[工学]chap2变压器的基本作用原理与理论分析

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1、第二章第二章 变压器的基本作用原理变压器的基本作用原理 与理论分析与理论分析第一节第一节 变压器的类别变压器的类别、结构结构和额定值和额定值第二节第二节 变压器的发热和冷却变压器的发热和冷却第三节第三节 变压器的空载运行变压器的空载运行第四节第四节 变压器的负载运行变压器的负载运行第五节第五节 标幺值标幺值第六节第六节 参数的测定参数的测定第七节第七节 变压器的运行性能变压器的运行性能广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第一节、变压器的类别、结构和额定值第一节、变压器的类别、结构和额定值 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺一、变压器的主要类别一、变压器的主

2、要类别一种静止的电机一种静止的电机一种静止的电机一种静止的电机将将将将一种电压的电能转换为另一种电压的电能一种电压的电能转换为另一种电压的电能一种电压的电能转换为另一种电压的电能一种电压的电能转换为另一种电压的电能。1 1、按用途分类：、按用途分类：、按用途分类：、按用途分类：l l电力变压器，电力系统传输电能；电力变压器，电力系统传输电能；电力变压器，电力系统传输电能；电力变压器，电力系统传输电能；l l电炉变压器，专给炼钢炉供电；电炉变压器，专给炼钢炉供电；电炉变压器，专给炼钢炉供电；电炉变压器，专给炼钢炉供电；l l整流变压器，大型电解电镀、直流电力机车供电；整流变压器，大型电解电镀、直

3、流电力机车供电；整流变压器，大型电解电镀、直流电力机车供电；整流变压器，大型电解电镀、直流电力机车供电；l l仪用变压器、控制变压器；仪用变压器、控制变压器；仪用变压器、控制变压器；仪用变压器、控制变压器；l l无线电变压器，仅传输信号。无线电变压器，仅传输信号。无线电变压器，仅传输信号。无线电变压器，仅传输信号。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺电力变压器变压器的总容量大致相当于发电机容量的三倍。输电过变压器的总容量大致相当于发电机容量的三倍。输电过变压器的总容量大致相当于发电机容量的三倍。输电过变压器的总容量大致相当于发电机容量的三倍。输电过程中，通常将电压升高，通过高

4、压输电线传送到远方的程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的城市，经过降压变压器降为城市，经过降压变压器降为城市，经过降压变压器降为城市，经过降压变压器降为1010kvkv电压，再经过配电降压电压，再经过配电降压电压，再经过配电降压电压，再经过配电降压变压器分配给用户变压器分配给用户变压器分配给用户变压器分配给用户。输送同样的功率，电压低则电流大，一方面由于大电流输送同样的功率，电压低则电流大，一方面由于大电流输送同样的功率，电压低则电流大，一方面由于大电流输送同样的功率，电压低则电流大，一

5、方面由于大电流在输电线路上引起损耗，另一方面大电流在线路阻抗上在输电线路上引起损耗，另一方面大电流在线路阻抗上在输电线路上引起损耗，另一方面大电流在线路阻抗上在输电线路上引起损耗，另一方面大电流在线路阻抗上产产产产 生大的压降，受电端电压很低，电能传送不出去。生大的压降，受电端电压很低，电能传送不出去。生大的压降，受电端电压很低，电能传送不出去。生大的压降，受电端电压很低，电能传送不出去。只有高电压能将电能输送到远方只有高电压能将电能输送到远方只有高电压能将电能输送到远方只有高电压能将电能输送到远方。 配电变压器配电变压器广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2 2、按变压方式

6、分类、按变压方式分类、按变压方式分类、按变压方式分类升压变压器升压变压器升压变压器升压变压器升高电压的变压器升高电压的变压器升高电压的变压器升高电压的变压器降压变压器降压变压器降压变压器降压变压器降低电压的变压器降低电压的变压器降低电压的变压器降低电压的变压器特殊变压器特殊变压器特殊变压器特殊变压器 ，如试验用高压变压器、电炉用变，如试验用高压变压器、电炉用变，如试验用高压变压器、电炉用变，如试验用高压变压器、电炉用变压器、电焊用变压器、晶闸管线路中的变压器、压器、电焊用变压器、晶闸管线路中的变压器、压器、电焊用变压器、晶闸管线路中的变压器、压器、电焊用变压器、晶闸管线路中的变压器、用于测量仪

7、表的用于测量仪表的用于测量仪表的用于测量仪表的电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器和和和和电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器等等等等等等等等 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3 3、按变压器线圈数目分类、按变压器线圈数目分类、按变压器线圈数目分类、按变压器线圈数目分类v双绕组变压器双绕组变压器，在铁芯中有两个绕组，一个为初级绕组，在铁芯中有两个绕组，一个为初级绕组，一个为次级绕组一个为次级绕组 。v自耦变压器，自耦变压器，初级、次级绕组合为一个。初级、次级绕组合为一个。 v三绕组变压器，三绕组变压器，三个绕组连接三种不同电压的线路。三个绕组连接三种不同电压的线路

8、。v多绕组变压器，如多绕组变压器，如分裂变压器。分裂变压器。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺4、按变压器冷却方式分类、按变压器冷却方式分类油浸式变压器油浸式变压器铁芯和绕组都一起浸入铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件。（绝缘、冷却）缘和改善冷却散热条件。（绝缘、冷却）干式变压器干式变压器能满足特殊要求，如安全能满足特殊要求，如安全等。等。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺5、按变压器相数分类、按变压器相数分类单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器广东工业大学电力工程系广东工业大

9、学电力工程系 刘艺刘艺二、电力变压器的基本结构二、电力变压器的基本结构铁芯铁芯带有绝缘的带有绝缘的绕组绕组变压器变压器油油油箱油箱绝缘绝缘套管套管广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺1、铁芯、铁芯变压器的磁路变压器的磁路电力变压器的铁心是由电力变压器的铁心是由电力变压器的铁心是由电力变压器的铁心是由0.350.35mmmm厚的冷轧硅钢片叠成。厚的冷轧硅钢片叠成。厚的冷轧硅钢片叠成。厚的冷轧硅钢片叠成。减少涡流损耗，提高导磁系数。减少涡流损耗，提高导磁系数。减少涡流损耗，提高导磁系数。减少涡流损耗，提高导磁系数。铁心柱铁心柱铁轭铁轭广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系

10、刘艺刘艺铁芯的交叠装配铁芯的交叠装配单相变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层单相变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层单相变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层单相变压器铁心叠法，偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁路的磁阻，使磁路便于的接缝，从而减少了磁路的磁阻，使磁路便于的接缝，从而减少了磁路的磁阻，使磁路便于的接缝，从而减少了磁路的磁阻，使磁路便于流通流通流通流通 接缝处气隙小。接缝处气隙小。接缝处气隙小。接缝处气隙小。可以避免涡流在钢片之间流通。可以避免涡流在钢片之间流通。可以避免涡流在钢片之间流通。可以避免涡流在钢片之间流通。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺三相

11、芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相三相芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相三相芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相三相芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相互交叠，从而减少磁路的磁阻。互交叠，从而减少磁路的磁阻。互交叠，从而减少磁路的磁阻。互交叠，从而减少磁路的磁阻。 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺变压器铁心柱的横切面变压器铁心柱的横切面返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、绕组、绕组变压器的电路变压器的电路变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕变压器绕组一般

12、为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成。线模上绕制而成。线模上绕制而成。线模上绕制而成。为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械性能良好，绕组线圈作成圈形。性能良好，绕组线圈作成圈形。性能良好，绕组线圈作成圈形。性能良好，绕组线圈作成圈形。按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分为为为为铁芯式铁芯式铁芯式铁芯式和和和和铁壳式铁壳式铁壳式铁

13、壳式两类两类两类两类 。绕组基本型式：绕组基本型式：绕组基本型式：绕组基本型式：同芯式，交叠式同芯式，交叠式同芯式，交叠式同芯式，交叠式 （按高低压绕（按高低压绕（按高低压绕（按高低压绕组在铁芯上的排列方式分）组在铁芯上的排列方式分）组在铁芯上的排列方式分）组在铁芯上的排列方式分）广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（1）单相芯式变压器铁心及绕组）单相芯式变压器铁心及绕组绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于内层，高

14、压绕组套装在低压绕组外层，以便于内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。（铁芯柱被绕组包围）绝缘。（铁芯柱被绕组包围）绝缘。（铁芯柱被绕组包围）绝缘。（铁芯柱被绕组包围） 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（2）铁壳式变压器）铁壳式变压器 变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来（铁芯包围绕组）围起来（铁芯包围绕组）围起来（铁芯包围绕组）围起来（铁芯包围绕组）结构比较坚固、

