第三章變壓器 (1)

1、第一章 變壓器基礎(chǔ)1.1 1.1 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)1.2 1.2 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行 1.3 1.3 單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行1.4 1.4 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定1.5 1.5 三相變壓器三相變壓器1.6 1.6 變壓器的應(yīng)用變壓器的應(yīng)用 變壓器是一種靜止電器變壓器是一種靜止電器, ,它通過(guò)線圈間的電磁感應(yīng)它通過(guò)線圈間的電磁感應(yīng), ,將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電能等級(jí)的交流電能.第一章 變壓器基礎(chǔ)補(bǔ)充：電機(jī)理論中常用的物理概念與基

2、本電磁定律電機(jī)理論中常用的物理概念與基本電磁定律1.1 1.1 有關(guān)磁場(chǎng)的幾個(gè)物理量有關(guān)磁場(chǎng)的幾個(gè)物理量 1.1.1磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B （1）描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、方向和分布情況的物理量。描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、方向和分布情況的物理量。 （2 2）單位）單位T T（特斯）（特斯） （3 3）B B是矢量是矢量, ,即既有大小，又有方向。即既有大小，又有方向。 用磁力線上每點(diǎn)的切線方向規(guī)定用磁力線上每點(diǎn)的切線方向規(guī)定B B的方向的方向 用磁力線的疏密程度表示用磁力線的疏密程度表示B B的大小的大小第一章 變壓器基礎(chǔ) 磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，磁感應(yīng)線的方向與產(chǎn)磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，磁感應(yīng)線的方向與產(chǎn)生它的電流方向

3、滿足生它的電流方向滿足右手螺旋關(guān)系右手螺旋關(guān)系。第一章 變壓器基礎(chǔ) 垂直穿過(guò)某截面積的磁力線總和。稱為通過(guò)該面積的磁通垂直穿過(guò)某截面積的磁力線總和。稱為通過(guò)該面積的磁通量量( (磁通磁通) )，符號(hào)，符號(hào) 、單位、單位WbWb 1.1.2磁通量磁通量 設(shè)磁場(chǎng)均勻，且磁場(chǎng)與截面垂直時(shí)：設(shè)磁場(chǎng)均勻，且磁場(chǎng)與截面垂直時(shí)： =BS=BS第一章 變壓器基礎(chǔ)磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H H ：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B與磁性材料的磁導(dǎo)與磁性材料的磁導(dǎo)率率 的比值，的比值，H= B/H= B/ 。單位(安/米) 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 ：用來(lái)衡量磁性材料導(dǎo)磁性能好壞的：用來(lái)衡量磁性材料導(dǎo)磁性能好壞的一個(gè)物理量一個(gè)物理量 1.1

4、.3 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H H 第一章 變壓器基礎(chǔ)1.2 1.2 電機(jī)所有材料和鐵磁材料的特性電機(jī)所有材料和鐵磁材料的特性1.2.1 1.2.1 電機(jī)中所有的材料電機(jī)中所有的材料通常通常電機(jī)中所有的材料有四種電機(jī)中所有的材料有四種：（1 1）導(dǎo)電材料）導(dǎo)電材料：構(gòu)成電路構(gòu)成電路（2 2）導(dǎo)磁材料）導(dǎo)磁材料：構(gòu)成磁路構(gòu)成磁路（3 3）絕緣材料）絕緣材料：分開帶電部分分開帶電部分（4 4）結(jié)構(gòu)材料）結(jié)構(gòu)材料：如機(jī)殼和機(jī)座如機(jī)殼和機(jī)座第一章 變壓器基礎(chǔ)1.2.2 1.2.2 鐵磁材料的磁化特性鐵磁材料的磁化特性鐵磁材料主要如鐵、鎳、鋁及其合金。具有如下磁性能：鐵磁材料主要如鐵、鎳、鋁及其合金。具有如下

5、磁性能： （1 1）高磁導(dǎo)性高磁導(dǎo)性 在同樣大小的電流作用下，鐵芯線圈的磁通比空心在同樣大小的電流作用下，鐵芯線圈的磁通比空心線圈的磁通大得多線圈的磁通大得多 。因此，。因此， 鐵磁材料的這一特性被廣泛鐵磁材料的這一特性被廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)中，如變壓器的線圈中裝有鐵芯，即為應(yīng)用于各種電機(jī)中，如變壓器的線圈中裝有鐵芯，即為了以較小的激磁電流獲取較大的磁通。了以較小的激磁電流獲取較大的磁通。 第一章 變壓器基礎(chǔ)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：為什么鐵磁材料有如此高的磁性？為什么鐵磁材料有如此高的磁性？第一章 變壓器基礎(chǔ)（2 2）磁化曲線呈非線性）磁化曲線呈非線性 在外加磁場(chǎng)強(qiáng)度在外加磁場(chǎng)強(qiáng)度H H的作用下，必有相應(yīng)的

