《變壓器原理分析》PPT課件.ppt

1,第一篇 變壓器,變壓器：是一種靜止的電機(jī)，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實(shí)現(xiàn)電能在不同等級(jí)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。,2,1.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和分類 一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)： 電力變壓器的基本構(gòu)成部分有：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等，其中鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身。圖1-2是油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。,3,我們來看一個(gè)簡化圖:,4,1、鐵心和繞組：變壓器中最主要的部 件，他們構(gòu)成了變壓器的器身。 1）鐵心：構(gòu)成了變壓器的磁路，同時(shí)又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構(gòu)成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。 鐵心材料：為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導(dǎo)率的磁性材料硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.350.5mm，兩面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。,5,鐵心型式 ：變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)有心式、殼式和漸開線式等形式。殼式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面，如圖所示。心式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是鐵心柱被繞組包圍，如圖所示。殼式結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度較好，但制造復(fù)雜，,6,7,心式結(jié)構(gòu)比較簡單，繞組的裝配及絕緣比較容易，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu)。 鐵心疊裝 ：變壓器的鐵心一般是由剪成一定形狀的硅鋼片疊裝而成。為了減小接縫間隙以減小激磁電流，一般采用交錯(cuò)式疊法，使相鄰層的接縫錯(cuò)開。 鐵心截面:鐵心柱的截面一般作成階梯形，以充分利用繞組內(nèi)圓空間。容量較大的變壓器，鐵心中常設(shè)有油道，以改善鐵心內(nèi)部的散熱條件，如圖所示。,8,2）繞組：繞組是變壓器的電路部分，它由銅或 鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成 。 一次繞組（原繞組）：輸入電能 二次繞組（副繞組）：輸出電能 他們通常套裝在同一個(gè)心柱上，一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)，通過電磁感應(yīng)作用，一次繞組的電能就可傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。 其中，兩個(gè)繞組中，電壓較高的我們稱為高壓繞組，相應(yīng)的電壓較低的稱為低壓繞組。從高、低壓繞組的相對位置來看，變壓器的繞組又可分為同心式、交迭式。由于同心式繞組結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，所以，國產(chǎn)的均采用這種結(jié)構(gòu)，交迭式主要用于特種變壓器中。,9,2、其他部件：除器身外，典型的油鋟電力變壓 器中還有油箱、變壓器油、絕緣套管及繼電保護(hù)裝置等部件。 二、變壓器的分類： 變壓器的種類很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來進(jìn)行分類。 1、按用途分類，可分為電力變壓器（主要用在輸配電系統(tǒng)中，又分為升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器）、儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）、特種變壓器（如調(diào)壓變壓器、試驗(yàn)變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）。,10,2、按繞組數(shù)目分類:可分為雙繞組變壓器,三繞 組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。 3、按鐵心結(jié)構(gòu)分類，有心式變壓器和殼式變壓器。 4、按相數(shù)分類，有單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 5、按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式）、干式變壓器、充氣式變壓器。,11,6、電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（容量為10630kVA）、中型變壓器（容量為8006300kVA）、大型變壓器（容量為800063000kVA）和特大型變壓器（容量在90000kVA及以上）。 三、額定值： 額定值是制造廠對變壓器在指定工作條件下運(yùn)行時(shí)所規(guī)定的一些量值。額定值通常標(biāo)注在變壓器的銘牌上。變壓器的額定值主要有：,12,1、額定容量SN 額定容量是指額定運(yùn)行時(shí)的視在功率。以 VA、kVA或MVA表示。由于變壓器的效率很高，通常一、二次側(cè)的額定容量設(shè)計(jì)成相等。 