓器控制變壓器調(diào)壓器三相干式變壓器第一節(jié)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

一次繞組N1二次繞組N2互相絕緣且匝數(shù)不同只有磁的耦合而沒有電的聯(lián)系

e2u1i0F0Φe1可向負(fù)載供電u2根據(jù)電磁感應(yīng)原理改變N1、N2，就可達到改變電壓的目的。

一、變壓器的基本工作原理電力系統(tǒng)中應(yīng)用的變壓器稱作電力變壓器，它是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備。如果輸電線路輸送的電功率Ｐ及功率因數(shù)cosφ一定，Ｕ越高時，則線路電流Ｉ越小，輸電線的截面積，節(jié)省材料，減小投資和降低運行費用。由于發(fā)電廠的交流發(fā)電機受絕緣和工藝技術(shù)的限制，通常輸出電壓為10.5、16kV或更高的20、27kV，而一般高壓輸電線路的電壓為110、220、330、500、800、1000kV，因此需用升壓變壓器將電壓升高后送入輸電線路。當(dāng)電能輸送到用電區(qū)后，為了用電安全，又必須用降壓變壓器將輸電線路上的高電壓降低為配電系統(tǒng)的配電電壓，然后再經(jīng)過降壓變壓器降壓后供電給用戶。電力系統(tǒng)的多次升壓和降壓，使得變壓器的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。1、變壓器的應(yīng)用二、變壓器的應(yīng)用和分類三相電力系統(tǒng)的變壓器應(yīng)用電廠、電站電能升壓高壓輸電降壓用戶2、變壓器的分類（1）按用途分類（2）按繞組構(gòu)成分類（3）按相數(shù)分類前面所述的應(yīng)用就是按用途分類，如電力變壓器

有單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。雙繞組、三繞組、多繞組、自耦變壓器。

另外，變壓器的應(yīng)用還有，測量系統(tǒng)中使用的儀用互感器（可將高電壓變換成低電壓，或?qū)⒋箅娏髯儞Q成小電流，以隔離高壓和便于測量）；自耦調(diào)壓器（可任意調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，以適應(yīng)負(fù)載對電壓的要求）；在電子線路中用的電源變壓器；變壓器還用來耦合電路、傳遞信號、實現(xiàn)阻抗匹配。作為焊接電源的電焊變壓器；專供大功率電爐使用的電爐變壓器；將交流電整流成直流電時使用的整流變壓器等。1、變壓器的應(yīng)用

干式變壓器、油浸自冷變壓器、油浸風(fēng)冷變壓器、強迫油循環(huán)變壓器、充氣式變壓器等。（4）按冷卻方式分類

盡管變壓器種類繁多，但它們皆是利用電磁感應(yīng)的原理制成的。三、變壓器的基本結(jié)構(gòu)儲油柜安全氣道線圈鐵心油箱放油閥門儲油柜式油浸電力變壓器分接開關(guān)信號式溫度計吸濕器油表高壓套管低壓套管變壓器的主要組成是鐵心和繞組（俗稱為器身）。為了改善散熱條件，大、中容量的電力變壓器的鐵心和繞組浸入盛滿變壓器油的封閉油箱中，各繞組對外線路的聯(lián)接由絕緣套管引出。為了使變壓器安全、可靠地運行，還設(shè)有儲油柜、安全氣道和氣體繼電器等附件。

三、變壓器的基本結(jié)構(gòu)波紋片式油浸電力變壓器6-氣體繼電器7-高壓套管8-低壓套管10-油箱(鐵心和繞組在油箱內(nèi))14-吊攀15-盤形分接開關(guān)16-溫度計座17-油位計18-波紋片

三、變壓器的基本結(jié)構(gòu)立體卷鐵心油浸式電力變壓器前面所示的是:鐵心采用硅鋼片疊裝的傳統(tǒng)油浸式電力變壓器。隨著設(shè)計、材料和工藝水平的提高，當(dāng)今有大量立體卷鐵心的變壓器生產(chǎn)和使用，其節(jié)能效果顯著。三、變壓器的基本結(jié)構(gòu)1.鐵心構(gòu)成變壓器磁路系統(tǒng)，并作為變壓器的支撐骨架

鐵心柱

磁軛0.3mm或0.27mm或更薄的硅鋼片，減小鐵耗。目前主要采用晶粒有取向冷軋硅鋼片,其導(dǎo)磁性好,鐵耗小.熱軋硅鋼片已基本淘汰.

