电工与电气设备课件：Chapter6 变压器

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1、下一页下一页上一页上一页1第第6章章 变压器变压器6.2 6.2 变压器及其基本原理变压器及其基本原理变压器及其基本原理变压器及其基本原理6 .5 6 .5 特殊变压器特殊变压器特殊变压器特殊变压器变压器变压器变压器变压器6.1 磁场及磁路的基本知识磁场及磁路的基本知识6.3 6.3 变压器的运行变压器的运行变压器的运行变压器的运行6.4 6.4 变压器的参数及意义变压器的参数及意义变压器的参数及意义变压器的参数及意义下一页下一页上一页上一页2下一页下一页上一页上一页3下一页下一页上一页上一页4下一页下一页上一页上一页5下一页下一页上一页上一页6高坑水电站下一页下一页上一页上一页72. 2.

2、了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；3. 3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；4 4. . . .了解三相电压的变换方法了解三相电压的变换方法了解三相电压的变换方法了解三相电压的变换方法. .

3、. .本章要求：本章要求：第第6章章 变压器变压器1. 1. 了解磁场及磁路的基本知识了解磁场及磁路的基本知识了解磁场及磁路的基本知识了解磁场及磁路的基本知识下一页下一页上一页上一页86.1 磁场及磁路的基本知识磁场及磁路的基本知识6.1.1 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B : : : : 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的大小的大小的大小的大小: : : :磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应

4、强度B B的方向的方向的方向的方向: : : : 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的单位的单位的单位的单位: : : : 特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉( ( ( (T T) ) ) )，1 1 1 1T = 1Wb/mT = 1Wb/m2 2 均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场: : : : 各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称磁场，也称磁场

5、，也称磁场，也称匀强磁场匀强磁场匀强磁场匀强磁场。下一页下一页上一页上一页96.1.2 磁通磁通磁通磁通磁通磁通 ：穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于B B方向的面积方向的面积方向的面积方向的面积S S中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。 说明说明说明说明: : : : 如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀磁场，则取磁场，则取磁场，则取磁场，则取B B的平均值。的平均值。的平均值。的平均值。在在在在均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中 = B S = B S 或或或或 B= B= / /S S 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B在数

6、值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通, , , ,故又称故又称故又称故又称磁通密度磁通密度磁通密度磁通密度。磁通磁通磁通磁通 的单位的单位的单位的单位: : : :韦韦韦韦 伯伯伯伯(WbWb) ) ) ) 1Wb =1V 1Wb =1Vs s6.1.3 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH ：介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度 B B 与介质与介质与

7、介质与介质 磁导率磁导率磁导率磁导率 之比。之比。之比。之比。磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH的单位的单位的单位的单位 ：安培安培安培安培/ /米（米（米（米（A/mA/m) ) ) )下一页下一页上一页上一页10 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流为正、反之为负。为正、反之为负。为正

8、、反之为负。为正、反之为负。 式中：式中：式中：式中： 是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合 线线线线( (常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线) )的线积分；的线积分；的线积分；的线积分； I I I I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律电流正负的规定电流正负的规定电流正负的规定电流正负的规定：安培环路定律（全电流定律）安培

9、环路定律（全电流定律）安培环路定律（全电流定律）安培环路定律（全电流定律）I I1 1HHI I2 2安培环路定律将安培环路定律将安培环路定律将安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。 在在在在均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中 Hl = IN Hl = IN 下一页下一页上一页上一页 例例例例: : 环形线圈如图，其中媒质是均匀的，环形线圈如图，其中媒质是均匀的，环形线圈如图，其中媒质是均匀的，环形线圈如图，其中媒质是均匀的， 试计算试计算试计算试计算 线线线线 圈内部各点的磁场强度。圈内部各点的磁场强度。圈内部各点

10、的磁场强度。圈内部各点的磁场强度。解解解解: : 取磁通作为闭合回线，以取磁通作为闭合回线，以取磁通作为闭合回线，以取磁通作为闭合回线，以 其其其其方向作为回线的围绕方向，则有：方向作为回线的围绕方向，则有：方向作为回线的围绕方向，则有：方向作为回线的围绕方向，则有：S Sx x HHx xI IN N匝匝匝匝下一页下一页上一页上一页线圈匝数与电流的乘积线圈匝数与电流的乘积线圈匝数与电流的乘积线圈匝数与电流的乘积NINI ，称为，称为，称为，称为磁通势磁通势磁通势磁通势，用字母，用字母，用字母，用字母 F F 表示，则有表示，则有表示，则有表示，则有 F = NIF = NI 磁通由磁通势产生

11、，磁通势的单位是安磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安 培培培培 。式中：式中：式中：式中：N N 线圈匝数；线圈匝数；线圈匝数；线圈匝数； l lx x= = = =2 2 x x是是是是半径为半径为半径为半径为x x的圆周长；的圆周长；的圆周长；的圆周长； H Hx x 半径半径半径半径x x处的磁场强度；处的磁场强度；处的磁场强度；处的磁场强度； NI NI 为线圈匝数与电流的乘积。为线圈匝数与电流的乘积。为线圈匝数与电流的乘积。为线圈匝数与电流的乘积。故得：故得：故得：故得：S Sx x HHx xI IN N匝匝匝匝下

12、一页下一页上一页上一页13真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用 0 0表示，有：表示，有：表示，有：表示，有：6.1.4 磁导率磁导率磁导率磁导率磁导率磁导率 ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质 的导磁能力的导磁能力的导磁能力的导磁能力。相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率 r r： 任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率 0 0的比值的比值的比

13、值的比值。磁导率磁导率磁导率磁导率 的单位：的单位：的单位：的单位：亨亨亨亨/ /米（米（米（米（H/mH/m）下一页下一页上一页上一页 例：例：例：例：环形线圈如图，其中媒质是均环形线圈如图，其中媒质是均环形线圈如图，其中媒质是均环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为匀的，磁导率为匀的，磁导率为匀的，磁导率为 ，试计算线圈内试计算线圈内试计算线圈内试计算线圈内部各点的磁感应强度。部各点的磁感应强度。部各点的磁感应强度。部各点的磁感应强度。解：解：解：解：半径为半径为半径为半径为x x处各点的磁场强度为处各点的磁场强度为处各点的磁场强度为处各点的磁场强度为故相应点磁感应强度为故相应点磁感应强

