變壓器原理基本結構.課件

1、第二章 變壓器本章重點 (1)變壓器工作原理 (2)變壓器的基本方程式和電磁關系 (3)變壓器的等效電路本章難點 (1)變壓器的等效電路及參數(shù)含義 (2)三相變壓器的聯(lián)結組判別潘瀕締機醋予啃勸濃淤麓柞扇謙止贖貳瘁令鄰忘棚楔革曲滓邵豢貓轟脖嘴變壓器原理基本結構變壓器第二章 變壓器2.1 變壓器的工作原理及基本結構2.2 變壓器的空載運行2.3 變壓器的負載運行2.5 變壓器的參數(shù)測定2.8 變壓器的運行特性2.6 三相變壓器2.9 變壓器的并聯(lián)運行2.10 三繞組變壓器、自偶變壓器和儀器用互感器2.4 變壓器的等效電路2.7 標幺值垣頗盔豌珊彝虱嫡哥摹韓噸天嘎沏胖鄒這釀吝富月晤衫這木漱請筑守堂跌

2、變壓器原理基本結構變壓器發(fā)電機11kv升壓變壓器110kv三繞組變壓器230kv去系統(tǒng)另一部分降壓變壓器11kv配電變壓器其他負載D電力系統(tǒng)中變壓器的使用奈洼檻囤慮逸冰待頰約篙憶活季斷驚誰斂欣邯橫復兇撅壕脈做恬齲疚丘曼變壓器原理基本結構變壓器 變壓器是通過電磁感應原理，或者利用互感作用從一個電路向另一個電路傳遞能量的電器。兩個互相絕緣的繞組套在同一鐵心上，他們之間有磁的耦合，沒有電路的直接聯(lián)系。 當原邊接到交流電源時，原邊有交流電流并在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)電磁感應定律，原、副邊繞組分別感應電勢e1、e2 ,副邊有了電勢可向負載供電，實現(xiàn)能量傳遞，調(diào)節(jié)變比k即可達到變壓的目的。k=N1N2變

3、壓比e1=-N1ddte2=-N2ddt2.1 變壓器的工作原理及基本結構茬睜螟餌堿庇賃糟廖憋筆墊鐳臍族那父鄲賞攪滴券圓聾摧鮑熊遮紗閩九仔變壓器原理基本結構變壓器(1) 按用途 電力變壓器、整流變壓器、儀用變壓器、特種變壓器(2) 按相數(shù) 單相、三相、多相變壓器(3) 按結構 雙繞組變壓器、三繞組變壓器、 多繞組變壓器、自耦變壓器等(4) 按冷卻方式 干式、油浸式、充氣式變壓器1. 變壓器的分類贈訓讀莆旺弗俯舷拋僥廓澤鞏稠熄為照怨文鉆國逮貶喚棠沫割膘柄癥烘訴變壓器原理基本結構變壓器電子變壓器干式變壓器電源變壓器奈拯隅殲辱卸潮潘疤調(diào)除蘸澡否鄂猾灑慮凡扦疥呂哥糾簍縫惋樸呸鉑鋪娩變壓器原理基本結構變

4、壓器電力變壓器騾缺太喉熒羌內(nèi)舶禮咯濤筷進乙堤賣葷倚擋攘心折漢謗囚蹄睬褒堿央圭巳變壓器原理基本結構變壓器電力變壓器電力變壓器繞組和裝配舍扮駝暗攻豢歧魔曾嶄烷畜腕房絹處誦子漢罰倚壟滇琳昏涌猩蓑噎榜俱儀變壓器原理基本結構變壓器2.變壓器的基本結構和主要部件主要部件：鐵心和繞組（構成器身）；還有油箱、絕緣套管、分接開關、安全氣道等傀被佐律招扛紫塌舷龍鉸另簾鄲攘夸陽段凳今蓮美竟惺挽灣魄艦貧秧掀胸變壓器原理基本結構變壓器 三相油浸式電力變壓器 剝石科傘參器躬勞限沉嫁崎調(diào)酣闖哀倒駝婦十蔫躲貴赦硯庇磺郝吏巴嫡玉變壓器原理基本結構變壓器三相變壓器胚奉弊漾罵脂滌榜蹭柜謙與嘔殆桃紀啃躬慫侯柞躇試滓扒監(jiān)冗蓋嚇昏邁郭變

5、壓器原理基本結構變壓器(1) 鐵心既是磁路，也是套裝繞組的骨架包括：心柱（套有繞組）和鐵軛（形成閉合磁路）由0.350.5mm厚硅鋼片疊成或非晶合金制成結構上分為：心式和殼式，電力變壓器主要用心式狗欠宛拽燕梳訪改跑圖猙屢酋蔗董徹頁熟依皆擲浴汝仲雕篡蜘戮緯娠泳遭變壓器原理基本結構變壓器鐵心柱鐵心柱鐵 軛鐵 軛11112222 心式變壓器低壓繞組高壓繞組 (a) 單相心式變壓器示意圖 （b）心式變壓器帆崔兌癱竅低遵顏誼城棲蠅奴割奎葡核續(xù)芹黨世配蘇協(xié)辭段杉吃更處減餡變壓器原理基本結構變壓器鐵 鐵 鐵 心軛 柱 軛1122 單相殼式變壓器 蟄敢初追術偷潮嚨嘩聽效邀竟騰莽予氣膝郊鋇劉宴朋樓暖味馮向瞎鳳訪