2、額定電壓U2N和U2N 正常運(yùn)行時(shí)規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為變壓器一次側(cè)的額定電壓U2N。二次側(cè)的額定電壓U2N 是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的空載電壓。額定電壓以V或kV表示。對三相變壓器，額定電壓是指線電壓。 3、 額定電流I2N和I2N,13,根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出的線電流，稱為 額定電流，以A表示。 對單相變壓器 對三相變壓器 4、額定頻率 fN 除額定值外，變壓器的相數(shù)、繞組連接方式及聯(lián)結(jié)組別、短路電壓、運(yùn)行方式和冷卻方式等均標(biāo)注在銘牌上。額定狀態(tài)是電機(jī)的理想工作狀態(tài)，具有優(yōu)良的性能，可長期工作。,14,1.2 變壓器的工作原理 一、工作原理：,15,第二章 變壓器的運(yùn)行原理與特性,2 .1 變壓器的空載運(yùn)行 一、空載運(yùn)行的物理現(xiàn)象： 1. 空載運(yùn)行：是指變壓器原繞組接到額定電壓、額定頻率的電源上，副繞組開路時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。 2.物理現(xiàn)象：如圖所示： 主磁通： 漏磁通：,16,主磁通和漏磁通在性質(zhì)上的不同： 1）由于鐵磁材料有飽和現(xiàn)象，所以主磁路的磁阻不是常數(shù)，主磁通與建立它的電流之間呈非線性關(guān)系。而漏磁通的磁路大部分是非鐵磁材料組成，所以漏磁路的磁阻基本上是常數(shù)，漏磁通與產(chǎn)生它的電流呈線性關(guān)系 2）主磁通在原、副繞組中均感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)副方接上負(fù)載時(shí)便有電功率向負(fù)載輸出，故主磁通起傳遞能量的作用。而漏磁通僅在原繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢，不能傳遞能量，僅起壓降作用。因此，在分析變壓器和交流電機(jī)時(shí)常將主磁通和漏磁通分開處理。,17,3.正方向的規(guī)定： 從理論上講，正方向可以任意選擇，因各物理量的變化規(guī)律是一定的，并不依正方向的選擇不同而改變。但正方向規(guī)定不同，列出的電磁方程式和繪制的相量圖也不同。在電機(jī)方向的學(xué)科中通常按習(xí)慣方式規(guī)定正方向，稱為慣例。具體原則如下： 1）在負(fù)載支路，電流的正方向與電壓降的正方向一致，而在電源支路，電流的正方向與電動(dòng)勢的正方向一致,18,2）磁通的正方向與產(chǎn)生它的電流的正方向符合右手螺旋定則 3）感應(yīng)電動(dòng)勢的正方向與產(chǎn)生它的磁通的正方向符合右手螺旋定則 電壓u1,u2的正方向表示電位降低，電動(dòng)勢e1,e2的正方向表示電位升高。在原方，u1由首端指向末端，1從首端流入。當(dāng)u1與1同時(shí)為正或同時(shí)為負(fù)時(shí)，表示電功率從原方輸入，稱為電動(dòng)機(jī)慣例。在副方，u2和2的正方向是由e2的正方向決定的，即2沿e2的正方向流出。當(dāng)u2和2同時(shí)為正或同時(shí)為負(fù)時(shí)，電功率從副方輸出，稱為發(fā)電機(jī)慣例。,19,4、空載時(shí)的電磁關(guān)系： 1）電動(dòng)勢與磁通的關(guān)系： 假定主磁通按正弦規(guī)律變化，即 =msint 根據(jù) 根據(jù)電磁感應(yīng)定律和對正方向規(guī)定，一、二次繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為 ：,20,式中：,21,注意：從上面的表達(dá)式中我們可以看出， 電 動(dòng)勢總是滯后與產(chǎn)生的他的磁通90。 2）電動(dòng)勢平衡方程式： 根據(jù)對正方向的規(guī)定，可以得到空載時(shí)電動(dòng)勢平衡方程式： 將漏感電動(dòng)勢寫成壓降的形式 ：,22,式中 Z1=R1+ 1原繞組的漏阻抗。 對于電力變壓器，空載時(shí)原繞組的漏阻抗壓降I0Z1很小，其數(shù)值不超過U1的0.2%，將I0Z1忽略，則上式變成： 在副方，由于電流為零，則副方的感應(yīng)電動(dòng)勢等于副方的空載電壓，即：,23,3）變壓器的變比： 在變壓器中，原、副繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢E1和E2之比稱為變壓器的變比，用 表示，即： 上式表明，變壓器的變比等于原、副繞組的匝數(shù)比。當(dāng)變壓器空載運(yùn)行時(shí)，由于U1E1 ，U20E2，故可近似地用空載運(yùn)行時(shí)原、副方的電壓比來作為變壓器的變比，即,24,對于三相變壓器，變比是指原、副方相 電動(dòng)勢之比，也就是額定相電壓之比。 4、空載電流： 變壓器空載運(yùn)行時(shí)原繞組中的電流 0主要用來產(chǎn)生磁場，又稱為勵(lì)磁電流，所以對于這個(gè)電流我們要重點(diǎn)看一下： 1）當(dāng)不考慮鐵心損耗時(shí)，勵(lì)磁電流是純磁化電流，用 來表示。由于磁路有飽和現(xiàn)象，磁化電流 與產(chǎn)生它的磁通之間的關(guān)系是非線性的。當(dāng)磁通按正弦,25,規(guī)律變化時(shí)，勵(lì)磁電流為尖頂波，根據(jù)諧 波分析方法，尖頂波可分解為基波和3、5、7次諧波。除基波外，三次諧波分量最大。這就是說，由于鐵磁材料磁化曲線的非線性關(guān)系，要在變壓器中建立正弦波磁通，勵(lì)磁電流必須包含三次諧波分量。 為了在相量圖中表示勵(lì)磁電流，可以用等效正弦波電流來代替非正弦波勵(lì)磁電流，其有效值為,26,從上圖中，可以看出勵(lì)磁電流 與磁通 是同相位的。 2）當(dāng)考慮鐵心損耗時(shí)，勵(lì)磁電流 0中還必須包含鐵耗分量，即 或 = 這時(shí)激磁電流 將超前磁通一相位角,27,5 、空載時(shí)的向量圖和等效電路: 1)空載時(shí)的向量圖: 我們已知,28,而變壓器空載時(shí)從原方看進(jìn)去的等效阻抗Z0為 式中 ： 稱為變壓器的激磁阻抗。 