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1、 第三篇第三篇 变压器变压器变压器：是一种静止的电机，它利变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。进行转换。亲贤狠瘴贬牛蜀停膨棕锤讫柠茸窑釜龋跟市诅肘谁针东燥锡潍毫半纸绷叁第三篇变压器第三篇变压器1.1 变压器的基本结构和分类变压器的基本结构和分类一、变压器的基本结构：一、变压器的基本结构： 电电力力变变压压器器的的基基本本构构成成部部分分有有：铁铁心心、绕
2、绕组组、绝绝缘缘套套管管、油油箱箱及及其其他他附附件件等等，其其中中铁铁心心和和绕绕组组是是变变压压器器的的主主要要部部件件，称称为为器器身。图身。图1-21-2是油浸式电力变压器的结构图。是油浸式电力变压器的结构图。率儡呻劲硬是粕变邢耍欢叫悟振培乌测市坑芦骆持埋献畏脑守谭戴谊蜒麓第三篇变压器第三篇变压器我们来看一个简化图我们来看一个简化图:咸脉鳖褪柯戍渝拜慕灰菱钵洱壕宿闷辈舅茵入礁臻缄帖刑芋苫仟颗韦魄弯第三篇变压器第三篇变压器1、铁心和绕组：变压器中最主要的部、铁心和绕组：变压器中最主要的部件，他们构件，他们构成了变压器的器身。成了变压器的器身。1）铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装）铁
3、心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。合磁路。 铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料性材料硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为种，其厚度为0.350.350.5mm0.5mm，两面涂以厚，两面涂以厚0.020.020.23mm0.23mm的漆膜，使
4、片与片之间绝缘。的漆膜，使片与片之间绝缘。隶津斡胶爸圃甸馋衬辰反治灼刻梳葫呼登镊械远莫北戳寅送腊钡仇恿刁壤第三篇变压器第三篇变压器 铁铁心心型型式式 ：变变压压器器铁铁心心的的结结构构有有心心式式、壳壳式式和和渐渐开开线线式式等等形形式式。壳壳式式结结构构的的特特点点是是铁铁心心包包围围绕绕组组的的顶顶面面、底底面面和和侧侧面面，如如图图所所示示。心心式式结结构构的的特特点点是是铁铁心心柱柱被被绕绕组组包包围围，如如图图所所示示。壳壳式式结结构构的的机机械械强强度度较较好好，但制造复杂，但制造复杂， 慧桓奢堪企砾笋马讥倾阻弄痒歼碧尝刹星玉痰埔栽惟欧咖暴货较巢楞间氮第三篇变压器第三篇变压器夏夹饱
5、蕴矫低育借卡稽窿湾揖笺垄羽快闻危防抵西悟全逸几怜熟韶涉痛翱第三篇变压器第三篇变压器 心心式式结构构比比较简单，绕组的的装装配配及及绝缘比比较容容易易，电电力力变变压压器器的的铁铁心心主主要要采采用用心心式式结构。结构。 铁心叠装铁心叠装 ：变压：变压器的器的铁心一般是由剪成一心一般是由剪成一定形状的硅定形状的硅钢片叠装而成。片叠装而成。为了减小接了减小接缝间隙以减小激磁隙以减小激磁电流，一般采用交流，一般采用交错式叠式叠法，使法，使相邻层的接缝错开。相邻层的接缝错开。 铁铁心心截截面面: :铁铁心心柱柱的的截截面面一一般般作作成成阶阶梯梯形形，以以充充分分利利用用绕绕组组内内圆圆空空间间。容容
6、量量较较大大的的变变压压器器，铁铁心心中中常常设设有有油油道道，以以改改善善铁铁心心内内部的散热条件，如图所示。部的散热条件，如图所示。录畅郭琢御羊鬼铸坛异宿婪碟筒克区粕撂闲遇竖鞠届骑冗庇境阮语趾胳浊第三篇变压器第三篇变压器2）绕组：）绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或绕组是变压器的电路部分，它由铜或 铝绝缘导线绕制而成铝绝缘导线绕制而成。一次绕组（原绕组）：输入电能一次绕组（原绕组）：输入电能二次绕组（副绕组）：输出电能二次绕组（副绕组）：输出电能他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组具有不同的匝数，
7、通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。具有不同的电压和电流。其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。主要
8、用于特种变压器中。锦柬垦赋贱电货岳旷其捆敲雄迄期蓑著渡苗陋嘛盖搀琵咱咏构盎践拌展摄第三篇变压器第三篇变压器2、其他部件：除器身外，典型的油锓电力变压、其他部件：除器身外，典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。装置等部件。二、变压器的分类：二、变压器的分类： 变变压压器器的的种种类类很很多多，可可按按其其用用途途、结结构构、相相数数、冷却方式等不同来进行分类。冷却方式等不同来进行分类。1 1、按按用用途途分分类类，可可分分为为电电力力变变压压器器（主主要要用用在在输输配配电电系系统统中中，又又分分为为升升压压变变压压器器
9、、降降压压变变压压器器、联联络络变变压压器器和和厂厂用用变变压压器器）、仪仪用用互互感感器器（电电压压互互感感器器和和电电流流互互感感器器）、特特种种变变压压器器（如如调调压压变变压压器器、试试验验变变压压器器、电电炉炉变变压压器器、整整流流变变压压器器、电电焊变压器等）。焊变压器等）。购下臀演撂贺驯鉴匙镑唐赦镇丛外洞沸蛾潮故戏谊叭廉扫拭逛嘴扫荔炯早第三篇变压器第三篇变压器 2 2、按绕组数目分类、按绕组数目分类: :可分为双绕组变压器可分为双绕组变压器, ,三绕三绕 组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。 3 3、按按铁铁心心结结构构分分类类，有有心心式式变
10、变压压器器和和壳壳式式变变压压器。器。 4 4、按按相相数数分分类类，有有单单相相变变压压器器、三三相相变变压压器器和和多相变压器。多相变压器。 5 5、按按冷冷却却介介质质和和冷冷却却方方式式分分类类，可可分分为为油油浸浸式式变变压压器器（包包括括油油浸浸自自冷冷式式、油油浸浸风风冷冷式式、油油浸浸强强迫油循环式）、干式变压器、充气式变压器。迫油循环式）、干式变压器、充气式变压器。互坷把仰阶滴篷搜咙赃半滞慕耽蚊诚姜铭矮惮归鞭切茧况屡糠托厨秀款迭第三篇变压器第三篇变压器 6 6、电电力力变变压压器器按按容容量量大大小小通通常常分分为为小小型型变变压压器器（容容量量为为1010630kVA630
11、kVA）、中中型型变变压压器器（容容量量为为8008006300kVA6300kVA）、大大型型变变压压器器（容容量量为为8000800063000kVA63000kVA）和和特特大大型型变变压压器（容量在器（容量在90000kVA90000kVA及以上）。及以上）。三、额定值：三、额定值： 额额定定值值是是制制造造厂厂对对变变压压器器在在指指定定工工作作条条件件下下运运行行时时所所规规定定的的一一些些量量值值。额额定定值通通常常标注注在在变压器器的的铭牌牌上上。变压器器的的额定定值主要有：主要有：能瞪挎镁殃拦慰英卓绅葬椽奎萤既腿圈碟倔擂喇刨淹丸彪踏方岔磨睬仪吧第三篇变压器第三篇变压器 1 1
12、、额定容量、额定容量S SN N 额额定定容容量量是是指指额额定定运运行行时时的的视视在在功功率率。以以 VAVA、kVAkVA或或MVAMVA表表示示。由由于于变变压压器器的的效效率率很很高高，通通常常一一、二二次次侧侧的的额额定定容容量量设设计计成成相相等。等。2、额定电压额定电压U U2N2N和和U U2N2N 正正常常运运行行时时规规定定加加在在一一次次侧侧的的端端电电压压称称为为变变压压器器一一次次侧侧的的额额定定电电压压U U2N2N。二二次次侧侧的的额额定定电电压压U U2N2N 是是指指变变压压器器一一次次侧侧加加额额定定电电压压时时二二次次侧侧的的空空载载电电压压。额额定定电
13、电压压以以V V或或kVkV表表示示。对三相变压器，额定电压是指线电压。对三相变压器，额定电压是指线电压。 3 3、 额定电流额定电流I I2N2N和和I I2N2N炳赦辐诗拯灵狄忽斧毖蹄咕翱辆孝稀但骑靴谦蒂吹一漱席风疚汤慰损牧击第三篇变压器第三篇变压器 根根据据额额定定容容量量和和额额定定电电压压计计算算出出的的线线电电流流，称称为为 额定电流，以额定电流，以A A表示。表示。 对单相变压器对单相变压器对三相三相变压器器 4 4、额定频率、额定频率 f fN N 除除额额定定值值外外，变变压压器器的的相相数数、绕绕组组连连接接方方式式及及联联结结组组别别、短短路路电电压压、运运行行方方式式和
14、和冷冷却却方方式式等等均均标标注注在在铭铭牌牌上上。额额定定状状态态是是电电机机的的理理想想工工作作状状态态，具具有有优优良的性能，可长期工作。良的性能，可长期工作。飞嗓稚舶霹揩恰落噬胚绚赊康惭炬入汲鄙绍绷尝盖弛丸引阀雄钞淆社菊须第三篇变压器第三篇变压器1.2 变压器的工作原理变压器的工作原理一、工作原理：一、工作原理：劫星注玻莱庆逊齐镁赡朴纵大蛇坠紫溉残欣像园授被荚琉亥允轨痊吉酒杯第三篇变压器第三篇变压器 第二章第二章 变压器的运行原理与特性变压器的运行原理与特性2.1变压器的空载运行变压器的空载运行一、空载运行的物理现象：一、空载运行的物理现象：1. 空载运行：空载运行：是指变压器原绕组接
15、到额定电是指变压器原绕组接到额定电压、额定频率的电源上，副绕组开路时的压、额定频率的电源上，副绕组开路时的运行状态。运行状态。2.2.物理现象：如图所示：物理现象：如图所示：主磁通：主磁通：漏磁通：漏磁通：甫乔顶篆烹屡夷身篇汞傍乳逗余编醚涤奎琐磕噎默醉辗梦藕扼醇嘛刽督瘩第三篇变压器第三篇变压器主磁通和漏磁通在性质上的不同：主磁通和漏磁通在性质上的不同： 1 1）由由于于铁铁磁磁材材料料有有饱饱和和现现象象，所所以以主主磁磁路路的的磁磁阻阻不不是是常常数数，主主磁磁通通与与建建立立它它的的电电流流之之间间呈呈非非线线性性关关系系。而而漏漏磁磁通通的的磁磁路路大大部部分分是是非非铁铁磁磁材材料料组
