第三章 變壓器完成

第三章變壓器完成第1頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月各類變壓器的圖片第2頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月平面式變壓器干式變壓器油浸式變壓器電源變壓器第3頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月電源變壓器電力變壓器控制變壓器接觸調(diào)壓器三相干式變壓器第4頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.1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兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的目的。第5頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.1基本工作原理和分類二、分類按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。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：無勵磁調(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、油浸式變壓器和充氣式變壓器。第6頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.2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0.35mm厚、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。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）。將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。二、繞組三、油箱四、絕緣套管此外，還有儲油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。第7頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月單相變壓器的結(jié)構(gòu)1—鐵心柱2—鐵軛3—高壓繞組4—低壓繞組第8頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月三相變壓器的結(jié)構(gòu)1—鐵心柱2—鐵軛3—低壓繞組4—高壓繞組三相變壓器高壓繞組的分接頭第9頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月油浸式變壓器的外形圖1-銘牌2-溫度計3-吸濕器4-油位計5-儲油柜6-安全氣道7-氣體繼電器8-高壓油管9-低壓油管10-分接開關(guān)11-油箱鐵心12-放油閥門13-線圈14-接地板15-小車第10頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.3型號與額定值一、型號型號表示一臺變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如OSFPSZ-250000/220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250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器。第11頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)3.1.3型號與額定值二、額定值三者關(guān)系：此外，額定值還有額定頻率、效率、溫升等。指長期運(yùn)行時所能承受的工作電壓指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。指在額定容量下，允許長期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流第12頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.1電磁關(guān)系一、空載運(yùn)行時的物理情況第13頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.1電磁關(guān)系一、空載運(yùn)行時的物理情況1）性質(zhì)上：與成非線性關(guān)系；與成線性關(guān)系；2）數(shù)量上：占99%以上，僅占1%以下；3）作用上：起傳遞能量的作用，起漏抗壓降作用。主磁通與漏磁通的區(qū)別二、各電磁量參考方向的規(guī)定一次側(cè)遵循電動機(jī)慣例，二次側(cè)遵循發(fā)電機(jī)慣例。強(qiáng)調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動勢與感應(yīng)它的磁通之間符合右手定則。第14頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.1電磁關(guān)系三、感應(yīng)電動勢分析1、主磁通感應(yīng)的電動勢——主電動勢設(shè)則有效值相量同理，二次主電動勢也有同樣的結(jié)論?？梢?，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時，所產(chǎn)生的一次主電動勢也按正弦規(guī)律變化，時間相位上滯后主磁通。主電動勢的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。第15頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.1電磁關(guān)系三、感應(yīng)電動勢分析2、漏磁通感應(yīng)的電動勢——漏電動勢漏電動勢也可以用漏抗壓降來表示，即根據(jù)主電動勢的分析方法，同樣有由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑,磁路不飽和,故磁阻很大且為常數(shù),所以漏電抗很小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變.第16頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.2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)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)——也稱勵磁電流；空載電流包含兩個分量，一個是勵磁分量，作用是建立磁場，產(chǎn)生主磁通——無功分量；另一個是鐵損耗分量，作用是供變壓器鐵心損耗——有功分量。大?。号c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)I0%來表示：第17頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.2空載電流和空載損耗一、空載電流3、波形由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通呈非線性關(guān)系。當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時，空載電流呈尖頂波形。當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時，主磁通呈尖頂波形。實(shí)際空載電流為是正弦波，但為了分析、計算和測量的方便，在相量圖和計算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。第18頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.2空載電流和空載損耗二、空載損耗對于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，與電流頻率的1.3次方成正比，即空載損耗約占額定容量的0.2%~1%，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。變壓器空載時，一次側(cè)從電源吸收少量的有功功率，用來供給鐵損和繞組銅損。由于和均很小，所以，即空載損耗近似等于鐵損。第19頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.3空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖一、電動勢平衡方程和變比1、電動勢平衡平衡方程（1）一次側(cè)電動勢平衡方程忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有可見，影響主磁通大小的因素有電源電壓、電源頻率和一次側(cè)線圈匝數(shù)。第20頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.3空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖一、電動勢平衡方程和變比1、電動勢平衡平衡方程（2）二次側(cè)電動勢平衡方程2、變比定義對三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動勢之比，近似為額定相電壓之比，具體為Y，d接線D，y接線第21頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.3空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖二、空載時的等效電路和相量圖1、等效電路一次側(cè)的電動勢平衡方程為基于表示法，感應(yīng)的也用電抗壓降表示，由于在鐵心中引起，所以還要引入一個電阻，用等效，即空載時等效電路為第22頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.3空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖二、空載時的等效電路和相量圖1、等效電路勵磁電阻、勵磁電抗、勵磁阻抗。由于磁路具有飽和特性，所以不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。