大、中型變壓器的鐵心，一般先將硅鋼片裁成條形，然后采用交錯疊片的方式疊裝而成。交錯疊片的目的是使各層磁路的接縫互相錯開，以減小接縫處的氣隙和磁路的磁阻，從而減小勵磁電流。增大運行時的功率因素。1.鐵心疊裝鐵心

立體卷鐵心三維立體卷鐵心層間沒有接縫，磁通方向與硅鋼片晶體取向完全一致，沒有接縫處磁通密度的畸變現(xiàn)象。具有空載電流低，空載損耗小，噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊與占地面積小等優(yōu)點。1.鐵心立體卷鐵心2.繞組變壓器中的電路部分，小型變壓器一般用具有絕緣的漆包圓銅線繞制而成，對容量稍大的變壓器則用扁銅線繞制。同心式繞組高、低壓繞組同心地套裝在鐵心柱上。為了便于與鐵心絕緣，把低壓繞組套裝在里面，高壓繞組套裝在外面。（１）油箱

油浸式變壓器的外殼就是油箱，它起機械支撐、冷卻散熱作用。變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是絕緣介質(zhì)，又是冷卻介質(zhì)，通過變壓器油的對流，將鐵心和繞組所產(chǎn)生的熱量傳遞給油箱和散熱管或波紋片，再往空氣中散發(fā)熱量。3.其他結(jié)構(gòu)附件(2）儲油柜亦稱油枕，保證器身始終浸在變壓器油中。

（4）分接開關(guān)變壓器運行時，輸出電壓可控制在允許的變化范圍內(nèi)，通過分接開關(guān)改變一次繞組匝數(shù)，使輸出電壓的調(diào)節(jié)為額定電壓的±2*2.5%，±５％

(3）波紋片圖3-2b中的波紋片是特殊的一種碳鋼材料，它即是連接油箱的散熱管片(道)又可起到熱脹冷縮作用，其熱脹冷縮作用可取代圖3-2a中的儲油柜作用。所以目前2000KV.A及下，10/0.4kV的油浸式電力變壓器均采用波紋片式的，儲油柜（油枕）式已很少生產(chǎn)。四、變壓器的銘牌和額定值

為了使變壓器安全、經(jīng)濟、合理地運行，每一臺變壓器都安裝了一塊銘牌，上面標(biāo)明了變壓器型號及各種額定數(shù)據(jù)，只有理解銘牌上的各種數(shù)據(jù)的含義，才能正確、安全地使用變壓器。銘牌1油浸式電力變壓器1、變壓器的型號與冷卻方式型號：冷卻方式：S

13-MRL-200/10高壓側(cè)額電電壓等級（kV）額定容量（kV·A）密封、卷鐵心、立體性能水平代號（11，13…）三相電力變壓器（S后面J字省略，代表油浸式）銘牌2干式電力變壓器干式電力變壓器SGB是干式電力變壓器(簡稱干變)中的一類。其中S－三相；G－NOMEX絕緣紙作匝絕緣；B－低壓繞組用銅箔繞制；高低繞組都用真空壓力漆作絕緣處理。SCB是另一類干變，C－環(huán)氧樹脂澆注，高壓線圈用環(huán)氧樹脂澆注密封；低壓銅箔線圈的端部用環(huán)氧樹脂密封當(dāng)今2000KV·A及以下，10/0.4kV的干式電力變壓器廣泛應(yīng)用于工廠、學(xué)校的變電場所。這是由于如今的冷軋硅鋼片質(zhì)量好，損耗小，繞組的絕緣等級不斷提高，允許的溫升提高等因素。（1）額定電壓U1N和U2N