14、度为故相应点磁感应强度为故相应点磁感应强度为S Sx x HHx xI IN N匝匝匝匝 由上例可见由上例可见由上例可见由上例可见, , , ,磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度 H H 只与电流只与电流只与电流只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁性场媒质的磁性场媒质的磁性场媒质的磁性( ( ( ( ) ) ) ) 无关；无关；无关；无关；而磁感应强度而磁感应强度而磁感应强度而磁感应强度 B

15、B 与磁场媒与磁场媒与磁场媒与磁场媒质的磁性有关。质的磁性有关。质的磁性有关。质的磁性有关。下一页下一页上一页上一页156.1.5 物质的磁性物质的磁性1. 1. 非磁性物质非磁性物质非磁性物质非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁导率都是常数，有：非磁性材料的磁导

16、率都是常数，有：非磁性材料的磁导率都是常数，有：非磁性材料的磁导率都是常数，有： 所以磁通所以磁通所以磁通所以磁通 与产生此磁通的电流与产生此磁通的电流与产生此磁通的电流与产生此磁通的电流 I I 成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。当磁场媒质是非磁性材料时，有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：即即即即 B B与与与与 H H 成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。成正比，呈线性关系。由于由于由于由于O OHHB B 0 0 r r 1 1B B = = 0 0 H H

17、( ( ) )( ( I I ) )下一页下一页上一页上一页162. 2. 磁性物质磁性物质磁性物质磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。这些小区域为磁畴。这些小区域为磁畴。这些小区域为磁畴。 在外磁场

18、作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物磁性物磁性物磁性物质能被磁化。质能被磁化。质能被磁化。质能被磁化。磁磁磁磁畴畴畴畴外外外外磁磁磁磁场场场场 在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱在没有外磁场作用的

19、普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁磁磁磁畴畴畴畴下一页下一页上一页上一页176.1.6 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能1. 高导磁性高导磁性 磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即磁性材料的磁导率通常都很高，即 r r 1 1 ( (如坡莫合金，如坡莫合金，如坡莫合金，如坡莫合金，其其其其 r r 可达可达可达可达 2 2 10105 5 )

20、 ) 。 磁性材料磁性材料磁性材料磁性材料能被强烈的磁化，能被强烈的磁化，能被强烈的磁化，能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。具有很高的导磁性能。具有很高的导磁性能。具有很高的导磁性能。 磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中

21、都放有铁心。在电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种这种这种这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。产生较大的磁通和磁感应强度。产生较大的磁通和磁感应强度。产生较大的磁通和磁感应强度。下一页下一页上一页上一页182. 磁饱和性磁饱和性B BJ J 磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；的磁感

22、应强度曲线；的磁感应强度曲线；的磁感应强度曲线；B B0 0 磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线；磁感应强度直线；磁感应强度直线；磁感应强度直线；B B B BJ J曲线和曲线和曲线和曲线和B B0 0直线的纵坐标相直线的纵坐标相直线的纵坐标相直线的纵坐标相 加即磁场的加即磁场的加即磁场的加即磁场的 B B- -HH 磁化曲线。磁化曲线。磁化曲线。磁化曲线。O OHHB BB B0 0B BJ JB B a a b b磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的磁性物质由于磁化所产

23、生的磁化磁场不会随着外磁场的磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。场的磁感应强度将趋向某一

24、定值。如图。场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。下一页下一页上一页上一页19 B B- -HH 磁化曲线的特征：磁化曲线的特征：磁化曲线的特征：磁化曲线的特征： OaOa段：段：段：段：B B 与与与与HH几乎成正比地增加；几乎成正比地增加；几乎成正比地增加；几乎成正比地增加； abab段：段：段：段： B B 的增加缓慢下来；的增加缓慢下来；的增加缓慢下来；的增加缓慢下来； b b点以后：点以后：点以后：点以后：B B增加很少，达到饱和。增加很少，达到饱和。增加很少，达到饱和。增加很少，达到饱和。O OHHB BB B0 0B BJ JB B a a b

25、b 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，B B 与与与与 HH不成不成不成不成正比，磁性物质的磁导率正比，磁性物质的磁导率正比，磁性物质的磁导率正比，磁性物质的磁导率 不是常数，不是常数，不是常数，不是常数，随随随随HH而变。而变。而变。而变。 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时， 与与与与 I I 不成不成不成不成正比。正比。正比。正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路计算磁性物质的磁化曲线在磁路计算磁性物质的磁化曲线在磁路计算磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际上极为重要，其为非线性曲线，实际上极为重

26、要，其为非线性曲线，实际上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出中通过实验得出中通过实验得出中通过实验得出。 O OHHB,B, B B 磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线B B和和和和 与与与与HH的关系的关系的关系的关系下一页下一页上一页上一页203. 磁滞性磁滞性 磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B B- -HH关系曲线是一条关系曲线是一条关系曲线是一条关系曲线是一条回形闭合曲线，称为回形闭合曲线，称为回形闭合曲线，称为回形闭合曲线，称为磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线。磁滞性：磁滞性：磁

27、滞性：磁滞性：磁性材料中磁性材料中磁性材料中磁性材料中磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的变化总是滞后于的变化总是滞后于的变化总是滞后于的变化总是滞后于 外磁场变化的性质。外磁场变化的性质。外磁场变化的性质。外磁场变化的性质。磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线O OHHB BB Br rHHc c剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度B Br r ( (剩磁剩磁剩磁剩磁) ) ： 当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零( (HH=0)=0)时，时，时，时，铁心中的磁感应强度铁心中的磁感应强度铁心中的磁感应强度铁心中的磁感应强度。矫顽

28、磁力矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力HHc c： 使使使使 B B = 0 = 0 所需的所需的所需的所需的 H H 值。值。值。值。 磁性物质不同，其磁滞回线和磁磁性物质不同，其磁滞回线和磁磁性物质不同，其磁滞回线和磁磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。化曲线也不同。化曲线也不同。化曲线也不同。下一页下一页上一页上一页21按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1)(1)软磁材料软磁材料软磁材料软磁材料 具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。具有较小的矫顽磁力，磁滞回线