由于，所以有時忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個元件的電路。在一定的情況下，大小取決于的大小。從運(yùn)行角度講，希望越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大，減小，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。第23頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行3.2.3空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖二、空載時的等效電路和相量圖2、相量圖根據(jù)前面所學(xué)的方程，可作出變壓器空載時的相量圖：（1）以為參考相量（2）與同相，滯后，（3）滯后，；（4）（5）第24頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單相變壓器的空載運(yùn)行小結(jié)（1）一次側(cè)主電動勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定.（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，與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)。（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)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。（4）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動勢與產(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，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。第25頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3單相變壓器的基本方程式變壓器一次側(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)，稱為負(fù)載運(yùn)行。3.3.1負(fù)載運(yùn)行時的物理情況由于電源電壓恒定，即U1=常數(shù)，則E1≈常數(shù)，Фm≈常數(shù)。因此，達(dá)到新的電動勢平衡的條件是使一次繞組的電流增量所產(chǎn)生的磁動勢與二次繞組電流所產(chǎn)生的磁動勢相抵消，以維持主磁通基本不變，以及由主磁通所感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢基本不變。第26頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系第27頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3單相變壓器的基本方程式3.3.2基本方程一、磁動勢平衡方程空載時,由一次磁動勢產(chǎn)生主磁通,負(fù)載時,產(chǎn)生的磁動勢為一、二次的合成磁動勢。由于的大小取決于，只要保持不變，由空載到負(fù)載，基本不變，因此有磁動勢平衡方程或用電流形式表示表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩個分量,一個是勵磁電流,用來產(chǎn)生主磁通,另一個是負(fù)載分量,用來抵消二次磁動勢的作用。電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來,二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少.第28頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3單相變壓器的基本方程式3.3.2基本方程一、磁動勢平衡方程負(fù)載運(yùn)行時,忽略空載電流有:表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢?，匝數(shù)不同，不僅能變電壓，同時也能變電流。二、電動勢平衡方程根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一二次側(cè)電動勢平衡方程和漏電抗。分別為一次和二次繞組的漏阻抗、電阻第29頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4變壓器的等效電路及相量圖目的：用一個等效的電路代替實(shí)際的變壓器。一、繞組歸算歸算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個繞組來等效，同時，對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。歸算原則：1）保持二次側(cè)磁動勢不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。二次繞組歸算后，變壓器一次和二次繞組具有同樣的匝數(shù)，即（一）電動勢和電壓的歸算則第30頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）電流的歸算（三）阻抗的歸算阻抗歸算的原則：歸算前后電阻銅耗及漏感中無功功率不變。第31頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月折算后的方程式為3.4變壓器的等效電路及相量圖第32頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月二、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。T型等效電路：近似等效電路3.4變壓器等效電路及相量圖第33頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.４變壓器等效電路及相量圖二、等效電路簡化等效電路：其中分別為短路電阻、短路電抗和短路阻抗。由簡化等效電路可知，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，一般可達(dá)額定電流的10~20倍。第34頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.４變壓器等效電路及相量圖三、相量圖作相量圖的步驟——對應(yīng)T型等效電路，假定變壓器帶感性負(fù)載。第35頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.４變壓器等效電路及相量圖三、相量圖作相量圖的步驟（假定變壓器帶感性負(fù)載）-對應(yīng)簡化等效電路由等效電路可知根據(jù)方程可作出簡化相量圖第36頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.５等效電路的參數(shù)測定3.5.1空載實(shí)驗(yàn)一、目的：通過測量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵耗和勵磁阻抗。二、接線圖三、要求及分析1）低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；WAVV~**第37頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5等效電路的參數(shù)測定3.5.1空載實(shí)驗(yàn)三、要求及分析5）空載電流和空載功率必須是額定電壓時的值，并以此求取勵磁參數(shù)；6）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；7）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；4）求出參數(shù)第38頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5等效電路的參數(shù)測定3.5.2短路實(shí)驗(yàn)一、目的：通過測量短路電流、短路電壓及短路功率來計算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。二、接線圖三、要求及分析1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；WAV~**3）同時記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫；4）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。第39頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5等效電路的參數(shù)測定3.5.2短路實(shí)驗(yàn)5）參數(shù)計算對T型等效電路：6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時的數(shù)值。8）對三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；7）若要得到低壓側(cè)參數(shù)，須折算；四、短路電壓：短路時，當(dāng)短路電流為額定值時一次所加的電壓，稱為短路電壓，記作短路電壓也稱為阻抗電壓。第40頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5等效電路的參數(shù)測定3.5.2短路實(shí)驗(yàn)四、短路電壓：短路電壓常用百分值表示。短路電壓的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影響變壓器的運(yùn)行性能。從正常運(yùn)行角度看，希望它小些，這樣可使副邊電壓隨負(fù)載波動小些；從限制短路電流角度，希望它大些,相應(yīng)的短路電流就小些。第41頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5.3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基準(zhǔn)值的比值,即一、定義二、基準(zhǔn)值的確定1、通常以額定值為基準(zhǔn)值。