6、磁感應(yīng)強(qiáng)度的作用下，必有相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B，B B隨磁隨磁場(chǎng)強(qiáng)度場(chǎng)強(qiáng)度H H變化的曲線，叫磁化曲線。變化的曲線，叫磁化曲線。 鐵磁材料的磁化曲線鐵磁材料的磁化曲線第一章 變壓器基礎(chǔ)（3 3）存在磁滯現(xiàn)象）存在磁滯現(xiàn)象 鐵磁材料在交變外磁場(chǎng)鐵磁材料在交變外磁場(chǎng)H H的作用下，的作用下，B-HB-H的變化關(guān)系為一閉合的變化關(guān)系為一閉合曲線，其中上升分支與下降分支并不重合，曲線，其中上升分支與下降分支并不重合，B B的變化總是滯后于的變化總是滯后于H H的變化。的變化。 在下降分支，當(dāng)在下降分支，當(dāng)H H減小到零時(shí)，減小到零時(shí)，B B僅下降到某一數(shù)值僅下降到某一數(shù)值BrBr，稱為，稱為剩余磁感應(yīng)

7、強(qiáng)度。剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。第一章 變壓器基礎(chǔ)（4 4）存在鐵芯損耗（）存在鐵芯損耗（P PFeFe) ) 當(dāng)鐵磁材料位于交變磁場(chǎng)中被反復(fù)磁化，當(dāng)鐵磁材料位于交變磁場(chǎng)中被反復(fù)磁化，B B一一H H曲線呈磁滯回曲線呈磁滯回線。導(dǎo)磁材料中將引起能量損耗，稱為鐵芯損耗。線。導(dǎo)磁材料中將引起能量損耗，稱為鐵芯損耗。 鐵芯損耗分為兩部分：鐵芯損耗分為兩部分：磁滯損耗和渦流損耗磁滯損耗和渦流損耗 磁滯損耗磁滯損耗 鐵磁材料在交變磁場(chǎng)中被反復(fù)磁化時(shí)，內(nèi)部的磁疇不停的往返倒轉(zhuǎn)而消耗能量，產(chǎn)生損耗（原因?yàn)榇女牳淖兎较蛞朔嗷ラg的摩擦力）。其大小與磁場(chǎng)交變頻率及磁滯回線面積成正比。渦流損耗渦流損耗 鐵磁材料中的磁通交

8、變時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，鐵磁材料中將有圍繞磁通呈渦流狀的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱為渦流。第一章 變壓器基礎(chǔ) 鐵芯損耗均轉(zhuǎn)化為熱能使鐵芯溫度升高，為鐵芯損耗均轉(zhuǎn)化為熱能使鐵芯溫度升高，為防止電機(jī)過(guò)熱，采用防止電機(jī)過(guò)熱，采用硅鋼片硅鋼片以減小鐵芯損耗。如以減小鐵芯損耗。如電機(jī)電樞鐵芯常采用電機(jī)電樞鐵芯常采用0.5mm0.5mm厚的涂有絕緣漆的硅厚的涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，以減小磁滯回線面積及材料厚度，鋼片疊壓而成，以減小磁滯回線面積及材料厚度，并增加電阻率，從而減小鐵芯損耗。并增加電阻率，從而減小鐵芯損耗。第一章 變壓器基礎(chǔ)1.3 1.3 電機(jī)理論中常用的基本電磁定律電機(jī)理論中常用的基本電磁定律1

9、.3.1 1.3.1 電路定律電路定律（1 1）歐姆定律：）歐姆定律：u=iRu=iR（2)2)基爾霍夫第一定律（電流定律）：在電路中，流入任何基爾霍夫第一定律（電流定律）：在電路中，流入任何節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零 ，即：，即： i=0i=0（3)3)基爾霍夫第二定律（電壓定律）：在電路中，對(duì)任一回基爾霍夫第二定律（電壓定律）：在電路中，對(duì)任一回路，沿回路環(huán)繞一周，回路內(nèi)所有電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于所有路，沿回路環(huán)繞一周，回路內(nèi)所有電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于所有電壓降的代數(shù)和，電壓降的代數(shù)和， 即：即： e= ue= u第一章 變壓器基礎(chǔ)1.3.2 1.3.2 磁路定律磁路定律（1 1

10、）磁路基爾霍夫第一定律）磁路基爾霍夫第一定律 磁路中的任一閉合面內(nèi)，在任一瞬間，穿過(guò)該閉合面的各磁路中的任一閉合面內(nèi)，在任一瞬間，穿過(guò)該閉合面的各分支磁路磁通的代數(shù)和等于零，即：分支磁路磁通的代數(shù)和等于零，即： =0第一章 變壓器基礎(chǔ)（2 2）安培環(huán)路定律）安培環(huán)路定律( (全電流定律全電流定律) )：磁路基爾霍夫第二定律：磁路基爾霍夫第二定律 磁場(chǎng)中沿任一閉和回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分等于穿過(guò)該回磁場(chǎng)中沿任一閉和回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分等于穿過(guò)該回路所有電流的代數(shù)和，即其中電流的正方向與閉合回路的正路所有電流的代數(shù)和，即其中電流的正方向與閉合回路的正方向滿足右手定則。方向滿足右手定則。第一章 變壓器基