15、制造工艺复杂，结构比较坚固、制造工艺复杂，结构比较坚固、制造工艺复杂，结构比较坚固、制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，高压绕组与铁芯柱的距离较近，高压绕组与铁芯柱的距离较近，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难绝缘也比较困难绝缘也比较困难绝缘也比较困难 。通常应用于电压很低而电流很大通常应用于电压很低而电流很大通常应用于电压很低而电流很大通常应用于电压很低而电流很大的特殊场合，例如，电炉用变压器。的特殊场合，例如，电炉用变压器。的特殊场合，例如，电炉用变压器。的特殊场合，例如，电炉用变压器。这时巨大的电流流过绕组将使绕组这时巨大的电流流过绕组将使绕组这时巨大的电流流过绕组将使绕组

16、这时巨大的电流流过绕组将使绕组上受到巨大的电磁力，铁壳式结构上受到巨大的电磁力，铁壳式结构上受到巨大的电磁力，铁壳式结构上受到巨大的电磁力，铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能可以加强对绕组的机械支撑，使能可以加强对绕组的机械支撑，使能可以加强对绕组的机械支撑，使能承受较大的电磁力。承受较大的电磁力。承受较大的电磁力。承受较大的电磁力。 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（3）绕组的基本型式）绕组的基本型式同芯式同芯式同芯式同芯式铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕组均做

17、成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上 。（低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压绕组外（低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压绕组外（低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压绕组外（低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压绕组外面）面）面）面） 交叠式交叠式交叠式交叠式 铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地组各分为若干个线饼

18、，沿着铁芯柱的高度交错地组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地排列着排列着排列着排列着 。（高低压绕组交替放置在铁芯上）。（高低压绕组交替放置在铁芯上）。（高低压绕组交替放置在铁芯上）。（高低压绕组交替放置在铁芯上）返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3 3、变压器油、变压器油、变压器油、变压器油冷却、绝缘冷却、绝缘冷却、绝缘冷却、绝缘电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器的器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内

19、充满变压器油。的器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。的器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。的器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：起两个作用：起两个作用：起两个作用：（1 1 1 1）绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间。）绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间。）绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间。）绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间。（2

20、 2 2 2）散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，）散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，）散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，）散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘

21、艺机械支撑、冷却散热机械支撑、冷却散热机械支撑、冷却散热机械支撑、冷却散热 变压器运行时产生热量，使变压变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。升，温度低时下降。储油柜使变压器油与空气接触面储油柜使变压器油与空气接触面较少，较少， 减缓了变压器油的氧化过减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。程及吸收空气中的水分的速度。 保护作用保护作用当变压器出现故障时，产生的热量当变压器出现故障时，产生的热量使变压器油汽化，气体继电器动作，使变压器油汽化，气体继电器动作，发出报警信号或切断电源。发出报警信号或切断电源。如果事故严重，变

22、压器油大量汽化，如果事故严重，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。返回4、油箱、油箱广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺5、绝缘套管、绝缘套管 绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。端点联接，在外面的一端与外线路联接。在瓷套和导电杆间留有一道充油层在瓷套和导电杆间留有一道充油层充油充油套管套管当电压等级更高时，在瓷套内腔中常

23、环绕着当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简导电杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简上贴附有一层铝箔，则沿着套管的径向距离，上贴附有一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝箔层构成串联电容器，使瓷套与绝缘层和铝箔层构成串联电容器，使瓷套与导电杆间的电场分布均匀。导电杆间的电场分布均匀。套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺三、变压器的额定值三、变压器的额定值三、变压器的额定值三、变压器的额定值 1 1、额定容量、额定容量、额定容量、额定容量S SN N制造厂

24、所规定的在额定条制造厂所规定的在额定条制造厂所规定的在额定条制造厂所规定的在额定条件下使用时输出能力的保证值。单位为件下使用时输出能力的保证值。单位为件下使用时输出能力的保证值。单位为件下使用时输出能力的保证值。单位为VAVA或或或或kVAkVA。对对对对三相变压器指三相的总容量三相变压器指三相的总容量三相变压器指三相的总容量三相变压器指三相的总容量。 由于效率高，原、副方的额定容量设计成相等，由于效率高，原、副方的额定容量设计成相等，由于效率高，原、副方的额定容量设计成相等，由于效率高，原、副方的额定容量设计成相等，与体积、用铜量有关。与体积、用铜量有关。与体积、用铜量有关。与体积、用铜量有

25、关。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2 2、额定电压、额定电压、额定电压、额定电压由制造厂所规定的变压器由制造厂所规定的变压器由制造厂所规定的变压器由制造厂所规定的变压器在空载时额在空载时额在空载时额在空载时额定分接头上的电压保证值定分接头上的电压保证值定分接头上的电压保证值定分接头上的电压保证值。单位为。单位为。单位为。单位为V V或或或或kVkV。 当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压U U1N1N，次次次次级侧空载电压即为次级侧额定电压级侧空载

26、电压即为次级侧额定电压级侧空载电压即为次级侧额定电压级侧空载电压即为次级侧额定电压U U2N2N。 对三相变压器，对三相变压器，对三相变压器，对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压。铭牌上的额定电压指线电压。铭牌上的额定电压指线电压。铭牌上的额定电压指线电压。3 3、额定电流、额定电流、额定电流、额定电流额定容量除以各绕组的额定电压所计额定容量除以各绕组的额定电压所计额定容量除以各绕组的额定电压所计额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的算出来的算出来的算出来的线电流值线电流值线电流值线电流值。单位用单位用单位用单位用A A或或或或kAkA。 电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器的额定频率

27、是的额定频率是的额定频率是的额定频率是5050HzHz 变压器的额定值变压器的额定值广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺额定值的关系额定值的关系额定值的关系额定值的关系单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第二节第二节 变压器的发热和冷却变压器的发热和冷却 一、变压器的发热一、变压器的发热一、变压器的发热一、变压器的发热假定：假定：假定：假定：铁芯和各个绕组都是独立的发热单位铁芯和各个绕组都是独立的发热单位铁芯和各个绕组都是独立的发热单位铁芯和各个绕组都是独立的发热单位。即。即

28、。即。即认为铁芯的发热仅来源于认为铁芯的发热仅来源于认为铁芯的发热仅来源于认为铁芯的发热仅来源于铁芯损耗铁芯损耗铁芯损耗铁芯损耗，各绕组的发，各绕组的发，各绕组的发，各绕组的发热来源于各自的热来源于各自的热来源于各自的热来源于各自的铜耗铜耗铜耗铜耗，它们相互间并没有热量交，它们相互间并没有热量交，它们相互间并没有热量交，它们相互间并没有热量交换。换。换。换。由于油的对流作用，油在受热后将上升、而在冷由于油的对流作用，油在受热后将上升、而在冷由于油的对流作用，油在受热后将上升、而在冷由于油的对流作用，油在受热后将上升、而在冷却后又将下降。油浸变压器中，沿着油箱高度，却后又将下降。油浸变压器中，沿

29、着油箱高度，却后又将下降。油浸变压器中，沿着油箱高度，却后又将下降。油浸变压器中，沿着油箱高度，上部的温度要比下部的温度略高。上部的温度要比下部的温度略高。上部的温度要比下部的温度略高。上部的温度要比下部的温度略高。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺油浸变压器的绕组均用油浸变压器的绕组均用油浸变压器的绕组均用油浸变压器的绕组均用A A级绝缘级绝缘级绝缘级绝缘。根据我国的气。根据我国的气。根据我国的气。根据我国的气候情况，国家标准规定以候情况，国家标准规定以候情况，国家标准规定以候情况，国家标准规定以+40+40作为周围环

30、境空作为周围环境空作为周围环境空作为周围环境空气的最高温度，并据此规定变压器各部分的容许气的最高温度，并据此规定变压器各部分的容许气的最高温度，并据此规定变压器各部分的容许气的最高温度，并据此规定变压器各部分的容许温升温升温升温升 绕组最高允许温度为绕组最高允许温度为105 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺二、变压器的冷却二、变压器的冷却常用冷却介质常用冷却介质常用冷却介质常用冷却介质油（油浸式）、空气（干式）油（油浸式）、空气（干式）油（油浸式）、空气（干式）油（油浸式）、空气（干式）冷却方式冷却方式冷却方式冷却方式油浸自冷式；油浸风冷式油浸自冷式；油浸风冷式油浸自冷式

31、；油浸风冷式油浸自冷式；油浸风冷式( (人工通风人工通风人工通风人工通风) )；强制油循环冷却式；强制油循环冷却式；强制油循环冷却式；强制油循环冷却式 油箱形式油箱形式油箱形式油箱形式 平滑油箱：平滑油箱：平滑油箱：平滑油箱：5050kVAkVA 波形油箱波形油箱波形油箱波形油箱 管形油箱：管形油箱：管形油箱：管形油箱：200200kVAkVA 散热器油箱：散热器油箱：散热器油箱：散热器油箱：2500 63002500 6300kVAkVA返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺作业2-12-2注意星形，三角形连接广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第三节第