2、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；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；3、第42頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5.3標(biāo)么值三、優(yōu)點(diǎn)3、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；單相值的標(biāo)么值=三相值的標(biāo)么值；

1、額定值的標(biāo)么值為1。

2、百分值=標(biāo)么值×100%；4、某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等四、缺點(diǎn)標(biāo)么值沒有單位，物理意義不明確。第43頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.1磁路系統(tǒng)一、組式磁路變壓器二、芯式磁路變壓器特點(diǎn)是：三相磁路彼此無關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。第44頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)一、變壓器的端頭標(biāo)號繞組名稱單相變壓器三相變壓器中性點(diǎn)首端末端首端末端高壓繞組U1U2U1、V2、W1U2、V2、W2N低壓繞組u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中壓繞組U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm第45頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)二、單相變壓器的極性**一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時，一、二次繞組的電動勢同相位。******一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時，一、二次繞組的電動勢反相位。第46頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)三、三相變壓器的連接組別連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動勢（或線電壓）的相位關(guān)系。三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有關(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，無論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動勢（可電壓）的相位差總是300的整數(shù)倍。因此可以采用時鐘表示法——作為時鐘的分針，指向12點(diǎn)，作為時鐘的時針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號。組別號的數(shù)字乘以300，就是二次繞組的線電動勢滯后于一次側(cè)電動勢的相位角。第47頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器點(diǎn)擊圖形動畫演示第48頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)連接組別可以用相量圖來判斷：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，可以得到Y(jié),y4、Y,y8連接組別。1、Y，y連接同名端在對應(yīng)端，對應(yīng)的相電動勢同相位，線電動勢和也同相位，連接組別為Y，y0。同理，若異名端在對應(yīng)端，可得到Y(jié)，y6、Y,y10和Y,y2連接組別。第49頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)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，可以得到Y(jié)d3、Yd7連接組別。2、Y，d連接——1同名端在對應(yīng)端，對應(yīng)的相電動勢同相位，線電動勢和相差3300，連接組別為Yd11。同理，若異名端在對應(yīng)端，可得到Y(jié)d5、Yd9和Yd1連接組別。第50頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)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，可以得到Y(jié),d5、Y,d9連接組別。2、Y，d連接——2同名端在對應(yīng)端，對應(yīng)的相電動勢同相位，線電動勢和相差300，連接組別為Y，d1。同理，若異名端在對應(yīng)端，可得到Y(jié)，d7、Y,d11和Y,d3連接組別。第51頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.2電路系統(tǒng)總之，對于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個奇數(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，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0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：Y,yn0連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時可兼供動力和照明負(fù)載。Y,d11連接用于低壓側(cè)電壓超過400V的線路中。YN,d11連接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)可以接地。第52頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.3磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響i0中有無i03，看電路連接中有無i03通路，Y連接中，無i03通路，i0為正弦波；YN或D連接，i03可以在繞組中流過，i0為尖頂波。單相變壓器，當(dāng)磁路飽和時，u1為正弦波，Φ和e1也是正弦波，而i0為尖頂波——分解為基波i01和三次諧波i03（忽略其它高效次諧波）。對三相變壓器，由于繞組的連接方式不同，i0中可能i03，使Φ和e1為非正弦波——同樣可分解為基波和三次諧波（忽略其它高效次諧波）。