11、礎(chǔ)1.3.3 1.3.3 電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律( (法拉第定律法拉第定律) ) 電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律就是變化的電場(chǎng)附近會(huì)產(chǎn)生變化的就是變化的電場(chǎng)附近會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)附近會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生感磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)附近會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象就是變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，就是變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。第一章 變壓器基礎(chǔ)根據(jù)原因的不同，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可分為以下：根據(jù)原因的不同，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可分為以下： （1 1）切割（運(yùn)動(dòng)）電動(dòng)勢(shì)：）切割（運(yùn)動(dòng)）電動(dòng)勢(shì)： 導(dǎo)線（或線圈）在磁導(dǎo)線（或線圈）

12、在磁場(chǎng)中發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線場(chǎng)中發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線切割磁力線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)切割磁力線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為切割電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)稱為切割電動(dòng)勢(shì)。 即即e=Blve=Blv, ,方向由右手定則判定，方向由右手定則判定， 第一章 變壓器基礎(chǔ)（2）變壓器電動(dòng)勢(shì)：變壓器電動(dòng)勢(shì)： 指線圈不變，穿過(guò)線圈的磁通指線圈不變，穿過(guò)線圈的磁通發(fā)生變化，這樣在線圈內(nèi)將產(chǎn)生發(fā)生變化，這樣在線圈內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與線圈的匝數(shù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小與線圈的匝數(shù)和磁通變化率成正比，方向由楞次和磁通變化率成正比，方向由楞次定律決定。定律決定。 若感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向與磁通若感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向與磁通的正方向符合右螺旋關(guān)系時(shí)，則感的正

13、方向符合右螺旋關(guān)系時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e的表達(dá)式為：的表達(dá)式為：1212d e=- Nd td e=- Nd t第一章 變壓器基礎(chǔ)1.3.4 1.3.4 電磁感力定律（畢奧電磁感力定律（畢奧- -薩伐爾定律薩伐爾定律 ） 載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用，方向用左手定則判定載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用，方向用左手定則判定 F=BLI左手定則第一章 變壓器基礎(chǔ)3.1 變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.1 3.1.1 基本工作原理和分類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(méi)電聯(lián)系。在一兩個(gè)繞組

14、。兩繞組只有磁耦合沒(méi)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(dòng)勢(shì)。組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ1212de= - Ndtde= - Ndt 只要只要(1)磁通有磁通有變化量變化量;(2)一、二一、二次繞組的匝數(shù)不同，次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的就能達(dá)到改變壓的目的。目的。第一章 變壓器基礎(chǔ)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：?jiǎn)卫@組（自耦）變壓器、雙繞組變壓按繞組數(shù)目分：?jiǎn)卫@組（自耦）變壓器、雙

15、繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器和多相變壓器。按相?shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩骱投嘞嘧儔浩鳌?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(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器按調(diào)壓方式分：無(wú)勵(lì)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。 第一章 變壓器基礎(chǔ)3.1.23.1.2 基本結(jié)構(gòu)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，用厚為變壓器的主磁

16、路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用厚為0.35-0.5mm0.35-0.5mm、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。、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，是引線對(duì)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(duì)地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。著固定的作用。二、繞組四、油箱

17、三、絕緣套管此外，還有此外，還有儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜、吸濕器吸濕器、安全氣道安全氣道、凈油器凈油器和和氣體繼電器氣體繼電器。第一章 變壓器基礎(chǔ)連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)的連接發(fā)電機(jī)的封閉母線封閉母線 與電網(wǎng)相連與電網(wǎng)相連的高壓出線端的高壓出線端返回第一章 變壓器基礎(chǔ)三相干式變壓器接觸調(diào)壓器第一章 變壓器基礎(chǔ)電源變壓器環(huán)形變壓器控制變壓器第一章 變壓器基礎(chǔ)3.1.33.1.3 型號(hào)與額定值型號(hào)與額定值一、型號(hào) 型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為式等內(nèi)容，表示方法為如如OSFP

18、SZ-250000/220OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量有載調(diào)壓，額定容量250000kVA250000kVA，高壓額定電壓，高壓額定電壓220kV220kV電力變壓器電力變壓器第一章 變壓器基礎(chǔ)二、額定值此外，額定值還有此外，額定值還有額定頻率額定頻率、效率、溫升效率、溫升等。等。指銘牌規(guī)定的額定使用條件指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。下所能輸出的視在功率。額定容量額定容量NS (kVA)指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓額定電壓額定電壓12NNU/ U(kV

19、 ) 是指一次側(cè)所加的額定電壓，是指一次側(cè)所加的額定電壓， 是指一次側(cè)加額定電壓時(shí)是指一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的開路電壓。在三相變壓器中額定電壓為線電壓。二次側(cè)的開路電壓。在三相變壓器中額定電壓為線電壓。1NU2NU三者關(guān)系三者關(guān)系：1122112233NNNNNNNNNNSUIUISUIUI單相：?jiǎn)蜗啵喝啵喝啵褐冈陬~定容量下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的額定指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流電流。在三相變壓器中指的是線電流額定電流額定電流12NNI/ I( A)第一章 變壓器基礎(chǔ)3.2 單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.1 電磁關(guān)系一、物理情況1U1EE120U0I2(I )

