第二章變壓器的基本作用原理與理論分析

第一篇變壓器1第二章

變壓器的基本作用原理

與理論分析

22-1電力變壓器的基本結構和額定值一、電力變壓器的基本結構電力變壓器

50Hz

容量可達幾十萬KVA電壓可達幾十萬V

按電壓分：升壓變壓器和降壓變壓器3按繞組分

雙繞組變壓器：一個初級繞組，一個次級繞組三繞組變壓器：容量較大，三種不同電壓自耦變壓器：初次級繞組合二為一按冷卻方式分油浸式變壓器：采用變壓器油用于加強絕緣和散熱干式變壓器：在不允許用油處使用，容量相對較小所有變壓器的基本原理都是相同的4各種專用變壓器：試驗用高壓變壓器；電爐用變壓器；電焊用變壓器；晶閘管線路中的變壓器；測量用電壓互感器和電流互感器56

基本結構

鐵芯，帶有絕緣的繞組，變壓器油，油箱，絕緣套管

鐵芯：鐵芯即為磁路，通過交變磁通；電工鋼片迭成，0.35mm，之間涂有絕緣漆；

繞組：鐵芯式和鐵殼式，電力系統用鐵芯式；單相：高低壓繞組分成兩部分分別套在兩邊的鐵芯柱上；三相：每個柱上有一相高低壓繞組；低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組套在低壓外面789二、額定值（一）額定容量SN（二）額定電壓UN（三）額定電流IN（四）額定頻率fN10

[例2-1]一臺DJ-240/6型單相油浸自冷式變壓器的額定容量SN=240kVA，額定電壓U1N/U2N=6.3kV/0.23kV。求變壓器一、二次繞組的額定電流。11

[例2-2]

一臺SCL-800/10型環(huán)氧樹脂澆注三相鋁線干式變壓器的額定容量SN=800kVA，額定電壓U1N/U2N=10kV/0.4kV。求變壓器一、二次繞組的額定電流。12132-2

變壓器的空載運行14一、變壓器空載運行時的

電磁物理現象151617二、電磁量的正方向18三、感應電動勢、

電壓變比1920四、勵磁電流21（一）磁路飽和對勵磁電流大小的影響

（二）磁路材料性質對勵磁電流大小的影響22（三）磁路飽和對勵磁電流波形的影響232425（四）磁滯現象對勵磁電流的影響26（五）渦流對勵磁電流的影響27五、勵磁特性的電路模型2829六、漏磁通與漏電抗30七、電路方程、等效電路

和相量圖3132

[例2-3]

一臺三相電力變壓器，Y,y0接法，額定容量SN=100kVA，額定電壓U1N/U2N=6kV/0.4kV，每相參數：一次繞組漏阻抗Z1=r1+jx1=(4.2+j9)

，勵磁阻抗Zm=rm+jxm=(514+j5526)。試計算：

（1）勵磁電流及其與額定電流的比值；

（2）空載損耗；

（3）一次繞組相電壓、相感應電動勢及漏阻抗壓降。33（一）分析方法

（二）重點342-3

變壓器負載運行35一、負載運行時的電磁物理現象36二、基本方程式（一）磁動勢平衡方程式（二）電壓平衡方程式3738三、繞組歸算（一）次級電流的歸算值（二）次級電動勢和電壓的歸算值（三）次級電阻的歸算值（四）次級漏抗的歸算值（包括負載阻抗）39四、歸算后的基本方程式、

等效電路和相量圖404142五、近似等效電路和

簡化等效電路434445[例2-4]一臺三相電力變壓器的額定容量SN=800kVA，額定電壓U1N/U2N=10/0.4kV，已知初級繞組每相電阻r1=0.73

，漏電抗x1=3.5，次級繞組每相電阻r2=0.0013，漏電抗x2=0.0062，勵磁支路rm=81.2，xm=2505。變壓器Yy0聯接，次級側接三相對稱負載運行，每相負載阻抗ZL=0.17+j0.08。試計算：(1)變壓器初、次級側電流和勵磁電流；(2)負載端電壓；(3)輸入及輸出的有功功率和無功功率。462-4

標幺值47一、標幺值的定義

二、基值

三、標幺值的優(yōu)點48

[例2-5]一臺三相電力變壓器的額定容量SN=800kVA，額定電壓U1N/U2N=10/0.4kV，已知初級繞組每相電阻r1=0.73

，漏電抗x1=3.5，次級繞組每相電阻r2=0.0013，漏電抗x2=0.0062，勵磁支路rm=81.2，xm=2505。變壓器Y,y0聯接，次級側接三相對稱負載運行，每相負載阻抗ZL=0.17+j0.08。試用標幺值計算：(1)變壓器初、次級側電流和勵磁電流；(2)負載端電壓；(3)輸入及輸出的有功功率。492-5

等效電路參數的測定50一、空載試驗5152二、短路試驗5354[例2-6]SCL-1000/10型干式鋁線電力變壓器的額定數據為：SN=1000kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，D,y聯接。在低壓側進行空載試驗，測得U0=400V，I0=36A，P0=2800W；在高壓側進行短路試驗，測得Uk=600V，Ik=I1N，Pk=7530W，環(huán)境溫度為20C。試求變壓器的參數。

552-6

變壓器的運行特性56一、次級端電壓的變化5758二、變壓器的效率59[例2-7]例2-6中SCL-1000/10型干式鋁線電力變壓器，額定數據為：SN=1000kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，D,y聯接。已知變壓器在額定電壓下的空載損耗p0=2800W，短路電壓有功分量ua*=0.009