32、三节 空载运行空载运行概念：概念：空载空载指一侧绕组接到电源（初级指一侧绕组接到电源（初级 1），另一侧绕组），另一侧绕组（次级（次级 2）开路。）开路。一、 电磁物理现象电磁物理现象二、正方向的规定二、正方向的规定三、三、感应电动势、变比感应电动势、变比四、励磁电流四、励磁电流五、励磁特性的电路模型励磁特性的电路模型六、漏抗六、漏抗七、电路方程相量图、等效电路七、电路方程相量图、等效电路广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺一、电磁物理现象一、电磁物理现象空载电流空载电流i0，i1i0。全部用以励磁全部用以励磁励磁电流励磁电流im，i0im励磁电流产生励磁电流产生励磁磁势励磁

33、磁势imN1，建立交变磁场。建立交变磁场。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺原边绕组电流原边绕组电流原边绕组电流原边绕组电流i i0 0为空载电流，产生空为空载电流，产生空为空载电流，产生空为空载电流，产生空载励磁磁势载励磁磁势载励磁磁势载励磁磁势F F0 0=I=I0 0NN1 1, , 再由再由再由再由F F0 0产生磁通。产生磁通。产生磁通。产生磁通。磁通分为两部分磁通分为两部分磁通分为两部分磁通分为两部分主磁通主磁通主磁通主磁通流径闭合铁心，磁阻小，流径闭合铁心，磁阻小，流径闭合铁心，磁阻小，流径闭合铁心，磁阻小，同时匝链了原边和副边绕组同时匝链了原边和副边绕组同时

34、匝链了原边和副边绕组同时匝链了原边和副边绕组, ,并感应出电并感应出电并感应出电并感应出电势势势势e e1 1和和和和e e2 2。是变压器传递能量的主要媒介。是变压器传递能量的主要媒介。是变压器传递能量的主要媒介。是变压器传递能量的主要媒介原边绕组漏磁通原边绕组漏磁通原边绕组漏磁通原边绕组漏磁通11，仅与原边绕组匝仅与原边绕组匝仅与原边绕组匝仅与原边绕组匝链，通过变压器油或空气形成闭路，磁阻链，通过变压器油或空气形成闭路，磁阻链，通过变压器油或空气形成闭路，磁阻链，通过变压器油或空气形成闭路，磁阻大，不传递功率。大，不传递功率。大，不传递功率。大，不传递功率。 变压器铁心由高导磁材料硅钢片制

35、成（导磁系数变压器铁心由高导磁材料硅钢片制成（导磁系数变压器铁心由高导磁材料硅钢片制成（导磁系数变压器铁心由高导磁材料硅钢片制成（导磁系数 r r 2000)2000)，大部分磁通都在铁芯中流动，主磁通约占总，大部分磁通都在铁芯中流动，主磁通约占总，大部分磁通都在铁芯中流动，主磁通约占总，大部分磁通都在铁芯中流动，主磁通约占总磁通的磁通的磁通的磁通的9999强，漏磁通占总磁通的强，漏磁通占总磁通的强，漏磁通占总磁通的强，漏磁通占总磁通的1 1弱。弱。弱。弱。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（1 1 1 1）磁场的磁通）磁场的磁通）磁场的磁通）磁场的磁通分为主磁通和漏磁通两

36、部分分为主磁通和漏磁通两部分分为主磁通和漏磁通两部分分为主磁通和漏磁通两部分磁路不同，因而磁阻不同。磁路不同，因而磁阻不同。磁路不同，因而磁阻不同。磁路不同，因而磁阻不同。主磁通主磁通主磁通主磁通 同时交链初级、次级绕组，又称为同时交链初级、次级绕组，又称为同时交链初级、次级绕组，又称为同时交链初级、次级绕组，又称为互磁通，路径为沿铁芯而闭合的磁路，磁阻较互磁通，路径为沿铁芯而闭合的磁路，磁阻较互磁通，路径为沿铁芯而闭合的磁路，磁阻较互磁通，路径为沿铁芯而闭合的磁路，磁阻较小。小。小。小。漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通 1 1 只交链初级绕组，称初级侧漏磁只交链初级绕组，称初级侧漏磁只交链初级绕组，

37、称初级侧漏磁只交链初级绕组，称初级侧漏磁通，它所行经的路径大部分为非磁性物质，磁通，它所行经的路径大部分为非磁性物质，磁通，它所行经的路径大部分为非磁性物质，磁通，它所行经的路径大部分为非磁性物质，磁阻较大。阻较大。阻较大。阻较大。功能不同功能不同功能不同功能不同。 主磁通通过互感作用传递功率，漏磁通不传递主磁通通过互感作用传递功率，漏磁通不传递主磁通通过互感作用传递功率，漏磁通不传递主磁通通过互感作用传递功率，漏磁通不传递功率。只起压降的作用。功率。只起压降的作用。功率。只起压降的作用。功率。只起压降的作用。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（2 2）电磁物理现象）电磁物

38、理现象 与与与与 1 1 都是都是都是都是交变磁通交变磁通交变磁通交变磁通在绕组中感应在绕组中感应在绕组中感应在绕组中感应交变电势交变电势交变电势交变电势2-7 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺二、正方向的规定二、正方向的规定箭头方向表示正方向箭头方向表示正方向规定电流的正方向与该电流所产生的磁通正方向符合规定电流的正方向与该电流所产生的磁通正方向符合“右手螺旋右手螺旋”定则，规定磁通的正方向与其感应电势的正定则，规定磁通的正方向与其感应电势的正方向符合方向符合“右手螺旋右手螺旋”定则。定则。电源侧：电流正方向与电势正方向一致电源侧：电流正方向与电势正方向一致。负载侧负载

39、侧：电流正方向与电压降正方向一致电流正方向与电压降正方向一致。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺方向规定：电压方向规定：电压方向规定：电压方向规定：电压u u1 1与电流与电流与电流与电流i i0 0同同同同方向，磁通正方向与电流正方向方向，磁通正方向与电流正方向方向，磁通正方向与电流正方向方向，磁通正方向与电流正方向符合右手螺旋定则，符合右手螺旋定则，符合右手螺旋定则，符合右手螺旋定则，e e的正方向的正方向的正方向的正方向与电流同方向。这样与电流同方向。这样与电流同方向。这样与电流同方向。这样e e1 1= =N N1 1d/dtd/dt成立。（负载支路电流正方向同电成

40、立。（负载支路电流正方向同电成立。（负载支路电流正方向同电成立。（负载支路电流正方向同电压降正方向）压降正方向）压降正方向）压降正方向）例如：例如：例如：例如： 正在增加，正在增加，正在增加，正在增加，d/dtd/dt为正，为正，为正，为正，e e1 1 N N1 1d/dtd/dt0 0为负，若外电路能使为负，若外电路能使为负，若外电路能使为负，若外电路能使e e1 1产生电流，其产生电流，其产生电流，其产生电流，其电流方向必与电流方向必与电流方向必与电流方向必与i i0 0正方向相反，该电流产生磁通正方向相反，该电流产生磁通正方向相反，该电流产生磁通正方向相反，该电流产生磁通，与与与与方向

41、相反，起阻止方向相反，起阻止方向相反，起阻止方向相反，起阻止增加的作用，即符合楞次定律。增加的作用，即符合楞次定律。增加的作用，即符合楞次定律。增加的作用，即符合楞次定律。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺三、感应电动势、电压变比三、感应电动势、电压变比广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺变比变比变比变比初级电压与次级初级电压与次级初级电压与次级初级电压与次级空载时空载时空载时空载时端点电压端点电压端点电压端点电压之比之比之比之比。电压变比电压变比电压变比电压变比k k 决定于初级、次级绕组匝数比。决定于初级、次级绕组匝数比。决定于初级、次级绕组匝数比。决

42、定于初级、次级绕组匝数比。略去电阻压降和漏磁电势略去电阻压降和漏磁电势略去电阻压降和漏磁电势略去电阻压降和漏磁电势 2、电压变比、电压变比广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺四、激磁（励磁）电流的三个分量四、激磁（励磁）电流的三个分量忽忽忽忽略略略略电电电电阻阻阻阻压压压压降降降降和和和和漏漏漏漏磁磁磁磁电电电电势势势势，则则则则U U U U1 1 1 1E E E E1 1 1 14.44fN4.44fN4.44fN4.44fN1 1 1 1 m m m m。 mm U U1 1即即即即：当当当当外外外外施施施施电电电电压压压压U U1 1为为为为定定定定值值值值，主主主