20、11U2U1u2u02E10RI1U0I100NIF1E011E2E第一章 變壓器基礎(chǔ)二、各電磁量參考方向的規(guī)定1 1）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 成線性關(guān)系成線性關(guān)系；2 2）數(shù)量上：）數(shù)量上： 占占99%99%以上，以上， 僅占僅占1%1%以下以下；3 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。0000I0I111主磁通與漏磁通的區(qū)別主磁通與漏磁通的區(qū)別一次側(cè)遵循電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)遵循發(fā)電機(jī)慣例。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。強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動(dòng)勢(shì)與感磁通與

21、產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)它的磁通之間符合右手螺旋定則。應(yīng)它的磁通之間符合右手螺旋定則。第一章 變壓器基礎(chǔ)三、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分析 1.主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)主電動(dòng)勢(shì)主電動(dòng)勢(shì)tsinm設(shè)0011112-9090mmdeNfN sin(t)Esin()dtt 則114.44mEfN 有效值114.44mEjfN 相量同理，二次主電動(dòng)勢(shì)也有同樣的結(jié)論。同理，二次主電動(dòng)勢(shì)也有同樣的結(jié)論。 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)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(shì)也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上滯后主磁通勢(shì)也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上滯后主磁通 。主

22、電動(dòng)勢(shì)。主電動(dòng)勢(shì)的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。090第一章 變壓器基礎(chǔ)2.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)漏電動(dòng)勢(shì)也可以用漏抗壓降來(lái)表示，即漏電動(dòng)勢(shì)也可以用漏抗壓降來(lái)表示，即根據(jù)主電動(dòng)勢(shì)的分析方法，同樣有根據(jù)主電動(dòng)勢(shì)的分析方法，同樣有1114.44mEjfN 1114.44EfN 11001EjL IjI X 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, ,故磁阻很大且為故磁阻很大且為常數(shù)常數(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)

23、載情況它不隨電源電壓負(fù)載情況而變而變. .1X第一章 變壓器基礎(chǔ)3.2.2 3.2.2 空載電流和空載損耗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)性質(zhì)：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)流主要是感性無(wú)功性質(zhì)也稱勵(lì)磁電流；也稱勵(lì)磁電流；大小大小：與電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有與電源電壓和頻率、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)關(guān)，用空載電流百分?jǐn)?shù)I I0 0% %來(lái)表示來(lái)表示：00N100II %I空載電流空載電流 包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量包含兩個(gè)分量

24、，一個(gè)是勵(lì)磁分量 ，作用是建立磁，作用是建立磁場(chǎng)，另一個(gè)是鐵損耗分量場(chǎng)，另一個(gè)是鐵損耗分量 ，主要作用是供鐵損耗。，主要作用是供鐵損耗。0IaI0rI0第一章 變壓器基礎(chǔ)t0i3211230i3、空載電流波形由于磁路飽和，空載電流由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通與由它產(chǎn)生的主磁通呈非呈非線性關(guān)系。線性關(guān)系。 當(dāng)磁通按正弦規(guī)律當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。頂波形。 當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，主磁通呈尖頂波形?；瘯r(shí)，主磁通呈尖頂波形。實(shí)際空載電流為非正弦波，但為了分析、計(jì)算和測(cè)量的方便，在實(shí)際空載電流為非正弦波，但為了分析、計(jì)算和測(cè)

25、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)際的空載電流。相量圖和計(jì)算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。第一章 變壓器基礎(chǔ)二、空載損耗 對(duì)于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，對(duì)于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，與電流頻率的與電流頻率的1.31.3次方成正比，即次方成正比，即 空載損耗約占額定容量的空載損耗約占額定容量的0.2%0.2% 1%1%，而且隨變壓器容量的，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(jì)結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)增大而下降。為減少空載損耗，改進(jìn)設(shè)計(jì)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。質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅

26、鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。21.3mFePBf。，PP，RI。RIP,PFeFe耗耗即即空空載載損損耗耗近近似似為為鐵鐵損損所所以以均均很很小小和和由由于于和和繞繞組組銅銅損損耗耗耗耗供供給給鐵鐵損損電電源源吸吸收收少少量量有有功功功功率率變變壓壓器器空空載載時(shí)時(shí)一一次次側(cè)側(cè)從從 0101200第一章 變壓器基礎(chǔ)3.2.3 3.2.3 空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)方程、等效電路和相量圖空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)方程、等效電路和相量圖一、電動(dòng)勢(shì)平衡方程和變比1 1、電動(dòng)勢(shì)平衡平衡方程、電動(dòng)勢(shì)平衡平衡方程（1 1）一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程）一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程1110110101110UEEI REI RjI XEZ

27、 I 1114.44mUEfN 忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有11114.444.44mEUfNfN則 可見，影響主磁通大小的因素有可見，影響主磁通大小的因素有電源電壓電源電壓和和頻率頻率，以及，以及一次線圈的匝數(shù)一次線圈的匝數(shù)。重要公式第一章 變壓器基礎(chǔ)（2 2）二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程）二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程220EU2 2、變比、變比定義定義112112022NNUUENkENUU 對(duì)三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動(dòng)勢(shì)之比，近似對(duì)三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動(dòng)勢(shì)之比，近似為額定相電壓之比，具體為為額定相電壓之比，具體為Y，d接線接