Φ中有無Φ3，看磁路結(jié)構(gòu)，三相組式變壓器，Φ3可以在鐵心中流過，Φ為平頂波；三相心式變壓器，Φ3不能在鐵心中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，Φ3很小，Φ基本為正弦波。第53頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.3磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響1、Y，y連接的三相變壓器一次側(cè)Y接線，i03=0，i0為正弦波，磁通Φ應(yīng)為平頂波。（2）對三相芯式變壓器，Φ3不能在鐵芯中流過，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，Φ3很小，Φ基本為正弦波，感應(yīng)電動勢e也基本為正弦波。但通過油箱壁時將產(chǎn)生渦流損耗，造成局部過熱，降低變壓器的效率，因此，容量大于1800kVA時，不宜采用芯式Y(jié)，y連接。（1）對三相組式變壓器，Φ3可以在鐵心中存在，所以Φ為平頂波，感應(yīng)電動勢e為尖頂波，其中的三次諧波幅值可達(dá)基波幅值的45%~60%，使相電動勢的最大值升高很多，可能擊穿繞組絕緣，因此，三相組式變壓器不采用Y，y連接。第54頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.3磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響2、YN，y連接的三相變壓器一次側(cè)YN接線，i03可以流過，i0為尖頂波，磁通Φ應(yīng)為正弦波，感應(yīng)電動勢e也為正弦波。一次繞組Y連接，i03=0，i0為正弦波，Φ應(yīng)為平頂波，其中的Φ3在二次繞組中感應(yīng)電動勢e23，并在D內(nèi)產(chǎn)生i23。i23建立的磁通Φ23大大削弱Φ3的作用，因此合成磁通和電動勢均接近正弦波。3、D，y連接的三相變壓器一次側(cè)D接線，i03可以流過，i0為尖頂波，磁通Φ應(yīng)為正弦波，感應(yīng)電動勢e也為正弦波。4、Y，d連接的三相變壓器第55頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6三相變壓器3.6.3磁路系統(tǒng)和繞組連接方式對電動勢波形的影響5、Y，yn連接的三相變壓器二次側(cè)yn接線，負(fù)載時可以為三次諧波提供通路，使相電動勢波形得到改善。但是由于負(fù)載的影響，產(chǎn)生i23不能很大，所以相電動勢波形不能得到很好改善，這種情況基本與Y，y連接一樣，只適用于容量較小的三相心式變壓器，而組式變壓器仍然不采用。結(jié)論：（1）變壓器一次側(cè)是YN連接時，電動勢波為正弦。（2）變壓器有一次側(cè)是D連接時，電動勢波為正弦。（3）無論相電動勢是否為正弦波，但線電動勢一定是正弦波。（4）若一定需要Y，y連接，則可以增加第三繞組，采用D接線。第56頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3.7.1變壓器的電壓調(diào)整率用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：定義：是指一次側(cè)加50Hz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，即電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。式中稱為負(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)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。第57頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3.7.1變壓器的電壓調(diào)整率

變壓器的近似等效電路相量圖1.001.0第58頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。式中為負(fù)載系數(shù)

可見，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)。當(dāng)I2=I2N,β=1時第59頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3.7.2損耗、效率及效率特性鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。1、變壓器的損耗銅損耗也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)引起的損耗以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。鐵損耗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。第60頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3.7.3損耗、效率及效率特性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。2、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。其中第61頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3.7.3損耗、效率及效率特性變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。效率特性：在功率因數(shù)一定時，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系η=f(β),稱為變壓器的效率特性。第62頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行3.7.3損耗、效率及效率特性即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時,變壓器效率最大：或?yàn)榱颂岣咦儔浩鞯倪\(yùn)行效益，設(shè)計時應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。第63頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8自耦變壓器和互感器3.8.1自耦變壓器自耦變壓器的外形結(jié)構(gòu)和電路原理圖第64頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8自耦變壓器和互感器3.8.1自耦變壓器原副邊共用一部分繞組的變壓器,，其一次、二次繞組之間既有磁的耦合，又有電的聯(lián)系。

1、電壓、電流關(guān)系電壓比：磁勢方程：AXa合成電流：第65頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月2容量關(guān)系實(shí)際電流的有效值關(guān)系輸出功率：Pax：電磁