電機(jī)學(xué)最完整的的 經(jīng)典

1、.本章教學(xué)基本要求本章教學(xué)基本要求v1.了解變壓器的主要結(jié)構(gòu)、基本工作原理及主要額了解變壓器的主要結(jié)構(gòu)、基本工作原理及主要額定值的意義；定值的意義；v2.通過變壓器的負(fù)載運(yùn)行分析，深入理解負(fù)載運(yùn)行通過變壓器的負(fù)載運(yùn)行分析，深入理解負(fù)載運(yùn)行時(shí)變壓器各物理量之間的關(guān)系，繞組折算的物理意時(shí)變壓器各物理量之間的關(guān)系，繞組折算的物理意義及其計(jì)算方法，掌握負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等值電路、相義及其計(jì)算方法，掌握負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等值電路、相量圖、參數(shù)測(cè)定及求解電壓變化率和效率，學(xué)會(huì)分量圖、參數(shù)測(cè)定及求解電壓變化率和效率，學(xué)會(huì)分析變壓器的運(yùn)行性能；析變壓器的運(yùn)行性能；v3.熟悉三相變壓器的聯(lián)接組別，并能根據(jù)繞組接線熟悉三相變

2、壓器的聯(lián)接組別，并能根據(jù)繞組接線圖判別其聯(lián)接組別或按照已知的聯(lián)接組別畫出繞組圖判別其聯(lián)接組別或按照已知的聯(lián)接組別畫出繞組的接線圖。的接線圖。第三章第三章 變壓器變壓器.本章教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)v重點(diǎn)：重點(diǎn)：v1.理解在不同運(yùn)行狀態(tài)下理解在不同運(yùn)行狀態(tài)下I0、I1和和I2等參數(shù)的物理等參數(shù)的物理意義；意義；v2.變壓器的基本方程式、等值電路、相量圖；變壓器的基本方程式、等值電路、相量圖；v3.三相變壓器的聯(lián)接組別。三相變壓器的聯(lián)接組別。v難點(diǎn)：負(fù)載運(yùn)行時(shí)各量之間的關(guān)系。難點(diǎn)：負(fù)載運(yùn)行時(shí)各量之間的關(guān)系。.v 原繞組：原邊、初級(jí)、原繞組：原邊、初級(jí)、一次繞組一次繞組v 副繞組：副邊、次級(jí)、副繞組：副邊、次

3、級(jí)、二次繞組二次繞組v 鐵心鐵心v 電源：交流電源，在鐵電源：交流電源，在鐵心中的磁通是交變的，心中的磁通是交變的，在副邊感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，在副邊感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，提供給負(fù)載。提供給負(fù)載。原繞組原繞組副繞組副繞組鐵心鐵心電源電源負(fù)載負(fù)載W W1 1W W2 2第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的工作原理、分類及結(jié)構(gòu)變壓器的工作原理、分類及結(jié)構(gòu)一、變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理.工作原理 當(dāng)原繞組外加電壓當(dāng)原繞組外加電壓U1時(shí)，原邊就有電流時(shí)，原邊就有電流I1流流過，并在鐵芯中產(chǎn)生與過，并在鐵芯中產(chǎn)生與U1同頻率的交變主磁通同頻率的交變主磁通，主磁通同時(shí)鏈繞原、副繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定，主磁通同時(shí)鏈繞原、副繞組，

4、根據(jù)電磁感應(yīng)定律，會(huì)在原、副繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)律，會(huì)在原、副繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E1、E2，副，副邊在邊在E2的作用下產(chǎn)生負(fù)載電流的作用下產(chǎn)生負(fù)載電流I2，向負(fù)載輸出電，向負(fù)載輸出電能。能。 . 變壓器的主要部件變壓器的主要部件鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。.原理根據(jù)電磁感應(yīng)定律則有：dtdNedtdNe2211kNNEE2121式中式中k為變壓器變比（

5、匝比）。為變壓器變比（匝比）。若忽略繞組內(nèi)阻和漏磁通，原、副繞組端電壓近似為：若忽略繞組內(nèi)阻和漏磁通，原、副繞組端電壓近似為：2211EUEUkNNEEUU212121忽略鐵心中的損耗，根據(jù)能量守恒定律，有：忽略鐵心中的損耗，根據(jù)能量守恒定律，有：2211IUIU.電源變壓器電源變壓器電力變壓器電力變壓器控制變壓器控制變壓器接觸調(diào)壓器接觸調(diào)壓器三相干式變壓器三相干式變壓器.鐵心鐵心繞組繞組油箱油箱絕緣套管絕緣套管其它附件其它附件三、變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介三、變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介.鐵心鐵心變壓器中主要的磁路部分，變壓器中主要的磁路部分，分為鐵心柱與鐵軛兩部分。分為鐵心柱與鐵軛兩部分。 單相芯式變壓器單相芯