28、線NNU3Uk21 NNUU3k21D，y接線接線第一章 變壓器基礎(chǔ)二、空載時(shí)的等效電路和相量圖二、空載時(shí)的等效電路和相量圖1 1、等效電路、等效電路100mmmEI (RjX)I Z 一次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程為一次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程為01101011I)jX(RI)jX(RZIEUmm空載時(shí)等效電路為空載時(shí)等效電路為即即等等效效用用電電阻阻所所以以還還要要引引入入一一個(gè)個(gè)在在鐵鐵心心中中引引起起鐵鐵損損由由于于降降表表示示也也用用電電抗抗壓壓感感應(yīng)應(yīng)的的電電動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)表表示示法法基基于于,PRI,R,P,E,XI jEFemmFe201101 第一章 變壓器基礎(chǔ)mmmZ,X,R勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗

29、、勵(lì)磁阻抗。由于磁路具有飽勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗、勵(lì)磁阻抗。由于磁路具有飽和特性，所以和特性，所以 不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。小。mmmjXRZ11XX,RRmm由于由于 ，所以有時(shí)忽略漏阻抗，空載等效電路只，所以有時(shí)忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個(gè)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， 大小取決于大小取決于 的大小。從運(yùn)行角度講，希望的大小。從運(yùn)行角度講，希望 越小越好，所以變壓器常采用越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大高導(dǎo)磁材料，增大 ，減小，減小 ，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。 mZmZ0I0

30、ImZ1U0I第一章 變壓器基礎(chǔ)2 2、相量圖、相量圖根據(jù)前面所學(xué)的方程，可作根據(jù)前面所學(xué)的方程，可作出變壓器空載時(shí)的相量圖：出變壓器空載時(shí)的相量圖：（1）以 為參考相量m（2） 與 同相， 超前 ，mar0III00090aI0rI01E（3） 滯后 ， ；090m21E,E1001XI j,IR（4）1U（5）maI0rI00I1E1E2E10XI j01IR1U第一章 變壓器基礎(chǔ)空載運(yùn)行小結(jié)空載運(yùn)行小結(jié)（1 1）一次側(cè)主電動(dòng)勢(shì)與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡）一次側(cè)主電動(dòng)勢(shì)與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡, ,若忽若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢(shì)的大小由外施電壓決定略漏阻抗壓降，則一次主電勢(shì)的

31、大小由外施電壓決定. .（2 2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，）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(wú)關(guān)與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無(wú)關(guān)。（3 3）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)，鐵）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。心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。（4 4）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)與產(chǎn)生該磁通的電流的比）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)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，電抗的大小隨值，線性磁路中，電抗為常數(shù)，非線性電

32、路中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。磁路的飽和而減小。第一章 變壓器基礎(chǔ)3.3 單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行3.3.13.3.1 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)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接變壓器一次側(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。1U1E1E2U1I2I1m2EAXaxLZ22E第一章 變壓器基礎(chǔ)11IR11E22IR22E1U1I2I2U11 1FN I22 2FN I01 0FN I01E2E用圖示負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過(guò)程用圖示負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過(guò)程第一章 變壓器基礎(chǔ)3.3.23.3.2 基本方

33、程基本方程一、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程120FFF或112210N IN IN I 電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來(lái)電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來(lái), ,二次電流增加或減少必然引二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少起一次電流的增加或減少. .:,U,U.FF;F,因因此此有有磁磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)平平衡衡方方程程大大小小基基本本不不變變由由空空載載到到負(fù)負(fù)載載不不變變保保持持只只要要大大小小主主要要取取決決于于共共同同作作用用產(chǎn)產(chǎn)生生次次磁磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)和和二二負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)一一次次磁磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)產(chǎn)產(chǎn)生生主主磁磁通通一一次次磁磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)勢(shì)空空載載時(shí)時(shí)011002100用電流形式表示用電流形式表示LII)kI(II)NN(II

34、102021201。,I;,I:L作用作用它起平衡二次磁動(dòng)勢(shì)的它起平衡二次磁動(dòng)勢(shì)的另一個(gè)是負(fù)載分量另一個(gè)是負(fù)載分量產(chǎn)生主磁通產(chǎn)生主磁通它用來(lái)它用來(lái)一個(gè)是勵(lì)磁電流一個(gè)是勵(lì)磁電流兩個(gè)分量?jī)蓚€(gè)分量變壓器的負(fù)載電流包括變壓器的負(fù)載電流包括表明表明10第一章 變壓器基礎(chǔ)二、電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)平衡方程111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEU LZIU22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: :1221211或NNkIIkII表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比

35、?？梢?，匝數(shù)不表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢?，匝數(shù)不同，不僅能改變電壓，同時(shí)也能改變電流。同，不僅能改變電壓，同時(shí)也能改變電流。第一章 變壓器基礎(chǔ)3.3.33.3.3 等效電路及相量圖等效電路及相量圖一、折算折算原則折算原則：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 2）保持二次側(cè)各功率）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。或損耗不變。22122 EkEEUkU 22IIk222222 2LLrk rxk xZk Z方法方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè)（將二次側(cè)折算到一次側(cè)) )折算：折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組(N(N2

