電機(jī)學(xué)_變壓器部分1

1、電電 機(jī)機(jī) 學(xué)學(xué)許許 加加 柱柱湖湖 南南 大大 學(xué)學(xué)第三章第三章 變壓器變壓器變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值1變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行2變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行3變壓器的等效電路變壓器的等效電路4變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定5變壓器的標(biāo)幺值變壓器的標(biāo)幺值6第三章第三章 變壓器變壓器變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性7變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行8三繞組變壓器三繞組變壓器9自耦變壓器自耦變壓器10電壓互感器、電流互感器電壓互感器、電流互感器113.1 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值發(fā)電 輸電 配電 用電3.1 變

2、壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值發(fā)電 輸電 配電 用電3.1 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值發(fā)電 輸電 配電 用電特高壓換流特高壓換流變壓器變壓器3.1 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值3.1 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值發(fā)電 輸電 配電 用電1000kV1000kV、750kV750kV交流變壓器交流變壓器3.1 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)、額定值3.1.1 3.1.1 變壓器的分類變壓器的分類1 1）按用途分類：電力變壓器、互感器、特殊用途變壓器）按

3、用途分類：電力變壓器、互感器、特殊用途變壓器2 2）按繞組數(shù)目分類：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、）按繞組數(shù)目分類：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、 自耦變壓器、自耦變壓器、多繞組變壓器多繞組變壓器3 3）按相數(shù)分類：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩?、多相變壓器）按相?shù)分類：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩?、多相變壓? 4）按冷卻方式分類：空冷干式變壓器、油浸變壓器、）按冷卻方式分類：空冷干式變壓器、油浸變壓器、 蒸發(fā)冷卻變壓器蒸發(fā)冷卻變壓器5) 5) 按鐵心結(jié)構(gòu)分類：按鐵心結(jié)構(gòu)分類：心式變壓器和殼式變壓器心式變壓器和殼式變壓器3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)鐵心鐵心( (變壓器的磁路部分變壓器的磁路部分

4、) )繞組繞組( (變壓器的電路部分變壓器的電路部分) )其他部件其他部件( (油箱、冷卻裝油箱、冷卻裝置、保護(hù)裝置、套管置、保護(hù)裝置、套管) )變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)1. 變壓器鐵心變壓器鐵心鐵心是變壓器的磁路，分為心柱和鐵軛兩部分3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)心式變壓器心式變壓器: : 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：心柱被繞組所包圍。心柱被繞組所包圍。 特點(diǎn)特點(diǎn): : 心式結(jié)構(gòu)的繞組和絕緣裝配比較容易，心式結(jié)構(gòu)的繞組和絕緣裝配比較容易，所以電力變壓器常常采用這種結(jié)構(gòu)。所以電力變壓器常常采用這種結(jié)構(gòu)

5、。殼式變壓器殼式變壓器: : 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面。鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：殼式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度較好，常用于低殼式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度較好，常用于低 電壓、大電流的變壓器或小容量電訊變壓器。電壓、大電流的變壓器或小容量電訊變壓器。3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)一次繞組：一次繞組： 輸入電能的繞組。輸入電能的繞組。 二次繞組：二次繞組： 輸出電能的繞組。輸出電能的繞組。高壓繞組的匝數(shù)多高壓繞組的匝數(shù)多, ,導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。導(dǎo)線粗。從高從高, ,低壓繞組的相對(duì)位置來看低壓繞組的相對(duì)位置來看, ,變壓器

6、的繞組可分變壓器的繞組可分為同心式和交錯(cuò)式。為同心式和交錯(cuò)式。2.2.繞組繞組3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)2.2.繞組繞組同心式同心式結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 同心式繞組的高、低壓繞組同心地套裝同心式繞組的高、低壓繞組同心地套裝在心柱上。在心柱上。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，國產(chǎn)同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，國產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。 交錯(cuò)式交錯(cuò)式結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱高度交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱高度方向互相交錯(cuò)地放置。方向互相交錯(cuò)地放置。交錯(cuò)式繞組用于特種變壓器中。交錯(cuò)式繞組用于特種變壓器中。特點(diǎn)：特點(diǎn)：3.1.2