43、主磁磁磁磁通通通通 mm也也也也为为为为一定值一定值一定值一定值问问问问题题题题：一一一一台台台台结结结结构构构构已已已已定定定定的的的的变变变变压压压压器器器器当当当当外外外外施施施施电电电电压压压压为为为为已已已已知知知知，需需需需要要要要电电电电源源源源提提提提供供供供多多多多大大大大的的的的励励励励磁磁磁磁电电电电流流流流呢呢呢呢? ? ? ?励励励励磁磁磁磁电电电电流流流流包包包包括括括括哪哪哪哪些成分呢些成分呢些成分呢些成分呢? ? ? ?答答答答：决决决决定定定定于于于于变变变变压压压压器器器器的的的的铁铁铁铁芯芯芯芯材材材材料料料料及及及及铁铁铁铁芯芯芯芯几几几几何何何何尺尺尺

44、尺寸寸寸寸。因因因因为为为为铁铁铁铁芯芯芯芯材材材材料料料料是是是是磁磁磁磁性性性性物物物物质质质质，励励励励磁磁磁磁电电电电流流流流的的的的大大大大小小小小和和和和波波波波形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺(一一)磁路饱和影响磁路饱和影响当当BmBm0.8T0.8T，磁磁路末饱和状态、路末饱和状态、磁化曲线磁化曲线 f f(i(i0 0) )呈线性，导呈线性，导磁率是常数。磁率是常数。当当 按正弦变按正弦变化，化，i i0 0亦按正弦亦按

45、正弦变化。变化。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺磁路饱和影响（续）磁路饱和影响（续）磁路饱和影响（续）磁路饱和影响（续）如如如如B Bmm0.8T0.8T，磁路开始饱和，磁路开始饱和，磁路开始饱和，磁路开始饱和， f(if(i0 0) )呈非线呈非线呈非线呈非线性，随性，随性，随性，随i i增大导磁率逐渐变小。磁通增大导磁率逐渐变小。磁通增大导磁率逐渐变小。磁通增大导磁率逐渐变小。磁通 为正弦波，为正弦波，为正弦波，为正弦波，i i0 0为尖顶波，尖顶的大小取决于饱和程度。为尖顶波，尖顶的大小取决于饱和程度。为尖顶波，尖顶的大小取决于饱和程度。为尖顶波，尖顶的大小取决于饱

46、和程度。对尖顶波进行波形分析，除基波分量外，包含对尖顶波进行波形分析，除基波分量外，包含对尖顶波进行波形分析，除基波分量外，包含对尖顶波进行波形分析，除基波分量外，包含有各奇次谐波有各奇次谐波有各奇次谐波有各奇次谐波。其中以。其中以。其中以。其中以3 3次谐波幅值最大。次谐波幅值最大。次谐波幅值最大。次谐波幅值最大。用等效正弦波电流替代实际尖顶波电流。等效用等效正弦波电流替代实际尖顶波电流。等效用等效正弦波电流替代实际尖顶波电流。等效用等效正弦波电流替代实际尖顶波电流。等效原则：令等效正弦波与尖顶波有相同的有效值，原则：令等效正弦波与尖顶波有相同的有效值，原则：令等效正弦波与尖顶波有相同的有效

47、值，原则：令等效正弦波与尖顶波有相同的有效值，与尖顶波的基波分量有相同频率且同相位。与尖顶波的基波分量有相同频率且同相位。与尖顶波的基波分量有相同频率且同相位。与尖顶波的基波分量有相同频率且同相位。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺磁路饱和影响磁路饱和影响此时未考虑铁此时未考虑铁此时未考虑铁此时未考虑铁芯损耗，励磁芯损耗，励磁芯损耗，励磁芯损耗，励磁电流仅含电流仅含电流仅含电流仅含磁化磁化磁化磁化电流分量电流分量电流分量电流分量I I ，I I 与与与与 mm同相同相同相同相位。位。位。位。I I 滞后于滞后于滞后于滞后于- -E E1 1 9090 ，I I 具有具有具有

48、具有无功电流性质，无功电流性质，无功电流性质，无功电流性质，它是励磁电流它是励磁电流它是励磁电流它是励磁电流的主要成分的主要成分的主要成分的主要成分。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺(二二)磁滞现象的影响磁滞现象的影响励磁电流是不对称尖顶波，把它分解成两个分励磁电流是不对称尖顶波，把它分解成两个分励磁电流是不对称尖顶波，把它分解成两个分励磁电流是不对称尖顶波，把它分解成两个分量。量。量。量。 （1 1）对称的尖顶波，它是磁路饱和所引起的，）对称的尖顶波，它是磁路饱和所引起的，）对称的尖顶波，它是磁路饱和所引起的，）对称的尖顶波，它是磁路饱和所引起的，即磁化电流分量即磁化电

49、流分量即磁化电流分量即磁化电流分量I I 。 （2 2）近似正弦波，电流分量）近似正弦波，电流分量）近似正弦波，电流分量）近似正弦波，电流分量I Ih h，频率为基波频，频率为基波频，频率为基波频，频率为基波频率，率，率，率，磁滞电流分量磁滞电流分量磁滞电流分量磁滞电流分量，I Ih h与与与与- -E E1 1同相位，是同相位，是同相位，是同相位，是有功分有功分有功分有功分量电流量电流量电流量电流。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺磁滞现象的影响磁滞现象的影响广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺(三三)涡流对励磁电流的影响涡流对励磁电流的影响交交交交变变

50、变变磁磁磁磁通通通通不不不不仅仅仅仅在在在在绕绕绕绕组组组组中中中中感感感感应应应应电电电电势势势势，也也也也在在在在铁铁铁铁芯芯芯芯中中中中感感感感应应应应电电电电势势势势，从从从从而而而而在在在在铁铁铁铁芯芯芯芯中中中中产产产产生生生生涡涡涡涡流流流流及及及及涡涡涡涡流流流流损损损损耗耗耗耗。涡涡涡涡流流流流电电电电流流流流分分分分量量量量IeIeIeIe由由由由涡涡涡涡流流流流引引引引起起起起的的的的，与与与与涡涡涡涡流损耗对应，流损耗对应，流损耗对应，流损耗对应，IeIeIeIe与与与与- - - -E E E E1 1 1 1同相位。同相位。同相位。同相位。由由由由于于于于磁磁磁磁路

51、路路路饱饱饱饱和和和和、磁磁磁磁滞滞滞滞和和和和涡涡涡涡流流流流三三三三者者者者同同同同时时时时存存存存在在在在，励励励励磁磁磁磁电电电电流流流流实实实实际际际际包包包包含含含含I I 、I Ih h和和和和I Ie e三三三三个个个个分分分分量量量量；又又又又由由由由于于于于I Ih h和和和和I Ie e同同同同相相相相位位位位，合合合合并并并并称称称称为为为为铁铁铁铁耗耗耗耗电电电电流流流流分分分分量量量量，用用用用I IFeFe表示。表示。表示。表示。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺空载时励磁电流空载时励磁电流I Iu u磁化电流，无功性质，为励磁电流的主要分量。

52、磁化电流，无功性质，为励磁电流的主要分量。I IFeFe铁耗电流，有功性质，产生磁滞（铁耗电流，有功性质，产生磁滞（I Ih h）和涡流损耗（和涡流损耗（IeIe）广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺五、励磁特性的电路模型五、励磁特性的电路模型Xm是主磁通是主磁通引起的引起的电抗，为励磁电抗。电抗，为励磁电抗。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺六、漏抗六、漏抗描述漏磁电势的电路参数描述漏磁电势的电路参数描述漏磁电势的电路参数描述漏磁电势的电路参数。由于漏磁通所经由于漏磁通所经由于漏磁通所经由于漏磁通所经路径主要为非磁性物质（空气路径主要为非磁性物质（空气路

53、径主要为非磁性物质（空气路径主要为非磁性物质（空气），），），），磁阻为常磁阻为常磁阻为常磁阻为常数。即漏磁通与产生该漏磁通的电流成正比数。即漏磁通与产生该漏磁通的电流成正比数。即漏磁通与产生该漏磁通的电流成正比数。即漏磁通与产生该漏磁通的电流成正比且同相位，漏电感亦为常数。且同相位，漏电感亦为常数。且同相位，漏电感亦为常数。且同相位，漏电感亦为常数。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺七、空载电路方程、等效电路、相量图七、空载电路方程、等效电路、相量图1、电路方程、电路方程广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、等效电路、等效电路rm+jXm上的压降表示主

54、磁通对变压器的作用上的压降表示主磁通对变压器的作用（随外施电压的增加而减小（随外施电压的增加而减小由于饱和影响）由于饱和影响）X1表示漏磁通对电路的影响，近似为常数表示漏磁通对电路的影响，近似为常数广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3、相量图、相量图U2（参考方向）、参考方向）、E2E1与与U2方向一致方向一致m超前超前E1 90度度Im超前超前m 一个角度一个角度U1广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺作业2-32-4重点理解各参数的物理意义及相互间关系重点理解各参数的物理意义及相互间关系重点理解各参数的物理意义及相互间关系重点理解各参数的物理意义及相互