36、 2=N=N1 1) )來(lái)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)系不變關(guān)系不變, ,用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。第一章 變壓器基礎(chǔ)折算后的方程式為折算后的方程式為111111111ZIEXI jRIEU 222222222ZIEXI jRIEU 021III12EE01IZEmLZIU22第一章 變壓器基礎(chǔ)二、等效電路根據(jù)折算后的方程，可以作出變壓器的等效電路。根據(jù)折算后的方程，可以作出變壓器的等效電路。T T型等效電路型等效電路：近似等效電路近似等效電路1R1X2R2XmRm

37、X1U2ULZ2I1I0I1R1X2R2X21IIL1I1U2ULZ第一章 變壓器基礎(chǔ)簡(jiǎn)化等效電路：簡(jiǎn)化等效電路：其中121SS2SSSRRRXXXZRjX分別稱為分別稱為短路電阻短路電阻、短路短路電抗電抗和和短路阻抗短路阻抗。 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)額定電流的可達(dá)額定電流的1010 2020倍。倍。1U2ULZ2II1SRSX第一章 變壓器基礎(chǔ)三、相量圖作相量圖的步驟作相量圖的步驟對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)T T型等效電路，型

38、等效電路， 假定假定變壓器帶感性負(fù)載變壓器帶感性負(fù)載。0190)6Em超前0)7 I)() 8201III11)11IjX1)12 U22 I ) 223RI )224IXj )12) 5EE1)9E21 U)11)10RI第一章 變壓器基礎(chǔ)作相量圖的步驟（假定帶感性負(fù)載）作相量圖的步驟（假定帶感性負(fù)載）對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)化等效電路對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)化等效電路212112212SSUI ZIIUUI RjX I 由等效電路可知由等效電路可知根據(jù)方程可作出簡(jiǎn)化相量圖根據(jù)方程可作出簡(jiǎn)化相量圖21II2USRI1SXI j11U2思考思考題題 作出變壓器帶上不同性質(zhì)作出變壓器帶上不同性質(zhì)負(fù)載時(shí)的簡(jiǎn)化相量圖負(fù)載時(shí)的簡(jiǎn)化相量圖

39、? ?第一章 變壓器基礎(chǔ)3.4 變壓器的參數(shù)測(cè)定3.4.13.4.1 空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)一、目的：通過(guò)測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來(lái)計(jì)算通過(guò)測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來(lái)計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。二、接線圖二、接線圖三、要求及分析FepP,XR) 0113即即和和忽忽略略WAVV*1 1）低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；）低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；曲曲線線和和畫畫出出和和測(cè)測(cè)出出向向調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)范范圍圍內(nèi)內(nèi)單單方方在在電電壓壓)U(fP)U(fI,PI ,U,U.U)N1010002012102 第一章 變壓器基礎(chǔ)1002022Nmmmm

40、mUZIPRIXZR201001100NNUkUII %I4 4）求出參數(shù)）求出參數(shù)5 5）空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以此求）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)；取勵(lì)磁參數(shù)；6 6）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；7 7）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；第一章 變壓器基礎(chǔ)3.4.23.4.2 短路實(shí)驗(yàn)短路實(shí)驗(yàn)1.目的：通過(guò)測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來(lái)計(jì)算變壓器通過(guò)測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來(lái)計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。的短路電壓百分?jǐn)?shù)

41、、銅損和短路阻抗。2. 接線圖3. 要求及分析1 1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；短路；WAV*;)U(fP)U(fI,PI ,U,I.I,)SSSSSSSNS曲曲線線和和畫畫出出和和測(cè)測(cè)出出對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的范范圍圍內(nèi)內(nèi)變變化化在在讓讓短短路路電電流流通通過(guò)過(guò)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)電電壓壓 31023 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；4 4）由于外加電壓很小，主磁通很少，）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為 。CuSpP 第一章 變壓器基礎(chǔ)5 5）參數(shù)計(jì)算）參數(shù)計(jì)算122122ssNssNsSNSsNsssUUZIIPPRII

42、XZR對(duì)對(duì)T T型等效電路：型等效電路：ssXXXRRR21212121四、短路電壓短路時(shí)，當(dāng)短路電流為額定值時(shí)一次所加的短路時(shí)，當(dāng)短路電流為額定值時(shí)一次所加的電壓，稱為短路電壓，記作電壓，稱為短路電壓，記作NSSNIZU1750C短路電壓也稱為阻抗電壓短路電壓也稱為阻抗電壓。6 6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。時(shí)的數(shù)值。8 8）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流）對(duì)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；第一章 變壓器基礎(chǔ)短路電壓常用百分值表示短路電壓

43、常用百分值表示%URI%)(NCSN0100u :1751sa 分量百分值分量百分值有功有功短路電壓電阻短路電壓電阻%UXI%)(NSN100u :11sa 分量百分值分量百分值無(wú)功無(wú)功抗抗短路電壓電短路電壓電 短路電壓的大小直接短路電壓的大小直接反映短路阻抗的大小，而反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影響變壓短路阻抗又直接影響變壓器的運(yùn)行性能。器的運(yùn)行性能。 從正常運(yùn)行角度看，從正常運(yùn)行角度看，希望短路電壓小些，這樣希望短路電壓小些，這樣可使副邊電壓隨負(fù)載波動(dòng)可使副邊電壓隨負(fù)載波動(dòng)小些；從限制短路電流角小些；從限制短路電流角度，希望它大些，相應(yīng)的度，希望它大些，相應(yīng)的短路電流就小些。短路電