這樣,變壓器原方的電動(dòng)勢方程可寫成,29,R1是原繞組的電阻， 是對應(yīng)原繞組漏磁 路磁導(dǎo)的電抗，它們數(shù)值很小且為常數(shù)。 但Rm、 m卻受鐵心飽和度的影響，不是常數(shù)。當(dāng)頻率一定時(shí)，若外加電壓升高，則主磁通增大，鐵心飽和度程度增加，磁導(dǎo)m下降， 減小。同時(shí)鐵耗pFe增大，但pFe增大的程度比 增大的程度小，由pFe= Rm，則Rm亦減小 。反之,若外加電壓降低,則Rm , 增大 .但通常外加電壓是一定的,在正常運(yùn)行范圍內(nèi)(從空載到滿載),30,主磁通基本不變，磁路的飽和程也基本不變，因而Rm、 m可近似看著常數(shù)。很顯然，從上面的分析我們可以總結(jié)出：Rm是表征鐵心損耗的一個(gè)參數(shù)，而Xm是表征主磁通磁化性能的一個(gè)參數(shù)。,31,2.2 變壓器的負(fù)載運(yùn)行,在前面我們通過分析了解了變壓器的空載運(yùn)行情況，當(dāng)變壓器原方接入交流電源，副方接上負(fù)載時(shí)的運(yùn)行方式稱為變壓器的負(fù)載運(yùn)行。 一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況： 如圖所示,32,即從空載電流 0變?yōu)樨?fù)載時(shí)的電流 1。原 繞組的磁動(dòng)勢也從空載磁動(dòng)勢F0變?yōu)?F1=I1N1。負(fù)載時(shí)的主磁通m就是由原、副繞組的合成磁動(dòng)勢產(chǎn)生的，即: F1+ F 2= F m。于是變壓器在負(fù)載時(shí)的電磁關(guān)系重新達(dá)到平衡。 二、電動(dòng)勢平衡方程式： 在原方，電動(dòng)勢平衡方程式為,33,在副方，電動(dòng)勢平衡方程式為： 式中，Z2 =R2+ j ,副繞組的漏阻抗， R2 分別為副繞組的電阻和漏電抗。 三、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢平衡方程式： 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢平衡方程式可寫為： F1+F2=F0 或： I1N1+I2N2=I0N1,34,將上式進(jìn)行變化，可得： F1=F0+（-F2） 或：I1=I0+（-N2/N1I2）=I0+（-I2/K） 這說明變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)通過磁動(dòng)勢平衡，使原、副方的電流緊密地聯(lián)系在一起，副方通過磁動(dòng)勢平衡對原方產(chǎn)生影響，副方電流的改變必將引起原方電流的改變，電能就是這樣從原方傳到了副方。,35,四、變壓器參數(shù)的折算： 由于原、副繞組的匝數(shù)，原、副繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢12，這就給分析變壓器的工作特性和繪制相量圖增加了困難。為了克服這個(gè)困難，常用一假想的繞組來代替其中一個(gè)繞組，使之成為變比k=的變壓器，這樣就可以把原、副繞組聯(lián)成一個(gè)等效電路，從而大大簡化變壓器的分析計(jì)算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號(hào)上加一個(gè)上標(biāo)號(hào)“”以示區(qū)別。,36,折算的本質(zhì)：在由副方向原方折算時(shí)， 由于副方通過磁動(dòng)勢平衡對原方產(chǎn)生影響，因此，只要保持副方的磁動(dòng)勢不變，則變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系的本質(zhì)就不會(huì)改變。即折算前后副方對整個(gè)回路的電磁關(guān)系的影響關(guān)系不能發(fā)生變化！副方各量折算方法如下： 1）副方電流的折算值 :,=,37,2）付方電動(dòng)勢的折算值： 于折算前后主磁通和漏磁通均未改變，根據(jù)電動(dòng)勢與匝數(shù)成正比的關(guān)系可得 3）付方漏阻抗的折算值：根據(jù)折算前后副繞組的銅損耗不變的原則，的：,38,39,五、折算后得基本方程式、等效電路和相量圖： 1、基本方程式： 2、等效電路：,40,3）相量圖：,41,六、等效電路圖的簡化： 考慮到ZmZ1，I1NI0，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，變化很小，可以認(rèn)為不隨負(fù)載的變化而變化。這樣，便可把T型等效電路進(jìn)行簡化處理：,42,Zk=Z1+ 2= Rk+j 通常在做定性分析時(shí)用相量圖比較形象直觀，而在做定量計(jì)算時(shí)用等效電路比較簡便。,43,2.3 變壓器參數(shù)的測定,變壓器等效電路中的各種電阻、電抗或阻抗如Rk、xk、Rm、xm等稱為變壓器的參數(shù)，它們對變壓器運(yùn)行能有直接的影響。所以，我們有必要看一下各種參數(shù)是如何測定得通過實(shí)驗(yàn)的方法。 一、空載實(shí)驗(yàn)： 試驗(yàn)?zāi)康?測定變壓器的空載電流I0、變比k、 空載損耗p0及勵(lì)磁阻抗Zm=Rm+jxm。 空載試驗(yàn)接線：如圖所示,44,注意：為了便于測量和安全起見，通常在低壓側(cè)加電壓，將高壓側(cè)開路。 實(shí)驗(yàn)過程：外加電壓從額定電壓開始在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸陔妷鹤兓倪^程中，記錄相應(yīng)的空載電流，空載損耗，作出相應(yīng)的曲線，找出當(dāng)電壓為額定時(shí)相對應(yīng)的空載電流和空載損耗，作為計(jì)算勵(lì)磁參數(shù)得依據(jù)。 結(jié)論：在空載情況下，我們可以從前面所學(xué)的空載等效電路圖中看出，空載時(shí)，,45,Z0=Z1+Zm=（R1+j）+（Rm+jm）。通常RmR1，m，故可認(rèn)為Z0 Zm=Rm+jm，于是： 這樣，我們測得相關(guān)參數(shù)。,46,注意：1.由于勵(lì)磁參數(shù)與磁路的飽和程度有關(guān)，故應(yīng)取額定電壓下的數(shù)據(jù)來計(jì)算勵(lì)磁參數(shù)。