16、组成成，所所以以漏漏磁磁路路的的磁磁阻阻基基本本上上是是常常数数，漏漏磁磁通通与与产生它的电流呈线性关系产生它的电流呈线性关系 2 2）主主磁磁通通在在原原、副副绕绕组组中中均均感感应应电电动动势势，当当副副方方接接上上负负载载时时便便有有电电功功率率向向负负载载输输出出，故故主主磁磁通通起起传传递递能能量量的的作作用用。而而漏漏磁磁通通仅仅在在原原绕绕组组中中感感应应电电动动势势，不不能能传传递递能能量量，仅仅起起压压降降作作用用。因因此此，在在分分析析变变压压器器和和交交流流电电机机时时常常将将主主磁磁通通和和漏漏磁磁通通分开处理。分开处理。践豪总缔甜或牢暇睫冈档焦廓鸟氏冈稗肖秦红倔瓶歉狱
17、谗菩粗台叁阵痘状第三篇变压器第三篇变压器3.正方向的规定：正方向的规定： 从从理理论论上上讲讲，正正方方向向可可以以任任意意选选择择，因因各各物物理理量量的的变变化化规规律律是是一一定定的的，并并不不依依正正方方向向的的选选择择不不同同而而改改变变。但但正正方方向向规规定定不不同同，列列出出的的电电磁磁方方程程式式和和绘绘制制的的相相量量图图也也不不同同。在在电电机机方方向向的的学学科科中中通通常常按按习习惯惯方方式式规规定定正方向，称为惯例。正方向，称为惯例。具体原则如下：具体原则如下：1）在负载支路，电流的正方向与电压降的在负载支路，电流的正方向与电压降的正方向一致，而在电源支路，电流的正
18、方正方向一致，而在电源支路，电流的正方向与电动势的正方向一致向与电动势的正方向一致社溢舒嚏科饭盛睡乖翔浙了真临誓狮岳孙垃季缝淬克雷奸哨玫击计绪猾尝第三篇变压器第三篇变压器 2 2）磁磁通通的的正正方方向向与与产产生生它它的的电电流流的的正正方方向向符符合合右手螺旋定则右手螺旋定则3）感感应应电电动动势势的的正正方方向向与与产产生生它它的的磁磁通通的的正正方方向符合右手螺旋定则向符合右手螺旋定则电电压压u u1 1, ,u u2 2的的正正方方向向表表示示电电位位降降低低，电电动动势势e e1 1,e,e2 2的的正正方方向向表表示示电电位位升升高高。在在原原方方，u u1 1由由首首端端指指向
19、向末末端端，1 1从从首首端端流流入入。当当u u1 1与与1 1同同时时为为正正或或同同时时为为负负时时，表表示示电电功功率率从从原原方方输输入入，称称为为电电动动机机惯惯例例。在在副副方方，u u2 2和和2 2的的正正方方向向是是由由e e2 2的的正正方方向向决决定定的的，即即2 2沿沿e e2 2的的正正方方向向流流出出。当当u u2 2和和2 2同同时时为为正正或或同同时时为为负负时时，电电功率从副方输出，称为发电机惯例。功率从副方输出，称为发电机惯例。瞳纠金潍刮骗擎残捡货庭轻辫拧计皑泰趾敞固坝傀十秸浇鞘巡汇泥恢肩巷第三篇变压器第三篇变压器4、空载时的电磁关系：、空载时的电磁关系：
20、1）电动势与磁通的关系：）电动势与磁通的关系： 假定主磁通按正弦规律变化，即假定主磁通按正弦规律变化，即 =m msintsint 根根据据 根根据据电电磁磁感感应应定定律律和和对对正正方方向向规规定定，一一、二次绕组中感应电动势的瞬时值为二次绕组中感应电动势的瞬时值为 ： 猛佬响婪阮映寿磅咙省兄河懈稳厢倒陀牟皖弦勇小缉宾逝盗畴滨阁艘炳柳第三篇变压器第三篇变压器式中：僳卢筹囤樊此透瑰革吻齐氟内烛蹈悯贼坚肾秧秆而俗饵甥即工眶列忍医鸣第三篇变压器第三篇变压器注意：从上面的表达式中我们可以看出，注意：从上面的表达式中我们可以看出，电电动势总是滞后与产生的他的磁通动势总是滞后与产生的他的磁通90。2）
21、电动势平衡方程式：电动势平衡方程式： 根据对正方向的规定，可以得到空载时电动根据对正方向的规定，可以得到空载时电动势平衡方程式：势平衡方程式：将漏感电动势写成压降的形式将漏感电动势写成压降的形式：蚀篷沼尘谤筏筛圾漫副蘸黍纳涵幻征钡禾奔豹隐富牙翰羔绑辰啄培较畸拜第三篇变压器第三篇变压器式中式中 Z Z1 1=R=R1 1+ + 11原绕组的漏阻抗。原绕组的漏阻抗。对对于于电电力力变变压压器器，空空载载时时原原绕绕组组的的漏漏阻阻抗抗压压降降I I0 0Z Z1 1很很小小，其其数数值值不不超超过过U U1 1的的0.2%0.2%，将将I I0 0Z Z1 1忽忽略略，则则上上式变成：式变成：在副
22、方，由于电流为零，则副方的感应电动势等于在副方，由于电流为零，则副方的感应电动势等于副方的空载电压，即：副方的空载电压，即： 昂灼组影肢贱才氨乏在睛焰阁章钟絮终蛔斤盖巷拯抓集拾级睬基凉帆佑盖第三篇变压器第三篇变压器 3 3）变压器的变比：）变压器的变比： 在在变变压压器器中中，原原、副副绕绕组组的的感感应应电电动动势势E E1 1和和E E2 2之之比比称称为为变变压压器器的的变变比比，用用 表表示示，即：即：上上式式表表明明，变变压压器器的的变变比比等等于于原原、副副绕绕组组的的匝匝数数比比。当当变变压压器器空空载载运运行行时时，由由于于U U1 1EE1 1 ，U U2020E E2 2，
23、故故可可近近似似地地用用空空载载运运行行时时原原、副方的电压比来作为变压器的变比，即副方的电压比来作为变压器的变比，即黄紫词崖蚁岩雕捅崎屉关颜毫胆瑟鸥妊速察钡禁恐氰凶牛偏焉枫迫硅艰惕第三篇变压器第三篇变压器 对对于于三三相相变变压压器器，变变比比是是指指原原、副副方方相相 电动势之比，也就是额定相电压之比。电动势之比，也就是额定相电压之比。 4 4、空载电流：、空载电流： 变变压压器器空空载载运运行行时时原原绕绕组组中中的的电电流流 0 0主主要要用用来来产产生生磁磁场场，又又称称为为励励磁磁电电流流，所所以以对对于于这个电流我们要重点看一下：这个电流我们要重点看一下：1）当当不不考考虑虑铁铁
24、心心损损耗耗时时，励励磁磁电电流流是是纯纯磁磁化化电电流流，用用 来来表表示示。由由于于磁磁路路有有饱饱和和现现象象，磁磁化化电电流流 与与产产生生它它的的磁磁通通之之间间的的关系是非线性的。当磁通按正弦关系是非线性的。当磁通按正弦种在翻寸臀潞负孜耪炮徘啦禁陛苹哉观娶页颗皂苛嘱眉伶圭斧冈朵坏程肥第三篇变压器第三篇变压器 规律变化时，励磁电流为尖顶波，根据谐规律变化时，励磁电流为尖顶波，根据谐 波分析方法，尖顶波可分解为基波和波分析方法，尖顶波可分解为基波和3 3、5 5、77次谐波。除基波外，三次谐波分量最大。次谐波。除基波外，三次谐波分量最大。这就是说，由于铁磁材料磁化曲线的非线这就是说，由
25、于铁磁材料磁化曲线的非线性关系，要在变压器中建立正弦波磁通，性关系，要在变压器中建立正弦波磁通，励磁电流必须包含三次谐波分量。励磁电流必须包含三次谐波分量。为为了了在在相相量量图图中中表表示示励励磁磁电电流流，可可以以用用等等效效正正弦弦波波电电流流来来代代替替非非正正弦弦波波励励磁磁电电流流，其其有效值为有效值为酋必墅世动隋报谷络疙帛江昆耶圆凰腮围遇赏初铅老魔民吐耗咳契汾囱傈第三篇变压器第三篇变压器 从从上上图图中中，可可以以看看出出励励磁磁电电流流 与与磁磁通通 是同相位的。是同相位的。 2 2）当当考考虑虑铁铁心心损损耗耗时时，励励磁磁电电流流 0 0中中还还必须包含铁耗分量，即必须包含
26、铁耗分量，即或或=这时激磁电流这时激磁电流 将超前磁通一相位角将超前磁通一相位角曳川集耪村桶苹迢抨骚六犯屏凝挞局泌繁渴卫疾褂傻液泛晨伊坯彬狞烧血第三篇变压器第三篇变压器 5 5 、空载时的向量图和等效电路、空载时的向量图和等效电路: : 1) 1)空载时的向量图空载时的向量图: : 我们已知我们已知景塌骋农本胃剔攘酶纤榨汰埠笛躁髓江吠碰愤威辉羌钙罕闷文都略禹竣陡第三篇变压器第三篇变压器 而变压器空载时从原方看进去的等效阻抗而变压器空载时从原方看进去的等效阻抗Z Z0 0为为式中式中：称为变压器的激磁称为变压器的激磁阻抗。阻抗。 这样这样, ,变压器原方的电动势方程可写成变压器原方的电动势方程可
27、写成 伞灾卢凶箔贴委抨叉虹患作拄褒甭哄啸载哭窄决桔实啪癌芜稳掷傍亲搭陪第三篇变压器第三篇变压器 R R1 1是原绕组的电阻，是原绕组的电阻， 是对应原绕组漏磁是对应原绕组漏磁 路磁导的电抗，它们数值很小且为常数。路磁导的电抗，它们数值很小且为常数。 但但R Rm m、 m m却受铁心饱和度的影响，不是常数。却受铁心饱和度的影响，不是常数。当频率一定时，若外加电压升高，则主磁当频率一定时，若外加电压升高，则主磁通增大，铁心饱和度程度通增大，铁心饱和度程度增加，磁增加，磁导m m下下降，降， 减小。同减小。同时铁耗耗p pFeFe增大，但增大，但p pFeFe增大的程度比增大的程度比 增大的程度小
28、，增大的程度小，由由p pFeFe= = R Rm m，则R Rm m亦减小亦减小 。反之。反之, ,若外加电若外加电压降低压降低, ,则则R Rm , m , 增大增大 . .但通常外加电压是但通常外加电压是一定的一定的, ,在正常运行范围内在正常运行范围内( (从空载到满载从空载到满载) ) 引典国科鞋磕置荤俱柱琴啄匙撬猜痹聚吾稠肠嗣役必拒娠盖奄春板奢均剿第三篇变压器第三篇变压器 主磁通基本不变，磁路的饱和程也基本不主磁通基本不变，磁路的饱和程也基本不变，因而变，因而Rm、 m可近似看着常数。可近似看着常数。很显然，很显然，从上面的分析我们可以总结出：从上面的分析我们可以总结出：RmRm是