7、 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)繞組是變壓器的電路部分，由包有絕緣材料的銅（鋁）繞組是變壓器的電路部分，由包有絕緣材料的銅（鋁）導(dǎo)線繞制而成，裝配時(shí)低壓繞組靠近鐵心，高壓繞組套導(dǎo)線繞制而成，裝配時(shí)低壓繞組靠近鐵心，高壓繞組套在低壓繞組外面。在低壓繞組外面。3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)油箱油箱變壓器油變壓器油典型的油浸典型的油浸電力變壓器電力變壓器散熱器散熱器絕緣套管絕緣套管分接開關(guān)分接開關(guān)繼電保護(hù)裝置等部件繼電保護(hù)裝置等部件除干式變壓器外，電力變壓器的器身都放在油箱中。除干式變壓器外，電力變壓器的器身都放在油箱中。3.3.其他部件其他部件 3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的

8、基本結(jié)構(gòu)除干式變壓器外，電力變壓器的器身都放在油箱中。除干式變壓器外，電力變壓器的器身都放在油箱中。3.1.2 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的引線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時(shí)，必須經(jīng)過絕緣變壓器的引線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時(shí)，必須經(jīng)過絕緣的套管，使高壓引線和接地的油箱絕緣的套管，使高壓引線和接地的油箱絕緣3.1.3 變壓器的額定值變壓器的額定值變壓器的額定值變壓器的額定值額定容量額定容量 在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下變壓器輸出在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下變壓器輸出視在功率的保證值視在功率的保證值 ，單位為，單位為VAVA或或kVAkVA或或MVAMVA。三相變壓器指三相容量之和。三相變壓器指三相容量之和。額

9、定電壓額定電壓 銘牌規(guī)定的各個(gè)繞組在空載、指定分銘牌規(guī)定的各個(gè)繞組在空載、指定分接開關(guān)位置下的端電壓，單位為接開關(guān)位置下的端電壓，單位為V V或或kVkV。三相變壓器指線電壓。三相變壓器指線電壓。額定電流額定電流 根據(jù)額定容量和額定電壓算出的電流根據(jù)額定容量和額定電壓算出的電流稱為額定電流，單位為稱為額定電流，單位為A A或或kAkA。三相變壓器指線電流。三相變壓器指線電流。 NUNINS3.1.3 變壓器的額定值變壓器的額定值三相變壓器：三相變壓器：額定頻率額定頻率 我國的標(biāo)準(zhǔn)工頻規(guī)定為我國的標(biāo)準(zhǔn)工頻規(guī)定為5050赫赫(Hz)(Hz)。NfNNNNNNUSIUSI22113,3單相變壓器：?jiǎn)?/p>

10、相變壓器：NNNNNNUSIUSI2211,u設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的額定容量相等。3.1.3 變壓器的額定值變壓器的額定值一臺(tái)一臺(tái)Yd11連接（一次側(cè)是連接（一次側(cè)是星形連接，二次側(cè)是三角形星形連接，二次側(cè)是三角形連接）的三相變壓器，額定連接）的三相變壓器，額定容量容量Sn=3150kVA,U1N/U2N=35/6.3kV。確定其一、二次側(cè)額。確定其一、二次側(cè)額定電流以及一次側(cè)相電壓和定電流以及一次側(cè)相電壓和二次側(cè)相電流。二次側(cè)相電流。其它額定值：其它額定值：額定頻率額定頻率(f)額定運(yùn)行時(shí)繞組溫升額定運(yùn)行時(shí)繞組溫升(K)連接組號(hào)連接組號(hào)短路阻抗短路阻抗空載損耗空載損耗短路損耗短路損

11、耗空載電流空載電流3.2 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行規(guī)定正方向：一次電流規(guī)定正方向：一次電流i i1 1的正方向與電源電的正方向與電源電壓壓U U1 1的正方向一致；主磁通的正方向一致；主磁通與一次電流與一次電流i i1 1滿足右手螺旋關(guān)系；一次和二次繞組感應(yīng)電滿足右手螺旋關(guān)系；一次和二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)e1/e2e1/e2與與電流電流i i同向同向；二次電壓；二次電壓U U2 2的正方的正方向與流入負(fù)載阻抗向與流入負(fù)載阻抗Z ZL L的電流的正方向一致。的電流的正方向一致。3.2 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行什么叫變壓器的什么叫變壓器的空載運(yùn)行？空載運(yùn)行？變壓器的一次繞組接交流電