29、较窄。具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电一般用来制造电一般用来制造电一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金及铁氧体等。金及铁氧体等。金及铁氧体等。金及铁氧体等。(2)(2)永磁材料永磁材料永磁材料永磁材料 具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制造一般用来制造

30、一般用来制造一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。(3)(3)矩磁材料矩磁材料矩磁材料矩磁材料 具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。形，稳定性良好。形，稳定性良好。形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记忆元件、开在计算机和控制系统中用作记忆元件、开在计算机和控制系统中用作记忆元件、开在计算机和控制

31、系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。下一页下一页上一页上一页226.1.7 磁路及其基本定律磁路及其基本定律1. 磁路的概念磁路的概念 在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率形状的铁心。铁

32、心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，高的多，高的多，高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。合路径称为磁路。合路径称为磁路。合路径称为磁路。+NIfNSS直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路下一页下一页上一页上一页23式中：式中：式中：式中：F=NIF=NI 为磁通势，由其产生磁通；为磁通势，

33、由其产生磁通；为磁通势，由其产生磁通；为磁通势，由其产生磁通； R Rmm 称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用； l l 为磁路的平均长度；为磁路的平均长度；为磁路的平均长度；为磁路的平均长度； S S 为磁路的截面积。为磁路的截面积。为磁路的截面积。为磁路的截面积。 若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为 ，磁通势为磁通势为磁通势为磁通势为F F ，磁阻为，磁阻为，磁阻为，磁阻为R Rmm，则，则，则，则此即此即此即此即磁路的欧姆定律。磁路的欧姆定律。磁路的欧

34、姆定律。磁路的欧姆定律。2. 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律下一页下一页上一页上一页243. 3. 磁路与电路的比较磁路与电路的比较磁路与电路的比较磁路与电路的比较 磁路磁路磁路磁路磁通势磁通势磁通势磁通势F F磁通磁通磁通磁通 磁阻磁阻磁阻磁阻电路电路电路电路电动势电动势电动势电动势 E E电流密度电流密度电流密度电流密度 J J 电阻电阻电阻电阻磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B电流电流电流电流 I I N NI I+ +_ _E EI IR R

35、下一页下一页上一页上一页254. 4. 磁路分析的特点磁路分析的特点磁路分析的特点磁路分析的特点(1(1) )在处理电路时不涉及电场问题，在处理电路时不涉及电场问题，在处理电路时不涉及电场问题，在处理电路时不涉及电场问题，在在在在处理磁路时离不开磁场处理磁路时离不开磁场处理磁路时离不开磁场处理磁路时离不开磁场的概念；的概念；的概念；的概念；(2(2) )在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在在在在处理磁路时一般处理磁路时一般处理磁路时一般处理磁路时一般都要考虑漏磁通；都要考虑漏磁通；都要考虑漏磁

36、通；都要考虑漏磁通；(3)(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于 不不不不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析；只能用于定性分析；只能用于定性分析；只能用于定性分析；(4)(4)在电路中，当在电路中，当在电路中，当在电路中，当 E=0E

37、=0时，时，时，时，I=0I=0；但在磁路中，由于有剩磁，当；但在磁路中，由于有剩磁，当；但在磁路中，由于有剩磁，当；但在磁路中，由于有剩磁，当 F=0 F=0 时，时，时，时， 不为零；不为零；不为零；不为零； 磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，磁通势几乎都磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，磁通势几乎都磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，磁通势几乎都磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，磁通势几乎都降在空气隙上面。降在空气隙上面。降在空气隙上面。降在空气隙上面。 当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，要得到相等的当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，要得到相等的当磁路中含有空气隙时，由于其

38、磁阻较大，要得到相等的当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流（设线圈匝数一定）。磁感应强度，必须增大励磁电流（设线圈匝数一定）。磁感应强度，必须增大励磁电流（设线圈匝数一定）。磁感应强度，必须增大励磁电流（设线圈匝数一定）。下一页下一页上一页上一页266.2 变压器及其工作原理变压器及其工作原理 变压器变压器是一种静止的电气设备，它通过电磁感应的作用，是一种静止的电气设备，它通过电磁感应的作用，把一种电压的交流电能变换成频率相同的另一种电压的交流电把一种电压的交流电能变换成频率相同的另一种电压的交流电能。在电力系统和电子线路中应用广泛。能。在电力系统和电

39、子线路中应用广泛。变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos 及负载及负载功率因数功率因数cos 一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）6.2.16.2.1 概述概述概述概述U I P = I RlI S变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互感器电流互感器 下一页下一页上一页上一页27 电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并

40、保证电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下：用电安全。具体如下：用电安全。具体如下：用电安全。具体如下： 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380/220V 降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压下一页下一页上一页上一页28变压器的结构变压器的结构单相变压器单相变压器+绕组：绕组：绕组：绕组：一次绕组一次绕组一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组二次绕组二次绕组变压器的电路变压器的电路变压器的电路变压器的电路一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心变压器的

41、磁路变压器的磁路铁心铁心由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm下一页下一页上一页上一页29 变压器是由变压器是由套在闭合铁心套在闭合铁心上的原、副两上的原、副两线圈组成线圈组成 变 压 器 的 结 构 下一页下一页上一页上一页30变压器的结构变压器的结构下一页下一页上一页上一页31铁心形式铁心形式铁心是变压器的主磁铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构心主要采用心式结构 ，它是将，它是将A A、B B、C C三相三相的绕组分别放在三个的绕组分别放在三个铁心柱上，三个铁心铁心柱上，三个铁心柱由上、下两个铁轭柱由上、下两个铁轭连接起

42、来，构成闭合连接起来，构成闭合磁路。如图磁路。如图下一页下一页上一页上一页32绕 组 绕组是变压器的电路部分，它是由铜或铝的绝缘绕组是变压器的电路部分，它是由铜或铝的绝缘导线绕制而成。为了便于绝缘，低压绕组靠近铁导线绕制而成。为了便于绝缘，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面。心柱，高压绕组套在低压绕组外面。变变 压压 器器 的的 结结 构构 下一页下一页上一页上一页33油油 箱箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器），对于强是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子