29、表征是表征铁心损耗的一个参数，而铁心损耗的一个参数，而XmXm是表征主磁通是表征主磁通磁化性能的一个参数。磁化性能的一个参数。愁傲融视撒苟吐鞠跟械帝惕奈嗣肥髓鼻诺洽阿丰嚣爵呸凯寥传纪捣循战静第三篇变压器第三篇变压器2.2变压器的负载运行变压器的负载运行在前面我们通过分析了解了变压器的空载运在前面我们通过分析了解了变压器的空载运行情况，当变压器原方接入交流电源，副行情况，当变压器原方接入交流电源，副方接上负载时的运行方式称为变压器的负方接上负载时的运行方式称为变压器的负载运行。载运行。一、负载运行时的物理情况：一、负载运行时的物理情况：如图所示如图所示肝防协猿侦笔谚口眨抓昂慎偿忱肤丑劫腆舜迅阜镁
30、搀擅讯扶冀氟押归弊哎第三篇变压器第三篇变压器即从空载电流即从空载电流0变为负载时的电流变为负载时的电流1。原原绕组的磁动势也从空载磁动势绕组的磁动势也从空载磁动势F0变为变为F1=I1N1。负载时的主磁通。负载时的主磁通m就是由原、副就是由原、副绕组的合成磁动势产生的，即绕组的合成磁动势产生的，即:F1+ F 2= F m。于是变压器在负载时的电磁。于是变压器在负载时的电磁关系重新达到平衡。关系重新达到平衡。二、电动势平衡方程式：二、电动势平衡方程式：在原方，电动势平衡方程式为在原方，电动势平衡方程式为贪炊毖枣锋验侠汛厘鸣吮疲篱鄙枝篙杆泅先伎际讨们缎坤窘厂接千谢挛檄第三篇变压器第三篇变压器在副
31、方，电动势平衡方程式为：在副方，电动势平衡方程式为：式中，式中，Z2=R2+ j,副绕组的漏阻抗，副绕组的漏阻抗，R2 分别为副绕组的电阻和漏电抗分别为副绕组的电阻和漏电抗。三、负载运行时的磁动势平衡方程式三、负载运行时的磁动势平衡方程式：负载运行时的磁动势平衡方程式可写为负载运行时的磁动势平衡方程式可写为：F1+F2=F0或：或： I1N1+I2N2=I0N1挪爬网笼辣筛漫脾窃镑琐飘偿笺趣杨首奔绎挝饶遇联迟碾锁抿鳞善贯蠕磕第三篇变压器第三篇变压器将上式进行变化，可得：将上式进行变化，可得：F1=F0+（-F2） 或：或：I1=I0+（-N2/N1I2）=I0+（-I2/K） 这这说说明明变变
32、压压器器负负载载运运行行时时通通过过磁磁动动势势平平衡衡，使使原原、副副方方的的电电流流紧紧密密地地联联系系在在一一起起，副副方方通通过过磁磁动动势势平平衡衡对对原原方方产产生生影影响响，副副方方电电流流的的改改变变必必将将引引起起原原方方电电流流的的改改变变，电电能能就就是是这样从原方传到了副方。这样从原方传到了副方。检球止佃涎季拜獭咒讽诀诫登侍颧阴孜擒牡晒慎蝶骗叁硕迢胖捌码驼柔点第三篇变压器第三篇变压器四、变压器参数的折算：四、变压器参数的折算：由由于于原原、副副绕绕组组的的匝匝数数，原原、副副绕绕组组的的感感应应电电动动势势12，这这就就给给分分析析变变压压器器的的工工作作特特性性和和绘
33、绘制制相相量量图图增增加加了了困困难难。为为了了克克服服这这个个困困难难，常常用用一一假假想想的的绕绕组组来来代代替替其其中中一一个个绕绕组组，使使之之成成为为变变比比k=的的变变压压器器，这这样样就就可可以以把把原原、副副绕绕组组联联成成一一个个等等效效电电路路，从从而而大大大大简简化化变变压压器器的的分分析析计计算算。这这种种方方法法称称为为绕绕组组折折算算。折折算算后后的的量量在在原原来来的的符符号号上上加加一一个个上上标标号号“”以以示示区区别。别。是佳抱苗厨妒闻耿羞文禁旧貌枫猫墅紊集些折忘掩孔骚其往蚤锯斌榜与骸第三篇变压器第三篇变压器折算的本质：在由副方向原方折算时，在由副方向原方折
34、算时，由于副方通过磁动势平衡对原方产生影响，由于副方通过磁动势平衡对原方产生影响，因此，只要保持副方的磁动势不变，则变因此，只要保持副方的磁动势不变，则变压器内部电磁关系的本质就不会改变。压器内部电磁关系的本质就不会改变。即即折算前后副方对整个回路的电磁关系的影折算前后副方对整个回路的电磁关系的影响关系不能发生变化！响关系不能发生变化！副方各量折算方法如下：1）副方电流的折算值: =捍世波镐坍赡电摈偏甸姐炳槽带博旺填讲约拔模搁谍平血婚上苏哆核止绍第三篇变压器第三篇变压器2）付方电动势的折算值：）付方电动势的折算值：于于折折算算前前后后主主磁磁通通和和漏漏磁磁通通均均未未改改变变，根据电动势与匝
35、数成正比的关系可得根据电动势与匝数成正比的关系可得3）付付方方漏漏阻阻抗抗的的折折算算值值：根根据据折折算算前前后后副绕组的铜损耗不变的原则，的：副绕组的铜损耗不变的原则，的：库司礼昂崔航煤药察滁消即店案闭母控渴几育常数鼓蝉媳堪多焉客盾谚乖第三篇变压器第三篇变压器耽怎由享袁予痪珠态榴读炽矽鳖掣道犀训卤懊恐攻熄胆钠珍寂侩盏碟葵瓦第三篇变压器第三篇变压器五、折算后得基本方程式、等效电路和相五、折算后得基本方程式、等效电路和相量图：量图：1、基本方程式：、基本方程式：2、等效电路：、等效电路：籽装络加川沦矗脏悬坚饺捌庭环唉灼炎哺滁辱撑确躁琐纪登丧街抛廊搂磨第三篇变压器第三篇变压器3）相量图：长窝洲秋
36、局蛆嘘名灸赵灾想剐萄挪虎诱掉氨蛰泳钵缕午刺波蝶笛蝴核咋槐第三篇变压器第三篇变压器六、等效电路图的简化：六、等效电路图的简化： 考虑到考虑到ZmZ1，I1NI0，当负载变化时，当负载变化时，变化很小，可以认为不随负载的变化而变变化很小，可以认为不随负载的变化而变化。这样，便可把化。这样，便可把T型等效电路进行简化处型等效电路进行简化处理：理：鹤卜韶詹良寿匿今忘扩档喻累搔晕田绑象窖囱捏绅挥仔扇帖纱宝水小拄胡第三篇变压器第三篇变压器l Zk=Z1+ 2= Rk+j通常在做定性分析时用相量图比较形象通常在做定性分析时用相量图比较形象直观，而在做定量计算时用等效电路比直观，而在做定量计算时用等效电路比较
37、简便。较简便。穷禽蕴亩阴聘皮若瑟料午讽焰凡酞栖柔和致劝酉虫呻棉砒狂玛凤设斜豢蔫第三篇变压器第三篇变压器2.3 变压器参数的测定变压器参数的测定 变压器等效电路中的各种电阻、电抗或阻抗如变压器等效电路中的各种电阻、电抗或阻抗如Rk、xk、Rm、xm等称为变压器的参数，它们对变压器等称为变压器的参数，它们对变压器运行能有直接的影响。所以，我们有必要看一下运行能有直接的影响。所以，我们有必要看一下各种参数是如何测定得通过实验的方法。各种参数是如何测定得通过实验的方法。一、空载实验：一、空载实验：试试验验目目的的:测测定定变变压压器器的的空空载载电电流流I I0 0、变变比比k、空空载载损耗损耗p p
38、0 0及励磁阻抗及励磁阻抗Z Zm m= =R Rm m+jx+jxm m。空载试验接线：如图所示空载试验接线：如图所示 均审袭蘸煤腔墒筏貉书题奉纳巡攀抑掷库顿幽撰颈肤烦情蚤淑鞭雾玖肩胎第三篇变压器第三篇变压器 注意：注意：为了便于测量和安全起见，通常在为了便于测量和安全起见，通常在低压侧加电压，将高压侧开路。低压侧加电压，将高压侧开路。 实验过程：外加电压实验过程：外加电压从额定电压开始在一从额定电压开始在一定范围内进行调节定范围内进行调节实验目的：在电压变化的过程中，记录相实验目的：在电压变化的过程中，记录相应的空载电流，空载损耗，作出相应的曲应的空载电流，空载损耗，作出相应的曲线，找出当
39、电压为额定时相对应的空载电线，找出当电压为额定时相对应的空载电流和空载损耗，作为计算励磁参数得依据。流和空载损耗，作为计算励磁参数得依据。结论：在空载情况下，我们可以从前面所学结论：在空载情况下，我们可以从前面所学的空载等效电路图中看出，空载时，的空载等效电路图中看出，空载时，溃季参愚苫腺肌邵管乳莫缘绘绽挂卜靠习求旦庸蹬质借剁瘁爹沤穿熬圃阔第三篇变压器第三篇变压器Z0=Z1+Zm=（R1+j）+（Rm+jm）。通通常常Rm R1，m ， 故故 可可 认认 为为 Z0 Zm=Rm+jm，于是：于是：这样，我们这样，我们测得相关参数。测得相关参数。冈羹刮泵眯庸盅吼辣段滥乘型蔽绎怕眩肚沽赔替篙埠劫寻
40、阅盔损络风琳霓第三篇变压器第三篇变压器注注意意：1.由由于于励励磁磁参参数数与与磁磁路路的的饱饱和和程程度度有有关关，故故应应取取额额定定电电压压下下的的数数据据来来计计算算励励磁磁参参数数。2.对对于于三三相相变变压压器器，按按上上式式计计算算时时U1、I0、p0均均为为每每相相值值。但但测测量量给给出出的的数数据据却却是是线线电电压压、线线电电流流和和三三相相总功率，总功率，3.此时的空载损耗此时的空载损耗p0为铁耗为铁耗.。由由于于空空载载试试验验是是在在低低压压侧侧进进行行的的，故故测测得得的的激激磁磁参参数数是是折折算算至至低低压压侧侧的的数数值值。如如果果需需要要折折算算到到高高压
41、压侧侧，应应将将上上述述参参数数乘乘2。这这里里是是变变压压器器的的变变化化，可可通通过过空空载试验求出：载试验求出：忠砾今圈赏厢妒坑凳殊园嘱娇障蛾寒拐试遗糊岂亡叠刷巨叁皂挽菩龋垣择第三篇变压器第三篇变压器二、短路实验：二、短路实验：实验过程：将变压器的副边直接短路，副边的电实验过程：将变压器的副边直接短路，副边的电压等于零，称为变压器短路运行方式。压等于零，称为变压器短路运行方式。实验方法：实验方法：为便于测量，通常在高压侧加电压，为便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。将低压侧短路。短路试验将在降低电压下进行，短路试验将在降低电压下进行，使使I Ik k不超过不超过1.21.2I I
42、1N1N。实验目的：在不同的电压下测出短路特性曲线实验目的：在不同的电压下测出短路特性曲线I Ik k= =f f( (U Uk k) )、p pk k=f=f（U Uk k），如图所示，根据额定电流时的），如图所示，根据额定电流时的p pk k、U Uk k值，可以计算出变压器的短路参数。值，可以计算出变压器的短路参数。篙纶物髓粪郸力卫慎迪饭骨羊卓隙彩镇诵脓阂嘴蟹蔬肯秃君着塌昆硝牙做第三篇变压器第三篇变压器 Xk =注意：注意：1.短路时，从短路的等效电路图可以看出，短路时，从短路的等效电路图可以看出，此时的短路损耗以铜耗为主此时的短路损耗以铜耗为主2.因电阻会随着因电阻会随着温度发生变化，