2.對于三相變壓器，按上式計(jì)算時(shí)U1、I0、p0均為每相值。但測量給出的數(shù)據(jù)卻是線電壓、線電流和三相總功率，3.此時(shí)的空載損耗p0為鐵耗.。 由于空載試驗(yàn)是在低壓側(cè)進(jìn)行的，故測得的激磁參數(shù)是折算至低壓側(cè)的數(shù)值。如果需要折算到高壓側(cè)，應(yīng)將上述參數(shù)乘2。這里是變壓器的變化，可通過空載試驗(yàn)求出：,47,二、短路實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)過程：將變壓器的副邊直接短路，副邊的電壓等于零，稱為變壓器短路運(yùn)行方式。 實(shí)驗(yàn)方法：為便于測量，通常在高壓側(cè)加電壓，將低壓側(cè)短路。短路試驗(yàn)將在降低電壓下進(jìn)行，使Ik不超過1.2I1N。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸诓煌碾妷合聹y出短路特性曲線Ik=f(Uk)、pk=f（Uk），如圖所示，根據(jù)額定電流時(shí)的pk、Uk值，可以計(jì)算出變壓器的短路參數(shù)。,48,Xk = 注意：1.短路時(shí)，從短路的等效電路圖可以看出，此時(shí)的短路損耗以銅耗為主 2.因電阻會(huì)隨著溫度發(fā)生變化，所以，我們的所得值要換算到標(biāo)準(zhǔn)工作溫度下75度： Rk75 =Rk （對銅導(dǎo)線而言）,49,Rk75= Rk （對鋁線 ） 所以，相應(yīng)的 Zk75= 短路損耗和短路電壓也應(yīng)換算到750C的值 pkN= Rk75 UkN=I1N Zk75 對于三相變壓器，按上式計(jì)算時(shí)pk、Ik、Uk均為一相的數(shù)值。,50,2.4 標(biāo) 幺 值,在工程計(jì)算中，各物理量往往不用實(shí)際值表示，而采用相應(yīng)的標(biāo)幺值來進(jìn)行表示： 標(biāo)么值=實(shí)際值/基值 通常取各量的額定值作為基值。 采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)： 1.采用標(biāo)么值可以簡化各量的數(shù)值，并能直觀地看出變壓器的運(yùn)行情況。 2.采用標(biāo)么值計(jì)算，原、副方各量均不需要折算 3.用標(biāo)么值表示，電力變壓器的參數(shù)和性能指標(biāo)總在一定的范圍之內(nèi)，便于分析比較。,51,例如短路阻抗Zk*=0.040.175，空載電流 I0*=0.020.10。 4.采用標(biāo)么值，某些不同的物理量具有相同的數(shù)值。 Z k*=UKN*,52,2.5 變壓器的運(yùn)行特性,一、電壓變化率： 1、,53,這是電壓變化率的定義式計(jì)算公式 2、簡化公式：通過向量圖的我們可以將電壓變化率得求解公式進(jìn)行簡化。 U= 100 =Rk*cos2+xk*sin2100% ：稱為變壓器的負(fù)載系數(shù) ， 由此，當(dāng)U1=U1N，cos 2 =常數(shù)時(shí)，我們可以作出相應(yīng)的U2隨著I2變化的U2=f(I2)曲線：,54,此曲線我們稱之為變壓器的外特性。 此外，需要注意的是：當(dāng)負(fù)載為感性時(shí) 上式說明，電壓變化率與負(fù)載的大小 （值）成正比。在一定的負(fù)載系數(shù)下， 漏阻抗（阻抗電壓）的標(biāo)么值越大，電壓變化率也越大。此外，電壓變化率還與負(fù)載的性質(zhì)，即功率因角數(shù) 2的大小和正負(fù)有關(guān)。,55,二、變壓器的損耗和效率： 1、變壓器的功率關(guān)系： 變壓器原邊從電網(wǎng)吸收電功率P1，其中很小部分功率消耗在原繞組的電阻上(pcu1=mI12R1)和鐵心損耗上(pFe=mI02Rm)。其余部分通過電磁感應(yīng)傳給副繞組，稱為電磁功率PM。副繞組獲得的電磁功率中又有很小部分消耗在副繞組的電阻上(pcu2=mI22R2)，其余的傳輸給負(fù)載，即輸出功率:,56,這樣，變壓器的功率關(guān)系可表示如下： 所以變壓器的效率為： 2、效率的求解： 1）以按給定負(fù)載條件直接給變壓器加負(fù)載，測出輸出和輸入有功功率就可以計(jì)算出來。這種方法稱為直接負(fù)載法,57,2）電力變壓器可以應(yīng)用間接法計(jì)算效率， 間接法又稱損耗分析法。其優(yōu)點(diǎn)在于無需給變壓器直接加負(fù)載，也無需運(yùn)用等效電路計(jì)算，只要進(jìn)行空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)，測出額定電壓時(shí)的空載損耗p0和額定電流時(shí)的短路損耗pkN就可以方便地計(jì)算出任意負(fù)載下的效率。 在應(yīng)用間接法求變壓器的效率時(shí)通常作如下假定： 1.忽略變壓器空載運(yùn)行時(shí)的銅耗，用額定電壓下的空載損耗p0來代替鐵耗pFe，即pFe=p0，它不隨負(fù)載大小而變化，稱為不變損耗； 2.忽略短路試驗(yàn)時(shí)的鐵耗，用額定電流時(shí)的短路損耗pkN來代替額定電流時(shí)的銅耗。但需要注意的是：,58,不同負(fù)載時(shí)的銅耗與負(fù)載系數(shù)的平方成正比， 當(dāng)短路損耗pk不是在IK=IN時(shí)測的，則pkN=(IN/IK)2PK。 3. 不考慮變壓器副邊電壓的變化，即認(rèn)為U2=U2N不變，這樣便有 P2=mU2I2 cos2=mU2NI2N(I2/I2N)cos2 = SN cos 2,59,這樣，效率的公式可變?yōu)椋?= *100% 以上的假定引起的誤差不大（不超過0.5），卻給計(jì)算帶來很大方便，電力變壓器規(guī)定都用這種方法來計(jì)算效率。 3.效率特性： 上式說明，當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)cos 2一定時(shí)，效率隨負(fù)載系數(shù)而變化。圖為變壓器的效率曲線。,60,特性分析： 1.空載時(shí)輸出功率為零，所以=0。 2.負(fù)載較小時(shí)，損耗相對較大，功率較低。 3.負(fù)載增加，效率亦隨之增加。