44、流就小些。%UZI%NCSN0100u :1751s 短短路路電電壓壓百百分分值值第一章 變壓器基礎(chǔ)3.5 標(biāo)么值 標(biāo)么值標(biāo)么值, ,就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的基準(zhǔn)值的比值基準(zhǔn)值的比值, ,即即一、定義二、基準(zhǔn)值的確定1 1、通常以額定值為基準(zhǔn)值。、通常以額定值為基準(zhǔn)值。 2 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)值，相值以額定相值為基準(zhǔn)值；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；單相值以額定單相值為基準(zhǔn)值，三相

45、值以額定三相值為基準(zhǔn)值； .SSQ,P.ZZX,R.EUBB的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為和和的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為和和的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為和和BU3 3、標(biāo)么值標(biāo)么值= =實(shí)際值實(shí)際值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值第一章 變壓器基礎(chǔ)三、優(yōu)點(diǎn)01*mZI020*mPRI*sSNZU*sSNRP*NPcosN*NQsinN四、缺點(diǎn)標(biāo)么值沒(méi)有單位，物理意義不明確。標(biāo)么值沒(méi)有單位，物理意義不明確。3 3、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= =相值的標(biāo)么值；相值的標(biāo)么值； 單相值的標(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 1、額定值的標(biāo)么值為、額定值的標(biāo)么值為1 1。

46、 2 2、百分值、百分值= =標(biāo)么值標(biāo)么值100% 100% ；4 4、某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等、某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等第一章 變壓器基礎(chǔ)3.6 變壓器的運(yùn)行特性3.6.1 3.6.1 電壓變化率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)加定義：是指一次側(cè)加50Hz50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后額定電壓、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(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要

47、指標(biāo)之一, ,它大小它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。反映了供電電壓的穩(wěn)定性。2022222NNNUUUUUUU22*ssU(R cosX sin)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)載大小、性質(zhì)及由表達(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)。變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。第一章 變壓器基礎(chǔ).,UcosRsinX.,U,)(;,U,)()(*s*s次次電電壓壓比比空空載載時(shí)時(shí)高高說(shuō)說(shuō)明明二二為為負(fù)負(fù)值值時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)也也可可能能為為負(fù)負(fù)值值能能為為正正可可時(shí)時(shí)帶帶阻阻容容性性負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)低低這這時(shí)時(shí)二二次次端端電電壓壓比比空空載載正正值值為為時(shí)時(shí)

48、和和阻阻感感性性負(fù)負(fù)載載當(dāng)當(dāng)變變壓壓器器帶帶阻阻性性負(fù)負(fù)載載22222000 .),I(fU,特特性性稱稱為為變變壓壓器器的的外外即即規(guī)規(guī)律律變變化化的的二二次次端端電電壓壓隨隨負(fù)負(fù)載載電電流流定定時(shí)時(shí)因因數(shù)數(shù)一一當(dāng)當(dāng)電電源源電電壓壓和和負(fù)負(fù)載載功功率率22 *2U)(*2I1.001.01cos28 . 0cos28 . 0)cos(2第一章 變壓器基礎(chǔ)3.6.2 電壓調(diào)整 為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi)為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi), ,通常在變壓器的高通常在變壓器的高壓側(cè)設(shè)置抽頭壓側(cè)設(shè)置抽頭, ,并裝設(shè)分接開關(guān)并裝設(shè)分接開關(guān), ,調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù)匝

49、數(shù), ,來(lái)調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。來(lái)調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。 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(wú)載分接開關(guān)為無(wú)載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓；另一種可這種調(diào)壓方式稱為無(wú)勵(lì)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)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)這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。壓方式稱為有載調(diào)壓。 中、小型電力變壓器一般有三個(gè)分接頭，記作UN 5%。大型電力變壓器采用五個(gè)或多個(gè)分接頭,例UN 2x2.5%或UN 8x1.5%。第一章 變壓器基礎(chǔ)3.6.33.6.3 損耗、效率及效率特性損

50、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)載大小基本無(wú)關(guān)，故鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無(wú)關(guān)，故也稱為不變損耗。也稱為不變損耗。一、變壓器的損耗 銅損耗銅損耗分基本銅損耗和附加銅損耗。基本銅損耗是在電流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)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(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。引起的損耗以及漏磁場(chǎng)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變壓器的損耗主要是鐵損耗鐵損耗和和銅損耗銅損耗兩種。兩種。 鐵損耗鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；?/p>

51、鐵損耗為磁滯包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；捐F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。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。銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。第一章 變壓器基礎(chǔ) 效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器效率大小反映變壓器運(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)之一。運(yùn)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。效