12、源變壓器的一次繞組接交流電源, ,二次繞組開路二次繞組開路, ,負(fù)載負(fù)載電流為零電流為零( (即空載即空載) )時(shí)的運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行, ,稱為空載運(yùn)行。稱為空載運(yùn)行。3.2 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況1u1e2e20u02i變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行1N2N10i 3.2.1 空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)空載磁動(dòng)勢(shì)：空載磁動(dòng)勢(shì)：0 01 10 0i iN NF F主磁通主磁通 ：磁力線與一次側(cè)：磁力線與一次側(cè)和二次側(cè)繞組交鏈的磁通。和二次側(cè)繞組交鏈的磁通。漏磁通漏磁通 :磁力線僅與一次側(cè)磁力線僅與一次側(cè)繞組相交鏈的磁通。繞組相交鏈的磁

13、通。1 1二、磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3.2.1 空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：dtdtd dN Ne e1 11 1dtdtd dN Ne e2 22 2在正弦穩(wěn)態(tài)情況下：在正弦穩(wěn)態(tài)情況下：t tsinsinm mm m1 1m m1 11 144fN44fNj4j4fNfN2 2j jE E.m m2 22 244fN44fNj4j4E E.3.2.1 空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)空載運(yùn)行時(shí)的磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)dtdtdidiL Ldtdtd dN Ne e0 01 11 11 11 11 10 01 10 01 1X XI I j jL LI I

14、j jE E上式說明：在電路中，漏電動(dòng)勢(shì)上式說明：在電路中，漏電動(dòng)勢(shì) 可以用漏電抗可以用漏電抗的壓降的壓降 來代替。來代替。1 1E E1 10 0X XI I j j1 12 21 11 10 01 10 01 10 01 11 11 1N Ni iN Ni iN Ni iN NL L漏磁通漏磁通 所經(jīng)過路徑的磁導(dǎo)率是常數(shù)，所經(jīng)過路徑的磁導(dǎo)率是常數(shù)， 和漏電抗和漏電抗 亦是常數(shù)。亦是常數(shù)。1 11 11 1L L,1 1X X3.2.2 電壓平衡方程式、變比電壓平衡方程式、變比1 10 01 11 11 1R Ri ie ee eu u1 10 01 11 11 1R RI IE EE EU

15、 U1 10 01 1j X j XI IE E1 10 01 11 10 01 10 01 11 1Z ZI IE ER RI Ij X j XI IE EU U3.2.3 電壓平衡方程式、變比電壓平衡方程式、變比變壓器中，一次側(cè)繞組的電動(dòng)勢(shì)與二次側(cè)繞組的電動(dòng)勢(shì)之比變壓器中，一次側(cè)繞組的電動(dòng)勢(shì)與二次側(cè)繞組的電動(dòng)勢(shì)之比成為變比。成為變比。2 21 12 21 1N NN NE EE Ek k20201 12 21 1U UU UE EE Ek k對(duì)三相變壓器，變比指一、二次側(cè)相電動(dòng)勢(shì)之比對(duì)三相變壓器，變比指一、二次側(cè)相電動(dòng)勢(shì)之比3.2.3 空載電流空載電流1、空載電流的波形、空載電流的波形dt

16、dtd dN Ne eu u1 11 11 1電網(wǎng)電壓為正弦波，電網(wǎng)電壓為正弦波，故主磁通也為正弦波故主磁通也為正弦波若鐵心不飽和，空載電流也若鐵心不飽和，空載電流也為正弦波；為正弦波；但鐵心飽和時(shí)，空載電流為但鐵心飽和時(shí)，空載電流為尖頂波尖頂波。3.2.3 空載電流空載電流2、空載電流與主磁通的關(guān)系、空載電流與主磁通的關(guān)系若鐵心中沒有損耗，則空載電流與主磁通同相位若鐵心中沒有損耗，則空載電流與主磁通同相位但主磁通在鐵心中交變，但主磁通在鐵心中交變，在其中產(chǎn)生渦流在其中產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗（合稱為損耗和磁滯損耗（合稱為鐵耗）?？蛰d電鐵耗）?？蛰d電流將領(lǐng)先主磁通一個(gè)角度。流將領(lǐng)先主磁通一個(gè)角度