超過某一負(fù)載時(shí)，因銅耗與成正比增大，效率反而降低，最大效率出現(xiàn)在 =0的地方。因此，取對的導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，即可求出最高效率max時(shí)的負(fù)載系數(shù)m m=,=,61,max= 100 即當(dāng)不變損耗（鐵耗）等于可變損耗（銅耗）時(shí)效率最大。 由于變壓器總是在額定電壓下運(yùn)行，但不可能長期滿負(fù)載。為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，通常設(shè)計(jì)成m=0.50.6，這樣， 使鐵耗較小,62,第3章 三 相 變 壓 器,現(xiàn)代電力系統(tǒng)都采用三相制，故三相變壓器使用最廣泛。但三相變壓器也有其特殊的問題需要研究，例如三相變壓器的磁路系統(tǒng)、三相變壓器繞組的連接方法和聯(lián)結(jié)組、三相變壓器空載電動(dòng)勢的波形和三相變壓器的不對稱運(yùn)行等。此外，變壓器的并聯(lián)運(yùn)行也放在本章討論。,63,3.1 三相變壓器的磁路系統(tǒng),三相變壓器的磁路系統(tǒng)可分為各相磁路獨(dú)立和各相磁路相關(guān)兩大類。 一、各相磁路獨(dú)立: 三相變壓器組或組式三相變壓器,如圖所示,64,特點(diǎn)：1.顯然各相磁路相互獨(dú)立彼此無關(guān) 2.當(dāng)原方接三相對稱電源時(shí)，各相主磁通和勵(lì)磁電源也是對稱的。 二、各相磁路相關(guān)： 如圖所示，,65,可見，此時(shí)的各相磁通之間是相互聯(lián)系的，即： 特點(diǎn)：在這種鐵心結(jié)構(gòu)的變壓器中，任一瞬間某一相的磁通均以其他兩相鐵心為回路，因此各相磁路彼此相關(guān)聯(lián)。,66,3.2三相變壓器的電路系統(tǒng)-繞組的連接法與聯(lián)結(jié)組,一、繞組的端點(diǎn)標(biāo)志與極性： 首先，我們來了解一下變壓器出線端的標(biāo)志符號(hào)：,67,68,同極性(名)端：由于變壓器高、低壓繞組交鏈著同一主磁通，當(dāng)某一瞬間高壓繞組的某一端為正電位時(shí)，在低壓繞組上必有一個(gè)端點(diǎn)的電位也為正，則這兩個(gè)對應(yīng)的端點(diǎn)稱為同極性端，并在對應(yīng)的端點(diǎn)上用符號(hào)“”標(biāo)出。 注意：繞組的極性只決定于繞組的繞向，與繞組首、尾端的標(biāo)志無關(guān)。規(guī)定繞組電動(dòng)勢的正方向?yàn)閺氖锥酥赶蚰┒?。?dāng)同一鐵心柱上高、低壓繞組首端的極性相同時(shí)，其電動(dòng)勢相位相同，如圖所示。當(dāng)首端極性不同時(shí)，高、低壓繞組電動(dòng)勢相位相反，如圖：,69,二、單相變壓器的聯(lián)結(jié)組： 1、變壓器的聯(lián)結(jié)組：三相變壓器高、低壓繞組對應(yīng)的線電動(dòng)勢之間的相位差，通常用時(shí)鐘法來表示，稱為變壓器的聯(lián)結(jié)組。 2、時(shí)鐘法：即把高壓繞組的線電動(dòng)勢相量作為時(shí)鐘的長針，且固定指向12的位置，對應(yīng)的低壓繞組的線電動(dòng)勢相量作為時(shí)鐘的短針，其所指的鐘點(diǎn)數(shù)就是變壓器聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào)。 3、單相變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)： 如圖所示：對于單相變壓器，當(dāng)高、低壓繞組電動(dòng)勢相位相同時(shí)，聯(lián)結(jié)組為I，I0，其中I，I表示高、低壓繞組都是單相繞組。當(dāng)高、低壓繞組電動(dòng)勢相位相反時(shí)，其聯(lián)結(jié)組為I，I6。,70,三、三相繞組的聯(lián)結(jié)方式： 對于三相變壓器，不論是高壓繞組還是低壓繞組， 我國主要采用星形連接（Y連接）和三角形連接（D連接）兩種。 星形連接方式：以高壓繞組為例，把三相繞組的個(gè)末端X、Y、Z連在一起，結(jié)成中點(diǎn)，而把它們的三個(gè)首端A、B、C引出，便是星形連接，以符號(hào)Y表示。 三角形連接方式：如果把一相的末端和另一相首端連接起來，順序形成一閉合電路，稱為三角形連接，用D表示。 注意：相應(yīng)的是對于低壓側(cè)而言，用 y,d表示。,71,72,四、三相變壓器的聯(lián)結(jié)組： 三相變壓器的聯(lián)結(jié)組高、低繞組對應(yīng)線電動(dòng)勢之間的相位差，不僅與繞組的極性（繞法）和首末端的標(biāo)志有關(guān)，而且與繞組的連接方式有關(guān)。 1、Y，y接法 如圖所示：,73,當(dāng)各相繞組同鐵心柱時(shí)，Y，y接法有兩種情況。 1）、高、低壓繞組同極性端有相同的首端標(biāo)志，高、低壓繞組相電動(dòng)勢相位相同，則高、低壓繞組對應(yīng)線電動(dòng)勢和也同相位，其聯(lián)結(jié)組為Y，y0。 2）、同極性端有相異的端點(diǎn)標(biāo)志，高、低壓繞組相電動(dòng)勢相位相反，則對應(yīng)的線電動(dòng)勢和相位也相反，因此其聯(lián)結(jié)組為Y，y6。,74,如果高低繞組的三相標(biāo)記不變，將低壓繞組的三相標(biāo)記依次輪換，如ba，cb，ac；yx，zy，xz，則可得到其他聯(lián)結(jié)組別，例如Y，y4；Y，y8；Y，y10；Y，y2等偶數(shù)聯(lián)結(jié)組。 2、Y，d接法,75,在用相量圖判斷變壓器的聯(lián)結(jié)組時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）繞組的極性只表示繞組的繞法，與繞組首末端的標(biāo)志無關(guān)； 2）高、低壓繞組的相電動(dòng)勢均從首端指向末端，線電動(dòng)勢從A指向B； 3）同一鐵心柱上的繞組（在連接圖中為上下對應(yīng)的繞組），首端為同極性時(shí)相電動(dòng)勢相位相同，首端為異極性時(shí)相電動(dòng)勢相位相反； 4）相量圖中A、B、C與a、b、c的排列順序必須同為順時(shí)針排列，即原、副方同為正相序。