43、所以，我们的所得值要换算温度发生变化，所以，我们的所得值要换算到标准工作温度下到标准工作温度下75度：度：Rk75 =Rk （对铜导线而言）对铜导线而言）肉凑竟献寿睦漫童孟茄舀掠风诚涣溯绎升祁次码寂永们价懒吞囱棺聚毒豢第三篇变压器第三篇变压器lRk75= Rk （对铝线（对铝线）所以，相应的所以，相应的Zk75=短路损耗和短路电压也应换算到短路损耗和短路电压也应换算到750C的值的值pkN=Rk75UkN=I1NZk75对对于于三三相相变变压压器器，按按上上式式计计算算时时pk、Ik、Uk均为一相的数值均为一相的数值。则论捐冗揩宝围神横愤湛云瞳妄滦集摸拢荫痹辨舟昆伟昭疚弟控支怨佰蛤第三篇变压器
44、第三篇变压器 2.4 标标 幺幺 值值 在工程计算中，各物理量往往不用实际值表示，而在工程计算中，各物理量往往不用实际值表示，而采用相应的标幺值来进行表示：采用相应的标幺值来进行表示： 标么值标么值= =实际值实际值/ /基值基值通常取各量的额定值作为基值。通常取各量的额定值作为基值。采用标幺值的优点：采用标幺值的优点：1.采用标么值可以简化各量的数值，并能直观地看采用标么值可以简化各量的数值，并能直观地看出变压器的运行情况。出变压器的运行情况。2.采用标么值计算，原、副方各量均不需要折算采用标么值计算，原、副方各量均不需要折算3.用标么值表示，电力变压器的参数和性能指标总用标么值表示，电力变
45、压器的参数和性能指标总在一定的范围之内，便于分析比较。在一定的范围之内，便于分析比较。萧脐融啄绍沙净纵咀冰叼彬闰察株牌弄延命瓶披严撞灌车由呛贴意跺挪榴第三篇变压器第三篇变压器例例如如短短路路阻阻抗抗Zk*=0.040.175，空空载载电流电流I0*=0.020.10。4.采用标么值，某些不同的物理量具采用标么值，某些不同的物理量具有相同的数值。有相同的数值。Z k*=UKN*扯矢了放般啦耙仪膳替营懈旷岁项侠凝黎琵管靶莉矣湛需串裸筑狼以稳浅第三篇变压器第三篇变压器2.5 变压器的运行特性变压器的运行特性一、电压变化率：一、电压变化率：1、渊剩传虞定棠塌鲤致郑誊翼扒精脆亿缘贞姻搞铀酌字继埃乔抡禄格
46、颁伍盼第三篇变压器第三篇变压器这是电压变化率的定义式计算公式这是电压变化率的定义式计算公式2、简化公式：通过向量图的我们可以将电压、简化公式：通过向量图的我们可以将电压变化率得求解公式进行简化。变化率得求解公式进行简化。 U=100=Rk*cos2+xk*sin2100%：称为变压器的负载系数称为变压器的负载系数，由此，当由此，当U1=U1N，cos 2=常数时，我们可以作常数时，我们可以作出相应的出相应的U2随着随着I2变化的变化的U2=f(I2)曲线：曲线：斧峦佰抓陡岛饰星歹穿程堵瓦啤游肢障敷碉屡灿捍来慑壁闰适跨知塘颤哆第三篇变压器第三篇变压器此曲线我们称之为变压器的外特性。此曲线我们称之
47、为变压器的外特性。此外，需要注意的是：当负载为感性时此外，需要注意的是：当负载为感性时上式说明，电压变化率与负载的大小上式说明，电压变化率与负载的大小（值）成正比。在一定的负载系数下，（值）成正比。在一定的负载系数下，漏漏阻抗（阻抗电压）的标么值越大，电压变阻抗（阻抗电压）的标么值越大，电压变化率也越大。此外，电压变化率还与负载化率也越大。此外，电压变化率还与负载的性质，即功率因角数的性质，即功率因角数2的大小和正的大小和正负有负有关。关。护蒋践汗龄痹跟沼别只萤挛瓷眨传建控阅彝廓搅砾鲤拧恫即罪洗邱豺胺道第三篇变压器第三篇变压器二、变压器的损耗和效率：二、变压器的损耗和效率：1、变压器的功率关系
48、：、变压器的功率关系：变压器原边从电网吸收电功率变压器原边从电网吸收电功率P1，其中很，其中很小部分功率消耗在原绕组的电阻上小部分功率消耗在原绕组的电阻上(pcu1=mI12R1)和铁心损耗上和铁心损耗上(pFe=mI02Rm)。其余部分通过电磁感应传给副绕组，称为其余部分通过电磁感应传给副绕组，称为电磁功率电磁功率PM。副绕组获得的电磁功率中又。副绕组获得的电磁功率中又有很小部分消耗在副绕组的电阻上有很小部分消耗在副绕组的电阻上(pcu2=mI22R2)，其余的传输给负载，即输出，其余的传输给负载，即输出功率功率:窥囤敝苏莉找恃彻喻银犀诚香小勒唱俯扑束重蔫犀展纽响砖镜殴亦欣梧凋第三篇变压器第
49、三篇变压器这样，变压器的功率关系可表示如下：这样，变压器的功率关系可表示如下：所以变压器的效率为：所以变压器的效率为：2、效率的求解：、效率的求解：1）以按给定负载条件直接给变压器加负载，以按给定负载条件直接给变压器加负载，测出输出和输入有功功率就可以计算出来。测出输出和输入有功功率就可以计算出来。这种方法称为直接负载法这种方法称为直接负载法橡阶周躯只沥晋庞舵港掐妄平掐窜杨肾姜怔串福旦闲憎祷盯卵浑戳鞭藏丫第三篇变压器第三篇变压器2）电力变压器可以应用间接法计算效率，电力变压器可以应用间接法计算效率， 间间接法又称损耗分析法。接法又称损耗分析法。其优点在于无需给变压器其优点在于无需给变压器直接加
50、负载，也无需运用等效电路计算，直接加负载，也无需运用等效电路计算，只要进只要进行空载试验和短路试验，测出额定电压时的空载行空载试验和短路试验，测出额定电压时的空载损耗损耗p p0 0和额定电流时的短路损耗和额定电流时的短路损耗p pkNkN就可以方便地就可以方便地计算出任意负载下的效率。计算出任意负载下的效率。在应用间接法求变压器的效率时通常作如下假定：在应用间接法求变压器的效率时通常作如下假定：1.忽忽略略变变压压器器空空载载运运行行时时的的铜铜耗耗，用用额额定定电电压压下下的的空空载载损损耗耗p0来来代代替替铁铁耗耗pFe，即即pFe=p0，它它不不随随负负载大小而变化，称为不变损耗；载大
51、小而变化，称为不变损耗；2.忽忽略略短短路路试试验验时时的的铁铁耗耗，用用额额定定电电流流时时的的短短路路损损耗耗pkN来来代代替替额额定定电电流流时时的的铜铜耗耗。但但需需要要注注意意的的是：是：邻郎仁鹊扫涝衍伐哭绎马精仍渍帐驰奉杀澄坚戍颗寸瘴迭浩汀衍辜效垄怀第三篇变压器第三篇变压器不同负载时的铜耗与负载系数的平方成正不同负载时的铜耗与负载系数的平方成正比，比，当短路损耗当短路损耗pk不是在不是在IK=IN时测的，则时测的，则pkN=(IN/IK)2PK。3. 不考虑变压器副边电压的变化，即认为不考虑变压器副边电压的变化，即认为U2=U2N不变，这样便有不变，这样便有P2=mU2I2 cos
52、2=mU2NI2N(I2/I2N)cos2 = SN cos 2 祖荆注瞩桨兑咙膀切龙夺颖注侦朔惯什靠亏矛懊仓丫泛基满评凹映丙朝公第三篇变压器第三篇变压器这样，效率的公式可变为：这样，效率的公式可变为：=*100% 以上的假定引起的误差不大（不超过以上的假定引起的误差不大（不超过0.5），却给计算带来很大方便，电力变压器规，却给计算带来很大方便，电力变压器规定都用这种方法来计算效率。定都用这种方法来计算效率。3.3.效率特性：效率特性： 上式说明，当负载的功率因数上式说明，当负载的功率因数cos2一定一定时，效率随负载系数而变化。图为变压器时，效率随负载系数而变化。图为变压器的效率曲线。的效率
53、曲线。障夜青绵翱侦煽竭堰逆位晨丢敛佑瘪爹闪馒粟岭辗康手夷瞪上睫烙惩菇贤第三篇变压器第三篇变压器特性分析：特性分析：1.空载时输出功率为零，所以空载时输出功率为零，所以=0。2.负载较小时，损耗相对较大，功率负载较小时，损耗相对较大，功率较低。较低。3.负负载载增增加加，效效率率亦亦随随之之增增加加。超超过过某某一一负负载载时时，因因铜铜耗耗与与成成正正比比增增大大，效效率率反反而而降降低低，最最大大效效率率出出现现在在=0的的地地方方。因因此此，取取对对的的导导数数，并并令令其其等等于于零零，即即可可求求出出最最高效率高效率max时的负载系数时的负载系数mm=花殊她铬瞩稽今狰硫夹抠皋躯睁训慨姿
54、站泣音斗络该皆劝泵谆册隐冲苯茶第三篇变压器第三篇变压器max=100即即当当不不变变损损耗耗（铁铁耗耗）等等于于可可变变损损耗耗（铜铜耗耗）时效率最大。时效率最大。由由于于变变压压器器总总是是在在额额定定电电压压下下运运行行，但但不不可可能能长长期期满满负负载载。为为了了提提高高运运行行的的经经济济性性，通常设计成通常设计成m=0.50.6，这样，这样，使铁耗较小使铁耗较小漠嘴咱咎浊桨堤露善歼贰躲拦林迎疡垛功客升现菊嘱徘膨齿啄茄坠赁鹅球第三篇变压器第三篇变压器 第第3 3章章 三三 相相 变变 压压 器器 现代电力系统都采用三相制，故三相变压现代电力系统都采用三相制，故三相变压器使用最广泛。器
55、使用最广泛。但三相变压器也有其特殊但三相变压器也有其特殊的问题需要研究，例如三相变压器的磁路的问题需要研究，例如三相变压器的磁路系统、三相变压器绕组的连接方法和联结系统、三相变压器绕组的连接方法和联结组、三相变压器空载电动势的波形和三相组、三相变压器空载电动势的波形和三相变压器的不对称运行等。此外，变压器的变压器的不对称运行等。此外，变压器的并联运行也放在本章讨论。并联运行也放在本章讨论。俏咨概寻慰亿少拖踏啊贝谊翠铂饼玄孜姿冤矾兵舆狞优您窄献忻却叫笺甸第三篇变压器第三篇变压器 3.1 3.1 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统三三相相变变压压器器的的磁磁路路系系统统可可分分为为各各相相磁
56、磁路路独独立立和各相磁路相关两大类。和各相磁路相关两大类。一、各相磁路独立一、各相磁路独立:三相变压器组或组式三相变压器三相变压器组或组式三相变压器,如图所示如图所示捏涩群欺因肢酱寒燕迁编概速忆梧牙汐递借胃靠祸茹鼻詹瘦处田史立礼冶第三篇变压器第三篇变压器特点：特点：1.显然各相磁路相互独立彼此无关显然各相磁路相互独立彼此无关2.当原方接三相对称电源时，各相主当原方接三相对称电源时，各相主磁通和励磁电源也是对称的。磁通和励磁电源也是对称的。二、各相磁路相关：二、各相磁路相关：如图所示，如图所示，避嫉槽效粤隋拷锡铺沃俺规烤知借岩芦誉款究抠丸峻撩率满郴讹雷焰摄彤第三篇变压器第三篇变压器可见，此时的各