52、率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。21100P=%P1121FeCuFeCupP + P-= -PP + P + P0222222FeCuSNSNNN2p= PIp=() P=PIP =S cos其中第一章 變壓器基礎(chǔ)效率表達(dá)式效率表達(dá)式202201100SNNSNPP()%S c osPP 變壓器效率的大小與負(fù)載的變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。效率特性：效率特性：在功率因數(shù)一定時(shí)，變?cè)诠β室驍?shù)一定時(shí)，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f(),=f(),稱為變壓器的效率特性。稱為變壓器的效率特

53、性。0max第一章 變壓器基礎(chǔ) 即當(dāng)即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗銅損耗等于鐵損耗( (可變損耗等于不變損耗可變損耗等于不變損耗) )時(shí)時(shí), ,變壓變壓器效率最大：器效率最大：2mSN0P= P或或0SNP=Pm1002120maxmN20P= (-)%S cos+P 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。損耗小些。0dd令令 , ,則則 第一章 變壓器基礎(chǔ)3.7 三相變壓器3.7.1 3.7.1 磁路系統(tǒng)磁路系統(tǒng)一、組式磁路變壓器二、心式磁路變壓器特點(diǎn)是：三相磁特點(diǎn)是：三相磁路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)。路彼此無(wú)關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)是：三相磁路特點(diǎn)是：三相磁路彼此

54、有關(guān)聯(lián)。彼此有關(guān)聯(lián)。1W2Ww1V2Vv1U2Uu1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w2wuvw第一章 變壓器基礎(chǔ)3.7.23.7.2 電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)一、變壓器的端頭標(biāo)號(hào)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、W2mNm第一章 變壓器基礎(chǔ)二、單相變壓器的極性*1U2U1u2u*1U2U1u2u1U2U1u2u)I , I(I/I012連接組別為)I,I(I/I66 連連接

55、接組組別別為為一、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)同相位。的電動(dòng)勢(shì)同相位。*1u2u1U2U1u2u*1U2U*1U2U1u2u一、二次繞組的同極性端一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)反相位。的電動(dòng)勢(shì)反相位。第一章 變壓器基礎(chǔ)三、三相變壓器的連接組別連接組別連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動(dòng)勢(shì)（或：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動(dòng)勢(shì)（或線電壓）的相位關(guān)系。線電壓）的相位關(guān)系。 三相變壓器的三相變壓器的連接組別連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有

56、關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。理論和實(shí)踐證明，無(wú)論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電理論和實(shí)踐證明，無(wú)論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（可電壓）的相位差總是動(dòng)勢(shì)（可電壓）的相位差總是30300 0的整數(shù)倍。因此可以采用時(shí)鐘的整數(shù)倍。因此可以采用時(shí)鐘表示法表示法 作為時(shí)鐘的分針，指向作為時(shí)鐘的分針，指向1212點(diǎn)，點(diǎn)， 作為時(shí)鐘的時(shí)作為時(shí)鐘的時(shí)針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號(hào)。組別號(hào)的數(shù)字乘針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號(hào)。組別號(hào)的數(shù)字乘以以30300 0，就是二次繞組的線電動(dòng)勢(shì)滯后于一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的相位角。，就是二次繞組的線電動(dòng)勢(shì)滯后

57、于一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的相位角。UVEuvE第一章 變壓器基礎(chǔ)連接組別可以用相量圖來(lái)判斷：連接組別可以用相量圖來(lái)判斷：若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到以得到Y(jié),y4Y,y4、Y,y8Y,y8連接組別。連接組別。1 1、Y Y，y y連接連接UVEuvE 同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì)相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì) 和和 也同相位，連接組別為也同相位，連接組別為Y Y，y0y0。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到得到Y(jié) Y，y6y6、Y,y10Y,y10和和Y,y2Y,y2

58、連接連接組別。組別。第一章 變壓器基礎(chǔ)若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到以得到Y(jié),d3Y,d3、Y,d7Y,d7連接組別。連接組別。2 2、Y Y，d d連接連接-11-11UVEuvE 同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì) 和和 相差相差3303300 0，連接組別，連接組別為為Y Y，d11d11。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到得到Y(jié) Y，d5d5、Y,d9Y,d9和和Y,d1Y,d1連接連接組別。組別。第一章 變壓器基礎(chǔ)若高壓繞組三

59、相標(biāo)志不變，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，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到可以得到Y(jié),d5Y,d5、Y,d9Y,d9連接組連接組別。別。3 3、Y Y，d d連接連接-1-1UVEuvE同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì)勢(shì) 和和 相差相差30300 0，連接，連接組別為組別為Y Y，d1d1。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到可得到Y(jié) Y，d7d7、Y,d11Y,d11和和Y,d3Y,d3連接組別。連接組別。第一章 變壓器基礎(chǔ) 總之，對(duì)于總之，對(duì)于Y Y，y y（或（或D D，d d）連接，可以得

60、到）連接，可以得到0 0、2 2、4 4、6 6、8 8、1010等六個(gè)偶數(shù)組別；而等六個(gè)偶數(shù)組別；而Y Y，d d（或（或D D，y y）連接，可以得到）連接，可以得到1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111等六個(gè)奇數(shù)組別。等六個(gè)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(yùn)行，國(guó)變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運(yùn)行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y Y，yn0yn0、Y Y，d11d11、YNYN，d11d11、YNYN，y0y0和和Y Y，y0y0連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別。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：其中前三種最