,76,5)對于Y,y連接而言,可的0,2,4,6,8,10六個(gè)偶數(shù)的聯(lián)結(jié)組號(hào). 相對于Y,d而言,就可的1,3,5,7,9,11六個(gè)奇數(shù)的聯(lián)結(jié)組號(hào).,77,5、標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組： 總的來說，Y，y接法和D，d接法可以有0、2、4、6、8、10等6個(gè)偶數(shù)聯(lián)結(jié)組別，Y，d接法和D，d接法可以有1、3、5、7、9、11等6個(gè)奇數(shù)組別，因此三相變壓器共有12個(gè)不同的聯(lián)結(jié)組別。為了使用和制造上的方便，我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只生產(chǎn)下列5種標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別的電力變壓器，即Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。其中以前3種最為常用。對于單相變壓器，標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組為I，I0。,78,3.3 三相變壓器空載電動(dòng)勢的波形,在分析單相變壓器的空載運(yùn)行時(shí)指出，由于磁路存在著飽和現(xiàn)象，當(dāng)主磁通為正弦波時(shí)，勵(lì)磁電流為尖頂波，其中除基波外還主要包含有三次諧波。但在三相變壓器中，三次諧波電流在時(shí)間上相位相同。即,79,可見，在三相中三次諧波 在時(shí)間上是同相位的，所以，它的流通與否與三相繞組的連接方式有關(guān)： 如果三相變壓器的原繞組為YN或D接法，則三次諧波電流可以流通，各相磁化電流為尖頂波。在這種情況下，不論副方是y接法或d接法，鐵心中的主磁通均為正弦波，因此各相電動(dòng)勢也為正弦波。 下面進(jìn)行詳細(xì)分析： 1、Y,y連接的三相變壓器：,80,在這種接法里，三次諧波電流不能流通，勵(lì)磁電流近似為正弦波。由于鐵心的飽和現(xiàn)象，磁通近似為平頂波，除基波外，還主要包含有三次諧波磁通，如圖所示。但三次諧波磁通的大小決定于三相變壓器的磁路系統(tǒng)。 1各相磁路獨(dú)立的三相變壓器組 三次諧波磁通較大，加之 ，所以三次諧波電動(dòng)勢相當(dāng)大，其幅值可達(dá)基波電動(dòng)勢幅值的4560%，導(dǎo)致相電動(dòng)勢波形嚴(yán)重畸變，所產(chǎn)生的過電壓可能危害繞組的絕緣。因此，三相變壓器組不能采用Y，y連接，但在線電動(dòng)勢中，由于三次諧波電動(dòng)勢互相抵消，其波形仍為正弦波。,81,2 磁路彼此關(guān)聯(lián)的三相心式變壓器 在這種磁路結(jié)構(gòu)中，各相大小相等、相位相同的三次諧波磁通不能在主磁路中閉合，只能沿鐵心周圍的油箱壁等形成閉路，由于該磁路磁阻大，故三次諧波磁通很小，可以忽略不計(jì)，主磁通及相電動(dòng)勢仍可近似地看作正弦波。因此，三相心式變壓器可以接成Y，y連接（包括Y，yn連接）。但因三次諧波磁通經(jīng)過油箱壁及其它鐵夾件時(shí)會(huì)在其中產(chǎn)生渦流，引起局部發(fā)熱，增加損耗。因此這種接法的三相心式變壓器其容量一般不超過1800KVA。,82,3. Y，d連接的三相變壓器 該環(huán)流對原有的三次諧波磁通有強(qiáng)烈的去磁作用，因此磁路中實(shí)際存在的三次諧波磁通及相應(yīng)的三次諧波電動(dòng)勢是很小的，相電動(dòng)勢波形仍接近正弦波。或者從全電流定律解釋，作用在主磁路的磁動(dòng)勢為原、副邊磁動(dòng)勢之和，在Y，d連接中，由原方提供了磁化電流的基波分量，由副方提供了磁化電流的三次諧波分量，其作用與由原方單獨(dú)提供尖頂波磁化電流是等效的。,83,3.4 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行,一、并聯(lián)運(yùn)行的定義： 是指將兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器的原方和副方分別接在公共母線上，同時(shí)向負(fù)載供電的運(yùn)行方式，如圖所示。,84,二、并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)： 1）可以提高供電的可靠性。 2）可以根據(jù)負(fù)荷的大小調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù)，以提高運(yùn)行效率； 3）可以減少備用容量，并可隨著用電量的增加，分期分批地安裝新的變壓器，以減少初投資。 當(dāng)然，并聯(lián)變壓器的臺(tái)數(shù)也不宜 太多，因?yàn)樵诳側(cè)萘肯嗤那闆r下，一臺(tái)大容量變壓器要比幾臺(tái)小容量變壓器造價(jià)低、基建設(shè)投資少、占地面積小。,85,三、變壓器的理想并聯(lián)運(yùn)行條件： 1）空載時(shí)并聯(lián)的各變壓器副繞組之間沒有環(huán)流。 2）帶負(fù)載后各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等。 3）負(fù)載時(shí)各變壓器對應(yīng)相的電流相位相同。 四、并聯(lián)運(yùn)行的變壓器必須滿足以下三個(gè)條件： 1）各變壓器高、低壓方的額定電壓分別相等， 即各變壓器的變比相等； 2) 各變壓器的聯(lián)結(jié)組相同； 3）各變壓器短路阻抗的標(biāo)么值相等，且短路電抗與短路電阻之比相等。 上述三個(gè)條件中，條件2必須嚴(yán)格保證。,86,五、條件不滿足時(shí)的情況： 1）如果各變壓器的聯(lián)結(jié)組不同：將會(huì)在變壓器的副繞組所構(gòu)成的回路上產(chǎn)生一個(gè)很大的電壓差，這樣的電壓差作用在變壓器必然產(chǎn)生很大的環(huán)流（幾倍于額定電 流） 它將燒壞變壓器的繞組，因此聯(lián)結(jié)組不同的變壓器絕對不能并聯(lián)運(yùn)行。 