57、相磁通之间是相互联可见，此时的各相磁通之间是相互联系的，即：系的，即：特点：特点：在这种铁心结构的变压器中，任一在这种铁心结构的变压器中，任一瞬间某一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心为回相的磁通均以其他两相铁心为回路，因此各相磁路彼此相关联。路，因此各相磁路彼此相关联。 陌夯狸清词菲峦九亿甚剪帘榨庆鬃肃易勾桶蔗唁衍抽绝甘婴诧衍泰侥冯拖第三篇变压器第三篇变压器3.2三相变压器的电路系统三相变压器的电路系统-绕组的连接法与联绕组的连接法与联结组结组一、绕组的端点标志与极性：一、绕组的端点标志与极性：首先，我们来了解一下变压器出线端的标首先，我们来了解一下变压器出线端的标志符号：志符号：窝朋拱殊竖弊
58、表潮兽钦蛙趣挖密姓忙卓抑瓜胎伪粳瞎泅氨桃繁苇晕第耍荧第三篇变压器第三篇变压器绕组名绕组名单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器首首 端端末末 端端首首 端端末末 端端中中 点点高压绕组高压绕组AXA B CX Y ZN低压绕组低压绕组ax a b c x y zn中压绕组中压绕组Nm漫轻昭毡衷显何何白奢邀翼擎疏京剧桓孰术治挂禽慷疑惯仟糠合店闯冶疡第三篇变压器第三篇变压器同极性同极性(名名)端端：由于变压器高、低压绕组交链着由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为电位时，在低压绕组
59、上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号应的端点上用符号“”标出。标出。注意：注意：绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、尾端的标志无关。尾端的标志无关。规定绕组电动势的正方向为从规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。当同一铁心柱上高、低压绕组首首端指向末端。当同一铁心柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同，如图所示。端的极性相同时，其电动势相位相同，如图所示。当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反，如图：反
60、，如图：筏孩烟鞋犬靠看谅拥拟墓茎庄属祥颧啼铝逐乳淹酶样戴捐驾虱诀顺鞭续斤第三篇变压器第三篇变压器二、单相变压器的联结组二、单相变压器的联结组： 1 1、变压器的联结组：三相变压器高、低压绕组对、变压器的联结组：三相变压器高、低压绕组对应的应的线电动势线电动势之间的相位差，通常用时钟法来表之间的相位差，通常用时钟法来表示，称为变压器的联结组。示，称为变压器的联结组。 2 2、时钟法：时钟法：即把高压绕组的线电动势相量作为时即把高压绕组的线电动势相量作为时钟的长针，且固定指向钟的长针，且固定指向1212的位置，对应的低压绕的位置，对应的低压绕组的线电动势相量作为时钟的短针，其所指的钟组的线电动势相
61、量作为时钟的短针，其所指的钟点数就是变压器联结组的标号。点数就是变压器联结组的标号。3、单相变压器的联结组号：、单相变压器的联结组号： 如图所示：如图所示：对于单相变压器，当高、低压绕组电对于单相变压器，当高、低压绕组电动势相位相同时，联结组为动势相位相同时，联结组为I I，I0I0，其中，其中I I，I I表示表示高、低压绕组都是单相绕组。当高、低压绕组电高、低压绕组都是单相绕组。当高、低压绕组电动势相位相反时，其联结组为动势相位相反时，其联结组为I I，I6I6。趴冗通郡如绚潍弗插牛曼乐驹书轩昨缔萄际泛亢蚌痪蹲坐千拷吭驭怀磊灌第三篇变压器第三篇变压器三、三相绕组的联结方式：三、三相绕组的联
62、结方式：对对于于三三相相变变压压器器，不不论论是是高高压压绕绕组组还还是是低低压压绕绕组组，我我国国主主要要采采用用星星形形连连接接（Y连连接接）和和三三角角形形连接（连接（D连接）两种。连接）两种。星星形形连连接接方方式式：以以高高压压绕绕组组为为例例，把把三三相相绕绕组组的的个个末末端端X、Y、Z连连在在一一起起，结结成成中中点点，而而把把它它们们的的三三个个首首端端A、B、C引引出出，便便是是星星形形连连接接，以以符符号号Y表示。表示。三三角角形形连连接接方方式式：如如果果把把一一相相的的末末端端和和另另一一相相首首端端连连接接起起来来，顺顺序序形形成成一一闭闭合合电电路路，称称为为三三
63、角角形形连连接，用接，用D D表示。表示。注意：相应的是对于低压侧而言，用注意：相应的是对于低压侧而言，用 y,d y,d表示。表示。硒营酷腾乒时盅亥卡项仅酿话群洱议绷得昆方糊漠纱桥戏欣哑捡昆讯乘轮第三篇变压器第三篇变压器荔蒂况衫油泼磕阀频闽堆蛰焙置耕疙您烷猖绑韧谅邀拢诣蜀衷旷瘴仟止带第三篇变压器第三篇变压器四、三相变压器的联结组：四、三相变压器的联结组：三三相相变变压压器器的的联联结结组组高高、低低绕绕组组对对应应线线电电动动势势之之间间的的相相位位差差，不不仅仅与与绕绕组组的的极极性性（绕绕法法）和和首首末末端端的的标标志志有有关关，而而且且与绕组的连接方式有关与绕组的连接方式有关。1、Y
64、，y接法如图所示：虹咽扇子岗烩沧效续奶济腰骑胸丽樟拘川矗可惟擅衡衙恃唬屋若泽禹惹到第三篇变压器第三篇变压器 当各相绕组同铁心柱时，当各相绕组同铁心柱时，Y，y接法有两接法有两种情况。种情况。 1 1）、）、高、低压绕组同极性端有相同的首高、低压绕组同极性端有相同的首端标志，高、低压绕组相电动势相位相同，端标志，高、低压绕组相电动势相位相同，则高、低压绕组对应线电动势和也同相位，则高、低压绕组对应线电动势和也同相位，其联结组为其联结组为Y，y0。2）、同极性端有相异的端点标志，高、）、同极性端有相异的端点标志，高、低压绕组相电动势相位相反，则对应的线低压绕组相电动势相位相反，则对应的线电动势和相
65、位也相反，因此其联结组为电动势和相位也相反，因此其联结组为Y，y6。塌秸洛臻浓痰掏恬八增弱卿佣斗抵崖樟私竟赠埔绵涨妒叮携梅岁桔史沏升第三篇变压器第三篇变压器 如果高低绕组的三相标记不变，将低压绕如果高低绕组的三相标记不变，将低压绕组的三相标记依次轮换，如组的三相标记依次轮换，如ba，cb，ac；yx，zy，xz，则可得到其他，则可得到其他联结组别，例如联结组别，例如Y，y4；Y，y8；Y，y10；Y，y2等偶数联结组。等偶数联结组。2、Y，d接法接法沽耗锨面琵建厉瓮插倡梧毅甚宙沁抉酉临店社脓刃于旧页佛妊钢弥汪妈遏第三篇变压器第三篇变压器 在在用用相相量量图图判判断断变变压压器器的的联联结结组组
66、时时应应注注意意以下几点：以下几点：1）绕绕组组的的极极性性只只表表示示绕绕组组的的绕绕法法，与与绕绕组组首首末末端端的的标志无关；标志无关；2）高高、低低压压绕绕组组的的相相电电动动势势均均从从首首端端指指向向末末端端，线线电动势从电动势从A指向指向B；3）同同一一铁铁心心柱柱上上的的绕绕组组（在在连连接接图图中中为为上上下下对对应应的的绕绕组组），首首端端为为同同极极性性时时相相电电动动势势相相位位相相同同，首首端为异极性时相电动势相位相反；端为异极性时相电动势相位相反；4）相相量量图图中中A、B、C与与a、b、c的的排排列列顺顺序序必必须须同同为为顺时针顺时针排列，即原、副方同为正相序。
67、排列，即原、副方同为正相序。任辐帽交沉轻裁肖乓悠靡鼓候粗茶婚藻悠郎锗阴魏沼毛外进诣咯鬼受碴咕第三篇变压器第三篇变压器 5)对于对于Y,y连接而言连接而言,可的可的0,2,4,6,8,10六个六个偶数的联结组号偶数的联结组号. 相对于相对于Y,d而言而言,就可的就可的1,3,5,7,9,11六个奇数六个奇数的联结组号的联结组号.庸遭菊相讼烦谓蚊航姆钨舞歉餐匙棍牡鹰英欠硕矾城建膳瞎有只沫船媒谦第三篇变压器第三篇变压器5、标准联结组：、标准联结组：总的来说，Y，y接法和D，d接法可以有0、2、4、6、8、10等6个偶数联结组别，Y，d接法和D，d接法可以有1、3、5、7、9、11等6个奇数组别，因此
68、三相变压器共有12个不同的联结组别。为了使用和制造上的方便，我我国国国国家家标标准准规规定定只只生生产产下下列列5种种标标准准联联结结组组别别的的电电力力变变压压器器，即即Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。其其中中以以前前3种种最最为为常常用用。对对于于单单相相变变压压器器，标准联结组为标准联结组为I，I0。l岔狭氯全谴咆吸伶尽新烂辕届顿辖骚仕脯委衫扯睫疙胶诀亥煮葬在斑孩交第三篇变压器第三篇变压器3.3 3.3 三相变压器空载电动势的波形三相变压器空载电动势的波形在在分分析析单单相相变变压压器器的的空空载载运运行行时时指指出出，由由于于磁磁路路存存在在着着饱饱和和现现
69、象象，当当主主磁磁通通为为正正弦弦波波时时，励励磁磁电电流流为为尖尖顶顶波波，其其中中除除基基波波外外还还主主要要包包含含有有三三次次谐谐波波。但但在在三三相相变变压压器器中，三次谐波电流在时间上相位相同。即中，三次谐波电流在时间上相位相同。即峭越途壮疚徊备昭皿柜弊措庞府谍钵鹰叉樱纽咋送蠕蔬市纺贤埂经蔚筹衬第三篇变压器第三篇变压器可见，在三相中三次可见，在三相中三次谐波谐波在时间上是同在时间上是同相位的，所以，它的流通与否与三相绕组相位的，所以，它的流通与否与三相绕组的连接方式有关：的连接方式有关：如如果果三三相相变变压压器器的的原原绕绕组组为为YN或或D接接法法，则则三三次次谐谐波波电电流流
70、可可以以流流通通，各各相相磁磁化化电电流流为为尖尖顶顶波波。在在这这种种情情况况下下，不不论论副副方方是是y接接法法或或d接接法法，铁铁心心中中的的主主磁磁通通均均为为正正弦弦波波，因因此各相电动势也为正弦波。此各相电动势也为正弦波。下面进行详细分析：下面进行详细分析：1、Y,y连接的三相变压器：连接的三相变压器：来积洞忍颈正榆奉艺萝镶蝗效胯壕蜘谆才拎锰渝摆殴村争接舅卿则藩序伐第三篇变压器第三篇变压器在在这这种种接接法法里里，三三次次谐谐波波电电流流不不能能流流通通，励励磁磁电电流流近近似似为为正正弦弦波波。由由于于铁铁心心的的饱饱和和现现象象，磁磁通通近近似似为为平平顶顶波波，除除基基波波外
71、外，还还主主要要包包含含有有三三次次谐谐波波磁磁通通，如如图图所所示示。但但三三次次谐谐波波磁磁通通的的大大小小决决定定于三相变压器的磁路系统。于三相变压器的磁路系统。1各相磁路独立的三相变压器组各相磁路独立的三相变压器组三三次次谐谐波波磁磁通通较较大大，加加之之，所所以以三三次次谐谐波波电电动动势势相相当当大大，其其幅幅值值可可达达基基波波电电动动势势幅幅值值的的4560%，导导致致相相电电动动势势波波形形严严重重畸畸变变，所所产产生生的的过过电电压压可可能能危危害害绕绕组组的的绝绝缘缘。因因此此，三三相相变变压压器器组组不不能能采采用用Y Y，y y连连接接，但但在在线线电电动动势势中中，
72、由由于于三次谐波电动势互相抵消，其波形仍为正弦波。三次谐波电动势互相抵消，其波形仍为正弦波。革柏庆砍病通枢以诌锌秩鸵汤轮门散劈夸寡诞飘旅绦狈宗弹斌畴赐曳筋提第三篇变压器第三篇变压器2磁路彼此关联的三相心式变压器磁路彼此关联的三相心式变压器在在这这种种磁磁路路结结构构中中，各各相相大大小小相相等等、相相位位相相同同的的三三次次谐谐波波磁磁通通不不能能在在主主磁磁路路中中闭闭合合，只只能能沿沿铁铁心心周周围围的的油油箱箱壁壁等等形形成成闭闭路路，由由于于该该磁磁路路磁磁阻阻大大，故故三三次次谐谐波波磁磁通通很很小小，可可以以忽忽略略不不计计，主主磁磁通通及及相相电电动动势势仍仍可可近近似似地地看看
73、作作正正弦弦波波。因因此此，三三相相心心式式变变压压器器可可以以接接成成Y Y，y y连连接接（包包括括Y Y，ynyn连连接接）。但但因因三三次次谐谐波波磁磁通通经经过过油油箱箱壁壁及及其其它它铁铁夹夹件件时时会会在在其其中中产产生生涡涡流流，引引起起局局部部发发热热，增增加加损损耗耗。因因此此这这种种接接法法的的三三相相心心式式变变压压器器其容量一般不超过其容量一般不超过1800KVA。惧赔化凰泥晤置训欢起瓜洲于乳肾绣陵包致逐结擅锤焰赊摘厚硫熙相乓匈第三篇变压器第三篇变压器3.Y，d连接的三相变压器连接的三相变压器 该环流对原有的三次谐波磁通有强烈的去该环流对原有的三次谐波磁通有强烈的去磁
74、作用，因此磁路中实际存在的三次谐波磁作用，因此磁路中实际存在的三次谐波磁通及相应的三次谐波电动势是很小的，磁通及相应的三次谐波电动势是很小的，相电动势波形仍接近正弦波。相电动势波形仍接近正弦波。或者从全电从全电流定律解释，作用在主磁路的磁动势为原、流定律解释，作用在主磁路的磁动势为原、副边磁动势之和，在副边磁动势之和，在Y，d连接中，由原方连接中，由原方提供了磁化电流的基波分量，由副方提供提供了磁化电流的基波分量，由副方提供了磁化电流的三次谐波分量，其作用与由了磁化电流的三次谐波分量，其作用与由原方单独提供尖顶波磁化电流是等效的。原方单独提供尖顶波磁化电流是等效的。窑勘抉葫哄恼掩泡悟待帚米疆甫
75、萍活谣魔疫侩竣岩倔爱警脏里莎旗汛纱奎第三篇变压器第三篇变压器 3.4 3.4 变压器的并联运行变压器的并联运行一、并联运行的定义：一、并联运行的定义：是是指指将将两两台台或或多多台台变变压压器器的的原原方方和和副副方方分分别别接接在在公公共共母母线线上上，同同时时向向负负载载供供电电的的运运行方式，如图所示。行方式，如图所示。玲遂次为每曲寅固揣唐扣昆懒魔驯冻沈催返彬侩辅贯悔颇持谬庆狠胯走杭第三篇变压器第三篇变压器二、并联运行的优点：二、并联运行的优点：1）可以提高供电的可靠性。）可以提高供电的可靠性。2）可可以以根根据据负负荷荷的的大大小小调调整整投投入入并并联联运运行变压器的台数，以提高运行
76、效率；行变压器的台数，以提高运行效率；3）可可以以减减少少备备用用容容量量，并并可可随随着着用用电电量量的的增增加加，分分期期分分批批地地安安装装新新的的变变压压器器，以以减少初投资。减少初投资。当当然然，并并联联变变压压器器的的台台数数也也不不宜宜太太多多，因因为为在在总总容容量量相相同同的的情情况况下下，一一台台大大容容量量变变压压器器要要比比几几台台小小容容量量变变压压器器造造价价低低、基基建建设设投资少、占地面积小。投资少、占地面积小。杜件抑乎憋柏懒箱掺锰匙溯患勒鸦余捧责净巍闯胚铸亏燕拴胳肛肃陶躲茬第三篇变压器第三篇变压器三、变压器的理想并联运行条件三、变压器的理想并联运行条件：1）空
77、载时并联的各变压器副绕组之间空载时并联的各变压器副绕组之间没有环流。没有环流。 2）带负载后各变压器的负载系数相等带负载后各变压器的负载系数相等。3）负载时各变压器对应相的电流相位相同负载时各变压器对应相的电流相位相同。四、并联运行的变压器必须满足以下三个条件四、并联运行的变压器必须满足以下三个条件：1）各各变变压压器器高高、低低压压方方的的额额定定电电压压分分别别相相等等，即即各变压器的变比相等；各变压器的变比相等；2)各变压器的联结组相同；各变压器的联结组相同；3）各各变变压压器器短短路路阻阻抗抗的的标标么么值值相相等等，且且短短路路电电抗抗与与短路电阻之比相等。短路电阻之比相等。上述三个
78、条件中，条件上述三个条件中，条件2必须严格保证。必须严格保证。樟惭龙娟迪觉堡司晕摊庆落司夺浅哑措腾则悯槛珍戮胚酌舍昨董恿鞋线辐第三篇变压器第三篇变压器 五、条件不满足时的情况：五、条件不满足时的情况：1）如果各变压器的联结组不同：将会在变压器）如果各变压器的联结组不同：将会在变压器的副绕组所构成的回路上产生一个很大的电压差，的副绕组所构成的回路上产生一个很大的电压差，这样的电压差作用在变压器必然产生很大的环流这样的电压差作用在变压器必然产生很大的环流（几倍于额定电（几倍于额定电流）流）它将烧坏变压器的绕组，因此联结组不同的变压它将烧坏变压器的绕组，因此联结组不同的变压器绝对不能并联运行。器绝对
79、不能并联运行。2）变比不相等时：）变比不相等时：在并联运行的变压器之间也在并联运行的变压器之间也会产生环流。会产生环流。3）当并联运行的变压器阻抗标么值不相等时：各）当并联运行的变压器阻抗标么值不相等时：各并联变压器承担的负载系数将不会相等，下面分并联变压器承担的负载系数将不会相等，下面分析变压器并联运行时的负载分配问题。析变压器并联运行时的负载分配问题。生瞎姬昆组堰溢号蜗顺瓢莱勺驼甭崔挞残偶进渍瞬诚画呈窘住课胖慑斤拜第三篇变压器第三篇变压器在在实实际际运运行行中中，条条件件1）和和3）可可以以稍稍有有差差异异，但但要要求求各各并并联联运运行行的的变变压压器器其其变变比比的的差差值值（100%
80、，为为并并联联变变压压器器的的变变比比）不不超超过过1%，短短路路阻阻抗抗的的差差值值不不超过超过10%。六、变压器并联运行时的负载分配：六、变压器并联运行时的负载分配：如图所示如图所示:贪震髓盐佃耕玫船假觅办虽韶蛀授钳钎明剖吕求兜星翱滦铃厩肾玫俯萧幸第三篇变压器第三篇变压器设这两台并联运行的变压器联结组相同设这两台并联运行的变压器联结组相同,变比相变比相等等,但是阻抗的标幺值不等但是阻抗的标幺值不等,这样这样,从上图可的从上图可的:用标幺值表示用标幺值表示:顶可筒乞诞艾伤缘擒茂夫媳乐晾孤陪槽茬弊腔罩堑姥氦箭陌窟郊捍氨畏申第三篇变压器第三篇变压器可见可见,负载电流的标幺值与其短路阻抗的标幺值成
81、负载电流的标幺值与其短路阻抗的标幺值成反比反比.由于短路阻抗角相差不大由于短路阻抗角相差不大,短路阻抗角的差别短路阻抗角的差别对并联变压器的负载分配影响不大对并联变压器的负载分配影响不大,因此上试可以因此上试可以写成标量的形式写成标量的形式,即即:设变压器负载运行时副边电压设变压器负载运行时副边电压U2=U2N保持不变保持不变,则负载系数则负载系数:冉尝堪贰贝观恢熙黄狈涯寂昏妙魄裴针泉粮森涎床铃搬连勇概斩邹蛙寺凛第三篇变压器第三篇变压器进而可以写成进而可以写成:上式不难推广到多台变压器并联运行的情况上式不难推广到多台变压器并联运行的情况.擞宋粥楼昔晾涵照戊可疟迷夷存蘑率餐孽币惕暑瓤遮烛筒域帧葱
82、伯韶其沛第三篇变压器第三篇变压器 3.5 3.5 三相变压器的不对称运行三相变压器的不对称运行变压器在实际运行中，经常会出现三相负载变压器在实际运行中，经常会出现三相负载不对称的情况，这样都会造成变压器的不不对称的情况，这样都会造成变压器的不对称运行的情况，分析不对称运行常用对称运行的情况，分析不对称运行常用对对称分量法称分量法。一、对称分量法：一、对称分量法：定义：定义：一种线性变换方法，它将任意一组不一种线性变换方法，它将任意一组不对称的三相系统的量分解为等效的三个对对称的三相系统的量分解为等效的三个对称系统的三相量，即称系统的三相量，即正序系统量、负序系正序系统量、负序系统量和零序系统量
83、。统量和零序系统量。痢弘趣牡耻吴漂雀婪拙地娄尽氧原幅或峪奖广蔬侠骨挣拍房坛蕊糯鳞汾贱第三篇变压器第三篇变压器 正序系统三相量大小相等、相位彼此相差正序系统三相量大小相等、相位彼此相差1200，相序为，相序为abc；负序系统三相量也是；负序系统三相量也是大小相等、相位彼此相差大小相等、相位彼此相差1200，但相序为，但相序为acb；零序系统三相量大小相等、相位相；零序系统三相量大小相等、相位相同。同。令楞哼远盎释挟轩铲疽煮釜亥拉挖魔斤忧岸审满际怒逼肯乒闺滓染恋洪门第三篇变压器第三篇变压器l式中的式中的钨蝶骨诊嘉病脐片啊胃哺性蚜锈先肉馒束哀饵配昼妄组途饭案窖献歹雀斌第三篇变压器第三篇变压器la 为
84、复数算子，满足 a3=1 , a2+a+1=0任何相量乘以a，表示该相量逆时针旋转1200，乘以a2表示顺时针旋转1200。将以上所分析的带入最初的方程式，可得对称分量：勇栖篡代殃死户旭烬胀噶舜钱度展窘帅遗谅态犯蓝讫搞瞎期恢视柿秉裸渍第三篇变压器第三篇变压器由此可见，如果以知三相不对称电压，我们就可以根据上式求出其对称分量，反之，亦然。以上分析同样适用与电流,如图所示:二、三相变压器各相序阻抗和等效电路：1）正序阻抗、负序阻抗及其等效电路：正序阻抗：正序电流所遇到的阻抗称为正序阻抗。而所谓的正序电流是大小相等、相位彼此相差1200的三相对称系统,其阻抗为负序阻抗：负序电流所遇到的阻抗称为负序阻
85、抗。它和正序阻抗之间的区别仅在于如果正序是从A-B-C，而负序就是从A-C-B，因此负序系统的等效电路和负序阻抗与正序系统相同，即Z-=Z+=ZK。琅实非笼活稽账授运舍惕矮懒桐煎饰侯询健拿阎教烩却松并簿虞吭旭死收第三篇变压器第三篇变压器(2)零序阻抗及其等效电路:零序电流:零序电流遇到的阻抗称之为零序阻抗.零序阻抗比较复杂,它不仅和三相变压器绕组的连接方式有关,还和磁路的结构有关.1)绕组连接方式的影响:a:对于Y接,三相同相位的零序电流不能流通,因此在零序等效电路中,Y接的一侧电路是开路的,即从该侧看进去Z0=b:对于YN接,三相零序电流可以流通,因此零序等效电路中YN一侧应为通路,夯艘楞酶
86、毯朴磊吮札雁旋炳黑喷酝湍嫂屿填束砸袍丈音蛮秆麦己衡喉跺椒第三篇变压器第三篇变压器C:如为D接,则三相零序电流可在D连接的绕组内流通,但从外电路看进去,即没有电流流出,也没有电流流入,所以,从外部看进去应是开路,D连接一侧相当于变压器内部短路.如图所示:挪泳腆篓减泻燎鳖娃畸憾蚤羡啤起媳方抽耪分颅钢菠佯适承僚准猾农继盘第三篇变压器第三篇变压器（2）磁路结构的影响：对于三相变压器组，各相磁路独立，零序电流产生的三相同相位的零序磁通可沿各相自己的铁心闭和，其磁路为主磁路，因此：对于三相心式变压器，各磁路相互关联，不能沿铁心闭和，只能沿油箱壁闭和，其磁阻大，因而Zm0比较小。缝酞上击蘸耶劣袖脱栗塑砾詹伍
87、愤讼蚤晃淄遣淡踌骆葛桐幢臻釉块妒托秃第三篇变压器第三篇变压器（3）零序阻抗的测定：YN，d和D，yn接法的三相变压器Z0=Zk，无须另行测量。Y，yn接法的Z0的测量方法则是： 把副方三个绕组首尾串联接到单相电源上，以模拟零序电流和零序磁通的流通情况，原方开路，如图所示。测量电压U、电流I和功率P，则从副方看的零序阻抗为： Z0=U/3I R0=P/3I2敲惯沽头盏驮炮贸左豹菩骗隅吵疆螺李俯挠桥津逛袄祖畸码萝泰汐舷河噪第三篇变压器第三篇变压器对对于于YN,y连连接接的的三三相相变变压压器器，将将原原绕绕组组串串联联，副绕组开路，便可测出从原方看的零序阻抗。副绕组开路，便可测出从原方看的零序阻抗
88、。五、三相变压器五、三相变压器Y，yn连接时的单相运行：连接时的单相运行：详详细细分分析析变变压压器器的的不不对对称称运运行行已已超超出出本本书书的的范范围围。作作为为对对称称分分量量法法的的应应用用举举例例，只只分分析析在在外外加加对对称称三三相相电电压压时时三三相相变变压压器器Y,yn连连接接的的单单相相运运行行。如如图所示图所示:潍靛榔耸竭歪吼凑尉悦蔬烽传黄为奠炙嘱泛倔海蚂婴漾暗往扔穿漳冉唇朔第三篇变压器第三篇变压器为简单起见，将原方各量折算到副方，且为简单起见，将原方各量折算到副方，且不加折算号不加折算号“”。这样我们可以得到。这样我们可以得到:将付方电流分解为对称分量将付方电流分解为
89、对称分量:弟抄蓟徊洛矛袄嚏香粳魏碗奸蒙蔼耿孺潦这哪鄂便玉基狸悔辞笋咏性像赌第三篇变压器第三篇变压器在忽略激磁电流的情况下在忽略激磁电流的情况下,原方折算电流原方折算电流，由于原方为，由于原方为Y接接,相电流只相电流只有正序分量和负序分量有正序分量和负序分量:猛募雍些伏煮工犹迷岸熊猿必跑狱羌娃谷浸伯执垃另锐缆哺养骑瓶菇瘫傅第三篇变压器第三篇变压器l下面分析各电压分量.由于外加电压为对称系统，故只有正序电压,，而没有负序和零序分量。但由于负载电流不对称，在副方会产生负序和零序电流及相应的磁通，它们会在原、副绕阻中产生负序电压和零序电压。l原方中的负序电流、能以电源为回路。由于原，副方负序电流产生的
90、磁动势平衡，负序压降仅为负序漏阻抗压降，其值不大。l零序的情况则不相同，由于零序电流只能在副方流通，在原方电路中虽有零序电动势，却无零序电流。因此副方的零序电流全部为励磁电流，原方的零序电压即为零序电动势。窟底型迪皿贺戈味邹挂岳蚂撑选午领按烷胜兵怪嘻数呻洽迹锗鸡噶萌涩玩第三篇变压器第三篇变压器如图所示如图所示:各相序电压平衡方程式为各相序电压平衡方程式为:撂洽秉迄山涣窍氮桅伶疗依余凭跑猾眩拇磊唾聊寇葵娩概手塔讥雀茨栏愧第三篇变压器第三篇变压器由此可的电压表达式由此可的电压表达式:将它们带入上面的式子中将它们带入上面的式子中,得得:安恼著摊硷鸡岸柱佛串揍鲤掏券拿凡置刹流位诵厚烁蹦槐分倒被芜严皆生
91、第三篇变压器第三篇变压器相应的等效电路如图可见相应的等效电路如图可见:式中参数式中参数ZK,Z2和和Zm0为已知为已知,电源电压电源电压,负载阻抗也负载阻抗也为已知为已知,这样便可求出各相序的电流和负载电流这样便可求出各相序的电流和负载电流:l由于由于ZKZm0，Z2Zm0，如果将，如果将ZK和和Z2忽略，则忽略，则:色侈情煤愁峦弥锻炼铱粉变搅篱掣汁医钢睹涎琐每险写穆勃丝微裁焦句凤第三篇变压器第三篇变压器忽略忽略ZK和和Z2后后,原方和付方相电压相等原方和付方相电压相等:这样这样,就可以作出简化向量图就可以作出简化向量图:铱杀咀绩亮苫靛蚤诺烘否烈懦碾币尔蛙峦折养秉柿饰恿林坍律散营砂逞摈第三篇变
92、压器第三篇变压器可见，尽管外加线电压对称，当副方接单相负载后，在每相上叠加有零序电动势，造成相电压不对称。在相量图中表现为相电压中点偏离了线电压三角形的几何中心，这种现象称为“中点浮动中点浮动”。中点浮动的程度取决于Ea0 ，而Ea0 又取决于零序电流的大小和磁路结构。如果是三相心式变压器，由于零序磁通遇到的磁阻较大，Zm0较小，因此只要适当限制中线电流，则Ea0 不致太大，所造成的相电压偏移不大。负载电流的大小主要决定于负载阻抗ZL ，因此这种结构的三相变压器可以带一相到中点的负载。丰判核仰纠痰釜谣集咎孝募兹秋邹蜒斟洱彰猖挽犀腿嘘官养蹲幢犯娘隐锗第三篇变压器第三篇变压器l如为三相变压器组，零
93、序磁通所遇到的磁阻小，很小的零序电流就会产生很大的零序电动势，造成中点浮动较大，相电压严重不对称。负载电流的大小主要受的限制，即使负载阻抗ZL很小，负载电流也大不起来。在极端的情况下，如一相发生短路，=0，则即短路电流仅为正常激磁电流的3倍。l但此时0，使其余两相电压提高到原来的倍，这是很危险的。因此三相变压因此三相变压器组不能接成器组不能接成Y，yn联结组。联结组。 貌煌镇殆陈汀鼓谱伸桥痒韭叁厢曳靛耀稍道衙悯秧勋侦所甫烙炎样淫踩筹第三篇变压器第三篇变压器第四章第四章 变压器的瞬变过程变压器的瞬变过程l在在实实际际运运行行中中，有有时时会会受受到到外外界界因因素素的的急急剧剧扰扰动动，如如负负
94、载载突突然然变变化化、空空载载合合闸闸到到电电源源、副副方方突突然然短短路路及及过过电电压压冲冲击击等等，原原来来的的稳稳定定运运行行状状态态必必然然遭遭到到破破坏坏，各各电电磁磁量量要要经经历历一一个个急急剧剧的的变变化化过过程程才才能能达达到到新新的的稳稳定定运运行行状状态态。这这种种从从一一种种稳稳定定运运行行状状态态过过渡渡到到另另一一种种稳稳定定运运行行状状态态的的过过程程，称称为为瞬变过程。瞬变过程。霹添映客栅窜改缨焕吭讲啡俭阻师吸径葫迹察押渍廖诱迷标原永谓芒钢恤第三篇变压器第三篇变压器4.1 变压器空载合闸时的瞬变过程变压器空载合闸时的瞬变过程l空空载载合合闸闸：变变压压器器副副
95、边边开开路路，将将原原边边接接入电源。入电源。l在在稳稳态态运运行行时时，变变压压器器的的空空载载电电流流很很小小，仅仅为为额额定定电电流流的的210% %。但但在在空空载载合合闸闸时时却却可可能能出出现现很很大大的的冲冲击击电电流流，其其值值可可达达稳稳态态空空载载电电流流的的几几十十倍倍甚甚至至上上百百倍倍，相相当当于于几几倍倍的的额额定定电电流流。如如不不采采取取适适当当措措施施，则则可可能能使使开开关关跳跳闸闸，变变压压器器不不能能顺顺利利投投入入电电网。网。画积殆胃贺台焚纂灼吉饼驳进贰纽枪芦冀铬琳祥木另蛋嫁半轰鸭拨杀午痰第三篇变压器第三篇变压器4.1.1空载合闸的瞬变过程空载合闸的瞬
96、变过程设设电电源源电电压压按按正正弦弦规规律律变变化化，合合闸闸时时原原方方的电动势平衡方程式为的电动势平衡方程式为兹醛秽嫂足脊络弦希唆膘租孩巩汉肖布箭伐逸谤醒镭锌含垮诧烦留押廖锈第三篇变压器第三篇变压器忽略铁心的剩磁，即忽略铁心的剩磁，即t=0时，时，1=0，代入，代入上式：上式：上式表明，磁通上式表明，磁通的大小与合闸瞬间电压的大小与合闸瞬间电压的初相角的初相角有关，我们下面来看一下两种有关，我们下面来看一下两种极端情况：极端情况：1）合闸时）合闸时=900，可见，可见：蘸副漓芥丹药姿洁扶赢缨值船沤纲酚传片枯蕴限牵蜘耕漂灿揉畜件布氦挠第三篇变压器第三篇变压器l这这时时暂暂态态分分量量=0，
97、合合闸闸后后磁磁通通立立即即进进入入稳稳定定状状态态，因因而而建建立立该该磁磁通通的的合合闸闸电电流流也也立立即即达达到到稳稳态态空空载载电电流流，避避免免了了冲冲击击电电流的产生。流的产生。l2）合闸时）合闸时=0，可得：，可得：这这时时磁磁通通的的暂暂态态分分量量达达到到最最大大值值。由由于于忽忽略略了了电电阻阻，暂暂态态分分量量将将不不衰衰减减，在在合合闸后半个周期（闸后半个周期（t=）时磁通达到最大值，）时磁通达到最大值，芽最缘辉叭痉鸣梗宰桅胚丈烩信琴风单份戳怖已挪甲柯亭苦凰安涝拼况智第三篇变压器第三篇变压器如图所示：如图所示：岗成钨灾徘涪垫翠继稍秆箩炳怪勿怔片帚名钳淀凋过边榴曾蝗封肚
98、胯纠厢第三篇变压器第三篇变压器在在三三相相变变压压器器中中，由由于于三三相相变变压压器器彼彼此此相相差差，合合闸闸时时总总有有一一相相电电压压的的初初相相角角接接近近于于零，因此总有一相的空载合闸电流较大。零，因此总有一相的空载合闸电流较大。412过电流的影响过电流的影响 在整个瞬变过程中，大部分时间内的冲击在整个瞬变过程中，大部分时间内的冲击电流都在额定电流值以下。因此，无论从电流都在额定电流值以下。因此，无论从电磁力或温升来考虑，对变压器本身没有电磁力或温升来考虑，对变压器本身没有多大危害。但在最初几个周期内，冲击电多大危害。但在最初几个周期内，冲击电流可能使过电流保护装置误动作。为了防流
99、可能使过电流保护装置误动作。为了防止这种现象发生，加止这种现象发生，加快合闸电流的衰减，快合闸电流的衰减，可在变压器原边串入一个合闸电阻，合闸可在变压器原边串入一个合闸电阻，合闸完后再将该电阻切除。完后再将该电阻切除。赂垄吻沽椅狼矩隶种调铡虱蘸僻骑详疤俊膜寓戎搽族秸至嘘敷翁评蚕野希第三篇变压器第三篇变压器 4.2 变压器副方突然短路时的瞬变过程变压器副方突然短路时的瞬变过程l副方突然短路时，由于短路电流很大，可副方突然短路时，由于短路电流很大，可以将激磁电流忽略，这样，我们就可以得以将激磁电流忽略，这样，我们就可以得到如图所示的等效电路：到如图所示的等效电路：l在分析付方发生短路时的瞬变过程时
100、，思在分析付方发生短路时的瞬变过程时，思路和前面我们所分析的空载和闸的瞬变过路和前面我们所分析的空载和闸的瞬变过程时一样的，所以在这里，我们不在进行程时一样的，所以在这里，我们不在进行详细的阐述，关键看结论！详细的阐述，关键看结论！塑况肥坯虱济阵蛋政车啊钱跳敛智端悉绰咳居恤揣颇赔孵膨舱搬惫饭袄止第三篇变压器第三篇变压器l在突然短路时会产生一个很大的冲击电流，在突然短路时会产生一个很大的冲击电流，它会在变压器绕组上产生很大的电磁力，它会在变压器绕组上产生很大的电磁力，严重时可能使变压器绕组变形而损坏。为严重时可能使变压器绕组变形而损坏。为了限制了限制,不宜过小。但从减小变不宜过小。但从减小变压器
101、电压变化率看，压器电压变化率看，又不宜过大。因此又不宜过大。因此在设计变压器时必须全面考虑在设计变压器时必须全面考虑值的选值的选择。对于三相变压器，由于各相电压彼此择。对于三相变压器，由于各相电压彼此相差相差1200，发生三相突然短路时，总有一，发生三相突然短路时，总有一相会处在短路电流最大或接近最大的情况。相会处在短路电流最大或接近最大的情况。竹囚详弦烧拉右评厘爪壹慷比棘釜磐振充宪匀储剐刁弦蓑一紧酷寐衣逻加第三篇变压器第三篇变压器l2.突然短路时的电磁力：突然短路时的电磁力：在发生突然短路时，变压器的绕组处在漏在发生突然短路时，变压器的绕组处在漏磁场中，绕组中的电流与漏磁场相互作用，磁场中，
102、绕组中的电流与漏磁场相互作用，在绕组的导线中产生电磁力，严重时可达在绕组的导线中产生电磁力，严重时可达到额定运行时的到额定运行时的400-900倍！所以，在设倍！所以，在设计时要注意这一点！计时要注意这一点！兵筏琉砰兄震豺朝呻谅狗单虑故险炙题麓髓筹建麻赵荣衡袜郭浑挟脾醛锥第三篇变压器第三篇变压器4.3 4.3 变变 压器压器 的的 过过 电电 压压变压器运行时，由于某种原因使得变压器变压器运行时，由于某种原因使得变压器承受的电压超过它的最大允许工作承受的电压超过它的最大允许工作电压时，电压时，称为过电压。过电压称为过电压。过电压对变压器的影响却很对变压器的影响却很大，它可能导致绝缘击穿，因此必
103、须采取大，它可能导致绝缘击穿，因此必须采取有效措施，防止过电压的产生或进行有效有效措施，防止过电压的产生或进行有效的保护。的保护。认得矿买素北温出宪法押搁泪涝法狗扯端栏概柜踪垣八鞭更憎懒幻咒瞒粟第三篇变压器第三篇变压器为了保证变压器的安全可靠运行，必须采取为了保证变压器的安全可靠运行，必须采取过电压保护措施。常用的方法有：过电压保护措施。常用的方法有：1）安装避雷器；）安装避雷器；2）加强绕组的绝缘；）加强绕组的绝缘；3）增大绕组的匝间电容；）增大绕组的匝间电容；4）采用中性点接）采用中性点接地系统。地系统。娟吃篙迷岭腰蛔壹竖囊腋蒋许顶幌跃赌涵疤浩多奴呈层倪币腊潍六团盟葫第三篇变压器第三篇变压
104、器第五章第五章 其其 他他 变变 压压 器器5.1自耦变压器自耦变压器一、定义：一、定义：自耦变压器：自耦变压器：把普通双绕组变压器把普通双绕组变压器 的的高压绕组和低压绕组串联连接，高压绕组和低压绕组串联连接， 便便构构成成一一台台自自耦耦变变压压器器，如如图图所所示示。正正方向规定与双绕组变压器相同。方向规定与双绕组变压器相同。乙削间怀双颈痰裁嗡跑僚英券栓婉糟磊乖僧离狂丫献蓝颐桑咱梦申划背嘛第三篇变压器第三篇变压器二、电流关系和电压关系：二、电流关系和电压关系：如图如图C所示，在分析时我们可忽略自耦变所示，在分析时我们可忽略自耦变压器的漏磁通和绕组电阻，这样我们可以压器的漏磁通和绕组电阻，
105、这样我们可以得到以下等式：得到以下等式： = = k kA A k kA A： 自耦变压器的变比。自耦变压器的变比。负载时磁动势平衡关系为：负载时磁动势平衡关系为：忿为紫挖茬关谱袱嗡该隔须磋择压尾傀喘呀豪桑织旷驭坪孔知冉寅壮润坞第三篇变压器第三篇变压器若忽略励磁电流，则有：若忽略励磁电流，则有：A点电流关系为：点电流关系为：带入上式，可得：带入上式，可得：爪钢篓杆隔统暂赖疡恢冶富宽惑讥嚏罕犊肆俏铲咯咳看砰捐谴枕养忿峡蛋第三篇变压器第三篇变压器饵真茅南喉镊犀喳哩皆他顶孤描而随械掌螺退跪藐恕颁钡镐自贸絮矛辱嚼第三篇变压器第三篇变压器三、容量关系：自耦变压器的容量是它的输入容量或输出容量。额定运行时
106、容量用S自N表示：SN=（1-1/KA）S自自N在这里：SN-等于普通变压器的额定容量，在自耦变压器中，叫做绕组容量绕组容量1/KAS自自N-自耦变压器的传导容量传导容量佃醋废秒襟碱门痉介往帖味湾亲顿椅暖束陨挠蜕揩晦倘鸥巷迸砂绑淹增涉第三篇变压器第三篇变压器l四、主要优缺点：优点：优点：由于自耦变压器的绕组容量小于额定容量，当额定容量相同时，自耦变压器与双绕组变压器相比，其单位容量所消耗的材料少、变压器的体积小、造价低，而且铜耗和铁耗也小，因而效率高。这就是自耦变压器的主要优点。 鳖豢腿锦钩富禽吱氨滨孝颅奈裕钎身宪程九爽贼秋妨敲澡洛渔寓警懈木汲第三篇变压器第三篇变压器 缺点：缺点：由于自耦变压
107、器原、副绕组之间有直接电的联系，为了防止因高压边单相接地故障而引起低压边的过电压，用在电力系统中的三相自耦变压器中性点必须可靠接地。同样，由于原、副绕组之间有直接电的联系，当高压边遭受过电压时，会引起低压边严重过电压，为避免这种危险，需要在原、副边都装设避雷器。疹郸诌姆樟镰庄伺派苇暗瘦杆凡致径搐鬼嗡借羞郸瓦缎此凋眠蹭断研美贺第三篇变压器第三篇变压器5.2 电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器又称仪仪用用互互感感器器，是电力系统中使用的测量设备，其工作原理与变压器基本相同。使用互感器的目的是：1与与小小量量程程的的标标准准化化电电压压表表和和电电流流表表配配合合测测
108、量量高高电电压压、大大电电流流；2使使测测量量回回路路与与被被测测回回路路隔隔离离，以以保保障障工工作作人人员员和和测测试试设设备备的的安安全全；3为各类继电保护和控制系统提供控制信号。婆鸣葡腾闽左累直釉达泅咋抬炒巧荣瞧弘逸腥别裹汀晴港菌竿冗氯刮佬唉第三篇变压器第三篇变压器一、电压互感器：一、电压互感器：当忽略漏抗时：当忽略漏抗时：=这样，被测电压这样，被测电压U1=K U2黄剑景脊歪湘竖间昧胞侧揩腺绞揽坝驯肆收骏吉秆蓑淄囱唉摩鬃椎圭羊亚第三篇变压器第三篇变压器但实际上很明显，电压互感器存在着误差，但实际上很明显，电压互感器存在着误差，这个误差包括变比误差和相位误差。这个误差包括变比误差和相位
109、误差。在使用电压互感器时应注意：在使用电压互感器时应注意：1副方不允许短路，否则会产生很大的短副方不允许短路，否则会产生很大的短路电流，烧坏互感器的绕组；路电流，烧坏互感器的绕组；2副方应可副方应可靠接地；靠接地；3副方接入的阻抗不得小于规定副方接入的阻抗不得小于规定值，以减小误差。值，以减小误差。二、电流互感器：二、电流互感器：如图所示：如图所示：烁孕狐摈蛀甥卖厉阮锦贱遍法绞杰杆喉焉治弓漏丛溃东芯怠您充巩疾哨强第三篇变压器第三篇变压器如果将励磁电流忽略，根据磁动势平衡关系：式中，k i 为电流互感器的变流比，显然，当测量出I2后，被测电流I1=Ki I 2在实际中，由于励磁电流和漏阻抗的影响
110、，电流互感器也存在着误差。统梯炳汁堑炼彝警远散拇战太疙鼎鸟藐械佳岔尽澜篷溢习号自杏浩曾袭忠第三篇变压器第三篇变压器l电电流流互互感感器器在在使使用用时时应应注注意意：1在在运运行行过过程程中中绝绝对对不不允允许许副副方方开开路路。这是因为电流互感器的原方电流是由被测试的电路决定的，在正常运行时，电流互感器的副方相当于短路，副方电流有强烈的去磁作用，即副方的磁动势近似与原方的磁动势大小相等、方向相反，因而产生铁心中的磁通所需的合成磁动势和相应的励磁电流很小。讨艇谁亚额氏羡像顾剥汐喻止嘱黔背濒曲奠策今腐钥洼圈丝迭唾隧辞辐肖第三篇变压器第三篇变压器l若副方开路，则原方电流全部成为励磁电流，使铁心中的磁通增大，铁心过分饱和，铁耗急剧增大，引起互感器发热。同时因副绕组匝数很多，将会感应出危险的高电压，危及操作人员和测量设备的安全；2副副方方应应可可靠靠接接地地；3副副方方回回路路阻阻抗抗不不应应超超过过规规定定值，以免增大误差。值，以免增大误差。撞柄阵瑟场剂迟哉秽逞肝褪孜晒阮晃坑灿纱堑啸舷俱芍腔疙虹啃仑着鼓煤第三篇变压器第三篇变压器