55、间关系返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第四节第四节变压器负载运行变压器负载运行概念：是指一侧绕组接电源，另一侧绕组接负载运行概念：是指一侧绕组接电源，另一侧绕组接负载运行概念：是指一侧绕组接电源，另一侧绕组接负载运行概念：是指一侧绕组接电源，另一侧绕组接负载运行。一、一、 负载时的电磁物理过程负载时的电磁物理过程二、二、 基本方程式基本方程式三、三、 归算归算四、四、 归算后的分析归算后的分析返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺一、负载时的电磁物理现象一、负载时的电磁物理现象变压器的初级、次级绕组没有电的联系，功率传递依靠变压器的初级、次级绕组没

56、有电的联系，功率传递依靠变压器的初级、次级绕组没有电的联系，功率传递依靠变压器的初级、次级绕组没有电的联系，功率传递依靠互感。在功率传递过程中应满足能量守恒，在电路上需互感。在功率传递过程中应满足能量守恒，在电路上需互感。在功率传递过程中应满足能量守恒，在电路上需互感。在功率传递过程中应满足能量守恒，在电路上需满足电压平衡、磁路上需满足磁势平衡。满足电压平衡、磁路上需满足磁势平衡。满足电压平衡、磁路上需满足磁势平衡。满足电压平衡、磁路上需满足磁势平衡。N1N2Nextm广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（1）次级电流的影响）次级电流的影响次级电流的存在、建立起次级磁势，它也

57、作次级电流的存在、建立起次级磁势，它也作次级电流的存在、建立起次级磁势，它也作次级电流的存在、建立起次级磁势，它也作用在铁芯磁路上。改变了原有的磁势平衡状用在铁芯磁路上。改变了原有的磁势平衡状用在铁芯磁路上。改变了原有的磁势平衡状用在铁芯磁路上。改变了原有的磁势平衡状态，迫使主磁通变化，导致电势也随之改变态，迫使主磁通变化，导致电势也随之改变态，迫使主磁通变化，导致电势也随之改变态，迫使主磁通变化，导致电势也随之改变。电势的改变又破坏已建立的电压平衡，迫使电势的改变又破坏已建立的电压平衡，迫使电势的改变又破坏已建立的电压平衡，迫使电势的改变又破坏已建立的电压平衡，迫使原电流随之改变，直到电路和

58、磁路又达到新原电流随之改变，直到电路和磁路又达到新原电流随之改变，直到电路和磁路又达到新原电流随之改变，直到电路和磁路又达到新的平衡为止。的平衡为止。的平衡为止。的平衡为止。（磁势平衡式）（磁势平衡式）（磁势平衡式）（磁势平衡式） 负载时作用在主磁路上的全部磁势应等于产负载时作用在主磁路上的全部磁势应等于产负载时作用在主磁路上的全部磁势应等于产负载时作用在主磁路上的全部磁势应等于产生磁通所需的励磁磁势生磁通所需的励磁磁势生磁通所需的励磁磁势生磁通所需的励磁磁势。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（2）初级、次级电流间的约束关系）初级、次级电流间的约束关系表明当有负载电流时。

59、初级电流表明当有负载电流时。初级电流表明当有负载电流时。初级电流表明当有负载电流时。初级电流I I I I1 1 1 1应包含有二应包含有二应包含有二应包含有二个分量。其中个分量。其中个分量。其中个分量。其中I I I Im m m m用以励磁主磁通。用以励磁主磁通。用以励磁主磁通。用以励磁主磁通。I I I I1L1L1L1L所产生负所产生负所产生负所产生负载分量磁势载分量磁势载分量磁势载分量磁势 ，用以抵消次级磁势用以抵消次级磁势用以抵消次级磁势用以抵消次级磁势 对主磁路的影响。对主磁路的影响。对主磁路的影响。对主磁路的影响。励磁电流的值决定于主磁通励磁电流的值决定于主磁通励磁电流的值决定

60、于主磁通励磁电流的值决定于主磁通 mm，即决定于即决定于即决定于即决定于E E1 1。u1E1=4.44fN1m广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（3）电磁现象）电磁现象返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺二、基本方程式二、基本方程式返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺三、归算三、归算(折算）折算）绕组绕组归算归算用一假想的绕组替代其中一个绕用一假想的绕组替代其中一个绕用一假想的绕组替代其中一个绕用一假想的绕组替代其中一个绕组使之成为组使之成为组使之成为组使之成为k k1 1的变压器。的变压器。的变压器。的变压器。归算量在原符号加

61、上标号归算量在原符号加上标号归算量在原符号加上标号归算量在原符号加上标号 区别，归算后的区别，归算后的区别，归算后的区别，归算后的值称为归算值或折算值。值称为归算值或折算值。值称为归算值或折算值。值称为归算值或折算值。原则：原则：归算不改变实际变压器内部的电归算不改变实际变压器内部的电磁平衡关系。磁平衡关系。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺归算方法一归算方法一次级侧归算到初级侧次级侧归算到初级侧保持初级绕组匝数保持初级绕组匝数保持初级绕组匝数保持初级绕组匝数N N1 1不变设想有一个匝数为不变设想有一个匝数为不变设想有一个匝数为不变设想有一个匝数为N N 2 2 =N=N

62、1 1的次级绕组，用它来取代原有匝数为的次级绕组，用它来取代原有匝数为的次级绕组，用它来取代原有匝数为的次级绕组，用它来取代原有匝数为N N2 2的次级绕组的次级绕组的次级绕组的次级绕组。满足变比：满足变比：满足变比：满足变比：k kN N1 1/N/N 2 21 1。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺归算方法二归算方法二初级侧归算到次级侧初级侧归算到次级侧保持次级绕组匝数保持次级绕组匝数保持次级绕组匝数保持次级绕组匝数N N2 2不变，设想有一个匝数为不变，设想有一个匝数为不变，设想有一个匝数为不变，设想有一个匝数为N N 1 1 N N2 2的初级绕组，用它来取代初级有

63、匝数为的初级绕组，用它来取代初级有匝数为的初级绕组，用它来取代初级有匝数为的初级绕组，用它来取代初级有匝数为N N1 1的初级绕组的初级绕组的初级绕组的初级绕组。k kN N 1 1/N/N2 21 1广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（1）次级电流的归算值）次级电流的归算值物理意义：物理意义：物理意义：物理意义：当用当用当用当用N N 2 2N N1 1替代了替代了替代了替代了N N2 2，其匝数其匝数其匝数其匝数增加了增加了增加了增加了k k倍。为保持磁势不变。次级电流归算倍。为保持磁势不变。次级电流归算倍。为保持磁势不变。次级电流归算倍。为保持磁势不变。次级电流归算值

64、减小到原来的值减小到原来的值减小到原来的值减小到原来的1 1k k倍。倍。倍。倍。条件：归算前后磁动势应保持不变条件：归算前后磁动势应保持不变广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（2） 次级电势的归算值次级电势的归算值条件：归算前后次级边电磁功率应不变条件：归算前后次级边电磁功率应不变 E 2I 2E2I2物物物物理理理理意意意意义义义义：当当当当用用用用N N 2 2替替替替代代代代了了了了N N2 2，其其其其匝匝匝匝数数数数增增增增加加加加到到到到k k倍倍倍倍。而而而而主主主主磁磁磁磁通通通通 mm及及及及频频频频率率率率f f均均均均保保保保持持持持不不不不变变变变

65、，归归归归算后的次级电势应增加算后的次级电势应增加算后的次级电势应增加算后的次级电势应增加k k倍。倍。倍。倍。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（3）电阻的归算值）电阻的归算值条件：归算前后铜耗应保持不变条件：归算前后铜耗应保持不变物理意义：物理意义：物理意义：物理意义：当用当用当用当用N N 2 2替代替代替代替代N N2 2后，匝数增加到后，匝数增加到后，匝数增加到后，匝数增加到k k倍，倍，倍，倍，次级绕组长度增加到次级绕组长度增加到次级绕组长度增加到次级绕组长度增加到k k倍；次级电流减到为原来的倍；次级电流减到为原来的倍；次级电流减到为原来的倍；次级电流减到为原

66、来的l/kl/k倍，归算后的次级绕组截面积应减到原来的倍，归算后的次级绕组截面积应减到原来的倍，归算后的次级绕组截面积应减到原来的倍，归算后的次级绕组截面积应减到原来的l lk k倍，故归算后的次级电阻应增加到原来的倍，故归算后的次级电阻应增加到原来的倍，故归算后的次级电阻应增加到原来的倍，故归算后的次级电阻应增加到原来的k k2 2倍。倍。倍。倍。（绕组本身没有变化绕组本身没有变化绕组本身没有变化绕组本身没有变化）广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺（4）漏抗的归算值）漏抗的归算值条件：归算前后次级漏磁无功损耗应保持不变条件：归算前后次级漏磁无功损耗应保持不变物理意义：物理

67、意义：绕组的电抗和绕组的匝数平方成绕组的电抗和绕组的匝数平方成正比。由于归算后次级匝数增加了正比。由于归算后次级匝数增加了k倍，故倍，故漏抗应增加到漏抗应增加到k2倍。倍。返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺四、归算后的基本方程、等效电路、相量图四、归算后的基本方程、等效电路、相量图广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺归算后的归算后的T形等效电路形等效电路广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺相相 量量 图图注注意意：相相量量图图的的作作法法必必须须与与方方程程式式的的写写法法一一致致，而而方方程程式式的的写写法法又又必必须须与与所所规规

68、定定的的正方向一致正方向一致。变变压压器器的的相相量量图图包包括括三三个个部部分分：次次级级侧侧电电压压相相量量图图；电电流流相相量量图图或或磁磁势势平平衡衡相相量图；量图；初级侧电压相量图。初级侧电压相量图。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺相量图相量图作图步骤作图步骤首首先先选选定定一一个个参参考考相相量量、且且只只能能有有一一个个参参考考相相量量。常常以以U U 2 2为为参参考考相相量量，根根据据给给定定的的负负载画出负载电流相量载画出负载电流相量I I 2 2。根根据据次次级级侧侧电电压压平平衡衡式式E E 2 2U U 2 2+I+I 2 2Z Z 2 2可可画

69、画出出相相量量E E 2 2，由由于于E E1 1E E 2 2，因因此此也也可可画画出相量出相量E E1 1。主主磁磁通通 m m应应超超前前E E1 1 9090 ，激激磁磁电电流流又又超超前前 m m一铁耗角一铁耗角 。由磁势平衡式由磁势平衡式I I1 1=Im+(-I=Im+(-I 2 2) )求得求得I I1 1。由初级侧电压平衡式由初级侧电压平衡式U1=-E2+I1Z1求得求得U1。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺变压器的实用相量图变压器的实用相量图广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺五、近似等效电路和简化等效电路五、近似等效电路和简化等效电

70、路1 1、近似等效电路、近似等效电路、近似等效电路、近似等效电路把励磁支路移至端点处。把励磁支路移至端点处。把励磁支路移至端点处。把励磁支路移至端点处。计算时引起的误差不大：计算时引起的误差不大：计算时引起的误差不大：计算时引起的误差不大：变压器的激磁电流变压器的激磁电流变压器的激磁电流变压器的激磁电流( (即空载电流即空载电流即空载电流即空载电流) )为额定电流的为额定电流的为额定电流的为额定电流的3 3-8-8，（大型变压器不到，（大型变压器不到，（大型变压器不到，（大型变压器不到1 1）。）。）。）。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、简化等效电路、简化等效电路略去

71、励磁电流略去励磁电流（支路）常用于定性分析（支路）常用于定性分析注意简化的近似假设注意简化的近似假设返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第五节第五节 标么值标么值一、标么值的表示方法一、标么值的表示方法一、标么值的表示方法一、标么值的表示方法对各个物理量选一个固定的数值作为基值，取实际值与对各个物理量选一个固定的数值作为基值，取实际值与对各个物理量选一个固定的数值作为基值，取实际值与对各个物理量选一个固定的数值作为基值，取实际值与基值之比称为该物理量的标么值。基值之比称为该物理量的标么值。基值之比称为该物理量的标么值。基值之比称为该物理量的标么值。标么值用下标标么值用下标

72、标么值用下标标么值用下标“ “* * * *” ”二、基值（二、基值（二、基值（二、基值（采用下标采用下标采用下标采用下标“ “b b b b” ”） 电压基值电压基值电压基值电压基值额定电压额定电压额定电压额定电压 U U1b1b=U=U1N1N, U, U2b2b=U=U2N2N 电流基值电流基值电流基值电流基值额定电流额定电流额定电流额定电流 I I1b1b=I=I1N1N, I, I2b2b=I=I2N2N 功率基值功率基值功率基值功率基值额定容量额定容量额定容量额定容量 S Sb bS SN N 阻抗基值阻抗基值阻抗基值阻抗基值额定电压与额定电流之比。额定电压与额定电流之比。额定电压

73、与额定电流之比。额定电压与额定电流之比。初级、次级侧各物理量应采用不同基值初级、次级侧各物理量应采用不同基值初级、次级侧各物理量应采用不同基值初级、次级侧各物理量应采用不同基值标幺值标幺值=实际值实际值/基值基值 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺三、标么值的优点三、标么值的优点1 1 1 1计算方便，容易判断计算错误计算方便，容易判断计算错误计算方便，容易判断计算错误计算方便，容易判断计算错误 因因因因为为为为取取取取额额额额定定定定值值值值作作作作为为为为基基基基值值值值，当当当当实实实实际际际际电电电电压压压压为为为为额额额额定定定定电电电电压压压压和和和和实际电流为

74、额定电流时，用标么值计算就作为实际电流为额定电流时，用标么值计算就作为实际电流为额定电流时，用标么值计算就作为实际电流为额定电流时，用标么值计算就作为1 1 1 1。2 2 2 2采用标么值计算同时也起到了归算作用采用标么值计算同时也起到了归算作用采用标么值计算同时也起到了归算作用采用标么值计算同时也起到了归算作用 （即原、副方不需再折算）（即原、副方不需再折算）（即原、副方不需再折算）（即原、副方不需再折算） 这这这这是是是是由由由由于于于于初初初初级级级级、次次次次级级级级侧侧侧侧分分分分别别别别采采采采用用用用了了了了不不不不同同同同基基基基值值值值，且且且且已已已已包含有变比关系。包含

75、有变比关系。包含有变比关系。包含有变比关系。3 3 3 3采用标么值更能说明问题采用标么值更能说明问题采用标么值更能说明问题采用标么值更能说明问题返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第六节第六节 参数测定方法参数测定方法空载试验空载试验空载试验空载试验测定励磁电阻测定励磁电阻测定励磁电阻测定励磁电阻r rmm和励磁电抗和励磁电抗和励磁电抗和励磁电抗x xmm、 Z Zmm、铁损耗铁损耗铁损耗铁损耗p pFeFe短路试验短路试验短路试验短路试验测定短路参数测定短路参数测定短路参数测定短路参数r rk k和和和和x xk k、 Z Zk k、绕组铜损耗绕组铜损耗绕组铜损耗绕组

76、铜损耗p pcucu广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺一、空载试验一、空载试验试验可在高压侧测量也可在低压侧测量，视实际测量方便试验可在高压侧测量也可在低压侧测量，视实际测量方便而定。（但为测量安全，通常在低压侧加电压，将高压侧开而定。（但为测量安全，通常在低压侧加电压，将高压侧开路）如令高压侧开路，在低压侧进行测量，测得的数据是低路）如令高压侧开路，在低压侧进行测量，测得的数据是低压侧的值，计算的励磁阻抗也是归算至低压侧的值。压侧的值，计算的励磁阻抗也是归算至低压侧的值。 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺1、空载特性曲线、空载特性曲线I0=f(U1)

77、通过调压器给变压器供电，调压器输出电通过调压器给变压器供电，调压器输出电压压U10, 从从1.2UN到到0.3UN取取8-9点，每点均测点，每点均测出出P0，I0，U20空载试验时电压较高，电流较小，故电流空载试验时电压较高，电流较小，故电流要精确测量，电流表及功率表电流接线端要精确测量，电流表及功率表电流接线端中流过的电流为实际空载电流。中流过的电流为实际空载电流。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、空载试验参数计算、空载试验参数计算励磁参数值随饱和而变化。励磁参数值随饱和而变化。励磁参数值随饱和而变化。励磁参数值随饱和而变化。为反映变压器运行时的磁路饱为反映变压器运行

78、时的磁路饱为反映变压器运行时的磁路饱为反映变压器运行时的磁路饱和情况，和情况，和情况，和情况，空载试验时应调整外施电压等于额定电压空载试验时应调整外施电压等于额定电压空载试验时应调整外施电压等于额定电压空载试验时应调整外施电压等于额定电压令令令令U U U U0 0 0 0为外施每相电压，为外施每相电压，为外施每相电压，为外施每相电压，I I I I0 0 0 0为每相电流，为每相电流，为每相电流，为每相电流，P P P P0 0 0 0为每相输入功率即为每相输入功率即为每相输入功率即为每相输入功率即等于每相的空载损耗等于每相的空载损耗等于每相的空载损耗等于每相的空载损耗p p p p0 0

79、0 0( ( ( (约等于铁耗，即不变损耗）。约等于铁耗，即不变损耗）。约等于铁耗，即不变损耗）。约等于铁耗，即不变损耗）。（下式中均为相值，但测量给出的值为线值）（下式中均为相值，但测量给出的值为线值）（下式中均为相值，但测量给出的值为线值）（下式中均为相值，但测量给出的值为线值）广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺二、短路试验二、短路试验短路试验应降低电压进行短路试验应降低电压进行短路试验应降低电压进行短路试验应降低电压进行。控制短路电流不超过额定值。控制短路电流不超过额定值。控制短路电流不超过额定值。控制短路电流不超过额定值。（控制短路电流（控制短路电流（控制短路电流（