2）變比不相等時(shí)：在并聯(lián)運(yùn)行的變壓器之間也會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。 3）當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器阻抗標(biāo)么值不相等時(shí)：各并聯(lián)變壓器承擔(dān)的負(fù)載系數(shù)將不會(huì)相等，下面分析變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載分配問題。,87,在實(shí)際運(yùn)行中，條件1）和3）可以稍有差異，但要求各并聯(lián)運(yùn)行的變壓器其變比的差值 （ 100%， ， 為并聯(lián)變壓器的變比）不超過 1%，短路阻抗的差值不超過10%。 六、變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載分配： 如圖所示:,88,設(shè)這兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器聯(lián)結(jié)組相同,變比相等,但是阻抗的標(biāo)幺值不等,這樣,從上圖可的 : 用標(biāo)幺值表示:,89,可見,負(fù)載電流的標(biāo)幺值與其短路阻抗的標(biāo)幺值成反比.由于短路阻抗角相差不大,短路阻抗角的差別對并聯(lián)變壓器的負(fù)載分配影響不大,因此上試可以寫成標(biāo)量的形式,即: 設(shè)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)副邊電壓U2=U2N保持不變,則負(fù)載系數(shù):,90,進(jìn)而可以寫成: 上式不難推廣到多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的情況.,91,3.5 三相變壓器的不對稱運(yùn)行,變壓器在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)載不對稱的情況，這樣都會(huì)造成變壓器的不對稱運(yùn)行的情況，分析不對稱運(yùn)行常用對稱分量法。 一、對稱分量法： 定義：一種線性變換方法，它將任意一組不對稱的三相系統(tǒng)的量分解為等效的三個(gè)對稱系統(tǒng)的三相量，即正序系統(tǒng)量、負(fù)序系統(tǒng)量和零序系統(tǒng)量。,92,正序系統(tǒng)三相量大小相等、相位彼此相差1200，相序?yàn)閍bc；負(fù)序系統(tǒng)三相量也是大小相等、相位彼此相差1200，但相序?yàn)閍cb；零序系統(tǒng)三相量大小相等、相位相同。,93,式中的,94,a 為復(fù)數(shù)算子，滿足 a3=1 , a2+a+1=0 任何相量乘以a，表示該相量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1200，乘以a2表示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1200。 將以上所分析的帶入最初的方程式，可得對稱分量：,95,由此可見，如果以知三相不對稱電壓，我們就可以根據(jù)上式求出其對稱分量，反之，亦然。以上分析同樣適用與電流,如圖所示: 二、三相變壓器各相序阻抗和等效電路： 1）正序阻抗、負(fù)序阻抗及其等效電路： 正序阻抗：正序電流所遇到的阻抗稱為正序阻抗。而所謂的正序電流是大小相等、相位彼此相差1200的三相對稱系統(tǒng),其阻抗為 負(fù)序阻抗：負(fù)序電流所遇到的阻抗稱為負(fù)序阻抗。它和正序阻抗之間的區(qū)別僅在于如果正序是從A-B-C，而負(fù)序就是從A-C-B，因此負(fù)序系統(tǒng)的等效電路和負(fù)序阻抗與正序系統(tǒng)相同，即Z-=Z+=ZK。,96,(2)零序阻抗及其等效電路: 零序電流:零序電流遇到的阻抗稱之為零序阻抗.零序阻抗比較復(fù)雜,它不僅和三相變壓器繞組的連接方式有關(guān),還和磁路的結(jié)構(gòu)有關(guān). 1)繞組連接方式的影響: a:對于Y接,三相同相位的零序電流不能流通,因此在零序等效電路中,Y接的一側(cè)電路是開路的,即從該側(cè)看進(jìn)去Z0= b:對于YN接,三相零序電流可以流通,因此零序等效電路中YN一側(cè)應(yīng)為通路,97,C:如為D接,則三相零序電流可在D連接的繞組內(nèi)流通,但從外電路看進(jìn)去,即沒有電流流出,也沒有電流流入,所以,從外部看進(jìn)去應(yīng)是開路,D連接一側(cè)相當(dāng)于變壓器內(nèi)部短路.如圖所示:,98,（2）磁路結(jié)構(gòu)的影響： 對于三相變壓器組，各相磁路獨(dú)立，零序電流產(chǎn)生的三相同相位的零序磁通可沿各相自己的鐵心閉和，其磁路為主磁路，因此： 對于三相心式變壓器，各磁路相互關(guān)聯(lián)，不能沿鐵心閉和，只能沿油箱壁閉和，其磁阻大，因而Zm0比較小。,99,（3）零序阻抗的測定： YN，d和D，yn接法的三相變壓器Z0=Zk，無須另行測量。 Y，yn接法的Z0的測量方法則是： 把副方三個(gè)繞組首尾串聯(lián)接到單相電源上，以模擬零序電流和零序磁通的流通情況，原方開路，如圖所示。測量電壓U、電流I和功率P，則從副方看的零序阻抗為： Z0=U/3I R0=P/3I2,100,對于YN,y連接的三相變壓器，將原繞組串聯(lián)，副繞組開路，便可測出從原方看的零序阻抗。 五、三相變壓器Y，yn連接時(shí)的單相運(yùn)行： 詳細(xì)分析變壓器的不對稱運(yùn)行已超出本書的范圍。作為對稱分量法的應(yīng)用舉例，只分析在外加對稱三相電壓時(shí)三相變壓器Y,yn連接的單相運(yùn)行。如圖所示:,101,為簡單起見，將原方各量折算到副方，且 不加折算號(hào)“”。這樣我們可以得到: 將付方電流分解為對稱分量:,102,在忽略激磁電流的情況下,原方折算電流 ，由于原方為Y接,相電流只有正序分量和負(fù)序分量:,103,下面分析各電壓分量.由于外加電壓為對稱系統(tǒng)，故只有正序電壓 , , ，而沒有負(fù)序和零序分量。但由于負(fù)載電流不對稱，在副方會(huì)產(chǎn)生負(fù)序和零序電流及相應(yīng)的磁通，它們會(huì)在原、副繞阻中產(chǎn)生負(fù)序電壓和零序電壓。 原方中的負(fù)序電流 、 、 能以電源為回路。由于原，副方負(fù)序電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢平衡，負(fù)序壓降僅為負(fù)序漏阻抗壓降，其值不大。 零序的情況則不相同，由于零序電流只能在副方流通，在原方電路中雖有零序電動(dòng)勢，卻無零序電流。因此副方的零序電流全部為勵(lì)磁電流，原方的零序電壓即為零序電動(dòng)勢。,104,如圖所示: 各相序電壓平衡方程式為:,105,由此可的電壓表達(dá)式: 將它們帶入上面的式子中,得:,106,相應(yīng)的等效電路如圖可見: 式中參數(shù)ZK,Z2和Zm0為已知,電源電壓,負(fù)載阻抗也為已知,這樣便可求出各相序的電流和負(fù)載電流: 由于ZKZm0，Z2Zm0，如果將 ZK和Z2忽略，則:,107,忽略ZK和Z2后 ,原方和付方相電壓相等: 這樣,就可以作出簡化向量圖:,108,可見，盡管外加線電壓對稱，當(dāng)副方接單相負(fù)載后，在每相上疊加有零序電動(dòng)勢，造成相電壓不對稱。在相量圖中表現(xiàn)為相電壓中點(diǎn)偏離了線電壓三角形的幾何中心，這種現(xiàn)象稱為“中點(diǎn)浮動(dòng)”。中點(diǎn)浮動(dòng)的程度取決于Ea0 ，而Ea0 又取決于零序電流的大小和磁路結(jié)構(gòu)。 如果是三相心式變壓器，由于零序磁通遇到的磁阻較大，Zm0較小，因此只要適當(dāng) 限制中線電流， 則Ea0 不致太大，所造成的相電壓偏移不大。負(fù)載電流的大小主要決定于負(fù)載阻抗ZL ，因此這種結(jié)構(gòu)的三相變壓器可以帶一相到中點(diǎn)的負(fù)載。,109,如為三相變壓器組，零序磁通所遇到的磁阻小， 很小的零序電流就會(huì)產(chǎn)生很大的零序電動(dòng)勢，造成中點(diǎn)浮動(dòng)較大，相電壓嚴(yán)重不對稱。負(fù)載電流的大小主要受 的限制，即使負(fù)載阻抗ZL很小，負(fù)載電流也大不起來。在極端的情況下，如一相發(fā)生短路， =0，則 即短路電流僅為正常激磁電流的3倍。 但此時(shí) 0， ，使其余兩相電壓提高到原來的倍，這是很危險(xiǎn)的。因此三相變壓器組不能接成Y，yn聯(lián)結(jié)組。,110,第四章 變壓器的瞬變過程,在實(shí)際運(yùn)行中，有時(shí)會(huì)受到外界因素的急劇擾動(dòng)，如負(fù)載突然變化、空載合閘到電源、副方突然短路及過電壓沖擊等，原來的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)必然遭到破壞，各電磁量要經(jīng)歷一個(gè)急劇的變化過程才能達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。這種從一種穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)過渡到另一種穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程，稱為瞬變過程。,111,4.1 變壓器空載合閘時(shí)的瞬變過程,空載合閘：變壓器副邊開路，將原邊接 入電源。 在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，變壓器的空載電流很小，僅為額定電流的210%。但在空載合閘時(shí)卻可能出現(xiàn)很大的沖擊電流，其值可達(dá)穩(wěn)態(tài)空載電流的幾十倍甚至上百倍，相當(dāng)于幾倍的額定電流。如不采取適當(dāng)措施，則可能使開關(guān)跳閘，變壓器不能順利投入電網(wǎng)。,112,4.1.1空載合閘的瞬變過程 設(shè)電源電壓按正弦規(guī)律變化，合閘時(shí)原方的電動(dòng)勢平衡方程式為,113,忽略鐵心的剩磁，即t=0時(shí)，1 =0，代入上式： 上式表明，磁通 的大小與合閘瞬間電壓的初相角 有關(guān)，我們下面來看一下兩種極端情況： 1）合閘時(shí) =900，可見 ：,114,這時(shí)暫態(tài)分量 =0，合閘后磁通立即進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，因而建立該磁通的合閘電流也立即達(dá)到穩(wěn)態(tài)空載電流，避免了沖擊電流的產(chǎn)生。 2）合閘時(shí) =0，可得： 這時(shí)磁通的暫態(tài)分量 達(dá)到最大值。由于忽略了電阻 ，暫態(tài)分量將不衰減，在合閘后半個(gè)周期（t= ）時(shí)磁通達(dá)到最大值，,115,如圖所示：,116,在三相變壓器中，由于三相變壓器彼此相差，合閘時(shí)總有一相電壓的初相角接近于零，因此總有一相的空載合閘電流較大。 412 過電流的影響 在整個(gè)瞬變過程中，大部分時(shí)間內(nèi)的沖擊電流都在額定電流值以下。因此，無論從電磁力或溫升來考慮，對變壓器本身沒有多大危害。但在最初幾個(gè)周期內(nèi)，沖擊電流可能使過電流保護(hù)裝置誤動(dòng)作。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，加快合閘電流的衰減，可在變壓器原邊串入一個(gè)合閘電阻，合閘完后再將該電阻切除。,117,4.2 變壓器副方突然短路時(shí)的瞬變過程,副方突然短路時(shí)，由于短路電流很大，可以將激磁電流忽略，這樣，我們就可以得到如圖所示的等效電路： 在分析付方發(fā)生短路時(shí)的瞬變過程時(shí)，思路和前面我們所分析的空載和閘的瞬變過程時(shí)一樣的，所以在這里，我們不在進(jìn)行詳細(xì)的闡述，關(guān)鍵看結(jié)論！,118,在突然短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊電流，它會(huì)在變壓器繞組上產(chǎn)生很大的電磁力，嚴(yán)重時(shí)可能使變壓器繞組變形而損壞。為了限制 , 不宜過小。但從減小變壓器電壓變化率看， 又不宜過大。因此在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)必須全面考慮 值的選擇。對于三相變壓器，由于各相電壓彼此相差1200，發(fā)生三相突然短路時(shí)，總有一相會(huì)處在短路電流