17、。m mFeFe0 0I II II ImI0I2E1E011UE變壓器的空載相量圖變壓器的空載相量圖FeI 3.2.3 空載電流空載電流2、空載電流與主磁通的關(guān)系、空載電流與主磁通的關(guān)系變壓器空載時(shí)，主磁場(chǎng)由空載電流建立，故空載電流也稱之為激磁電流。iiiFemmii 0Fei激磁電流有兩個(gè)分量：(1)磁化分量：(2)鐵耗分量：i3.2.3 空載電流空載電流2、空載電流與主磁通的關(guān)系、空載電流與主磁通的關(guān)系磁化電抗與鐵耗電阻jXEIXI jILjELNNeiNdtdidtdimdtdm111121111或3.2.3 空載電流空載電流磁化電抗與鐵耗電阻)11(1jXREIIIFeFem磁化電抗

18、：式中 稱為變壓器的磁化電抗，是表征鐵心磁化性能的一個(gè)參數(shù)。另外： 鐵耗電阻：稱為鐵耗電阻，是表征鐵心損耗的一個(gè)參數(shù)。12 fLX FeFeFeFeREIRIE11或2FeFeFeIpR（可得鐵心線圈的并聯(lián)等效電路)3.2.3 空載電流空載電流FeRE鐵心線圈的并聯(lián)等效電路FeI0IUIX 1R1X 3.2.3 空載電流空載電流由上式可得： 激磁電抗：是表征鐵心的磁化性能的一個(gè)等效參數(shù);激磁電阻：是表征鐵心損耗的一個(gè)等效參數(shù)。激磁阻抗：222XRRXXFeFem222XRXRRFeFemmmmjXRZ)(mmmmmjXRIZIE13.2 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行 3、空載時(shí)的等效電路、

19、空載時(shí)的等效電路m m0 01 1Z ZI IE Em mm mm mjXjXR RZ Z1 10 0m m0 01 1Z ZI IZ ZI IU U3.2 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行 3、空載時(shí)的等效電路、空載時(shí)的等效電路E1與Im是非線性關(guān)系，即激磁阻抗Zm不是常數(shù)，隨著飽合度的增加而減小。但考慮到實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)電壓近似為某一常值，可近似將Zm視為某一常值。3. 3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行1u1e2e20u1N2NLZ122i 1i3. 3.1 磁動(dòng)勢(shì)平衡方程磁動(dòng)勢(shì)平衡方程0 02 21 1F FF FF F0 01 12 22 21 11 1I IN NI IN NI

20、IN N0 02 21 12 21 1I II IN NN NI I1L1L0 01 12 20 02 21 12 20 01 1I II I) )N NI II II I) )N NN NI II I(k kI II I2 21L1L0 0I IN NI IN N2 22 21L1L1 11I忽略了漏阻抗壓降，忽略了漏阻抗壓降， 主主磁通磁通 不變。不變。從空載到負(fù)載，一次繞組電從空載到負(fù)載，一次繞組電流流 增加一個(gè)分量增加一個(gè)分量 以平衡以平衡次級(jí)繞組的作用。次級(jí)繞組的作用。11EU m LI13. 3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行1 1）變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，主磁通由一次側(cè)和二次側(cè)）變壓

21、器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，主磁通由一次側(cè)和二次側(cè)的磁動(dòng)勢(shì)共同建立；的磁動(dòng)勢(shì)共同建立；2 2）主磁通的大小與空載運(yùn)行時(shí)近似相等，磁動(dòng)勢(shì)）主磁通的大小與空載運(yùn)行時(shí)近似相等，磁動(dòng)勢(shì)也近似相等；也近似相等；3 3）一次側(cè)電流中增加了一個(gè)負(fù)載分量，以平衡二）一次側(cè)電流中增加了一個(gè)負(fù)載分量，以平衡二次側(cè)電流的作用次側(cè)電流的作用 ，0 02 21 1F FF FF F1L1L0 01 1I II II I0 0I IN NI IN N2 22 21L1L1 1負(fù)載運(yùn)行時(shí)磁動(dòng)勢(shì)平衡的幾點(diǎn)結(jié)論負(fù)載運(yùn)行時(shí)磁動(dòng)勢(shì)平衡的幾點(diǎn)結(jié)論3. 3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行1U1I11NI2U2I22NI1NI0 0m 2 1 1E