80、控制短路电流I IK K=I=IN N，此时，此时，此时，此时U Uk k约为约为约为约为5%U5%UN N）短路试验可以在高压侧测量而把低压侧短路，也可在低压短路试验可以在高压侧测量而把低压侧短路，也可在低压短路试验可以在高压侧测量而把低压侧短路，也可在低压短路试验可以在高压侧测量而把低压侧短路，也可在低压侧测量而把高压侧短路。侧测量而把高压侧短路。侧测量而把高压侧短路。侧测量而把高压侧短路。二者测得的数值不同，用标么值二者测得的数值不同，用标么值二者测得的数值不同，用标么值二者测得的数值不同，用标么值计算则相同计算则相同计算则相同计算则相同。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘

81、艺刘艺1、短路特性曲线、短路特性曲线Ik=f(uk), Pk=f(uk),试验开始时应注意调压器输出应调到零，然后从试验开始时应注意调压器输出应调到零，然后从试验开始时应注意调压器输出应调到零，然后从试验开始时应注意调压器输出应调到零，然后从0 0开始，慢慢调节，并监视电流表，使短路电流开始，慢慢调节，并监视电流表，使短路电流开始，慢慢调节，并监视电流表，使短路电流开始，慢慢调节，并监视电流表，使短路电流I Ik k1.2I1.2IN N时停止升压，防止过大电流产生，对变压时停止升压，防止过大电流产生，对变压时停止升压，防止过大电流产生，对变压时停止升压，防止过大电流产生，对变压器不利。器不利

82、。器不利。器不利。记录数据记录数据记录数据记录数据U Uk k ，I Ik k，从从从从1.21.2I IN N到到到到0.50.5I IN N测测测测5 56 6点。由于点。由于点。由于点。由于外施电压外施电压外施电压外施电压U Uk k低，励磁电流很小（可忽略），铁心中低，励磁电流很小（可忽略），铁心中低，励磁电流很小（可忽略），铁心中低，励磁电流很小（可忽略），铁心中低，故低，故低，故低，故P Pk k中所含铁耗较小，可忽略铁耗，故中所含铁耗较小，可忽略铁耗，故中所含铁耗较小，可忽略铁耗，故中所含铁耗较小，可忽略铁耗，故P Pk k中中中中只含铜耗（与电流有关，又称为可变损耗。）（简只含

83、铜耗（与电流有关，又称为可变损耗。）（简只含铜耗（与电流有关，又称为可变损耗。）（简只含铜耗（与电流有关，又称为可变损耗。）（简化等效电路）化等效电路）化等效电路）化等效电路）广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、短路试验参数计算、短路试验参数计算U Uk k表示每相电压，表示每相电压，表示每相电压，表示每相电压，I Ik k表示每相电流，表示每相电流，表示每相电流，表示每相电流，P Pk k表示每相输入功率即表示每相输入功率即表示每相输入功率即表示每相输入功率即等于每相短路损耗等于每相短路损耗等于每相短路损耗等于每相短路损耗p pk k电阻随温度而变化，如短路试验时的室温

84、为电阻随温度而变化，如短路试验时的室温为电阻随温度而变化，如短路试验时的室温为电阻随温度而变化，如短路试验时的室温为 ( () )，按标准，按标准，按标准，按标准规定应换算到标准温度规定应换算到标准温度规定应换算到标准温度规定应换算到标准温度7575时的值。（式时的值。（式时的值。（式时的值。（式2-482-48）广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3、短路电压、短路电压短路试验时，使短路试验时，使短路试验时，使短路试验时，使短路电流恰为额定电流的外施电短路电流恰为额定电流的外施电短路电流恰为额定电流的外施电短路电流恰为额定电流的外施电压压压压u u k k，称为短路电压称为

85、短路电压称为短路电压称为短路电压U U kNkN。以额定电压百分数表示，称为以额定电压百分数表示，称为以额定电压百分数表示，称为以额定电压百分数表示，称为短路电压百分数。短路电压百分数。短路电压百分数。短路电压百分数。短路电压百分数去掉短路电压百分数去掉短路电压百分数去掉短路电压百分数去掉100100符号，就是短路电压符号，就是短路电压符号，就是短路电压符号，就是短路电压标么值。标么值。标么值。标么值。（u u u uk k k k不能太小，也不能太大。不能太小，也不能太大。不能太小，也不能太大。不能太小，也不能太大。u u u uk k k k太大时，变压器空太大时，变压器空太大时，变压器空

86、太大时，变压器空载时电压高，负载时电压压降较多。载时电压高，负载时电压压降较多。载时电压高，负载时电压压降较多。载时电压高，负载时电压压降较多。u u u uk k k k太小时，太小时，太小时，太小时，变压器接额定电压短路时电流太大。）变压器接额定电压短路时电流太大。）变压器接额定电压短路时电流太大。）变压器接额定电压短路时电流太大。） 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3、短路电压的有功与无功分量、短路电压的有功与无功分量 广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺例例2-1，2-22-1 一台单相变压器，额定容量为一台单相变压器，额定容量为600kVA，额

87、定电压为额定电压为35/6.3kV，试验数据如下：试验数据如下：求近似等效电路参数求近似等效电路参数试验类型电压（V）电流（A）功率（W）备注短路空载22753500017.14 0.94395003300高压侧测高压侧测广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺作业作业习题习题 ： 2-8思考题：思考题：9，10，14返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺第八节第八节 变压器的运行性能变压器的运行性能一、电压变化率（外特性的一种表示方式）一、电压变化率（外特性的一种表示方式）一、电压变化率（外特性的一种表示方式）一、电压变化率（外特性的一种表示方式）1 1、电

88、压变化程度、电压变化程度、电压变化程度、电压变化程度由于变压器内部存在着电阻由于变压器内部存在着电阻由于变压器内部存在着电阻由于变压器内部存在着电阻和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致和漏抗，负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致次级侧电压随负载电流变化而变化。次级侧电压随负载电流变化而变化。次级侧电压随负载电流变化而变化。次级侧电压随负载电流变化而变化。设外施电压为额定电压，取空载与额定负载两种设外施电压为额定电压，取空载与额定负载两种设外施电压为额定电压，取空载与额定负载两种设外施电压为额定电压，取空载与

89、额定负载两种情况下的次级侧电压的算术差与空载电压之比定情况下的次级侧电压的算术差与空载电压之比定情况下的次级侧电压的算术差与空载电压之比定情况下的次级侧电压的算术差与空载电压之比定义为电压变化率义为电压变化率义为电压变化率义为电压变化率( (又称电压调整率又称电压调整率又称电压调整率又称电压调整率) )广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、电压变化率、电压变化率 U%的分析的分析用副边量表示用副边量表示用原边量表示用原边量表示广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3、简化计算（用简化等效电路）、简化计算（用简化等效电路） 前提条件：电流为额定电流，即前提条件

90、：电流为额定电流，即I2N*=1广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺4、电压变化率与负载大小、电压变化率与负载大小额定负载时（感性负载）：额定负载时（感性负载）： 一般负载时一般负载时 定义负载率定义负载率广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺5、电压变化率与负载性质、电压变化率与负载性质 U与负载电流的功率因数有关与负载电流的功率因数有关广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺电电电电阻阻阻阻性性性性负负负负载载载载时时时时功功功功率率率率因因因因数数数数等等等等于于于于1 1 1 1，即即即即 2 2 2 2O O O O，coscoscos

91、cos 2 2 2 2=1=1=1=1，sinsinsinsin 2 2 2 2 O O O O， U U U U= = = =uauauaua* * * *。电压降落不大。电压降落不大。电压降落不大。电压降落不大。电电电电阻阻阻阻电电电电感感感感性性性性负负负负载载载载时时时时功功功功率率率率因因因因数数数数为为为为滞滞滞滞后后后后， 2 2 2 2取取取取正正正正值值值值，随随随随着着着着 2 2 2 2增增增增大大大大，uauauaua* * * *coscoscoscos 2 2 2 2减减减减小小小小，u u u ur r r r* * * *sinsinsinsin 2 2 2 2

92、增增增增大大大大， U U U U随随随随之之之之增增增增大大大大。但但但但不不不不是是是是直直直直线线线线关关关关系系系系。 U U U U有有有有一一一一最最最最大大大大值值值值，用用用用d(d(d(d( U U U U) ) ) )d d d d 2 2 2 2 0 0 0 0求求求求极极极极值值值值条条条条件件件件，求得当求得当求得当求得当 U U U U达到最大，当继续增大，达到最大，当继续增大，达到最大，当继续增大，达到最大，当继续增大， U U U U又趋于减小。又趋于减小。又趋于减小。又趋于减小。电电电电阻阻阻阻电电电电容容容容性性性性负负负负载载载载时时时时功功功功率率率率因

93、因因因数数数数为为为为超超超超前前前前， 2 2 2 2取取取取负负负负值值值值，这这这这时时时时 U U为为为为两两两两项项项项之之之之差差差差。当当当当满满满满足足足足条条条条件件件件uaua* *coscos 2 2 2 2= =urur* *sinsin 2 2 2 2时时时时 U=0U=0。当当当当电电电电阻阻阻阻电电电电容容容容性性性性负负负负载载载载功功功功率率率率因因因因数数数数继继继继续续续续减减减减小小小小，则则则则uaua* *coscos 2 2 2 2urur* *sinsin 2 2 2 2 ， U U变为负值、这时负载电压反而大于空载电压。变为负值、这时负载电压反

94、而大于空载电压。变为负值、这时负载电压反而大于空载电压。变为负值、这时负载电压反而大于空载电压。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺6、影响端电压的因素小结、影响端电压的因素小结负载大小负载大小=I1I1N=I2I2N漏阻抗漏阻抗rk，xk负载性质负载性质 ，容性负载容性负载U0，感性负载感性负载U0即：即：输出端电压可能输出端电压可能超过额定电压超过额定电压广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺二、变压器的效率二、变压器的效率效率：输出功率效率：输出功率P2与输入功率与输入功率P1之比之比输入功率是输出功率与全部损耗之和输入功率是输出功率与全部损耗之和损耗损

95、耗 p（基本损耗、附加损耗）（基本损耗、附加损耗）初级绕组铜耗初级绕组铜耗pcu1=I12r1次级绕组铜耗次级绕组铜耗pcu2I22r2铁芯损耗铁芯损耗pFeIm2rm =P2/P1=P2/(P2+ p)=(P1- p)/P1广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺1、间接法计算效率、间接法计算效率损耗分离法损耗分离法广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺2、效率曲线、效率曲线当负载的功率因数保持不变，效率随负当负载的功率因数保持不变，效率随负载电流而变化的关系称为效率曲线载电流而变化的关系称为效率曲线广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺3、最大

96、效率、最大效率不变损耗不变损耗p0（铁耗）（铁耗）不随负载电流变化不随负载电流变化可变损耗可变损耗pk =2PkN （铜耗）（铜耗）随负载电流二随负载电流二次方变化次方变化极值条件：极值条件： 当可变损耗等于不变损耗时效率达到最大当可变损耗等于不变损耗时效率达到最大一般一般m=0.50.6返回广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺小小结结变压器磁路中存在着主磁通和漏磁通。主磁通变压器磁路中存在着主磁通和漏磁通。主磁通同时键链初级、次级统组。在初级、次级绕组同时键链初级、次级统组。在初级、次级绕组中产生感应电势中产生感应电势E1和和E2，由于初级、次级绕组由于初级、次级绕组的匝数

97、不同，从而实现了电压的变换的匝数不同，从而实现了电压的变换。主磁通在传递电磁功率过程中起着媒介作用。主磁通在传递电磁功率过程中起着媒介作用。漏磁通只匝链初级绕组或次级绕组，它对变压漏磁通只匝链初级绕组或次级绕组，它对变压器电磁过程的影响是起漏抗压降的作用，而不器电磁过程的影响是起漏抗压降的作用，而不直接参与能量的传递。直接参与能量的传递。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺能量传递能量传递在变压器中存在着初级绕组和次级绕组各自的在变压器中存在着初级绕组和次级绕组各自的在变压器中存在着初级绕组和次级绕组各自的在变压器中存在着初级绕组和次级绕组各自的电势平衡关系和两绕组之间的磁势

98、平衡关系。电势平衡关系和两绕组之间的磁势平衡关系。电势平衡关系和两绕组之间的磁势平衡关系。电势平衡关系和两绕组之间的磁势平衡关系。当次级侧电流和磁势变化时，将倾向于改变铁当次级侧电流和磁势变化时，将倾向于改变铁当次级侧电流和磁势变化时，将倾向于改变铁当次级侧电流和磁势变化时，将倾向于改变铁芯中的主磁通芯中的主磁通芯中的主磁通芯中的主磁通 mm及感应电势及感应电势及感应电势及感应电势E E1 1，即破坏初级即破坏初级即破坏初级即破坏初级侧电势平衡关系，此时初级侧会自动增加一电侧电势平衡关系，此时初级侧会自动增加一电侧电势平衡关系，此时初级侧会自动增加一电侧电势平衡关系，此时初级侧会自动增加一电流

99、分量流分量流分量流分量I IL L和相应的磁势和相应的磁势和相应的磁势和相应的磁势I IL LN N1 1，以平衡次级侧磁以平衡次级侧磁以平衡次级侧磁以平衡次级侧磁势的作用，使初级侧电势达到新的平衡。势的作用，使初级侧电势达到新的平衡。势的作用，使初级侧电势达到新的平衡。势的作用，使初级侧电势达到新的平衡。通过电势平衡关系与磁势平衡关系，能量从初通过电势平衡关系与磁势平衡关系，能量从初通过电势平衡关系与磁势平衡关系，能量从初通过电势平衡关系与磁势平衡关系，能量从初级侧传递至次级侧级侧传递至次级侧级侧传递至次级侧级侧传递至次级侧。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺励磁电流励磁

100、电流在铁芯饱和时，为了得到正弦变化的磁通，激在铁芯饱和时，为了得到正弦变化的磁通，激磁电流中必须含有高次谐波，尤其是三次谐磁电流中必须含有高次谐波，尤其是三次谐波。波。在变压器分析中常采用等效正弦波电流来等值在变压器分析中常采用等效正弦波电流来等值代替，代替，考虑铁耗后，等效激磁电流超前主磁考虑铁耗后，等效激磁电流超前主磁通一个角度通一个角度铁耗角。铁耗角。广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺注意点：注意点：把把把把次次次次级级级级侧侧侧侧的的的的量量量量折折折折算算算算至至至至初初初初级级级级侧侧侧侧，可可可可以以以以得得得得到到到到初初初初级级级级、次次次次级间有电流联系

101、的等效电路。级间有电流联系的等效电路。级间有电流联系的等效电路。级间有电流联系的等效电路。基基基基本本本本方方方方程程程程式式式式、等等等等效效效效电电电电路路路路和和和和相相相相量量量量图图图图是是是是分分分分析析析析变变变变压压压压器器器器内内内内部电磁关系的三种方法部电磁关系的三种方法部电磁关系的三种方法部电磁关系的三种方法变变变变压压压压器器器器的的的的电电电电抗抗抗抗参参参参数数数数和和和和磁磁磁磁通通通通对对对对应应应应：x xmm对对对对应应应应主主主主磁磁磁磁通通通通，随随随随饱饱饱饱和和和和程程程程度度度度不不不不同同同同；x x1 1对对对对应应应应初初初初级级级级漏漏漏漏

102、磁磁磁磁通通通通， x x2 2对对对对应应应应次次次次级漏磁通级漏磁通级漏磁通级漏磁通主主主主要要要要性性性性能能能能指指指指标标标标是是是是电电电电压压压压变变变变化化化化率率率率 U U U U和和和和效效效效率率率率 ，其其其其数数数数值值值值受变压器参数和负载的大小及性质的影响受变压器参数和负载的大小及性质的影响受变压器参数和负载的大小及性质的影响受变压器参数和负载的大小及性质的影响广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺xm对应主磁通对应主磁通X Xmm越大，激磁电流越大，激磁电流越大，激磁电流越大，激磁电流I Imm(I (I0 0) )越小越小越小越小增加增加增加

103、增加N N1 1，（，（，（，（U U1 1不变），不变），不变），不变），mm将减小，磁路饱和程度将减小，磁路饱和程度将减小，磁路饱和程度将减小，磁路饱和程度下降，磁阻减小，激磁电抗下降，磁阻减小，激磁电抗下降，磁阻减小，激磁电抗下降，磁阻减小，激磁电抗x xmm将增大；副方绕组匝将增大；副方绕组匝将增大；副方绕组匝将增大；副方绕组匝数数数数N N2 2对对对对mm无影响无影响无影响无影响增加铁芯截面积，如增加铁芯截面积，如增加铁芯截面积，如增加铁芯截面积，如mm不变，饱和降低，不变，饱和降低，不变，饱和降低，不变，饱和降低， x xmm将增将增将增将增大大大大增加增加增加增加U U1 1大于大于大于大于U UN N，则则则则mm将增大，磁路饱和上升，将增大，磁路饱和上升，将增大，磁路饱和上升，将增大，磁路饱和上升， x xmm将减小将减小将减小将减小广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺作业思考题思考题 15，16，17习题习题 2-12注意：注意：1.标幺值标幺值*，归算值，归算值，基值，基值b 2.测量侧测量侧广东工业大学电力工程系广东工业大学电力工程系 刘艺刘艺