6、式變壓器11鐵心柱鐵心柱 22鐵軛鐵軛33高壓線圈高壓線圈 44低壓線圈低壓線圈三相芯式變壓器三相芯式變壓器11鐵心柱鐵心柱 22鐵軛鐵軛33高壓線圈高壓線圈 44低壓線圈低壓線圈.單相殼式變壓器單相殼式變壓器11鐵心柱鐵心柱 22鐵軛鐵軛 33繞組繞組繞組繞組變壓器中的電路部分。變壓器中的電路部分。 11低壓繞組低壓繞組 22高壓繞組高壓繞組交疊式繞組交疊式繞組.繞組繞組由漆包線或銅條繞制而成，由漆包線或銅條繞制而成，它構(gòu)成變壓器的電路部分。它構(gòu)成變壓器的電路部分。.油浸式電力變壓器油浸式電力變壓器11信號(hào)式溫度計(jì)信號(hào)式溫度計(jì)22吸濕器吸濕器33儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜44油位計(jì)油位計(jì)55安全氣道安全氣

7、道66氣體繼電器氣體繼電器77高壓套管高壓套管88低壓套管低壓套管99分接開關(guān)分接開關(guān)1010油箱油箱1111鐵心鐵心1212線圈線圈1313放油閥門放油閥門油箱、絕緣套管、其它附件油箱、絕緣套管、其它附件.油箱油箱 是裝變壓器油的，為了便于散熱，有的箱壁是裝變壓器油的，為了便于散熱，有的箱壁上焊有散熱管。上焊有散熱管。 變壓器油的作用是絕緣和冷卻。變壓器油的作用是絕緣和冷卻。.不論是不論是Y Y接還是接還是接。接。.，根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出來的，根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出來的線電流。線電流。. 例例3-13-1 有一臺(tái)三相油浸自冷式鋁線電力變壓器，有一臺(tái)三相油浸自冷式鋁線電力變壓器，

8、AkV160NS聯(lián)結(jié)yn0Y,kV4 . 0/kV35/2NN1UU試求一次、二次繞組的額定電流。試求一次、二次繞組的額定電流。解解：A64. 2A10353101603331NNN1USIA9 .230A104 . 03101603332NNN2USI.一、空載運(yùn)行的物理情況一、空載運(yùn)行的物理情況l i2=0,磁通由磁通由i0建立建立l 漏磁通的磁路是線性的漏磁通的磁路是線性的l 原邊漏磁通原邊漏磁通s1與原邊匝鏈與原邊匝鏈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為es1l 主磁通主磁通與原邊匝鏈，感應(yīng)與原邊匝鏈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為e1l 主磁通主磁通與副邊匝鏈，感應(yīng)與副邊匝鏈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)為e2

9、l 主磁通主磁通是傳遞能量的媒介是傳遞能量的媒介1 1 主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通第第二節(jié)節(jié) 單相變壓器的空載運(yùn)行單相變壓器的空載運(yùn)行 變壓器空載運(yùn)行也稱無載運(yùn)行，它是指原邊加電源變壓器空載運(yùn)行也稱無載運(yùn)行，它是指原邊加電源電壓，副邊開路的運(yùn)行狀況。電壓，副邊開路的運(yùn)行狀況。.單相變壓器的空載運(yùn)行dtdNeudtdNedtdNeFNiium111120221101001.2 正方向的規(guī)定正方向的規(guī)定的正方向：1U電壓的正方向是指電壓的正方向是指電位降低電位降低的方向。的方向。由電壓的正方向決定，為從由電壓的正方向決定，為從AX“正電壓產(chǎn)生正電流正電壓產(chǎn)生正電流”的正方向：根據(jù)電流根據(jù)電流I1

10、的正方向，用右手螺旋法則規(guī)定的正方向，用右手螺旋法則規(guī)定磁通磁通的正方向的正方向。“正電流產(chǎn)生正磁通正電流產(chǎn)生正磁通”的正方向的正方向:1I.2 正方向的規(guī)定正方向的規(guī)定的正方向：1E原邊電動(dòng)勢(shì)的原邊電動(dòng)勢(shì)的正方向與電正方向與電流流I I1 1的正方向相同（由上的正方向相同（由上指向下）。指向下）。原副繞組由同一磁通交鏈，故電動(dòng)勢(shì)原副繞組由同一磁通交鏈，故電動(dòng)勢(shì)E2的正方向的正方向亦由上指向下（與原邊電動(dòng)勢(shì)方向相同）。亦由上指向下（與原邊電動(dòng)勢(shì)方向相同）。2 2正方向與正方向與 的正方向相反的正方向相反的正方向：2E2E.即原邊電流方向就是電動(dòng)勢(shì)方向即原邊電流方向就是電動(dòng)勢(shì)方向( (從上而下從

11、上而下) ).一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況一次繞組和二次繞組的電動(dòng)勢(shì)一次繞組和二次繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式平衡方程式tNtNrieeriumdddd)()(1111011101tNeumdd2220其中，其中，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；r1 一次繞組一次繞組的電阻。的電阻。m 主磁通；主磁通；1 一次繞組漏磁通。一次繞組漏磁通。.1 1、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與主磁通空載運(yùn)行時(shí)，忽略空載運(yùn)行時(shí)，忽略i0r1和和e1 11eu tmmsin設(shè)：設(shè)：)2/sin()90sin(dd1111tEtNtNemmm)2/sin()

12、90sin(dd2222tEtNtNemmm感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1 和和e2 均滯后于均滯后于m 90電角度電角度，其有效值為其有效值為mmmmfNfNNEE1111144. 42222mmmmfNfNNEE2222244. 42222E1和和E2的相量表達(dá)式的相量表達(dá)式mfNE1144. 4 jmfNE2244. 4 j.2、空載電流、空載電流 空載電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是空載電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量勵(lì)磁分量，作用是建立，作用是建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生主磁通磁場(chǎng)，產(chǎn)生主磁通無功分量；另一個(gè)是無功分量；另一個(gè)是鐵耗分量鐵耗分量，作用，作用是供變壓器鐵心損耗是供變壓器鐵心損耗有功分量。有功分量。