22、2E 111xI jE 222xI jE 11rI22rI負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過程負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過程3. 3.2 電壓平衡方程電壓平衡方程二次側(cè)繞組漏電動(dòng)勢(shì)：二次側(cè)繞組漏電動(dòng)勢(shì)：2 22 22 2X XI I j jE E2 22 22 2fLfL2 2L LX X二次側(cè)電壓平衡方程：二次側(cè)電壓平衡方程：2 22 22 22 2Z ZI IE EU U2 22 22 2jXjXR RZ Z3. 3.3 繞組折算繞組折算負(fù)載時(shí)一、二次側(cè)電壓平衡方程：負(fù)載時(shí)一、二次側(cè)電壓平衡方程：2 22 22 22 2Z ZI IE EU U1 11 11 11 1Z ZI IE EU U2 21 1E EE E

23、k k0 02 21 1I Ik kI II Im m0 01 1Z ZI IE E- -L L2 22 2Z ZI IU U由于變壓器的變由于變壓器的變比比k k較大，使得較大，使得一次側(cè)、二次側(cè)一次側(cè)、二次側(cè)的電壓和電流的的電壓和電流的數(shù)量級(jí)相差很大，數(shù)量級(jí)相差很大，不方便計(jì)算，畫不方便計(jì)算，畫相量圖更是困難，相量圖更是困難，為了方便計(jì)算和為了方便計(jì)算和得到變壓器的等得到變壓器的等效電路，而引入效電路，而引入繞組折算繞組折算3. 3.3 繞組折算繞組折算繞組折算的含義：通常是把二次側(cè)的繞組折算繞組折算的含義：通常是把二次側(cè)的繞組折算到一次側(cè)，即用一個(gè)匝數(shù)為到一次側(cè)，即用一個(gè)匝數(shù)為N1N1的

24、繞組去代替原的繞組去代替原變壓器匝數(shù)為變壓器匝數(shù)為N2N2的二次側(cè)繞組。的二次側(cè)繞組。要求折算前后，變壓器的電磁本質(zhì)不變，即要求要求折算前后，變壓器的電磁本質(zhì)不變，即要求折算后的二次側(cè)繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)的大小和分布折算后的二次側(cè)繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)的大小和分布和折算前相同。和折算前相同。2 22 21 12 2N NI IN NI I3. 3.2 電壓平衡方程電壓平衡方程二次側(cè)電流的折算二次側(cè)電流的折算2 22 21 12 22 2I Ik k1 1I IN NN NI I二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的折算二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的折算2 22 22 21 12 2E Ek kE EN NN NE E2 22 2E Ek kE

25、 E二次側(cè)阻抗的折算二次側(cè)阻抗的折算)(L L2 22 22 22 22 22 22 22 22 2L L2 2Z ZZ Zk kI IE Ek kI Ik k1 1E Ek kI IE EZ ZZ Z3. 3.2 電壓平衡方程電壓平衡方程折算規(guī)律：當(dāng)把二次側(cè)各物理量折算到一次側(cè)時(shí)，凡是單位為折算規(guī)律：當(dāng)把二次側(cè)各物理量折算到一次側(cè)時(shí)，凡是單位為V V的的乘以乘以k k，凡是單位為，凡是單位為的乘以的乘以 ，電流的折算乘以，電流的折算乘以2 2k kk k1 12222222222Xk XXtantanRk RR 2 22 22 22 22 22 22 22 22 22 2R RI IR Rk

26、 kI Ik k1 1R RI I)()(2 22 22 22 22 22 22 22 22 2coscosI IU UcoscosI Ik k1 1kUkUcoscosI IU U)(3. 3.2 電壓平衡方程電壓平衡方程折算后電壓平衡方程：折算后電壓平衡方程： 2 2 2 2 2 2 2 2Z ZI IE EU U1 11 11 11 1Z ZI IE EU U2 21 1E EE E0 02 21 1I II II Im m0 01 1Z ZI IE E- - L L 2 2 2 2Z ZI IU U2 22 22 22 2Z ZI IE EU U1 11 11 11 1Z ZI IE

27、EU U2 21 1E EE Ek k0 02 21 1I Ik kI II Im m0 01 1Z ZI IE E- -L L2 22 2Z ZI IU U3. 3.4 相量圖相量圖2U2I22rI22 xjI12EE m 0 0I2I 1I1E 11rI 11xI j1U2 2coscos1 1coscos已知已知U2/I2/cos2和變壓器的參數(shù)和變壓器的參數(shù)k/R1/x1 /R2/X2/Rm/Xm，可按以下步驟繪出向量圖。，可按以下步驟繪出向量圖。3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系用等值電路的形式單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系用等值電路的形式表示，