43、（散热器或冷却器），对于强迫油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中，迫油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中，这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使热量散失到空气中去，这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使热量散失到空气中去，经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。变变 压压 器器 的的 结结 构构 内盛变压器油，并留有一定的空间。由管路与变压器油箱连通。其作用内盛变压器油，并留有一定的空间。由管路与变压器油箱连通。其作用是适应变压器的热胀冷缩，使油箱内始终充满油，减少了油与空气的接

44、触面是适应变压器的热胀冷缩，使油箱内始终充满油，减少了油与空气的接触面积，减缓油的受潮和氧化的速度。积，减缓油的受潮和氧化的速度。油油 枕（储油柜）枕（储油柜）绝缘套管绝缘套管 变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过绝缘套管，使引线与变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构取决于电压等级。油箱绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构取决于电压等级。1kV1kV以下采用实以下采用实心磁套管，心磁套管，101035kV35kV采用空心充气或充油式套管，采用空心充气或充油式套管，110kV110kV及以上采用电容式套及以上采用电容式套管

45、。为了增大外表面放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高，管。为了增大外表面放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。级数越多。下一页下一页上一页上一页34呼呼 吸吸 器器随着变压器负荷的变化和气温随着变压器负荷的变化和气温变化，变压器油温不断变化，变化，变压器油温不断变化，这样油枕内的油位随着整个变这样油枕内的油位随着整个变压器油的膨胀和收缩而发生变压器油的膨胀和收缩而发生变化，为了使潮气不能进入油枕化，为了使潮气不能进入油枕使油劣化，将油枕用一个管子使油劣化，将油枕用一个管子从上部连通到一个内装硅胶的从上部连通到一个内装硅胶的干燥器（俗称呼吸器），硅胶干燥器（俗称

46、呼吸器），硅胶对空气中水份具有很强的吸附对空气中水份具有很强的吸附作用，干燥状态为兰色，吸潮作用，干燥状态为兰色，吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生胶可以再生。变变 压压 器器 的的 结结 构构 下一页下一页上一页上一页35 变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接头，用以切换分接头的装压绕组引出若干抽头，称为分接头，用以切换分接头的装置叫分接开关。分接开关分为置叫分接开关。分接开关分为无载调压无载调压和和有载调压有载调压两种，两种，前者必须在变压器停电的情况下切换；后者

47、可以在变压器前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内，其控制带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关内的变压器油是完全独立箱在油箱外，有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。的，它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。变变 压压 器器 的的 结结 构构 分接开关分接开关气体继电器气体继电器 气体继电器又称为瓦斯继电器，是变压器的一种保护装置，气体继电器又称为瓦斯继电器，是变压器的一种保护装置，安装在油箱与储油柜的连接管道中，当变压器内部发生故安装在油箱与储油柜的连接管

48、道中，当变压器内部发生故障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等）产生的气体和油流，迫使气体继电器动作。面下降较多等）产生的气体和油流，迫使气体继电器动作。轻者发出信号，以便运行人员及时处理。重者使断路器跳轻者发出信号，以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸，以保护变压器。闸，以保护变压器。下一页下一页上一页上一页36油油 箱箱油油 枕枕散热器散热器绝缘套管绝缘套管吸湿器吸湿器变变 压压 器器 的的 结结 构构 下一页下一页上一页上一页37变变 压压 器器 的的 结结 构构下一页下一页上一页上一页38油浸式油浸式 如如S9

49、、S9-M、S11型等，配电变压器一般为自冷式。型等，配电变压器一般为自冷式。干式干式 如如SCR9、SCB10、SG10型等型等 ，容量大于，容量大于200kVA时时 自带风机冷却。自带风机冷却。绝缘与绝缘与冷却方式冷却方式35kV级级S9型型10kV级级S9型型10kV级级S9-M型型下一页下一页上一页上一页3910kV级级SCB10型型 (IP20) 10kV级级SG10型型10kV级级SCB10型（型（IP00)高压接线端子高压接线端子低压接线端子低压接线端子温控仪温控仪冷却风机冷却风机低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组环氧树脂环氧树脂浇注浇注 铁心铁心无载分接无载分接开关开关下一页下一

50、页上一页上一页40变变 压压 器器 的的 结结 构构下一页下一页上一页上一页41下一页下一页上一页上一页42下一页下一页上一页上一页43变压器的分类变压器的分类电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器 按用途分按用途分按用途分按用途分电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器 ( (输配电用输配电用输配电用输配电用) )仪用变压器仪用变压器仪用变压器仪用变压器 整流变压器整流变压器整流变压器整流变压器 按相数分按相数分按相数分按相数分三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器 单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器 按制造方式按制造方式按制造方式按制造方

51、式壳式壳式壳式壳式心式心式心式心式变压器符号变压器符号变压器符号变压器符号下一页下一页上一页上一页446.2.2 变压器的工作原理变压器的工作原理单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。下一页下一页上一页上一页45下一页下一页上一页上一页46下一页下一页上一页上一页47(1)空载运行空载运行 原边接通电源，副边开路。原边接通电源，副边开路。接上接上交流电源交流电源 原边电流原边电流 i1等

52、等 于励于励 磁电流磁电流 i10 产生感应电动势产生感应电动势 i10 产生磁通产生磁通 （交变）（交变）（ 方向符合右手定则）方向符合右手定则）1. 1. 电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系下一页下一页上一页上一页481.电磁关系电磁关系+ 1 i0 ( i0N1) 1空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由由一次绕组一次绕组磁通势产磁通势产生的。生的。 除了主磁通除了主磁通除了主磁通除了主磁通, ,还有一部分磁通只还有一部分磁通只还有一部分磁通只还有一部分磁通只键链原绕组，称为键链原绕组，称为键链原绕组，称为键链原绕组，称为漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通1 , ,漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通

53、1 感应产生漏磁感应产生漏磁感应产生漏磁感应产生漏磁电动势电动势电动势电动势e e1。 下一页下一页上一页上一页49(2) 带负载运行情况带负载运行情况1. 1. 电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧接负载接负载接负载接负载。+ 1 1i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心中有载时，铁心中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次绕组磁次、二次绕组磁通势共同产生的通势共同产生的合成磁通。合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 Z Z 下一页下一页上一页上一页502. 2. 电压变换电压变换电压变换电压变换（设加正弦交流电压）（设加正弦