U1N：加在一次繞組上的正常工作電壓值（kV)。根據(jù)變壓器的絕緣強度和允許發(fā)熱等條件規(guī)定U2N：一次繞組加上額定電壓后，額定分接，二次繞組的空載電壓值（kV)。注意：U2N不等于額定負(fù)載時的負(fù)載電壓額定電壓在三相變壓器中是指線電壓。2.變壓器的額定值（2）額定電流I1N和I2N

根據(jù)變壓器允許發(fā)熱的條件而規(guī)定的滿載電流值（A）。在三相變壓器中額定電流是指線電流。（3）額定容量SN變壓器在額定工作條件下變壓器輸出能力即視在功率（kV·A）。單相變壓器的額定容量三相變壓器的額定容量例3－1：一臺三相油浸自冷式變壓器，已知SN＝560kV·A，U1N/U2N=10000V/400V，試求一次、二次繞組的額定電流I1N

、I2N各是多大?解：第二節(jié)單相變壓器的空載運行變壓器的一次繞組接在額定電壓的交流電源上，而二次繞組開路，這種運行方式稱為變壓器的空載運行。一般電工慣例來規(guī)定圖中各物理量的正方向１)同一條支路中，電壓ｕ的正方向與電流ｉ的正方向一致；２)由電流ｉ產(chǎn)生的磁通勢所建立的磁通φ其二者的正方向符合右手螺旋法則；３)由磁通φ產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ｅ，其正方向與產(chǎn)生該磁通的電流ｉ的正方向一致。一、空載運行時的物理狀況一、空載運行時的物理狀況

空載時，當(dāng)一次繞組加上交流電源電壓Ｕ1時，一次繞組中就有空載電流Ｉ0流過，產(chǎn)生空載磁通勢Ｆ0＝Ｉ0Ｎ1，并建立空載磁場。主磁通Φ通過鐵心閉合，同時交鏈一次、二次繞組，并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢Ｅ1和Ｅ2，如果二次繞組與負(fù)載接通，則在電動勢作用下向負(fù)載輸出電功率，所以主磁通Φ起著傳遞能量的媒介作用；另有一小部分磁通主要由非磁性材料（空氣或變壓器油等）形成閉路，只與一次繞組交鏈，不參與能量傳遞，稱之為一次繞組的漏磁通Φ1σ

，它在一次繞組中產(chǎn)生漏磁電動勢E1σ

。以上過程可表示為：二、感應(yīng)電動勢和漏磁電動勢在變壓器一次繞組加上正弦交流電壓ｕ1時，設(shè)Ф＝Φmsinωt1、感應(yīng)電動勢可見；由Ф產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e1也按正弦規(guī)律變化，頻率為電源頻率，有效值；時間相位上滯后于主磁通90°。(三要素)用相量形式表示：同理:二、感應(yīng)電動勢和漏磁電動勢2、漏磁電動勢變壓器一次繞組的漏磁通Φ1σ也將在一次繞組中感應(yīng)產(chǎn)生一個漏磁電動勢Ｅ1σ。根據(jù)前面的分析，同樣可得出：由電工基礎(chǔ)知識，引入?yún)?shù)L1，X1（一次繞組的漏電感或漏電抗），可推得電路形式的漏磁電動勢表達式：從物理意義上講，漏電抗反映了漏磁通對電路的電磁效應(yīng)。對已制成的變壓器，漏電感Ｌ1為一常數(shù)，頻率一定，漏電抗也是常數(shù)。三、空載運行時的等效電路和電動勢平衡方程式

除了前面引入的漏電抗參數(shù)X1，這里再引入?yún)?shù)Zm，把前面的單相變壓器空載運行的電磁關(guān)系用電路形式“等效”表示：空載變壓器看成兩個電抗線圈串聯(lián)，一個有鐵心其阻抗為Zm，一個沒有鐵心其阻抗為Z1（一次側(cè)漏阻抗）圖中：勵磁參數(shù)勵磁電阻勵磁電抗由圖可得一次側(cè)電動勢平衡方程式：

空載等效電路三、空載運行時的等效電路和電動勢平衡方程式

電力變壓器的I0主要是用于建立空載磁場的感性無功電流,其值很小,一般<2%IN,而電力變壓器的漏阻抗Z1也很小,漏阻抗壓降I0Z1很小略去,電動勢平衡方程式可近似為:有效值表示空載運行二次側(cè)電動勢平衡方程式為:因而有變比k:K>1,降壓變壓器K<1,升壓變壓器U1≈E1＝4.44fN1Фm

U1恒定時，變壓器鐵心中的磁通Фm

基本上保持不變

另因:四、空載運行時的相量圖根據(jù)：作相量圖。相量圖可以定性地分析問題，由圖可知，Ｕ1與Ｉ0之間的相位角φ0接近90°，因此變壓器空載時的功率因數(shù)很低，一般cosφ0＝0.1～0.2。12345678

為了直觀地表示變壓器中各物理量之間的大小和相位關(guān)系，在同一張圖上將各物理量用相量形式表示，稱為變壓器的相量圖。低壓繞組匝數(shù)例3-2一臺單相變壓器，已知SN＝5000kV·A，U1N/U2N=35kV/6.6kV，鐵心的有效截面為SFe=1120Cm2,若取鐵心中最大磁通密度Bm=1.5T，試求高、低壓繞組的匝數(shù)和電壓比（不計漏磁）。解：變壓器的電壓比為鐵心中的磁通高壓繞組匝數(shù)第三節(jié)單相變壓器的負(fù)載運行一、變壓器負(fù)載運行時的物理狀況變壓器的一次繞組加上電源電壓，二次繞組接上負(fù)載阻抗ＺL，稱變壓器的負(fù)載運行。其物理狀況與空載運行有顯著的變化。二次繞組中有電流

一次繞組中電流變?yōu)槠渑c的增量用來抵消二次繞組對空載主磁通的去磁作用，使負(fù)載時的主磁通與空載時的基本不變，使電磁關(guān)系達到新的平衡。因此負(fù)載時的主磁通由一、二次繞組的磁通勢共同建立。二、負(fù)載運行時的基本方程式1、磁通勢平衡方程式從前面已知變壓器負(fù)載運行時，一次側(cè)電流由空載時的Ｉ0變?yōu)樨?fù)載時的Ｉ1，產(chǎn)生Ｅ1的主磁通Φ與空載時基本不變。由于負(fù)載運行時，一次、二次繞組的磁通勢共同建立主磁通Φ

，則與空載時所需的空載磁通勢也應(yīng)基本不變，即有磁通勢平衡方程式：等同整理后：勵磁分量，產(chǎn)生主磁通Φ負(fù)載分量，保持Φ基本不變通過磁通勢平衡關(guān)系，把一、二次電流聯(lián)系起來，以傳遞能量。二、負(fù)載運行時的基本方程式1、磁通勢平衡方程式由于電力變壓器空載電流Ｉ0很小，為了分析方便常略去，則變壓器的高壓繞組匝數(shù)多，而通過的電流小，因此繞組所用的導(dǎo)線細(xì)；反之低壓繞組匝數(shù)少，通過的電流大，所用的導(dǎo)線較粗。在數(shù)值上：電流和對應(yīng)的匝數(shù)成反比二、負(fù)載運行時的基本方程式2、電動勢平衡方程式

負(fù)載電流通過二次繞組時，也會產(chǎn)生漏磁通，并感應(yīng)漏磁電動勢，即：根據(jù)基爾霍夫電壓定律，負(fù)載時一、二次繞組電動勢平衡方程式為：

二次繞組漏阻抗：r2+jX2負(fù)載阻抗二、負(fù)載運行時的基本方程式按上面的分析，可得到變壓器負(fù)載時的基本方程式三、變壓器負(fù)載時的等效電路

變壓器的一次、二次繞組之間是通過電磁耦合而聯(lián)系的，它們之間并無直接的電路聯(lián)系，因此利用基本方程式計算負(fù)載時變壓器的運行性能，就顯得十分繁瑣，尤其在電壓比ｋ較大時更為突出。為了便于分析和簡化計算，因此引入與變壓器負(fù)載運行時等效的電路模型，即等效電路。采用折算法就能解決上述問題。

1.繞組折算

繞組折算就是將變壓器的一次、二次繞組折算成同樣匝數(shù)，使Ｅ’2＝Ｅ1，但不改變折算前后的電磁關(guān)系，即折算前后的磁通勢平衡關(guān)系、功率傳遞、損耗等均應(yīng)保持不變。通常是將二次繞組折算到一次繞組，即取N’2＝N1折算后的二次繞組的各物理量數(shù)值與折算前的不同。為了區(qū)別折算量，常在原來符號的右上角加“‘”表示。三、變壓器負(fù)載時的等效電路1.繞組折算將變壓器二次繞組折算到一次繞組時的規(guī)律：電動勢和電壓的折算值等于實際值乘以ｋ，電流的折算值等于實際值除以ｋ，電阻、漏電抗及阻抗的折算值等于實際值乘以ｋ2

即：三、變壓器負(fù)載時的等效電路2、“T”形等效電路經(jīng)繞組折算，變壓器的基本方程式變?yōu)椋壕叽丝赏频米儔浩鞯牡刃щ娐啡?、變壓器?fù)載時的等效電路3、等效電路的簡化

“Ｔ”型等效電路準(zhǔn)確反映了變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系，但它屬于混聯(lián)電路，進行復(fù)數(shù)運算比較麻煩。因一般電力變壓器運行時，Ｉ0只占<2%I1N，從工程計算的觀點看，可把Ｉ0略去不計，即去掉勵磁支路，得到一個簡單的阻抗串聯(lián)的電路—簡化等效電路。此時接在電源與負(fù)載之間的變壓器相當(dāng)于一個串聯(lián)阻抗ＺK—變壓器的短路阻抗。短路電抗短路電阻例3-3

一臺單相變壓器，一次側(cè)加額定頻率的額定電壓并保持不變，二次側(cè)接負(fù)載阻抗1）一次、二次電流及二次電壓。

2）一次、二次側(cè)的功率因數(shù)。。試用簡化等效電路進行計算：解先求參數(shù)1）一次、二次電流及二次電壓。2）一次、二次側(cè)的功率因數(shù)。第四節(jié)變壓器參數(shù)的測定

通過前面分析可知，我們可用基本方程式、等效電路等方法分析和計算變壓器的運行性能，但這需要知道變壓器的繞組電阻、漏電抗及勵磁阻抗等參數(shù)。

對于一臺已制成的變壓器，可以通過實驗的方法來求取各個參數(shù)，即可以通過空載實驗和短路實驗測量并計算變壓器的參數(shù)（一）空載試驗

求變比k、空載電流I0、空載損耗P0以及等效電路中的勵磁阻抗參數(shù)Zm。目的：

變壓器的空載試驗是在變壓器空載運行的情況下進行測量的，試驗時，一般在變壓器低壓側(cè)加電壓，測量高壓側(cè)對應(yīng)的電壓、電流和功率。（一）空載試驗

空載試驗時，調(diào)壓器加上工頻的正弦交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓，使其等于低壓側(cè)的額定電壓Ｕ2N，然后測量Ｕ1、Ｉ0及空載損耗（即空載輸入功率）ｐ0。因空載時功率因數(shù)很低，一般采用低功率因數(shù)表。

變壓器空載試驗電路圖高壓側(cè)空載低壓側(cè)加壓計算：

總阻抗Z0=Z1+Zm≈Zm注意：若空載試驗在低壓側(cè)進行，要獲得高壓側(cè)參數(shù)時，必須進行折算,即乘以k2

。（一）空載試驗

空載時，空載損耗p0是鐵耗和空載銅耗之和。不過因I0、r1很小，因此空載銅耗Pcu0可忽略不計，因此空載損耗p0近似為鐵耗pFe

。高壓側(cè)加電壓（二）短路試驗短路試驗線路圖

變壓器的短路試驗是在二次繞組短路的條件下進行的，其目的是測定變壓器短路損耗、短路電壓Uk和短路阻抗rk、Xk、

Zk低壓側(cè)短路

試驗電壓從零開始升高，當(dāng)高壓側(cè)短路電流Ik達到額定電流I1N時，測量對應(yīng)的短路電壓Uk

、短路損耗pk

。（二）短路試驗因為短路電壓很低，磁通小,鐵耗很小，故短路損耗pk近似為銅耗pCu。計算：

注意:對三相變壓器而言：變壓器的參數(shù)，采用相電壓、相電流、一相的功率（損耗），即每相的數(shù)值進行計算例3-4

有一臺三相電力變壓器，空載及短路試驗的

聯(lián)結(jié)，試計算：折算到高壓側(cè)的勵磁參數(shù)和短路參數(shù)（不計溫度影響）。試驗名稱電壓/V電流/A功率/W電源所加位置空載4002.17400低壓側(cè)短路2409.631480高壓鍘試驗數(shù)據(jù)如下表所例：解

由于為三相變壓器，因此應(yīng)采用相值進行計算。由空載試驗數(shù)據(jù)，先求低壓側(cè)的勵磁參數(shù)折算到高壓側(cè)的勵磁參數(shù)，因由短路試驗數(shù)據(jù)，計算高壓側(cè)室溫下的短路參數(shù)由短路試驗數(shù)據(jù)，計算高壓側(cè)室溫下的短路參數(shù)請同學(xué)們：根據(jù)上面的參數(shù)，畫出變壓器的T型等效電路，并標(biāo)出各參數(shù)第五節(jié)變壓器的運行特性對于負(fù)載來講，變壓器的二次側(cè)相當(dāng)于一個電源。對于電源，我們所關(guān)心的運行性能是它的輸出電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系，即一般所說的外特性；以及變壓器運行時的效率特性

一、變壓器的外特性和電壓變化率

由于變壓器內(nèi)部存在電阻和漏電抗，因此負(fù)載運行時，當(dāng)負(fù)載電流流過二次側(cè)時，變壓器內(nèi)部將產(chǎn)生阻抗壓降，使二次側(cè)端電壓隨負(fù)載電流的變化而變化，這種變化關(guān)系是用變壓器的外特性來描述的。

變壓器的外特性是指一次側(cè)的電源電壓和二次側(cè)負(fù)載的功率因數(shù)均為常數(shù)時，二次側(cè)端電壓隨負(fù)載電流變化的規(guī)律，即Ｕ2＝ｆ(Ｉ2)。電壓變化率：變壓器負(fù)載運行時，二次側(cè)端電壓的變化程度通常用電壓變化率ΔU％來表示：

ΔU％反映供電電壓的穩(wěn)定性。ΔU％越小，說明變壓器二次繞組輸出的電壓越穩(wěn)定。常用變壓器在cosФ2=0.8(感性），額定負(fù)載時的ΔU％一般為3％～5％

電壓變化率實用計算式一、變壓器的外特性及電壓變化率外特性:一次繞組電壓U1和負(fù)載的功率因數(shù)cosφ2一定時，二次繞組電壓U2與負(fù)載電流I2的關(guān)系.使電壓下降

用負(fù)載系數(shù)β=I2/I2N表示，便于不同變壓器之間比較二、變壓器的效率特性1、變壓器的損耗

變壓器在能量傳遞的過程中會產(chǎn)生損耗，由于變壓器是靜止的電器，因此變壓器的損耗僅有銅損耗ｐCU（可變損耗）和鐵心損耗ｐFe（不變損耗）兩類。它們分別可通過短路試驗和空載試實驗測得。與U1有關(guān)，與負(fù)載電流無關(guān)，當(dāng)U1不變時,鐵耗基本不變。中小型電力變壓器效率在95％以上，大型電力變壓器效率可達99％以上。2、變壓器的效率直接用效率公式求取，要測取P1、P2，浪費電能又不夠準(zhǔn)確,因此工程上通過只需知道損耗的常用實用計算公式計算效率。對于給定的變壓器，ｐ0和ｐFe是一定的，不難看出，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cosφ2也一定時，效率只與負(fù)載系數(shù)β有關(guān)。3．效率特性效率η隨負(fù)載I2的變化而變化的關(guān)系即:不變損耗等于可變損耗時，變壓器的效率最高。

由于電力變壓器常年接在電網(wǎng)上運行，鐵耗總是存在，而銅耗隨負(fù)載的變化而變化，同時變壓器不可能一直在滿載下運行，因此，為了使總的經(jīng)濟效果良好，鐵耗應(yīng)相對小些，所以一般電力變壓器取ｐ0/ｐkN＝1/4～1/2，故ηmax發(fā)生在βm＝0.5～0.7范圍內(nèi)。

代入前面的效率實用計算公式得：令dη/dβ=01）額定負(fù)載及(感性),時，產(chǎn)生最大效率時的負(fù)載系數(shù)及最大效率例3-5

用例3-4中的數(shù)據(jù)。試求：2）1）額定負(fù)載及(感性),、二次電壓及效率。解時的電壓變化率根據(jù)式（3-26），計算滿載時的電壓變化率時的電壓變化率、二次電壓及效率二次電壓根據(jù)式（3-27）計算滿載時的效率臨界負(fù)載系數(shù)最大效率2）時，產(chǎn)生最大效率時的負(fù)載系數(shù)及最大效率第六節(jié)三相變壓器現(xiàn)代電力系統(tǒng)均采用三相制供電，因而廣泛使用三相變壓器三相變壓器組三相心式變壓器由三個獨立的單相變壓器在電路上聯(lián)接組成，三相磁路彼此獨立由三相變壓器組的鐵心合在一起演變而來，三相磁路彼此相關(guān)一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)

第六節(jié)三相變壓器

比較上面兩種類型的三相變壓器的磁路系統(tǒng)可以看出，三相心式變壓器具有節(jié)省材料、效率高、維護方便、占地面積小等優(yōu)點，但三相變壓器組中的每個單相變壓器具有制造及運輸方便、備用的變壓器容量較小等優(yōu)點，所以現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是三相心式變壓器，只在特大容量、超高壓及制造和運輸有困難時，才采用三相變壓器組。一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)二、三相變壓器的電路系統(tǒng)——聯(lián)結(jié)組

繞組名稱

單相變壓器

三相變壓器

中性點

首端

末端

首端

末端

高壓繞組

AXA、B、CX、Y、ZN

低壓繞組

axa、b、cx、y、zn

中壓繞組

Am

Xm

Am、Bm、Cm

Xm、Ym、Zm

Nm

為了方便變壓器繞組的聯(lián)結(jié)及標(biāo)記,對繞組的首端、末端的標(biāo)志規(guī)定如下：變壓器首末端標(biāo)志1、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)法和聯(lián)結(jié)組（1）聯(lián)結(jié)法星形聯(lián)結(jié)Y、YN一次側(cè)為例三角形聯(lián)結(jié)D特征A—Y特征A—Z1、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)法和聯(lián)結(jié)組（2）聯(lián)結(jié)組鐘時序數(shù)表示法一、二次繞組不同的聯(lián)結(jié)法對應(yīng)的電動勢間有不同的相位移，用聯(lián)結(jié)組表示。典型的：Dy11、Yy0、Yd11，后面數(shù)字是聯(lián)結(jié)組標(biāo)號，是用鐘時序數(shù)表示的落在鐘面的“12“處落在鐘面的“某“處，就是聯(lián)結(jié)組標(biāo)號，此例“12”，也是鐘序的“0”A點對稱軸位置指向外的相量作為時鐘的長針(分針)，永遠(yuǎn)指向“12”a點對稱軸位置指向外的相量作為時鐘的短針(時針)，指向“幾”，鐘時序號就是“幾”。判斷的作用：在變壓器并聯(lián)運行、電力電子技術(shù)中都要應(yīng)用。2.高低壓繞組相電動勢的相位關(guān)系(1)同名端(2)高低壓相電動勢相位關(guān)系從各自繞組的端子流入電流,產(chǎn)生的磁通方向一致,為同名端。A、a同名端，也稱A、a同極性A、a異名端，也稱A、a反極性相電動勢相量正方向:從首端指向末端同極性，相位移“0”,鐘時序數(shù)”0“反極性相位移“180°”(反相),鐘時序數(shù)”6“判斷聯(lián)結(jié)組的基礎(chǔ)知識3.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的確定（1）Dy11聯(lián)結(jié)組高、低壓側(cè)繞組聯(lián)結(jié)為D(A-Z）、y畫高壓側(cè)相量圖，的A點位于“12”處，其余相量互差點120?，且三相是一個A聯(lián)Z的等邊三角形。同極性，與平行方向一致，低壓繞組其余相量類似，則a點處在鐘面的“11”處，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為“11”。3.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的確定

高、低壓側(cè)繞組均為星形聯(lián)結(jié)，Yy，（2）Yy0聯(lián)結(jié)組畫高壓繞組相量圖，其的A點處于“12”處，其余相量互差點120?同極性，與同相位，平行且方向一致，a點處在鐘面的“12”（即“0”）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為“0”所以為Yy03.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的確定（3）Yd11聯(lián)結(jié)組

高、低壓側(cè)繞組聯(lián)結(jié)為Yd(逆聯(lián)a-y)，畫高壓繞組相量圖同前。同極性，與平行方向一致，低壓繞組其余相量類似，且a聯(lián)y，則a點處在鐘面的“11”處，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為“11”。所以為Yd11同極性，與平行方向一致，低壓繞組其余相量類似，且a聯(lián)y，則a點處在鐘面的“11”處，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為“11”。同極性，與平行方向一致，低壓繞組其余相量類似，且a聯(lián)y，則a點處在鐘面的“11”處，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為“11”。同極性，與平行方向一致，低壓繞組其余相量類似，且a聯(lián)y，則a點處在鐘面的“11”處，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為“11”。3.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的確定判斷規(guī)律：以前面的Dy11,Yy0,Yd11為基準(zhǔn)1）對調(diào)低壓側(cè)繞組首末端的標(biāo)記，異名端，反極性+“6”2）低壓側(cè)繞組首末端標(biāo)記順移一相:從a、b、c→c、a、b+4，移二次：a、b、c→b

、c、a+8。3）低壓側(cè)繞組的三角形聯(lián)結(jié)從逆聯(lián)(a-y)→順聯(lián)(a-z)+2點。

變壓器聯(lián)結(jié)組的數(shù)目很多，為了方便制造和并聯(lián)運行，對于三相雙繞組電力變壓器，一般采用Dyn11、Ｙyn0、Yd11、ＹNd11、ＹNy0、Ｙy0等標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組，