6、巫變壓器原理基本結構變壓器飄耿銘絡什培擻銑隴鉛寒碑潰樸帥淚具腋集贓弦港疽瞪惶孵裔腥唱人盔藏變壓器原理基本結構變壓器(2) 繞組 是變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線繞成高壓繞組匝數(shù)多，導線細；低壓繞組匝數(shù)少，導線粗依照高低壓繞組的相對位置分為：同心式，交疊式碳謬桿裁揀淆胳畜厄硫范札串托惡震諜商殲滴僧絆綱鉗馮琉蘸拖啃應淘匪變壓器原理基本結構變壓器鐵 鐵 鐵 心軛 柱 軛1122鐵心柱鐵心柱鐵 軛鐵 軛11112222同心式繞組交疊式繞組催廓講新敦牡要簾俱檢冗度漂憎茄玻貨糕雁癡茁泣熒短相倆嘗咨凝懦后屋變壓器原理基本結構變壓器(3)油箱及其他附件 油箱 儲油柜 呼吸器 冷卻器 絕緣套管

7、分接開關 壓力釋放閥 氣體繼電器 瞧玄躺拇疾鉀碧響章偶碧緘土鞭訟獸來來貯愉錦奸誤喚里雜污尸長好狂捻變壓器原理基本結構變壓器3.變壓器銘牌和額定值(1) 額定電壓 U1N / U2N 指空載電壓的額定值。 即當 U1 = U1N 時, U20 = U2N 如銘牌上標注: 電壓 10 000 / 230 V 對三相變壓器是指線電壓。(2) 額定電流 I1N / I2N 指滿載電流值，即長期工作所允許的最大電流。 三相變壓器是指線電流。攣吸抉和佐言民毆徽骨段捂茁悼徊胞揖硅摧燼林怕卿抑劇紛轎她蹋坐網(wǎng)諷變壓器原理基本結構變壓器 指視在功率的額定值。 單相變壓器： SN = U2N I2N = U1N I

8、1N 三相變壓器： (3) 額定功率（額定容量） SN(4) 額定頻率 fN 一般： fN = 50Hz（工頻）SN =3 U2N I2N =3 U1N I1N (5) 額定相數(shù)，效率，溫升，短路電流，運行方式，冷卻方式，接線圖，連接組別等等。鎮(zhèn)稅乳遁垢重漲逗鬧鐘叭贍雀抱柿貉垮冷便肇怯鯨墨苯憶冒州醒菇琶桐罪變壓器原理基本結構變壓器2.2 變壓器的空載運行 原邊加額定電壓，副邊開路、負載電流為零時的運行情況，稱為變壓器的空載運行。一、電磁關系分析me1e2e11u1u2i0i2=0變壓器空載運行架急釀除碘嗽腰卸囤世團秦家寥濁卒莽鴨癰潞匹肢漳無抗午剔哮變引肋頒變壓器原理基本結構變壓器正方向規(guī)定（1

9、）原邊繞組內(nèi)電流的正方向與電源電壓正方向一致；（2）按右手螺旋關系，正方向的電流產(chǎn)生正方向的磁通；（3）感應電勢正方向與產(chǎn)生該電動勢的磁通方向之間符合右手螺旋關系，故感應電勢與電流正方向一致。副邊：（1）副邊繞組感應電勢正方向與產(chǎn)生該電動勢的磁通正方向之間符合右手螺旋關系；（2）副邊繞組電流正方向與副邊繞組電動勢正方向一致；（3）副邊繞組端電壓的正方向與電流正方向一致。眺查狄覺鍍吾老聲侮變史憋乎喊客陰憊浚件鳥擇強營龐讒管杉蔽擁姆翰尼變壓器原理基本結構變壓器主、漏磁通的區(qū)別(1) 性質上 0與I0成非線性關系， 1與I0成線性關系；(2) 數(shù)量上 0占99%以上，1僅占1%以下；(3) 作用上

10、0起傳遞能量的作用， 1起漏抗壓降作用。膨僧馳辱罕許射瞻夸懲茍鴻各氮沒卿覺希履潦紀咎枚尋毫以長輛囚詹瞇糊變壓器原理基本結構變壓器u1i0F0=N1i0e1e2e11m設 = m sint，則電磁關系分析遷駱征烴晦墮異糊滁詢昆瓤巒樂涼朱概憂惟孤沈核輿碼腮囪雙樸顱凰鉚濘變壓器原理基本結構變壓器忽略漏阻抗壓降后有效值：故：電勢有效值：寺鋪鎮(zhèn)庚屯惱偽嶺敗中妒氮蚜周噓倚脊我待溢態(tài)緯渠位宋硫釘夜柑勺宰爾變壓器原理基本結構變壓器二、電壓平衡方程式正方向規(guī)定如前，注意： （1）正方向規(guī)定可以任意 （2）通常原邊按電動機慣例對待，副邊按發(fā)電機慣例 （3）習慣上，端電壓U表示電壓降，電勢E表示電壓升1、電壓平衡方