54、交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）同同 理理：有效值有效值:(1) (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势主主主主磁通按正弦规律变化，设磁通按正弦规律变化，设磁通按正弦规律变化，设磁通按正弦规律变化，设 则则则则下一页下一页上一页上一页51根据根据KVL：变压器一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 X X1 1 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端的电压也较其两端的电压也较小，与主磁电动势小，与主磁电动势 E1 1比较可忽略不计，则比较可忽略不计，则+(

55、2) (2) 一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压式中，式中，式中，式中， R R1 1 为为为为一次侧一次侧绕组的电阻绕组的电阻绕组的电阻绕组的电阻; ; X X1 1= = L L 1 1 为为为为一次侧一次侧绕组的感抗绕组的感抗绕组的感抗绕组的感抗( (漏磁感抗，由漏磁产生漏磁感抗，由漏磁产生漏磁感抗，由漏磁产生漏磁感抗，由漏磁产生) )。下一页下一页上一页上一页52（匝数比）（匝数比）（匝数比）（匝数比）K K为为为为变比变比变比变比对二次侧，对二次侧，对二次侧，对二次侧，根据根据KVL：结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压

56、。式中式中式中式中 R R2 2 为为为为二次二次二次二次绕组的电阻绕组的电阻绕组的电阻绕组的电阻; ; X X2 2= = L L 2 2 为为为为二次二次二次二次绕组的感抗；绕组的感抗；绕组的感抗；绕组的感抗； 为为为为二次二次二次二次绕组的端电压。绕组的端电压。绕组的端电压。绕组的端电压。变压器空载时变压器空载时变压器空载时变压器空载时: :+u u2 2+ i i1 1i i2 2+e e2 2+e e 2 2式中式中式中式中U U2020为变压器空载电压为变压器空载电压为变压器空载电压为变压器空载电压。故有故有故有故有下一页下一页上一页上一页三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换

57、三相电压的变换a) a) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相心式变压器的结构三相心式变压器的结构三相心式变压器的结构三相心式变压器的结构ABC下一页下一页上一页上一页三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换ABCXYZabczyxa) a) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端b) b) 三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结

58、方式三相变压器的联结方式联结方式联结方式联结方式联结方式：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法三相配电变压器三相配电变压器动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统常用接法常用接法常用接法常用接法: :下一页下一页上一页上一页A. A. 三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器Y/YY/Y0 0联结联结联结联结线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBbca+下一页下一页上一页上一页B. B. 三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器Y Y0 0/ / 联结联结联结联结线电压之比：线电

59、压之比：线电压之比：线电压之比：ACBabc+下一页下一页上一页上一页573. 3. 电流变换电流变换电流变换电流变换 ( (一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关系) )有载运行有载运行有载运行有载运行 可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值 mm在变压器空载和有载时在变压器空载和有载时在变压器空载和有载时在变压器空载和有载时近似保持不变。即有近似保持不变。即有近似保持不变。即有近似保持不变。即有 不论变压器空载还是有不论变压器空载还是有不论变压器空载还是有不论变压器空载还是有载，一次绕

60、组上的阻抗压降载，一次绕组上的阻抗压降载，一次绕组上的阻抗压降载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有均可忽略，故有均可忽略，故有均可忽略，故有由上式，若由上式，若由上式，若由上式，若U U1 1、 f f 不变，则不变，则不变，则不变，则 m m 基本不变，近于常数基本不变，近于常数基本不变，近于常数基本不变，近于常数。空载空载空载空载：有载：有载：有载：有载：+|Z |+下一页下一页上一页上一页58一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1 很小可很小可忽忽略。略。或或结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：或：磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平

61、衡式：空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势1 1. .提供产生提供产生提供产生提供产生 mm的磁势的磁势的磁势的磁势2 2. .提供用于补偿提供用于补偿提供用于补偿提供用于补偿 作用作用作用作用的磁势的磁势的磁势的磁势下一页下一页上一页上一页594. 4. 阻抗变换阻抗变换阻抗变换阻抗变换由图可知：由图可知：由图可知：由图可知： 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载 的阻抗模的的阻抗模的K 2 倍。倍。 +下一页下一页上一页上一页(1)(1) 变压器的匝数比应为变压器的匝数比应为变压器的匝数比应为变压器的匝数比应为：信号源信号源R0RL

62、+解解解解: :例例例例1:1: 如图，交流信号源的电动势如图，交流信号源的电动势 E= 120V，内阻，内阻 R 0=800 ，负载为负载为扬声器，其等效电阻为扬声器，其等效电阻为RL=8 。要。要求求: （1）当）当RL折算到原边的等效电折算到原边的等效电阻阻时时 ,求求变压器的匝数比和变压器的匝数比和信号源输出的功率；（信号源输出的功率；（2）当将负）当将负载直接与信号源联接时载直接与信号源联接时,信号源输出信号源输出多大功率？多大功率？+R R0下一页下一页上一页上一页61信号源的输出功率信号源的输出功率信号源的输出功率信号源的输出功率：电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。电子

63、线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。 结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。原因：原因：原因：原因：满足了最大功率输出的条件：满足了最大功率输出的条件：满足了最大功率输出的条件：满足了最大功率输出的条件：（2）将负载直接接到信号源上时）将负载直接接到信号源上时）将负载直接接到信号源上时）将负载直接接到信号源上时，输出功率输出功率输出功率输出功率为：为：下一页下一页上一页上一页626.