28、作為變壓器模擬仿真的電路模型。表示，作為變壓器模擬仿真的電路模型。1)T1)T型等效電路型等效電路2 2 型等效電路型等效電路3 3）簡(jiǎn)化等效電路）簡(jiǎn)化等效電路3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路等效電路的形成(1) T型等效電路型等效電路一次側(cè)：一次側(cè)：1 11 11 11 1Z ZI IE EU U1R1X1E1ImImRmX1U 3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路等效電路的形成(1) T型等效電路型等效電路二次側(cè)：二次側(cè)： 2 2 2 2 2 2 2 2Z ZI IE EU ULZ2I2U2E2R2X3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路等效電路的形成(1) T型等效電

29、路型等效電路2 21 1E EE E0 02 21 1I II II Im m0 01 1Z ZI IE E- -1R1X2R2XLZ1E1ImImRmX2I2U2E1U 3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路等效電路的形成(2) 型等效電路型等效電路1 11 11 1U UZ ZI I1 10 0I II I12XXXKmRmX1UmI12RRRK1I2I2U 3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路3、 簡(jiǎn)化等效電路簡(jiǎn)化等效電路k kk kk k2 21 1k k2 21 1k kjXjXR RZ ZX XX XX XR RR RR R)(2 2k kk k1 11 1U Uj X

30、j XR RI IU U3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行方法有基本公式、等值電路和相量圖。計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行方法有基本公式、等值電路和相量圖。 基本方程式：是變壓器的電磁關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式；基本方程式：是變壓器的電磁關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式；等值電路：等值電路： 是基本方程式的模擬電路；是基本方程式的模擬電路；相量圖：相量圖： 是基本方程的圖示表示；是基本方程的圖示表示；三者是統(tǒng)一的，三者是統(tǒng)一的， 一般定量計(jì)算用等效電路，討一般定量計(jì)算用等效電路，討論各物理量之間的相位關(guān)系用相量圖。論各物理量之間的相位關(guān)系用相量圖。 3. 4 變壓器的等效電路變壓器的等效電路例：一臺(tái)三相變

31、壓器：例：一臺(tái)三相變壓器：SN=315000kVASN=315000kVA，U1n/U2n=220/11kVU1n/U2n=220/11kV，YnD11YnD11連接，連接，F(xiàn)=50HzF=50Hz， = =0.038= =0.038， = = =， =17711=17711， =138451=138451，負(fù)載三角形接，負(fù)載三角形接， =11.52=11.52j8.64j8.64。當(dāng)高。當(dāng)高壓側(cè)接額定電壓時(shí)，求：壓側(cè)接額定電壓時(shí)，求：1 1）高壓方電流，從高壓方看進(jìn)去的功率因數(shù)）高壓方電流，從高壓方看進(jìn)去的功率因數(shù)2 2）低壓側(cè)電動(dòng)勢(shì)）低壓側(cè)電動(dòng)勢(shì)3 3）低壓側(cè)電壓、電流、負(fù)載功率因數(shù)、輸出

32、功率）低壓側(cè)電壓、電流、負(fù)載功率因數(shù)、輸出功率1 1R R 2 2R R 2 2X X1 1X Xm mX Xm mR RZ Z3. 5 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定1、空載試驗(yàn)、空載試驗(yàn)3. 5 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定空載試驗(yàn)直接測(cè)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)空載試驗(yàn)直接測(cè)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)側(cè)電壓試驗(yàn)側(cè)電壓1 1U U另一側(cè)空載電壓另一側(cè)空載電壓2020U U試驗(yàn)側(cè)電流試驗(yàn)側(cè)電流0 0I I試驗(yàn)側(cè)功率試驗(yàn)側(cè)功率0 0P P為了方便和安全，空載試驗(yàn)一般在低壓方進(jìn)行。為了方便和安全，空載試驗(yàn)一般在低壓方進(jìn)行。3. 5 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定空載試驗(yàn)可計(jì)算的參數(shù)空載試驗(yàn)可計(jì)算的參數(shù)變壓器變比：變壓器變比：20201 1U UU Uk k勵(lì)磁阻抗：勵(lì)磁阻抗：0 01 1m mI IU UZ Z勵(lì)磁電阻：勵(lì)磁電阻：0 00 0m mI IP PR R勵(lì)磁電抗：勵(lì)磁電抗：2 2m m2 2m mm mR RZ ZX X3. 5 變壓器的參數(shù)測(cè)定變壓器的參數(shù)測(cè)定空載試驗(yàn)中注