11、程式副繞組：空載時，I2=0原繞組：取寡麗摔未膝束娘沁綻君膠老架凈旬枕秦透誼嚇雛紅墻朱胺娠溶庶帶去宋變壓器原理基本結構變壓器2、漏電抗原邊漏磁通：寫成復數(shù)形式：其中：若i1隨時間作正弦變化，則可寫成：稱為原繞組漏電抗。與頻率，漏電感、匝數(shù)平方成正比，與漏磁導成正比。漏磁導磁勢據(jù)綢僅忱攜披幽百浴收毀墨根臻跌剁騰融體芝銻料嫁圖中百凱歌諜善準膚變壓器原理基本結構變壓器3、激磁電流 磁化電流（無功分量） ，鐵耗電流（有功分量） 。i iFe定義：產(chǎn)生主磁通所需要的電流，叫激磁電流，im表示。空載時，一次側空載電流就是激磁電流。包含兩分量：磁路不飽和：磁化曲線線性，i正弦變化，與感應電勢相差90度，為純

12、無功電流。（1）磁化電流詛夠紋穎槽掩丁姓杠熊災咀鯉洛吃財糜難撈耪瑞歧毀黔琺仿迷著類吟瞻承變壓器原理基本結構變壓器it1t2tt1t2tiiti磁化電流圖解法鐵芯飽和時：磁通正弦變化，磁化電流為尖頂波。剖竄眉舵垂哎佰混豪掐姐曾篇沖勤人違佛銘嬸仗狗砒快咖守醛厄懦財啡敵變壓器原理基本結構變壓器it1t2tt1t2tiiti磁化電流2鐵芯飽和時：當磁通為平頂波，磁化電流為正弦波。嶼層逢淪字掇辦扯版楷縫猿敖拋剮章惑咖會飲怒矚幣受員褒心顴玉梭劊轎變壓器原理基本結構變壓器（2）鐵耗電流（有功分量） iFe與鐵心損耗對應，鐵耗電流 iFe 與-e1同相位，為有功電流?？蛰d電流作用和性質一方面：用來勵磁，建立磁

13、場-無功分量另方面：供變壓器空載損耗-有功分量性質：主要是感性無功性質-也稱勵磁電流；大?。号c電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質及幾何尺寸有關。芍稽潦驕踢摻邏儡碳窖鄭燕泳薊傭搜肩曲扇均屠御焙莉鮮縮馳刨哇超觸鐐變壓器原理基本結構變壓器4、激磁阻抗類同前面漏電抗的推導，主磁通、感應電勢、磁化電抗：另，鐵耗電流與電勢-E1同相：若i隨時間作正弦變化，上式用復數(shù)表示：磁化電抗籽沏菜綴漲烏吊哨運檬烹玲羹福礁銹鄖窒題俠縷粥銀嘛資膏掐詹大抹果粥變壓器原理基本結構變壓器可得，激磁電流Im與感應電勢E1關系：則有：ImIFeIE1RFexImE1Rmxm千替?zhèn)壥柩号虐T碑餓藐款蜂次良酬鎬責訖捌瓣玖狽硼摘墑造

14、函惟冰變壓器原理基本結構變壓器三、等效電路U1.I0.r1x1E1.一次側等效電路U1.I0.r1x1E1.變壓器空載等效電路Rmxm空載狀態(tài)運行的變壓器可近似為一個鐵心電感接于電網(wǎng)。xmx1rmr1xmrm磁滯、渦流效應建立空載磁通畢桃甩表貿(mào)譏電逾坤囂豆評瘦胰絡懲支狙仇庶峰懼兇及哉灣嘩詳彰窯港藉變壓器原理基本結構變壓器忽略漏阻抗壓降后有效值：故：可知：影響主磁通大小的因素是電源電壓、電源頻率和一次側線圈的匝數(shù)，與鐵芯的材質和幾何尺寸無關。電勢方程：搭腸濫戎寬紊宇濃結嚙奧夫恢傾棕沃枯賽酶我氈轎攪熒央桃詞惕史物削晴變壓器原理基本結構變壓器四、相量圖 可更好地表達電壓、電勢、電流之間關系。依據(jù)電壓

15、平衡方程式。m作為基準相量。E2.E1.IFe.m.I.-E1.U1.I0r1.jI0 x1.I0.輩備剛遷軋逐扳您送頁苑滿震幾螟停秦憐卉雍奮痊買嘻天毒逼鴦桐濟沽驅變壓器原理基本結構變壓器小結（1）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用的材質及幾何尺寸基本無關。（2）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關，鐵心所用材料的導磁性能越好，空載電流越小。（3）電抗是聯(lián)系電氣量（電動勢)與磁場量（磁通）的橋梁。感應電動勢可用電抗壓降的形式表示。 線性磁路中，電抗為常數(shù)； 非線性電路中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。葫呵好圣琴綴衫莽陳裴先妝污臉家癟臂乙攘塘氮褪空杜裙后絮革支

16、受仗挺變壓器原理基本結構變壓器2.3 變壓器的負載運行原邊接入電源、副邊接負載阻抗ZL時的運行情況，稱為變壓器的負載運行。一、電磁關系分析mE1E11U1U2I1I2變壓器負載運行.E2E2.2.ZL茲復茲軌贍脹艙已告給藥奇睜娩噸倚磐廠燥既綿拋死拎瀝二鷹磅猶戶盅搔變壓器原理基本結構變壓器變壓器負載運行時的磁動勢、磁通、電動勢之間的關系磁動勢磁通電動勢一次繞組二次繞組蕊洱做糯墅擱窄走策宇貫咒讓稀輕幸式玖米芳尼印卞鴕巫毅證左疑口兌塞變壓器原理基本結構變壓器二、磁勢平衡方程式負載時，主磁通由變化后的一次繞組磁勢F1=I1N1，二次側繞組磁勢共同作用的結果。前述，由于一次繞組漏抗很小，可忽略，負載時：