64、3 变压器的运行变压器的运行6.3.1 6.3.1 变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性 当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压 U U1和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数 coscos 2保持不变时，二次侧输出电压保持不变时，二次侧输出电压保持不变时，二次侧输出电压保持不变时，二次侧输出电压 U U2和输出电流和输出电流和输出电流和输出电流 I I2的关系，的关系，的关系，的关系，U U2 = = f f ( (I I2)。U U2020：一次侧加额定电压、二次：一次侧加额定电压、二次：一次侧加额定电压、二次：一次侧加额定电压、二次侧开路时

65、，二次侧的输出电压。侧开路时，二次侧的输出电压。侧开路时，二次侧的输出电压。侧开路时，二次侧的输出电压。 一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随I I2 2的变化，的变化，的变化，的变化，U U2 2 变化不大），变化不大），变化不大），变化不大），电压变化率约在电压变化率约在电压变化率约在电压变化率约在5%5%左右。左右。左右。左右。U20coscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos

66、2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =1=1Ocoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =1=1Ocoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =1=1Ocoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2Ncoscos 2 =1=1

67、Ocoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2NU2I2I2NO OU2I2I2NO Ocoscos 2 =1=1Ocoscos 2 =0.8=0.8( (感性）感性）感性）感性）U2I2U20I2N电压变化率：电压变化率：电压变化率：电压变化率：下一页下一页上一页上一页636.3 变压器的运行变压器的运行6.3.1 6.3.1 变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性电压调整 为了保证二次端电压在允许范围之内为了保证二次端电压在允许范围之内,通常在变压器的高压侧通常在变压器的高压侧设置抽头设置抽头,并装设分接开关并装设分接开关,调节变压器

68、高压绕组的工作匝数调节变压器高压绕组的工作匝数,来调节来调节变压器的二次电压。变压器的二次电压。 中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作UN 5%。大型大型电力变压器采用五个或多个分接头电力变压器采用五个或多个分接头,例例UN 2x2.5%或或UN 8x1.5%。 分接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称分接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称为无载分接开关为无载分接开关这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在带负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关带负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关

69、这种调压方式称这种调压方式称为有载调压。为有载调压。下一页下一页上一页上一页646.3.2 6.3.2 变压器的损耗变压器的损耗变压器的损耗变压器的损耗 交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。1. 1. 铜损（铜损（铜损（铜损（ P Pcucu） 在在在在交流铁心线圈中交流铁心线圈中, 线圈电阻线圈电阻R的功率损耗称铜损，的功率损耗称铜损，用用 Pcu 表示。表示。铜损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。铜损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二

70、次绕组直流电阻上的损基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等在结构部件中引起的涡流损耗等。 P Pcu cu = = RIRI2 2 式中：式中：式中：式中：R R是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；I I 是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。2. 2. 铁损（铁损（铁损（铁损（ P PFeFe） 在在在在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心

71、内的功率损耗称铁损，用 PFe 表示。表示。铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。 + + u ui i铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。下一页下一页上一页上一页65（1 1）

72、磁滞损耗（）磁滞损耗（）磁滞损耗（）磁滞损耗（ P Ph h） 在铁磁材料的反复磁化过程中，在铁磁材料的反复磁化过程中，B的变化总是落后于的变化总是落后于H的变化的变化-铁磁材料的磁滞性。铁磁材料的磁滞性。由磁滞所产生的能量损耗称由磁滞所产生的能量损耗称由磁滞所产生的能量损耗称由磁滞所产生的能量损耗称为为为为磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗( ( P Ph h）。）。）。）。 磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小： 单位体积内的磁滞损耗单位体积内的磁滞损耗单位体积内的磁滞损耗单位体积内的磁滞损耗正比于磁滞回线正比于磁滞回线正比于磁滞回线正比于磁滞回线的面的面的面的面积

73、和磁场交变的频率积和磁场交变的频率积和磁场交变的频率积和磁场交变的频率 f f。O OHHB B磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施： 选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。 变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。变

74、压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。 设计时应适当选择磁性材料以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择磁性材料以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择磁性材料以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择磁性材料以减小铁心饱和程度。铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。称为不变损耗。下一页下一页上一页上一页66(2)(2)涡流损耗（涡流损耗（涡流损耗（涡流损耗（ P Pe e）涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗: : 由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。涡流涡流涡流涡

75、流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，当线圈中通过变化的电流当线圈中通过变化的电流i i时时, , 在铁心中穿过的磁通在铁心中穿过的磁通也是变化的。由于构成磁路的铁心是导体，于是在也是变化的。由于构成磁路的铁心是导体，于是在铁心中将产生感应电流，铁心中将产生感应电流， 如图中红线所示。由于这如图中红线所示。由于这种感应电流是一种自成闭合回路的环流，故称为涡种感应电流是一种自成闭合回路的环流，故称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。涡流涡流涡流涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。损耗转化为热能，引起铁心发热。损耗转化为热

76、能，引起铁心发热。损耗转化为热能，引起铁心发热。减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施： 提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。成，把涡流限制在较小的截面内。成，把涡流限制在较小的截面内。成，把涡流限制在较小的截面内。 下一页下一页上一页上一页676.3.36.3.3 变压器的效率变压器的效率变压器的效率变压器的效率( ( ( ( ) ) ) )变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部

77、分：变压器的损耗包括两部分：涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流( (涡流涡流涡流涡流) )造成的造成的造成的造成的损耗。损耗。损耗。损耗。磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造成的损耗。磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造成的损耗。磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造成的损耗。磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造成的损耗。铁损铁损铁损铁损( ( P PFeFe ) )：变压器的效率为变压器的效率为变压器的效率为变压器的效率为输出功率输出功率输出功率输出功率输入功率输入功率输入功率

78、输入功率铜损铜损铜损铜损 ( ( P PCuCu) ) ：绕组导线电阻的损耗。额定电流时的铜损为绕组导线电阻的损耗。额定电流时的铜损为绕组导线电阻的损耗。额定电流时的铜损为绕组导线电阻的损耗。额定电流时的铜损为 ，任，任，任，任 意负载时的铜损为意负载时的铜损为意负载时的铜损为意负载时的铜损为 ，式中称为称为负载系数负载系数。下一页下一页上一页上一页68变压器的效率变压器的效率变压器的效率变压器的效率( ( ) )及效率特性及效率特性及效率特性及效率特性即：当铜损耗等于铁损耗时，变压器效率最大：即：当铜损耗等于铁损耗时，变压器效率最大：或为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁磁损耗小些

79、。为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁磁损耗小些。变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数有关变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数有关效率特性：效率特性：效率特性：效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系=f()一般一般 9595% , ,负载为额定负载的负载为额定负载的(50(5075)%时，时， 最大最大。下一页下一页上一页上一页69例例例例: : 有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：

80、有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：S SN N=100kVA, =100kVA, U U1N1N=6000V, =6000V, f f=50Hz=50Hz。 U U2N2N= = U U2020=400V , =400V , 绕组连接成绕组连接成绕组连接成绕组连接成 ,yn0,yn0。由试验测得由试验测得由试验测得由试验测得: : P PFeFe =600 W=600 W，额定负载时的，额定负载时的，额定负载时的，额定负载时的 P PCuCu =2400W =2400W 。 试求试求试求试求 (1) (1) 变压器的额定变压器的额定变压器的额定变压器的额定 电流；电流；电流；电流；(