13、 性質(zhì)：由于空載電流的性質(zhì)：由于空載電流的勵(lì)磁勵(lì)磁分量遠(yuǎn)大于分量遠(yuǎn)大于鐵耗鐵耗分量，所以空分量，所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)載電流主要是感性無功性質(zhì)也稱勵(lì)磁電流；也稱勵(lì)磁電流； 可見，感應(yīng)電勢(shì)的大小與匝數(shù)和主磁通幅值成正比，相可見，感應(yīng)電勢(shì)的大小與匝數(shù)和主磁通幅值成正比，相位滯后于主磁通相量位滯后于主磁通相量90。. 空載電流空載電流2Fe2mFemIIIIII空載電流空載電流磁化電流磁化電流鐵損電流鐵損電流產(chǎn)生磁通。產(chǎn)生磁通。它與它與磁通同相位磁通同相位，是無功分量。，是無功分量。產(chǎn)生鐵心損耗。產(chǎn)生鐵心損耗。它與磁通垂直，是有功分量。它與磁通垂直，是有功分量。在數(shù)值上，一般有在數(shù)值上，一般

14、有I IFe 。因此空載電流可以認(rèn)為是勵(lì)磁電流因此空載電流可以認(rèn)為是勵(lì)磁電流用向量表示空載電流用向量表示空載電流空載電流與主磁通的夾角空載電流與主磁通的夾角稱為稱為鐵損角鐵損角。mIFeImImI0IIFeI.)2sin()90sin()cos(101111111tEtNtNdtdNemmm11111111222NNNEEmmm0111INL電感定義電感定義0101001011j9090IxILjILEE原邊漏電抗的大小：原邊漏電抗的大?。?、漏磁通和漏電抗、漏磁通和漏電抗電流電流.v 空載時(shí)空載時(shí)m很小，很小，1-1，空載時(shí)的功，空載時(shí)的功率因數(shù)角率因數(shù)角 0 90，功率因數(shù)很低，所以變，功

15、率因數(shù)很低，所以變壓器一般不空載運(yùn)行。壓器一般不空載運(yùn)行。二、空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、相量圖二、空載運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、相量圖 及等效電路及等效電路.mII0.第第三節(jié)節(jié) 單相變壓器的基本方程式單相變壓器的基本方程式.變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)電磁關(guān)系 1111111FNieiu2210ueeFm222222eFNii.負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁勢(shì)平衡方程式 從負(fù)載運(yùn)行的電磁關(guān)系分析可知，由于副邊出從負(fù)載運(yùn)行的電磁關(guān)系分析可知，由于副邊出現(xiàn)了負(fù)載電流現(xiàn)了負(fù)載電流I2，在副邊要產(chǎn)生磁勢(shì)，在副邊要產(chǎn)生磁勢(shì)F2=I2N2，使主，使主磁通發(fā)生變化，從而引起磁通發(fā)生變化，從而引起E1、E2的變化，的變化，E1的變

16、化的變化又使原邊從空載電流又使原邊從空載電流I0變化為負(fù)載電流變化為負(fù)載電流I1，產(chǎn)生的磁，產(chǎn)生的磁勢(shì)為勢(shì)為F1=I1N1，它一方面要建立主磁通，它一方面要建立主磁通m，另一方面，另一方面要抵消要抵消F2對(duì)主磁通的影響。由于負(fù)載時(shí)的對(duì)主磁通的影響。由于負(fù)載時(shí)的I1z1很小，很小，約占約占6%U1N，忽略，忽略I1z1時(shí)有時(shí)有1-1，則可認(rèn)為，則可認(rèn)為 空載時(shí)主磁通與負(fù)載時(shí)主磁通近似相等空載時(shí)主磁通與負(fù)載時(shí)主磁通近似相等。.一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況一、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況 由于電源電壓恒定，即由于電源電壓恒定，即U1= =常數(shù)，則常數(shù)，則E1常數(shù)，常數(shù)，m常數(shù)。因常數(shù)。因此，達(dá)到新的電動(dòng)勢(shì)平衡的

17、條件是使一次繞組的電流增量所產(chǎn)生的此，達(dá)到新的電動(dòng)勢(shì)平衡的條件是使一次繞組的電流增量所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與二次繞組電流所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相抵消，以維持主磁通基本磁動(dòng)勢(shì)與二次繞組電流所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)相抵消，以維持主磁通基本不變，以及由主磁通所感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)基本不變。不變，以及由主磁通所感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)基本不變。02211NINI2121INNI.二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式變壓器的基本方程變壓器的基本方程按照按照方程的類別方程的類別列列原副端磁動(dòng)勢(shì)平衡方程原副端磁動(dòng)勢(shì)平衡方程原端電壓方程式原端電壓方程式副端電壓方程式副端電壓方程式原端電勢(shì)方程原端電勢(shì)方程原副端電勢(shì)聯(lián)系原副端電勢(shì)聯(lián)系

18、負(fù)載方程負(fù)載方程.二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式1 1、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式2 2、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式0)(22112211NINIININIm12211NININIm.和漏電抗；和漏電抗；zL為負(fù)載阻抗。為負(fù)載阻抗。分別為一次和二次繞組的漏阻抗、電阻分別為一次和二次繞組的漏阻抗、電阻212121xxrrZZ和、mmZIE1111111111jZIExIrIEU222222222jZIExIrIEUKNNEE2121/原端電壓方程式原端電壓方程式副端電壓方程式副端電壓方程式原副端電勢(shì)聯(lián)系原副端電勢(shì)聯(lián)系負(fù)載方程負(fù)載方程LLLzIjxrIU222

19、)(原端電勢(shì)方程原端電勢(shì)方程.變壓器的參數(shù)折算變壓器的參數(shù)折算 折算的目的折算的目的 第四節(jié)第四節(jié) 變壓器的等效電路及相量圖變壓器的等效電路及相量圖.折算折算 變壓器折算原則：變壓器折算原則：折算前后變壓器中的主磁通、原、副折算前后變壓器中的主磁通、原、副邊的漏磁通的數(shù)量和空間分布情況不變，保持輸出功率、損邊的漏磁通的數(shù)量和空間分布情況不變，保持輸出功率、損耗不變。耗不變。 折算方法：折算方法：將原、副邊繞組匝數(shù)變換成相同匝數(shù)，一將原、副邊繞組匝數(shù)變換成相同匝數(shù)，一般是副邊向原邊折算，即用匝數(shù)為般是副邊向原邊折算，即用匝數(shù)為N N1 1的原繞組匝數(shù)，代替副的原繞組匝數(shù)，代替副繞組匝數(shù)，并保持副

20、邊的磁勢(shì)不變，折算后的各物理量右繞組匝數(shù)，并保持副邊的磁勢(shì)不變，折算后的各物理量右上角都加上角都加“”。. 即將具有兩個(gè)電路和一個(gè)磁路的變壓器，簡(jiǎn)化為一個(gè)與即將具有兩個(gè)電路和一個(gè)磁路的變壓器，簡(jiǎn)化為一個(gè)與變壓器在電磁關(guān)系上等值的線性電路，這就是折算。變壓器在電磁關(guān)系上等值的線性電路，這就是折算。 折算前后變壓器的磁勢(shì)、磁場(chǎng)、功率和損耗都不變。折算前后變壓器的磁勢(shì)、磁場(chǎng)、功率和損耗都不變。通常將副繞組折算到原繞組。通常將副繞組折算到原繞組。 即用一個(gè)匝數(shù)為即用一個(gè)匝數(shù)為N1的與副繞組有相同磁勢(shì)的新繞組的與副繞組有相同磁勢(shì)的新繞組去代替原來的副繞組。去代替原來的副繞組。.折算過程折算過程mfNE2

21、244. 4.222222xIxI22222222xKxIIx.將副邊各量折算到原邊的法則是：將副邊各量折算到原邊的法則是： 電勢(shì)和電壓乘以電勢(shì)和電壓乘以k k，電流除以，電流除以k k，電阻、，電阻、電抗、阻抗乘以電抗、阻抗乘以k k2 2( (功率因數(shù)角不變功率因數(shù)角不變) ).折算后負(fù)載的折算后負(fù)載的6 6個(gè)基本方程式個(gè)基本方程式.二二 、等效電路、等效電路圖中，二次繞組各量均已經(jīng)歸算到一次繞組，即圖中，二次繞組各量均已經(jīng)歸算到一次繞組，即12NN 12EE圖中圖中a、b和和c、d分別是等電位點(diǎn)，可連接起來而不改變運(yùn)行情況。分別是等電位點(diǎn)，可連接起來而不改變運(yùn)行情況。于是作出變壓器的于是

22、作出變壓器的T形等效電路。（由前述的基本方程式也可得形等效電路。（由前述的基本方程式也可得出該等效電路）出該等效電路）.二二 、等效電路、等效電路T型等效電路型等效電路其形狀像字母其形狀像字母T T，所以稱為，所以稱為T T型等效電路型等效電路1 1、T T型等效電路型等效電路.等值電路等值電路v“T”型等值電路型等值電路v由原邊由原邊AX端看存在：端看存在： FmmmzzzzEIEIzIIEzIzIEIUz2122112111111111111)(zUI11.三三 、相量圖、相量圖.T型等值電路相量圖型等值電路相量圖.2、“”型近似等值電路型近似等值電路z z1 1z zm m，為了簡(jiǎn)化計(jì)算

23、，將勵(lì)磁支路左移到電源端，使其成，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將勵(lì)磁支路左移到電源端，使其成為為“”等值電路，近似后所引起的誤差，工程上允許。等值電路，近似后所引起的誤差，工程上允許。四四 、近似等效電路圖、近似等效電路圖變壓器的變壓器的型等值電路型等值電路.簡(jiǎn)化等值電路簡(jiǎn)化等值電路v由于由于ImI I20202 2R R2 2，故，故可忽略空載銅耗，認(rèn)可忽略空載銅耗，認(rèn)P P0 0p pFeFe= =I I20202 2R Rm m。. 通過測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計(jì)算變比、通過測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計(jì)算變比、鐵耗和勵(lì)磁阻抗。鐵耗和勵(lì)磁阻抗。變壓器空載運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為輸入功率

24、變壓器空載運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為輸入功率p0完全用來抵償鐵耗。完全用來抵償鐵耗。Fe0pp .實(shí)驗(yàn)說明1v由于由于 可認(rèn)為可認(rèn)為v勵(lì)磁阻抗：勵(lì)磁阻抗： v勵(lì)磁電阻：勵(lì)磁電阻： v勵(lì)磁電抗：勵(lì)磁電抗： 00mIUzz21000mIPRr2m2mmrzx11;rrzzmm.實(shí)驗(yàn)說明2 由于空載實(shí)驗(yàn)在低壓側(cè)做，計(jì)算所得的勵(lì)由于空載實(shí)驗(yàn)在低壓側(cè)做，計(jì)算所得的勵(lì)磁參數(shù)是低壓側(cè)的值，如需折算到高壓側(cè)，各磁參數(shù)是低壓側(cè)的值，如需折算到高壓側(cè)，各計(jì)算值應(yīng)乘計(jì)算值應(yīng)乘k2，還應(yīng)注意的是，勵(lì)磁參數(shù)隨電，還應(yīng)注意的是，勵(lì)磁參數(shù)隨電壓的大小而變化，計(jì)算時(shí)要取額定電壓下的數(shù)壓的大小而變化，計(jì)算時(shí)要取額定電壓下的數(shù)據(jù)。對(duì)于三相

25、變壓器測(cè)得的功率是三相的，而據(jù)。對(duì)于三相變壓器測(cè)得的功率是三相的，而勵(lì)磁參數(shù)是指每一相的，故在計(jì)算時(shí)應(yīng)將三相勵(lì)磁參數(shù)是指每一相的，故在計(jì)算時(shí)應(yīng)將三相功率除以功率除以3，即取一相功率計(jì)算，同時(shí)應(yīng)將測(cè)得，即取一相功率計(jì)算，同時(shí)應(yīng)將測(cè)得的線值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相值數(shù)據(jù)。的線值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相值數(shù)據(jù)。.二、負(fù)載試驗(yàn)二、負(fù)載試驗(yàn) 通過測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來計(jì)算變壓通過測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。（又稱短路試驗(yàn)）（又稱短路試驗(yàn)）.短路實(shí)驗(yàn)說明1 變壓器短路實(shí)驗(yàn)一般在高壓側(cè)做，即原邊加電壓，副邊短變壓器短路實(shí)驗(yàn)一般在高壓側(cè)

26、做，即原邊加電壓，副邊短路。應(yīng)注意的是，由于變壓器的短路阻抗路。應(yīng)注意的是，由于變壓器的短路阻抗zk一般很小，當(dāng)原一般很小，當(dāng)原邊的電流達(dá)到額定值時(shí)，原邊所加的電壓很低，約為額定邊的電流達(dá)到額定值時(shí)，原邊所加的電壓很低，約為額定電壓的電壓的5%10%，所以在短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器的高壓繞組，所以在短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器的高壓繞組前接自耦變壓器，將自耦變壓器的輸出電壓由零開始慢慢前接自耦變壓器，將自耦變壓器的輸出電壓由零開始慢慢升高，直至短路電流為額定電流為止，記錄原邊的短路電升高，直至短路電流為額定電流為止，記錄原邊的短路電壓壓Uk、電流、電流I1和輸入功率和輸入功率Pk數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。.短路實(shí)驗(yàn)說明2

27、短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器副邊無功率輸出，輸入功率全部短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器副邊無功率輸出，輸入功率全部消耗在內(nèi)部，由于當(dāng)繞組中短路電流為額定值時(shí)，原邊所消耗在內(nèi)部，由于當(dāng)繞組中短路電流為額定值時(shí)，原邊所加的電壓很低，主磁通比正常運(yùn)行時(shí)小很多，鐵芯損耗加的電壓很低，主磁通比正常運(yùn)行時(shí)小很多，鐵芯損耗pFe與銅損與銅損pCu相比可忽略，短路損耗中主要是原、副邊的相比可忽略，短路損耗中主要是原、副邊的銅損，即有：銅損，即有：PkpCu= pCu1+ pCu2。.短路參數(shù)計(jì)算v 根據(jù)測(cè)得的短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算單相變壓器的參數(shù)根據(jù)測(cè)得的短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算單相變壓器的參數(shù)v 短路阻抗：短路阻抗：v 短路電阻：短路電阻

28、：v 短路電抗：短路電抗：v 根據(jù)規(guī)定，測(cè)得的電阻應(yīng)換算到國(guó)標(biāo)規(guī)定的根據(jù)規(guī)定，測(cè)得的電阻應(yīng)換算到國(guó)標(biāo)規(guī)定的75時(shí)的數(shù)值，時(shí)的數(shù)值，換算公式為：換算公式為：1kkIUz21kkIPr 2k2kkrzx.對(duì)于銅線：對(duì)于銅線：對(duì)于鋁線：對(duì)于鋁線：式中式中為實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度（為實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度（）。）。2287522875kCkrr5 .234755 .23475kCkrr.說明v在在75時(shí)的短路阻抗為：時(shí)的短路阻抗為： v 對(duì)于三相變壓器應(yīng)注意用相值計(jì)算，所對(duì)于三相變壓器應(yīng)注意用相值計(jì)算，所得的參數(shù)也是每相值。如果要將原、副邊參得的參數(shù)也是每相值。如果要將原、副邊參數(shù)分開，可近似認(rèn)為：數(shù)分開，可近似

29、認(rèn)為：r1r2；x1x2；z1z2。227575kCkCkxrz.標(biāo)么值標(biāo)么值.阻抗電壓阻抗電壓的標(biāo)么值的標(biāo)么值*kNCk751N1NCk751NCk751N1N1k*kZZZ/IUZUZIUUu*kZ其中其中,為短路阻抗的相對(duì)值為短路阻抗的相對(duì)值.標(biāo)幺值v 在變壓器和電機(jī)的工程計(jì)算中，為了分析和運(yùn)算的方便，往在變壓器和電機(jī)的工程計(jì)算中，為了分析和運(yùn)算的方便，往往采用標(biāo)幺值。變壓器原、副邊電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值往采用標(biāo)幺值。變壓器原、副邊電壓、電流、阻抗的標(biāo)幺值為：為：v v v 采用標(biāo)幺值時(shí)，變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值與額定電流下的短采用標(biāo)幺值時(shí)，變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值與額定電流下的短路電壓標(biāo)

30、幺值相等，即有：路電壓標(biāo)幺值相等，即有： 22*211*122*211*1；*2*2222222*2*1*1111111*1/；*111111*/kNkNkNNNkNkkUUUUzIIUzzzz.三相變壓器應(yīng)用應(yīng)用： 三相變壓器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。三相變壓器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。特點(diǎn)特點(diǎn)： 在對(duì)稱三相負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，變壓器在對(duì)稱三相負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，變壓器的各相電壓、電流大小相等，互差的各相電壓、電流大小相等，互差120相角，三相完全對(duì)稱。相角，三相完全對(duì)稱。第六節(jié)第六節(jié) 三相變壓器三相變壓器.組式 每相都有自己獨(dú)立的磁路，互不相關(guān)，各相的勵(lì)磁電每相都有自己獨(dú)立的磁路，互不相關(guān)，各相的勵(lì)磁電流在數(shù)

31、值上完全相等。流在數(shù)值上完全相等。三相變壓器的磁路系統(tǒng).芯式變壓器 特點(diǎn)特點(diǎn)： 是三相磁路相互關(guān)聯(lián)，磁路長(zhǎng)度不等，當(dāng)外是三相磁路相互關(guān)聯(lián)，磁路長(zhǎng)度不等，當(dāng)外加三相對(duì)稱電壓時(shí)，三相勵(lì)磁電流不對(duì)稱，但因加三相對(duì)稱電壓時(shí)，三相勵(lì)磁電流不對(duì)稱，但因勵(lì)磁電流很小，可忽略對(duì)負(fù)載運(yùn)行的影響，這種勵(lì)磁電流很小，可忽略對(duì)負(fù)載運(yùn)行的影響，這種結(jié)構(gòu)的變壓器稱為三相芯式變壓器。結(jié)構(gòu)的變壓器稱為三相芯式變壓器。.芯式變壓器應(yīng)用應(yīng)用： 大、中、小容量的變壓器廣泛用于電力系統(tǒng)大、中、小容量的變壓器廣泛用于電力系統(tǒng)中。中。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 節(jié)省材料，體積小，效率高，維護(hù)方便。節(jié)省材料，體積小，效率高，維護(hù)方便。.芯式變壓器結(jié)構(gòu)v

32、（a）三相星形磁路）三相星形磁路 （b）三相磁通向量圖）三相磁通向量圖v （c）實(shí)際芯式變壓器的磁路）實(shí)際芯式變壓器的磁路.芯式變壓器.三相變壓器的繞組聯(lián)接組別 三相繞組接線有：星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)三相繞組接線有：星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)v星形聯(lián)結(jié)記作：星形聯(lián)結(jié)記作：“Y”或或“y” v三角形聯(lián)結(jié)記作：三角形聯(lián)結(jié)記作：“D”或或“d”.繞組標(biāo)記繞組名稱繞組名稱 單相變壓器單相變壓器 三相變壓器三相變壓器 中性中性點(diǎn)點(diǎn) 首端首端 末端末端首端首端 末端末端高壓繞組高壓繞組AXA、B、CX、Y、ZN低壓繞組低壓繞組axa、b、c x、y、zn.星形聯(lián)結(jié)v星形聯(lián)結(jié)的三相繞星形聯(lián)結(jié)的三相繞組特點(diǎn)：三個(gè)末端

33、組特點(diǎn)：三個(gè)末端連接在一起形成中連接在一起形成中性點(diǎn)，如果將中性性點(diǎn)，如果將中性點(diǎn)引出，就形成了點(diǎn)引出，就形成了三相四線制了，表三相四線制了，表示為示為YN或或yn。.三角形聯(lián)結(jié) 三角形聯(lián)結(jié)的三相繞組接法有兩種。. 變壓器的同一相高、低壓繞組都是繞在同一鐵變壓器的同一相高、低壓繞組都是繞在同一鐵芯柱上，并被同一主磁通交鏈，當(dāng)主磁通交變時(shí)，芯柱上，并被同一主磁通交鏈，當(dāng)主磁通交變時(shí)，在高、低壓繞組中感應(yīng)的電勢(shì)之間存在一定的極性在高、低壓繞組中感應(yīng)的電勢(shì)之間存在一定的極性關(guān)系。關(guān)系。1.高低壓繞組中電壓的相位同名端：同名端： 在任一瞬間，高壓繞組的某一端的電位為正在任一瞬間，高壓繞組的某一端的電位

34、為正時(shí)，低壓繞組也必有一端的電位為正，這兩個(gè)繞時(shí)，低壓繞組也必有一端的電位為正，這兩個(gè)繞組間同極性的一端稱為同名端，記作組間同極性的一端稱為同名端，記作“”。 .2.聯(lián)結(jié)組別 變壓器聯(lián)結(jié)組別用時(shí)鐘表示法表示。變壓器聯(lián)結(jié)組別用時(shí)鐘表示法表示。規(guī)定規(guī)定： 高壓繞組電壓從高壓繞組電壓從A指向指向X，記為，記為“ AX”，簡(jiǎn)記為簡(jiǎn)記為“ A” ，低壓繞組電勢(shì)從，低壓繞組電勢(shì)從a指向指向x，簡(jiǎn)，簡(jiǎn)記為記為“ a ”。聯(lián)結(jié)組別：聯(lián)結(jié)組別：高低壓兩側(cè)的電壓的相位關(guān)系高低壓兩側(cè)的電壓的相位關(guān)系.時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法：時(shí)鐘表示法： 把高壓繞組把高壓繞組線電壓線電壓作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針，永作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向遠(yuǎn)指向

35、“12”點(diǎn)鐘，低壓繞組的線電壓作為點(diǎn)鐘，低壓繞組的線電壓作為短針，根據(jù)高、低壓繞組線電壓之間的相短針，根據(jù)高、低壓繞組線電壓之間的相位指向不同的鐘點(diǎn)。位指向不同的鐘點(diǎn)。.單相變壓器組別 單相變壓器高、低壓繞組電壓相位單相變壓器高、低壓繞組電壓相位關(guān)系只有同相位和反相位兩種，因此關(guān)系只有同相位和反相位兩種，因此只有同相變壓器和反相變壓器。只有同相變壓器和反相變壓器。.同相變壓器記作“/-0”.反相變壓器記作“/-6”.a)I/I-0聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組b)I/I-6聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組 小結(jié)：在同一個(gè)鐵芯柱上的繞組，其端電壓的方向不是相同小結(jié)：在同一個(gè)鐵芯柱上的繞組，其端電壓的方向不是相同就是相反。判斷相同和相

36、反就看首端是否是同名端，首端是就是相反。判斷相同和相反就看首端是否是同名端，首端是同名端則相同，否則則相反。同名端則相同，否則則相反。.一、三相變壓器的電路系統(tǒng)一、三相變壓器的電路系統(tǒng)聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組1 1、聯(lián)結(jié)法、聯(lián)結(jié)法a)星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)b)三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)3. 三相變壓器聯(lián)結(jié)組別三相變壓器聯(lián)結(jié)組別.Y, y0 聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組.Y, d11 聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組 根據(jù)中性線之間的夾角確定組別根據(jù)中性線之間的夾角確定組別( (僅看僅看AaAa相相) )，高高壓側(cè)三角形的中性線指向壓側(cè)三角形的中性線指向1212點(diǎn)。點(diǎn)。.二、三相變壓器的磁路系統(tǒng)二、三相變壓器的磁路系統(tǒng) 鐵心的結(jié)構(gòu)形式鐵心的結(jié)構(gòu)形式a)單

37、相芯式鐵心的合并單相芯式鐵心的合并 b)鐵心的演變鐵心的演變 c)c)三相芯式鐵心三相芯式鐵心 . 確定三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的步驟是：確定三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的步驟是：根據(jù)三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式（根據(jù)三相變壓器繞組聯(lián)結(jié)方式（Y或或y、D或或d）畫）畫出高、低壓繞組接線圖（繞組按出高、低壓繞組接線圖（繞組按A、B、C相序自相序自左向右排列）；左向右排列）；在接線圖上標(biāo)出相電壓和線電壓的假定正方向在接線圖上標(biāo)出相電壓和線電壓的假定正方向畫出高壓繞組電壓相量圖，根據(jù)單相變壓器判斷畫出高壓繞組電壓相量圖，根據(jù)單相變壓器判斷同一相的相電壓方法，將同一相的相電壓方法，將A、a重合，再畫出低壓重合，再畫出低壓繞

38、組的電壓相量圖（畫相量圖時(shí)應(yīng)注意三相量按繞組的電壓相量圖（畫相量圖時(shí)應(yīng)注意三相量按順相序畫）；順相序畫）；根據(jù)高、低壓繞組線電壓相位差，確定聯(lián)結(jié)組別根據(jù)高、低壓繞組線電壓相位差，確定聯(lián)結(jié)組別的標(biāo)號(hào)。的標(biāo)號(hào)。三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的另一種方法三相變壓器聯(lián)結(jié)組別的另一種方法.例題1.例題2.例題3.例題例題4 4Yd9聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組.總結(jié)總結(jié) Yy聯(lián)結(jié)：聯(lián)結(jié)：共有共有Yy0、Yy4、Yy8、Yy6、Yy10、Yy2六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為偶數(shù)。六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為偶數(shù)。 Yd聯(lián)結(jié)：聯(lián)結(jié)：共有共有Yd1、Yd5、Yd9、Yd7、Yd11、Yd3六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為奇數(shù)。六種聯(lián)結(jié)組別，標(biāo)號(hào)為奇數(shù)。三相變壓器聯(lián)結(jié)

39、組別總結(jié)三相變壓器聯(lián)結(jié)組別總結(jié).標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別 為了避免制造和使用上的混亂，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為了避免制造和使用上的混亂，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)單相雙繞組電力變壓器只有對(duì)單相雙繞組電力變壓器只有0聯(lián)結(jié)組別一種。聯(lián)結(jié)組別一種。對(duì)三相雙繞組電力變壓器規(guī)定只有對(duì)三相雙繞組電力變壓器規(guī)定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和和Yy0五種。五種。v Yyn0組別的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供電組別的三相電力變壓器用于三相四線制配電系統(tǒng)中，供電給動(dòng)力和照明的混合負(fù)載；給動(dòng)力和照明的混合負(fù)載；v Yd11組別的三相電力變壓器用于低壓高于組別的三相電力變壓器用于低壓高于0.4kV的線路中；的線路中；v

40、YNd11組別的三相電力變壓器用于組別的三相電力變壓器用于110kV以上的中性點(diǎn)需接地以上的中性點(diǎn)需接地的高壓線路中；的高壓線路中；v YNy0組別的三相電力變壓器用于原邊需接地的系統(tǒng)中；組別的三相電力變壓器用于原邊需接地的系統(tǒng)中；v Yy0組別的三相變壓器用于供電給三相動(dòng)力負(fù)載的線路中。組別的三相變壓器用于供電給三相動(dòng)力負(fù)載的線路中。.主磁通為正主磁通為正弦波弦波三、三相變壓器的電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形影響三、三相變壓器的電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形影響.三、三相變壓器的電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形影響三、三相變壓器的電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)波形影響正弦波的勵(lì)磁電流會(huì)激勵(lì)出呈平頂

41、波形的主磁通。.第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行.第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率u規(guī)定為：一次側(cè)加規(guī)定為：一次側(cè)加額定電壓額定電壓、負(fù)載功率因數(shù)為、負(fù)載功率因數(shù)為一定值，空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓之差，用一定值，空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓之差，用二次側(cè)額定電壓二次側(cè)額定電壓的的百分值表示，即百分值表示，即%100%100%100N12N1N22N2N2220UUUUUUUUUu注意：注意： 的計(jì)算是代數(shù)運(yùn)算，不是向量運(yùn)算。的計(jì)算是代數(shù)運(yùn)算，不是向量運(yùn)算。u2 2、變壓器的電壓調(diào)整率、變壓器的電壓調(diào)整率 變壓器二次側(cè)的端電壓隨負(fù)載變化的程度用電壓調(diào)

42、整率變壓器二次側(cè)的端電壓隨負(fù)載變化的程度用電壓調(diào)整率u來表示。來表示。. 變壓器的近似等變壓器的近似等效電路相量圖效電路相量圖電壓調(diào)整率用變壓器的簡(jiǎn)化等效電路來計(jì)算電壓調(diào)整率用變壓器的簡(jiǎn)化等效電路來計(jì)算.abUNU21100%Uab100%Uab100%UUUu1N1N1N21N2UkrI1kxI j1NU121IIcbad21o圖中圖中ocob.2UkrI1kxI j1NU121IIcbad21%100sincos12121NkkUxIrIuNNkkNuUxrIu%100sincos1221o式中式中 N11/II為負(fù)載系數(shù)為負(fù)載系數(shù) 可見，電壓調(diào)整可見，電壓調(diào)整(變化變化)率的大小與負(fù)載大

43、小、性質(zhì)及變壓器率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。的本身參數(shù)有關(guān)。.2 2、變壓器的效率、變壓器的效率.kpIIrmIrmIpNkNkCu22112121)(22222222coscoscosNNNNSIUIUP假定：副邊電壓恒為額定值假定：副邊電壓恒為額定值. 220220%100cos1IfppSppkNk當(dāng)當(dāng)不變損耗等于可變損耗不變損耗等于可變損耗時(shí)，變壓器的時(shí)，變壓器的效率最高效率最高。kpp20.第八節(jié)第八節(jié) 自耦變壓器與互感器自耦變壓器與互感器一、自耦變壓器一、自耦變壓器 自耦變壓器僅有一個(gè)繞組，其一次、自耦變壓器僅有一個(gè)繞組，其一次、二次繞組之間既有磁的耦合，又有電二次繞組之間既有磁的耦合，又有電的聯(lián)系。的聯(lián)系。1 1、工作原理、工作原理 實(shí)質(zhì)上，自耦變壓器就是利用一個(gè)實(shí)質(zhì)上，自耦變壓器就是利用一個(gè)繞組抽頭的辦法來實(shí)現(xiàn)改變電壓的一繞組抽頭的辦法來實(shí)現(xiàn)改變電壓的一種變壓器。種變壓器。 原副邊不僅有磁的聯(lián)系還有電的原副邊不僅有磁的聯(lián)系還有電的聯(lián)系。聯(lián)系。.第八節(jié)第八節(jié) 自耦變壓器與互感器自耦變壓器與互感器額定容量額定容量2N2NN11NNIUIUS電壓比電壓比N2N12121UUEENNK 根據(jù)全電流定律，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)為串聯(lián)根據(jù)