17、可見：當外電壓U1和頻率一定時，主磁通在負載時仍基本保持不變。也可以說：負載時的合成磁勢I1N1+I2N2和空載時的磁勢I0N1相等。負載時磁勢平衡方程務跡視詠調(diào)哄勻象迎旱友朽宜洞盤候蘿倚斧午乞晰璃泥煎乒損斯陛洞酷蕪變壓器原理基本結構變壓器由負載引起，稱原邊電流的負載分量移項，兩邊同除以N1得：隨著負載電流I2出現(xiàn)，產(chǎn)生二次側磁勢I2N2,相應的一次側電流從I0增加到I1，磁勢由I0N1增加到I1N1. 這個一次側電流增加的分量I1L=-I2/k, 克服了二次側的去磁效應，使鐵心中的主磁通由空載到負載時保持基本不變。令則：逝夯坪碎拘桑婉閨脹禹浴汾召掄終爵傳護械觸碴員高牟爛乎囂無憤近鞋徐變壓器原

18、理基本結構變壓器E2.E1.F2.I2.-F2.-I2 K.I1.F1.F0.I0.m.磁勢平衡相量圖電攢拼租撅濰嘗闌澈蹲惶嘲杰旬迎鍋肢彼誤瘸懇披份票害釉址眠淑圾攫葉變壓器原理基本結構變壓器副邊繞組：原邊繞組：，副邊漏阻抗。，原邊漏阻抗?？紤]到原、副邊繞組的電阻壓降i1R1 、i2R2得一、二次繞組的電壓方程式。三、電壓平衡方程式顛篡屋趕侖頰消梭曬孩熏棲際忙缸疊廚頤痊濰久姑腿吊蝸遵回耽懲煥動貨變壓器原理基本結構變壓器小結（1）在變壓器中存在著磁勢平衡和電勢平衡兩個基本關系，負載變化對一次側的影響是通過二次側磁勢起作用的。（2）當二次側電流增加時，二次側磁勢起趨向于改變鐵芯中的主磁通及感應電勢E

19、1，破壞了一次側的電壓平衡關系。此時一次側自動產(chǎn)生一個電流分量去抵償二次側磁勢的作用，使一次側電勢電壓間達到新的平衡。通過電勢與磁勢平衡的過程，能量從一次側傳遞到二次側?？v馱樣嫡寐曼輯命險夷蹄梅鳥悶黍包崩她砂擁痘鋅孟賽調(diào)覽冤位趕秉絡攢變壓器原理基本結構變壓器U1.I1.r1E1.變壓器負載時的電路圖r2U2.I2.E2.由圖可見：變壓器一、二次繞組的電路是獨立的，只有磁的聯(lián)系，沒有電的聯(lián)系，不便于計算。x1x2o1o22.4 變壓器等效電路擯胃稅萎薄養(yǎng)炮瘧叢撼盧挾較孩蘇隘俘縣閉蟬拖嗅拭蹄毒呀豎瞞篡猿予攣變壓器原理基本結構變壓器常采用歸算的方法,把兩個電路化成一個電路，其目的是簡化計算，得出原、

20、副邊有聯(lián)系的統(tǒng)一等效電路。需要注意：繞組歸算前后，如果改變了變壓器的狀態(tài)，折算是毫無意義的。不能影響非歸算方的電壓、電流，鐵芯磁通以及有功和無功功率的大小。歸算的原則：保持歸算前后繞組的磁效應不變（磁勢不變）保持歸算前后有功和無功功率不變。顯然，只要想辦法將兩個繞組的感應電勢變?yōu)橄嗟燃纯?。也就是將二次繞組匝數(shù)變?yōu)橐淮卫@組匝數(shù)即可。戮民淳盒卯侍映吁蛔箋嵌濤橡寒猩沾怖勻棧鮮雇喇鍺吊瞧弊邑環(huán)渠補爆帥變壓器原理基本結構變壓器1.繞組的歸算(副邊歸算到原邊)注意：二次繞組匝數(shù)變化后，二次繞組的電流必須調(diào)整，否則改變了變壓器的電磁關系。歸算是把二次側繞組匝數(shù)變換成一次側繞組的匝數(shù)，而不改變一、二次側繞組的

21、電磁關系。1）二次側繞組電流的歸算電流歸算原則是：保持歸算前后繞組的磁效應不變（磁勢不變），歸算后的量帶表示。肥空煌癥向矛兇片堂迫棵疚邊樣敢闊俠障恢全立曉床愧六胚乒暑櫥嫩桑瞎變壓器原理基本結構變壓器2）二次側阻抗的歸算根據(jù)二次側消耗的有功功率不變，得：根據(jù)二次側消耗的無功功率不變，得：根據(jù)二次側傳輸給負載的功率不變，得：侶轎搔旬嗡酌敲抉喉煤租埔尸纜餅慮敢噴銀顆雌元夯逛培絹囊諱須行晌搓變壓器原理基本結構變壓器3）二次側繞組電勢和電壓的歸算根據(jù)電勢與匝數(shù)成正比關系得：二次側端電壓：自頂掩捉蓮紛煙耗俞心絨逾鬼枝大哇猾粹闖峪衰咳解永派甥叔獨送孝束岡變壓器原理基本結構變壓器結論：（1）歸算前后，二次側電

22、流變化1/K倍（1）二次側電勢、電壓變化K倍（2）二次側電阻、阻抗、負載變化K2倍菊諱街橫畜酥和皆遮泥宏種貞綜框烘佯彪臘作幅峨壁車錘腸酪回蠕現(xiàn)期圾變壓器原理基本結構變壓器 項目 歸算前 歸算后一次側電壓方程二次側電壓方程電流關系感應電動勢感應電動勢的關系輸出電壓歸算前后的對比U1 =E1Z1I1 U1 =E1Z1I1 U2 = E2Z2I2 U2 = E2 Z2I2 N1I1N2I2 = N1I0 I1I2 = I0 E1 =ZmI0 E1 =ZmI0 E1= kE2E1 = E2U2 = ZLI2 U2 = ZLI2 紋旁未各婚皺心爛毒咎街訟前紗構汀戚姐錠訣湊匠明艇望扁呻寫踏仲脾耍變壓器原理

23、基本結構變壓器歸算后的基本方程式根據(jù)歸算后的基本方程畫出的部分等效電路得到變壓器T型等效電路圖U1.I1.r1x1E1.rmxmI0.r2x2Uz.I2.E2.I1+.I2.=I0.E1=.E2=.-I0.Zm.鰓倘琳甸日慕勸爬剃女系驕潘豐咳樂實法輿現(xiàn)淳榴剝質肥譯鈔鍍?nèi)且炭匙儔浩髟砘窘Y構變壓器2. 變壓器帶負載T 型等效電路ZLU1I1R1 jX1 E1 = E2I0 U2 jX2 R2I2乃肇碼饒離魯泣必螞滑莉認魯肥歐蔓蔽哺鯉皋陵譬瓊謹棱鉗掛獸焉春勸馴變壓器原理基本結構變壓器3.變壓器帶負載 形等效電路ZLU1I1R1 jX1 E1I0 U2 jX2 R2I2兒善咨隴做碧賢徽面鳴期醚碴

24、巒項份輾泰街洛鉆蝎粹犬純蜜質捎鐮匠褒喊變壓器原理基本結構變壓器4. 簡化等效電路 該電路用于滿載 或接近滿載運行 時的分析、計算。I0 很小，I1 I2 ZLU1 I1 I2 Rk jXk U2 較錠造奮芹僳灰輿壓癟杉絳訝傈跳憊制惟珊擺獰欺眩窘盤亮迭扭線刮看贓變壓器原理基本結構變壓器 5. 相量圖 設： U2 = U2 0 U2I2 電感性負載2E1 = E2R2I2jX2I2E1I0I2I1R1I1jX1I11U1柄棟扁琺丈娟雇班林潞福筷協(xié)賺撮京泳兌握保矽緯瀝錐被二徘孝悄錦抬職變壓器原理基本結構變壓器 電容性負載U2I2E1 = E2 R2I2 jX2I2 I0I2 U12E1I1R1I1

25、jX1I1 1 電阻性負載U2I2E1 = E2R2I2jX2I2I0I2U1E1R1I1jX1I11I1徹遇嘉賊潘幕翰娟舵仇讓仆漠峙腑尖重窗撣栽凈漏砸團罷忘賺其倘勘叛是變壓器原理基本結構變壓器小結（1）為簡化計算，通過歸算法將原、副邊電路整合為一個統(tǒng)一的電路，可用熟知的電路理論來分析變壓器性能。（2）把副邊電路歸算到原邊，要遵循兩個原則：磁勢不變原則，元件功率不變原則。（3）副邊歸算前后: 二次側電流變化1/k倍 二次側電勢、電壓變化k倍 二次側電阻、阻抗、負載變化k2倍較整料桔塑干影危寡哄拎產(chǎn)魄檄吊吻坎坐妻泡請屎伊郡汀旺帽糞籠浚痰藐變壓器原理基本結構變壓器2.5 變壓器參數(shù)的測定變壓器中的

26、等效參數(shù)勵磁阻抗Zm和短路阻抗Zk，對變壓器的運行性能有直接影響，知道了變壓器的參數(shù)，就可繪出等效電路，然后應用等效電路分析計算。對已經(jīng)制成的變壓器，可以通過空載試驗測出勵磁阻抗，短路試驗測出短路阻抗。一、空載試驗（開路試驗）條件：為試驗安全和儀器接線方便，一般在低壓側做空載實驗。試驗時，低壓側加額定電壓，二次繞組開路。低壓側高壓側U1VAWV淀監(jiān)膊嫂性驢蘊訖勒據(jù)坷田逼落淑梆去蜘撫鹼贊渡識蟹儀吸叮辦程舌網(wǎng)困變壓器原理基本結構變壓器空載試驗可求取: 變比k、鐵耗PFe、勵磁阻抗Zm 實驗數(shù)據(jù)： U1N、I0、P0、U20。(1) 鐵損耗 P0 = PFePCu = RmI02R1I02 PFeP

27、0 (2) 勵磁阻抗模 |Zm | Z1+Zm | =U1NI0空載時輸出功率為0，輸入功率主用于鐵耗，I0很小，R1很小，銅耗可忽略。測得的功率近似為鐵耗。U1.I0.r1x1E1.rmxm巧術戊爸喝潔酮熟搏涼擬諜憶鍵幣附蟬逼舅沛榴充神堅茲籃無扼監(jiān)飽氓配變壓器原理基本結構變壓器(3) 勵磁電阻RmR1Rm =P0I02(4) 勵磁電抗 Xm =|Zm |2Rm2(5) 電壓比U20U1Nk =(6) 折算 開路試驗測量通常為歸算到低壓側時的值。折算到高壓側時，Rm 、Xm 和 Zm 需要折算。 實際值為Rm= k2P0 I02Xm =|Zm |2Rm2伐蕊埠鄰傾修惹盡累漬代徘童斥老蠱濟淖雇懾

28、絆帥嚴貨跡沈鏟雀某出跺琺變壓器原理基本結構變壓器二. 短路試驗 測量：PCu、短路參數(shù)。 實驗方法： 逐漸增加 U1 ，使電流達到額定值：I1 = I1N 。U1 = (5%10%)U1N高壓側低壓側U1AVW 實驗數(shù)據(jù)： Uk = U1、Ik = I1N 、Pk 。(1) 銅損耗 PCu PFe + PCu = Pk(2) 短路阻抗模 |Zk | = UkIk由于外施電壓很低，主磁通很小，鐵耗和勵磁電流均可忽略，則輸入功率近似等于一、二次側繞組的銅耗。氯椒雨硒追羌禾歉喲顆夷矯魏播夸蘋少熱釘耙衡宇揪抓阮丙誡供滁蜜蹄藕變壓器原理基本結構變壓器U1.-U2.I1 =- I2 .rkXk短路試驗時，

29、繞組溫度與實際運行時不一樣。需要折算到75度時的值。若繞組為銅線，可按課本上的公式2-53進行換算。短路試驗時，使電流達到額定值時所加的電壓Uk稱為阻抗壓降或短路電壓。一般用額定電壓的百分值表示。它也是變壓器銘牌數(shù)據(jù)之一。(3) 短路電阻 | Rk | =PkIk2(4) 短路電抗 Xk =| Zk | 2Rk2Uk =UkU1N100% 袍恬奈衛(wèi)掛玩都縫塹夜芝俗碑足賃待供嬰您兔繕蛙換伸伙承舶澄債衙芒載變壓器原理基本結構變壓器A.ABC三相組式鐵心變壓器2.6 三相變壓器一、三相變壓器概述B.C.XYZ犁貓慨惠孟扔姬葷牟侖瀑淵灼疵綽臆漠岡險喇攀爸普厄舀醫(yī)啪絆訝滁擯沫變壓器原理基本結構變壓器A.

30、C.B.A.C.B.ABC三相心式鐵心的形成牲氨益助峽箔橇攀悍膜謎炒磁搪蒙躥澤兆琵矮傣哦呼瓜榆屜老騷禹蔡辟鋁變壓器原理基本結構變壓器二、單相變壓器的極性和繞組標志同極性端的確定三相變壓器的Y和D連接為確定相電壓的相位關系，高壓、低壓繞組相電壓相量的正方向規(guī)定為：從繞組的首端指向尾端。相電壓的相位關系，取決于繞組的同名端是否同在尾端或首端。AUAXaxuaAUAXxaua甘糕窺院骨宰彬輾洞嗎嘆溉貴雖趙慚斂邦視代退啤痞保禹堿帝甚軌卵撼結變壓器原理基本結構變壓器相電壓相量的正方向規(guī)定為：從繞組的首端指向尾端。相電壓的相位關系，取決于繞組的同名端是否同在尾端或首端。同在首端或尾端，電壓相位相同；否則，

31、電壓相位相反。AUAXxauaAUAXaxuaUA與ua反相UA與ua反相狡叼勛芹囪垂緯巡堰勛狗絹片球匙擻大時猿瘋灌疼哪丹趾壽徑倆本誨陪乓變壓器原理基本結構變壓器三、繞組連接方式和連接組別國家標準規(guī)定五種連接組別：Y，Yn12 ；YN，y12 ；Y，y12 ；YN，d11 ；Y，d11星形接法（Y），或者帶中性點（YN）三角形接法（D）三相繞組原邊、副邊采用不同的連接方式時，高壓側線電壓與低壓側線電壓之間可以形成不同的相位。為表明這種高低壓線電壓之間的關系，采用“時鐘表示法”。炎刁培恨貓抑噴急滓造冤敷磷第允掛擋削購暮阿春掘蘋轉吸鄉(xiāng)孺攔龍泡庭變壓器原理基本結構變壓器UA.UB.UC.Ub.Uc.

32、Ua.ABCUAB.abcab.UY,y12連接組UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.時鐘法組別判定UAB.uab.UAB相量作為時針指向12點，固定不動；uab相量作為分針，其指向的點數(shù)即為連接組號。蚜晾掌浙避硝遵淖膀褥爍團鉛獰言兔駭立煉截頂瞻咒蝸宛者苞矩去昔獄蟻變壓器原理基本結構變壓器UA.UB.UC.ub.uc.ua.ABCUAB.abcab.uY,y6連接組UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.UAB.uab.憂慎灤峨扭奢賈硫虎埂權揪甜濫率癱飛涸仇倍睡諜箋亥若球萬禹簿杠酬緝變壓器原理基本結構變壓器UA.UB.UC.ua.ub.uc.ABCUAB.cabab.uY,y4

33、連接組UA.UB.UC.UAB.ua.ub.uab.UAB.uab.教賣霍纖座繼彰啊鍬巫揚量盤瞄善吊靴署耗捂串隅湃意即叉辨瓜杯斤愧匈變壓器原理基本結構變壓器UA.UB.UC.ub.uc.ua.ABCUAB.abcab.uY,d11連接組UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.UAB.uab.注意：對D形接法，線電壓等于相電壓胰甚貪痛取騾軸維頃率腳藥習鞋賓姜交迎消篆嗎擔涸爬鏡觀琶和樸從杰封變壓器原理基本結構變壓器2.7 標幺值在工程計算中，各物理量除了采用實際值來表示和計算外，有時也用標幺值來表示和計算。標幺值就是某一物理量的實際值與選定對應物理量的基值之比。標幺值=實際值/基值某一物理量

34、A，基值用Ab，則標幺值為：A*=A/Ab標幺值為相對值，無量綱。對電路計算，四個基本物理U,I,S,Z中，其中兩個基值任選，另外兩個按電路理論計算。一般選取電壓和電流的基值Ub、Ib，其他兩個量的基值由計算得到。對單相系統(tǒng)，功率和阻抗基值分別為：注意：功率基值即是有功功率也是無功功率的基值，也是容量的基值。阻抗基值即是電阻基值又是電抗基值誓踞休桔峽滋猴迅晌霧輸汽扒歉宜蓄適爵佛配于訓胯搞恬擇頤苞釁勢博瘟變壓器原理基本結構變壓器在變壓器和電機中，通常選擇額定電壓和額定電流作為基值。此時額定電壓、電流和額定視在功率的標幺值為1，更簡潔。以額定相電壓UN和額定相電流IN作為相電壓和相電流基值。則有：

35、一次和二次側相電壓的標幺值：一次和二次側相電流的標幺值：一次和二次側阻抗的標幺值：寞蓄螟搽證咋永槍夫濘批志榔碴翻孰椅碩張龜溪語聾蠶釁復歧現(xiàn)感括壹阮變壓器原理基本結構變壓器功率的基值：可見，一二次側具有相同的功率基值。線電壓、線電流的標幺值：以線電壓、線電流的額定值作為基值。則三相電路中，相電壓和線電壓的標幺值恒相等，相電流和線電流的標幺值恒相等。三相功率的基值取為變壓器的三相額定容量，有:慨蓋陜柬設故搏鈾街蛛賬躬爽笆篆韻莽良無姨撐齊帕末甥圖筋贈垣絳襟嚴變壓器原理基本結構變壓器當系統(tǒng)中有多臺變壓器或電機時：各變壓器或電機都有以各自功率基值計算的標幺值，考慮到整個系統(tǒng)的計算，應選定一特定的功率Sb

36、作為整個系統(tǒng)的功率基值，這樣系統(tǒng)中各個裝置的標幺值需要換算到以Sb為功率基值的標幺值。其中，S1*、Z1*分別為功率基值為Sb1時功率和阻抗的標幺值；S*、Z*分別為功率基值為Sb時功率和阻抗的標幺值彥正首蒜滔逃鈾屏薩孝累多堆哭章蕩僻針烙昆亥秋疵菜琶云差扯坪攜筏兔變壓器原理基本結構變壓器在同一電壓基值下，阻抗的標幺值與對應的功率基值成正比。選用同一電壓基值此即為不同功率基值下的阻抗、功率標幺值換算關系。拘阻年乍蔫兔崩齊蠻醋伶墊揍弓毯葉壞綸扛驟里泳充范撻談園咱痙噓祈痙變壓器原理基本結構變壓器應用標幺值的優(yōu)點: (1)不論變壓器或電機容量的大小，用標幺值表示時，各個參數(shù)和典型的性能數(shù)據(jù)通常都在一定

37、的范圍以內(nèi)，因此便于比較和分析。 (2)用標幺值表示時，歸算到高壓側或低壓側時變壓器的參數(shù)恒相等，故用標幺值計算時不必再進行歸算。(3)標幺值的缺點是沒有量綱，無法用量綱關系來檢查。 孕差寅來琢鈍秧屎毗菱瀑輯揀汞簾崗棉樂事捐認赫凹險竊拐哭式幅濘談霧變壓器原理基本結構變壓器2.8 變壓器的運行性能 運行性能：外特性、效率特性。一. 外特性和電壓調(diào)整率 當 U1、cos 2 為常數(shù)時 U2 = f ( I2) 外特性。 (1) 電壓調(diào)整率的定義U2 I2 OU2N2=1 2= 0.8(電感性)2= 0.8(電容性) I2N U2uN 5% 額定負載、功率因數(shù)為指定值時，稱為額定電壓調(diào)整率定義：當一

38、次側電壓保持為額定，負載功率因數(shù)為常值，從空載到負載時二次側電壓變化的百分值，用u表示。私獸爺達格窗瞇笆骸林速診墾獎頗姓囤鄲閃誹筒撾失親證俱稽簽撅豪養(yǎng)活變壓器原理基本結構變壓器U1與U2間的夾角很小，則近似有： ZLU1I1I2Rk jXk U2 變壓器簡化等效電路感性負載相量圖怠孔蘋籌豢倫厚定涼縷概親膿洱徊殃燎哆囤乳鐐炸吊司輛搜晨宴領殘穿奴變壓器原理基本結構變壓器 基本銅耗：是指電流流過繞組時所產(chǎn)生的直流電阻損耗。1.銅耗雜散銅耗：主要指漏磁場引起電流集膚效應，使繞組的有效電阻增大而增加的銅耗，以及漏磁場在結構部件中引起的渦流損耗等。銅耗與負載電流的平方成正比，因而也稱為可變損耗。二、效率和

39、效率特性變壓器運行時將產(chǎn)生損耗，變壓器的損耗分為銅耗和鐵耗兩類。每一類又包括基本損耗和雜散損耗。綿叼滔枕赦宙孿論狂琵鎂態(tài)破孤篇世疹撬物鰓眶夷精圾繳垂耪炔幀喚鶴乖變壓器原理基本結構變壓器2.鐵耗 基本鐵耗：是變壓器鐵心中的磁滯和渦流損耗。雜散鐵耗：包括疊片之間的局部渦流損耗和主磁通在結構部件中引起的渦流損耗等。 鐵耗可近似認為與 或 成正比，由于變壓器的一次電壓保持不變,故鐵耗可視為不變損耗。避雄浴以關琴量嗡醇礙啄廈鈣瞄啪隧煽句殲襖欽苞鄭洼桂伏偏棲咽姥抹傍變壓器原理基本結構變壓器效率 : 輸出功率與輸入功率之比。3.效率特性其中:躁脂芝凳穢粕款辣蜀賠淬褂武蔭剮嚴屁輩槽什綏唆努耿備肄平諧湃礁芳烽變

40、壓器原理基本結構變壓器從效率特性可見,當負載達到某一數(shù)值時,效率將達到最大值max。把上式對I2求導,并使 ,可得: 上式說明，發(fā)生最大效率時，變壓器的銅耗恰好等于鐵耗。效率特性：效率是負載電流的函數(shù)，如圖所示 。學揖系矗妨懊奧宗滅小殺嶄吼奢磺捌器餐瑚詭碉麓皇繁菱衛(wèi)貌顛帝兵仆烷變壓器原理基本結構變壓器0變壓器的效率特性節(jié)些夾空叁異體諸釋缸舌彰嚇杰詠哼翅俞嫂峪即濤祭掌實邯喊崔聳薦惰私變壓器原理基本結構變壓器工程上常用間接法來計算效率，即測出銅耗和鐵耗,再計算效率。公式如下: 小型電力變壓器:N = 80% 90% 大型電力變壓器:N = 98% 99%痛撻夜紛嗆菏質碧龍謅悲虧貧俺宵握娜同薩魄班寧

41、余朔筐碌息鶴徐論湖雄變壓器原理基本結構變壓器 負荷容量很大，一臺變壓器不能滿足要求。 負荷變化較大，用多臺變壓器并聯(lián)運行可以隨時調(diào)節(jié)投入變壓器的臺數(shù)。 可以減少變壓器的儲備容量。 u1 u2 T1 T2 變壓器并聯(lián)運行是指：一次繞組和二次繞組分別并聯(lián)到一次側和二次側的公共母線上的運行方式。2.9 變壓器的并聯(lián)運行墩黨咯炔舌廠界礎冊啟蟄割肢俱崖裁退浪蹲斷馭浙瀑炙幸眨梭友驕富迢競變壓器原理基本結構變壓器(1) 空載時各臺變壓器的 I2 = 0，即各臺變壓器之 間無環(huán)流。(2) 負載運行時，各臺變壓器分擔的負載與它們 的容量成正比。(3) 各臺變壓器同一相上輸出的電流同相位， 使得總輸出電流： I2

42、 = Ii 。2. 并聯(lián)運行的變壓器應滿足要求(1) 電壓比相等，以保證二次側的空載電壓相等。 規(guī)定：電壓比之差0.5%(平均電壓比)(2) 聯(lián)結組相同，以保證二次側空載電壓相位相同。 1.理想并聯(lián)運行的狀態(tài)(3) 短路阻抗標幺值相等，阻抗角要相同。茹襟潔嚴魔煮萄姑調(diào)詠潰損企答爵息宿瞅憨鈔慫內(nèi)浴許柴惦唉屹跋繼啤弟變壓器原理基本結構變壓器兩臺變壓器并聯(lián)運行的等效電路圖，虛線部分為理想變壓器，電流、阻抗已歸算到二次側。電源負載U2.I2.I1I.I1II.I2I.I2II.ZkI.ZkII.kIkIIU1.I1.機伐僚觸戌甥抹照布閑妄拜舷諺憲青剪見諺苦桐止劉躇歧抗觀泳找壺帕翰變壓器原理基本結構變壓

43、器求解方程得到：變壓器I的負載電流分量變壓器II的負載電流分量變壓器間的環(huán)流耳紹嘻探元無扮鉻吏罰箍菱啊敖奶燈噓懲核焚暴經(jīng)葉汲悸霓搗逐您設杖惺變壓器原理基本結構變壓器3.電壓比不同時，引起變壓器間的環(huán)流電壓比不同時，引起變壓器間的環(huán)流環(huán)流與負載大小無關變壓器漏阻抗很小，電壓比很小的差別就會引起較大的環(huán)流理想并聯(lián)運行時，需保證各變壓器的電壓比相等，對于三相變壓器，聯(lián)結組號必須相同。置訊舒甥特篆摯殃填樁脹棺遜志腥授禍段咖拋討照鬼硬答鉑賃南垂咳慰導變壓器原理基本結構變壓器4. 電壓比相同，等效漏阻抗不同時的負載分配負載電流按其等效漏阻抗成反比例分配!上式兩端均乘以INII/INI,考慮兩臺變壓器具有相同的額定電壓，則標幺值表示的負載分配關系為：張姚讀寇磺爛賠艦娟更居奮肋經(jīng)虱釁凜銳諸辮律癬弓稚閱昌蛋掌傅氏贅織變壓器原理基本結構變壓器 各臺變壓器承擔的負載電流標幺值與其短路 阻抗標