81、2) (2) 满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。满载和半载时的效率。解解解解: :(1) (1) 额定电流额定电流额定电流额定电流( () ) 满载和半载时的效率满载和半载时的效率满载和半载时的效率满载和半载时的效率下一页下一页上一页上一页70变压器的参数测定变压器的参数测定短路实验目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。短路电压百分数、铜损和短路阻抗。接线图要求及分析1）高压侧加电压，低压侧短路高压侧加电压，低压侧短路；WAV*3）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很

82、少，忽略铁损， 认为 下一页下一页上一页上一页变压器的参数测定空载实验目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗百分数、铁损和励磁阻抗。接线图WAVV*1）低压侧加电压，高压侧开路；要求及分析下一页下一页上一页上一页726.4.1 6.4.1 变压器的型号及额定值变压器的型号及额定值变压器的型号及额定值变压器的型号及额定值6.4 6.4 变压器的参数及意义变压器的参数及意义S J L S J L 1000/101000/10 变压器额定容量变压器额定容量变压器额定容量变压器额定容量(KVA

83、)(KVA) 铝线圈铝线圈铝线圈铝线圈 冷却方式冷却方式冷却方式冷却方式J J: :油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式F:F:风冷式风冷式风冷式风冷式相数相数相数相数S:三相三相三相三相D:单相单相单相单相 高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压(KV)(KV)1. 1. 型号型号型号型号下一页下一页上一页上一页732. 2. 额定值额定值额定值额定值 额定电压额定电压额定电压额定电压 U U1N1N、U U2N2N 变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕

84、组允许变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值的电压值的电压值的电压值单相：单相：单相：单相：U U1N 1N ，一次侧电压，一次侧电压，一次侧电压，一次侧电压，U U2N2N，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压三相：三相：三相：三相：U U1N1N、U U2N2N，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压 额定电流额定电流额定电流额定电流 I I1N1N、I I2N2N 变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。变压器满载运行时，一次

85、、二次侧绕组允许的电流值。变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流下一页下一页上一页上一页74 额定容量额定容量额定容量额定容量 S SN N 传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。传送功率的最大能力。单相：单相：单相：单相：三相：三相：三相：三相：容量容量 SN 输出功率输出功率 P2 一次侧输入功率一次侧输入功率一次

86、侧输入功率一次侧输入功率 P P1 1 输出功率输出功率输出功率输出功率 P P2 2注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系效率效率效率效率 容量：容量：一次侧输入功率：一次侧输入功率：输出功率：输出功率： 变压器运变压器运行时的功行时的功率取决于率取决于负载的性负载的性质质2) 2) 额定值额定值额定值额定值下一页下一页上一页上一页75变压器的铭牌 下一页下一页上一页上一页76 当电流流入当电流流入当电流流入当电流流入( (或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，或流出）两个线圈时，

87、若产生的磁通方向相同，或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入则两个流入则两个流入则两个流入( (或流出）端称为同极性端。或流出）端称为同极性端。或流出）端称为同极性端。或流出）端称为同极性端。 AXax AX Xax1. 1. 同极性端同极性端同极性端同极性端 ( ( 同名端同名端同名端同名端 ) ) 或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。势极性相同的两端为同极性端。势极性相同的两端为

88、同极性端。势极性相同的两端为同极性端。 同极性端用同极性端用“”表示表示。增加增加+ 同极性端同极性端同极性端同极性端和绕组的绕向和绕组的绕向和绕组的绕向和绕组的绕向有关。有关。有关。有关。6.4.2 变压器绕组的极性变压器绕组的极性 下一页下一页上一页上一页77交流法交流法交流法交流法把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端 (X - x)(X - x)连接连接连接连接, , 然后然后然后然后在在在在 AX AX 上加一低电压上加一低电压上加一低电压上加一低电压 u uAXAX 。测量测量： 若若 说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是是同极性

89、端同极性端.若若若若 说明说明说明说明 A A 与与与与 a a 或或或或 X X 与与与与 x x 为同极性端。为同极性端。为同极性端。为同极性端。 结论：结论：结论：结论：VaAXxV2. 2. 同极性端的测定方法同极性端的测定方法同极性端的测定方法同极性端的测定方法+下一页下一页上一页上一页三相变压器三相变压器ABCXYZabczyx1) 1) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构高压绕组高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端：首端低压绕组低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端首端x、y、z：尾端尾端2) 2)

90、三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法或用大写字母或用大写字母U1V1W1表示首端用小写字母表示首端用小写字母u1v1w1表示尾端，见下页。表示尾端，见下页。下一页下一页上一页上一页79三相变压器三相变压器变压器的端头标号绕组绕组名称名称单相变压器三相变压器中性点首端首端末端末端首端首端末端末端高压高压绕组绕组U1U2U1、V1、W1U2、V2、W2N低压低压绕组绕组u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中压中压绕组绕组U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm下一页下一页上一页上一

91、页80三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（或电压）的相位差总是30的整数倍。因此可以采用时钟表示法 作为时钟的分针，指向12点， 作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以30，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角连接组别可以用相量图来判断：下一页下一页上一页上一页81三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别连接组别可以用相量图来判断：

92、1、Y，y连接连接同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 也同相位，连接组别为Y，y0。下一页下一页上一页上一页82三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别2、Y，d连接连接-1 同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 相差330，连接组别为Y，d11。下一页下一页上一页上一页83三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别2、Y，d连接连接-2同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 相差30，连接组别为Y，d1。下一页下一页上一页上一页84三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别 变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，Y,yn0、Y,d1

93、1、YN,d11、YN,y0和Y,y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。 其中前三种最为常用：Y,yn0 连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作 配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y,d11连接用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧 可以接地。下一页下一页上一页上一页85变压器的并联运行变压器的并联运行并联运行的理想条件并联运行的优点并联运行的优点：1.提高供电的可靠性；提高供电的可靠性；2.提高供电的经济性。提高供电的经济性。并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧并联运行是指将几台变压器的一、二次绕

94、组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。并联运行的理想情况是：并联运行的理想情况是： 1.空载时各变压器绕组之间无环流；空载时各变压器绕组之间无环流；2.负载后，各变压器的负载系数相等；负载后，各变压器的负载系数相等；3.负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足以下条件为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足以下条件：1.各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同； 2

95、.各变压器的连接组别相同；各变压器的连接组别相同；3.各变压器的短路阻抗（短路电压）的百分值相等，且短路阻抗角也相等。各变压器的短路阻抗（短路电压）的百分值相等，且短路阻抗角也相等。下一页下一页上一页上一页86变压器的并联运行变压器的并联运行 各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗百分值成反比。为了充分变压各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗百分值成反比。为了充分变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，而且短路阻抗器的容量，理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，而且短路阻抗百分值相等。百分值相等。并联条件不满足时的运行分析一、变比不等时并联运行二、连接组别不同时并

96、联运行 连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差30，则二次线电压差为线，则二次线电压差为线电压的电压的51.8%，由于变压器的短路阻抗很小，由于变压器的短路阻抗很小,这么大的电压差将产生几倍于额定这么大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接 组别不同绝不允许并联。组别不同绝不允许并联。三、短路阻抗百分值不等时并联运行 当变压器的变比不等时，在空载时，存在环流。变比差越大，环流越大。当变压器的变比不等时，在空载时，存在环流。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的

97、环流。环流的由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。为了存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。为了保证空载时环流不超过额定电流的保证空载时环流不超过额定电流的10%，通常规定并联运行的变压器的变比差，通常规定并联运行的变压器的变比差不大于不大于1%。下一页下一页上一页上一页876.5 特殊变压器特殊变压器1.1.1.1.自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器ABP+ 自耦变压器的原边电路与副边电路共用自耦变压器的原边电路与副边电路共用一部分线圈，如图一部分线圈，如图 所示。原

98、、副边之间除了所示。原、副边之间除了有磁的联系外，还有直接的电的联系。这是有磁的联系外，还有直接的电的联系。这是自耦变压器区别于一般变压器的特点。自耦变压器区别于一般变压器的特点。 从图从图 中看出，当原边加上额定电压后，若不考虑中看出，当原边加上额定电压后，若不考虑电阻的压降和漏感电势，则电阻的压降和漏感电势，则 上上式式表表明明，自自耦耦变变压压器器中中原原、副副边边电电流流的的大大小小与与线线圈圈匝匝数数成成反反比比，且且在在相相位位上上相相差差180。因因此此，自自耦耦变变压压器器中中， 原原、副副边边共共同同部部分分的的电电流流为为 i=i1+i2 , 考虑到考虑到i1与与i2相位相

99、反，故相位相反，故I=I2-I1。 当当变变比比K接接近近1时时，由由于于i1与与i2数数值值相相差差不不大大，所所以以线线圈圈公公共共部部分分电电流流I很小。因此，这部分线圈可用截面较小的导线，以节省材料。很小。因此，这部分线圈可用截面较小的导线，以节省材料。 式中式中K为自耦变压器的变压比。为自耦变压器的变压比。 当自耦变压器接上负载，当自耦变压器接上负载， 副边有电副边有电流流i2输出时输出时下一页下一页上一页上一页88 自自耦耦变变压压器器的的优优点点是是：结结构构简简单单，节节省省材材料料，效效率率高高。 但但这这些些优优点点只只有有在在变变压压器器变变比比不不大大的的情情况况下下才

100、才有有意意义义。它它的的缺缺点点是是副副线线圈圈和和原原线线圈圈有有电电的的联联系系，不不能能用用于于变变比比较较大大的的场场合合（一一般般不不大大于于2 2）。这这是是因因为为当当副线圈断开时，高电压就串入低压网络，容易发生事故。副线圈断开时，高电压就串入低压网络，容易发生事故。 实验室常用的调压器，就是一种副实验室常用的调压器，就是一种副线圈匝数可变的自耦变压器，线圈匝数可变的自耦变压器， 如图所示。如图所示。 这种调压器端点可以滑动，使用时，这种调压器端点可以滑动，使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的改变滑动端的位置，便可得到不同的输输出出电电压压。所所以以能能均均匀匀地地调调节节电

101、电压压。 该该调调压压器器还还可可以以做做成成三三相相的的，容容量量一般为几千伏安，电压为几百伏。一般为几千伏安，电压为几百伏。 注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。以防变压器损坏。以防变压器损坏。以防变压器损坏。 因为因为因为因为N N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。变小时，磁通增大，电流会迅速增加。变小时，磁通增大，电流会迅速增加。变小时，磁通增大，电流会迅速增加。1.1.1.1.自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器下一页下一页上一页上一页891. 1.二次侧不

102、能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路， 以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；2. 2. 铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二次绝缘损坏时，在二次绝缘损坏时，在二次绝缘损坏时，在二次侧出现高压。侧出现高压。侧出现高压。侧出现高压。使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N22.2.2.2.电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电

103、压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压电压表电压表VR N1（匝数多（匝数多） N2（匝数少（匝数少）u（被测电压）（被测电压）保险丝保险丝下一页下一页上一页上一页90被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N11. 1.二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路， 以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；2. 2. 铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二次侧绝缘损坏时，在二次侧绝缘损坏时，在二次侧绝缘损坏时，在

104、二次侧出现过压。出现过压。出现过压。出现过压。使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：3.3.3.3.电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流电流表电流表（被测电流）（被测电流）N N1 1（匝数少（匝数少（匝数少（匝数少）N N2 2（匝数多匝数多匝数多匝数多）ARi1i2下一页下一页上一页上一页91作业作业习题六习题六习题六习题六 1010，1111，1212，1313，1414下一页下一页上一页上一页92（1 1）三相变压器）三相变压器）三相变压器）三相变压器Y/YY/Y0 0联结联结联结联结 (Y,yn)(Y,yn)线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBbca+三相变压器不同联结三相变压器不同联结三相变压器不同联结三相变压器不同联结 时线电压之比时线电压之比时线电压之比时线电压之比下一页下一页上一页上一页93（2 2）三相变压器）三相变压器）三相变压器）三相变压器Y Y0 0/ / 联结联结联结联结(YN,d)(YN,d)线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBabc+