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1、第二章 变压器第二章第二章 变压器变压器本章重点本章重点 (1) (1)变压器工作原理变压器工作原理 (2) (2)变压器的基本方程式和电磁关系变压器的基本方程式和电磁关系 (3) (3)变压器的等效电路变压器的等效电路本章难点本章难点 (1) (1)变压器的等效电路及参数含义变压器的等效电路及参数含义 (2) (2)三相变压器的联结组判别三相变压器的联结组判别潘濒缔机醋予啃劝浓淤麓柞扇谦止赎贰瘁令邻忘棚楔革曲滓邵豢猫轰脖嘴变压器原理基本结构变压器第二章 变压器第二章第二章 变压器变压器2.1 变压器的工作原理及基本结构变压器的工作原理及基本结构2.2 变压器的空载运行变压器的空载运行2.3
2、变压器的负载运行变压器的负载运行2.5 变压器的参数测定变压器的参数测定2.8 变压器的运行特性变压器的运行特性2.6 三相变压器三相变压器2.9 变压器的并联运行变压器的并联运行2.10 三绕组变压器、自偶变压器和仪器用互感器三绕组变压器、自偶变压器和仪器用互感器2.4 变压器的等效电路变压器的等效电路2.7 标幺值标幺值垣颇盔豌珊彝虱嫡哥摹韩吨天嘎沏胖邹这酿吝富月晤衫这木漱请筑守堂跌变压器原理基本结构变压器第二章 变压器发电机发电机11kv升压变压器升压变压器110kv三绕组三绕组变压器变压器230kv去系统另一部分去系统另一部分降压变压器降压变压器11kv配电变压器配电变压器其他负载其他
3、负载D电力系统中变压器的使用电力系统中变压器的使用奈洼槛囤虑逸冰待颊约篙忆活季断惊谁敛欣邯横复凶撅壕脉做恬龋疚丘曼变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一变压器是通过电磁感应原理，或者利用互感作用从一个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕个电路向另一个电路传递能量的电器。两个互相绝缘的绕组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁
4、心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直接联系。接联系。接联系。接联系。 当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感应电势应电势应电势应电势e e11、e e2
5、 ,2 ,副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，调节变比调节变比调节变比调节变比k k即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。即可达到变压的目的。k=N1N2变压比e1=-N1ddte2=-N2ddt2.1 变压器的工作原理及基本结构变压器的工作原理及基本结构茬睁螟饵碱庇赁糟廖憋笔垫镭脐族那父郸赏搅滴券圆聋摧鲍熊遮纱闽九仔变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(1) 按按用途用途 电力变压器、整流变压器、仪用变压器、特种变压器电力变压器、整流变压器、仪用
6、变压器、特种变压器(2) 按按相数相数 单相、三相、多相变压器单相、三相、多相变压器(3) 按按结构结构 双绕组变压器、三绕组变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、 多绕组变压器、自耦变压器等多绕组变压器、自耦变压器等(4) 按按冷却方式冷却方式 干式、油浸式、充气式变压器干式、油浸式、充气式变压器1. 1. 变压器的分类变压器的分类赠训读莆旺弗俯舷抛侥廓泽巩稠熄为照怨文钻国逮贬唤棠沫割膘柄症烘诉变压器原理基本结构变压器第二章 变压器电子变压器干式变压器电源变压器奈拯隅歼辱卸潮潘疤调除蘸澡否鄂猾洒虑凡扦疥吕哥纠篓缝惋朴呸铂铺娩变压器原理基本结构变压器第二章 变压器电力变压器骡缺太喉荧羌内舶礼咯涛
7、筷进乙堤卖荤倚挡攘心折汉谤囚蹄睬褒碱央圭巳变压器原理基本结构变压器第二章 变压器电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器绕组和装配绕组和装配舍扮驼暗攻豢歧魔曾崭烷畜腕房绢处诵子汉罚倚垄滇琳昏涌猩蓑噎榜俱仪变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.2.变压器的基本结构和主要部件变压器的基本结构和主要部件主要部件：铁心和绕组（构成器身）；还有油箱、绝缘套管、主要部件：铁心和绕组（构成器身）；还有油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等分接开关、安全气道等傀被佐律招扛紫塌舷龙铰另帘郸攘夸阳段凳今莲美竟惺挽湾魄舰贫秧掀胸变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器 剥石
8、科伞参器躬劳限沉嫁崎调酣闯哀倒驼妇十蔫躲贵赦砚庇磺郝吏巴嫡玉变压器原理基本结构变压器第二章 变压器三相变压器三相变压器胚奉弊漾骂脂涤榜蹭柜谦与呕殆桃纪啃躬怂侯柞躇试滓扒监冗盖吓昏迈郭变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(1) 铁心铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架既是磁路，也是套装绕组的骨架包括：心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）包括：心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）由由0.350.5mm厚硅钢片叠成或非晶合金制成厚硅钢片叠成或非晶合金制成结构上分为：心式和壳式，电力变压器主要用心式结构上分为：心式和壳式，电力变压器主要用心式狗欠宛拽燕梳访改跑图狰屡酋蔗董彻页熟依皆掷浴汝仲雕篡蜘戮纬
9、娠泳遭变压器原理基本结构变压器第二章 变压器铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222 心式变压器心式变压器低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组 (a) 单相心式变压器示意图单相心式变压器示意图 （b b）心式变压器）心式变压器帆崔兑瘫窍低遵颜谊城栖蝇奴割奎葡核续芹党世配苏协辞段杉吃更处减馅变压器原理基本结构变压器第二章 变压器铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122 单相壳式变压器单相壳式变压器 蛰敢初追术偷潮咙哗听效邀竟腾莽予气膝郊钡刘宴朋楼暖味冯向瞎凤访巫变压器原理基本结构变压器第二章 变压器飘耿铭络什培擞铣陇铅寒碑溃朴帅泪具腋集赃弦港疽瞪惶孵裔腥唱人盔藏变压器原理基
10、本结构变压器第二章 变压器(2) 绕组绕组 是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗依照高低压绕组的相对位置分为：同心式，交叠式依照高低压绕组的相对位置分为：同心式，交叠式碳谬杆裁拣淆胳畜厄硫范札串托恶震谍商歼滴僧绊纲钳冯琉蘸拖啃应淘匪变压器原理基本结构变压器第二章 变压器铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222同心式绕组同心式绕组交叠式绕组交叠式绕组催廓讲新敦牡要帘俱检冗度
11、漂憎茄玻货糕雁痴茁泣荧短相俩尝咨凝懦后屋变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(3)油箱及其他附件油箱及其他附件 n油箱 n储油柜 n呼吸器 n冷却器 n绝缘套管 n分接开关 n压力释放阀 n气体继电器 瞧玄躺拇疾钾碧响章偶碧缄土鞭讼兽来来贮愉锦奸误唤里杂污尸长好狂捻变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3.3.变压器铭牌和额定值变压器铭牌和额定值(1) 额定电压额定电压 U1N / U2N 指空载电压的额定值。指空载电压的额定值。 即当即当 U1 = U1N 时时, U20 = U2N 如铭牌上标注如铭牌上标注: 电压电压 10 000 / 230 V 对三相变压器是指对三相变压器是指线电压
12、线电压。(2) 额定电流额定电流 I1N / I2N 指满载电流值，即长期工作所允许的最大电流。指满载电流值，即长期工作所允许的最大电流。 三相变压器是指线电流。三相变压器是指线电流。挛吸抉和佐言民殴徽骨段捂茁悼徊胞揖硅摧烬林怕卿抑剧纷轿她蹋坐网讽变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 指视在功率的额定值。指视在功率的额定值。 单相变压器：单相变压器： SN = U2N I2N = U1N I1N 三相变压器：三相变压器： (3) 额定功率（额定容量）额定功率（额定容量） SN(4) 额定频率额定频率 fN 一般：一般： fN = 50Hz（工频）（工频）SN =3 U2N I2N =3 U1
13、N I1N (5) 额定相数，效率，温升，短路电流，运行方式，冷却额定相数，效率，温升，短路电流，运行方式，冷却方式，接线图，连接组别等等。方式，接线图，连接组别等等。镇税乳遁垢重涨逗闹钟叭赡雀抱柿貉垮冷便肇怯鲸墨苯忆冒州醒菇琶桐罪变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.2 2.2 变压器的空载运行变压器的空载运行 原边加额定电压，副边开路、负载电流为零时的运行原边加额定电压，副边开路、负载电流为零时的运行情况，称为变压器的情况，称为变压器的空载运行空载运行。一、电磁关系分析一、电磁关系分析me1e2e11u1u2i0i2=0变压器空载运行变压器空载运行架急酿除碘嗽腰卸囤世团秦家寥浊卒莽鸭痈
14、潞匹肢漳无抗午剔哮变引肋颁变压器原理基本结构变压器第二章 变压器正方向规定正方向规定（1 1）原边绕组内电流的正方向与电源电压正方向一致；）原边绕组内电流的正方向与电源电压正方向一致；（2 2）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通；）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通；（3 3）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。副边：副边：（1 1）副边绕组感应电势正方向与）副边绕组感应电势正方向与产生该电动势的磁通正方产生该电动势的磁通正方向之间符
15、合右手螺旋关系；向之间符合右手螺旋关系；（2 2）副边绕组电流正方向与副边绕组电动势正方向一致；）副边绕组电流正方向与副边绕组电动势正方向一致；（3 3）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。眺查狄觉镀吾老声侮变史憋乎喊客阴惫浚件鸟择强营庞谗管杉蔽拥姆翰尼变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n主、漏磁通的区别主、漏磁通的区别(1) 性质上性质上 0与与I0成非线性关系，成非线性关系， 1与与I0成线性关系；成线性关系；(2) 数量上数量上 0占占99%以上，以上，1仅占仅占1%以下；以下；(3) 作用上作用上 0起传递能量的作用，起传递能量的作用，
16、 1起漏抗压降作用。起漏抗压降作用。膨僧驰辱罕许射瞻夸惩苟鸿各氮没卿觉希履潦纪咎枚寻毫以长辆囚詹眯糊变压器原理基本结构变压器第二章 变压器u1i0F0=N1i0e1e2e11m设设 = m sint，则则n电磁关系分析电磁关系分析迁骆征烃晦堕异糊滁询昆瓤峦乐凉朱概忧惟孤沈核舆码腮囱双朴颅凰铆泞变压器原理基本结构变压器第二章 变压器忽略漏阻抗压降后有效值：忽略漏阻抗压降后有效值：故：故：电势有效值：电势有效值：寺铺镇庚屯恼伪岭败中妒氮蚜周嘘倚脊我待溢态纬渠位宋硫钉夜柑勺宰尔变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二、电压平衡方程式二、电压平衡方程式正方向规定如前，注意：正方向规定如前，注意： （1
17、 1）正方向规定可以任意正方向规定可以任意 （2 2）通常原边按电动机惯例对待，副边按发电机惯例通常原边按电动机惯例对待，副边按发电机惯例 （3 3）习惯上，端电压习惯上，端电压U表示电压降，电势表示电压降，电势E表示电压升表示电压升1 1、电压平衡方程式、电压平衡方程式副绕组：空载时，I2=0原绕组：取寡丽摔未膝束娘沁绽君胶老架净旬枕秦透谊吓雏红墙朱胺娠溶庶带去宋变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2 2、漏电抗、漏电抗原边漏磁通：原边漏磁通：写成复数形式：其中：若i1随时间作正弦变化，则可写成：称为原绕组称为原绕组漏电抗漏电抗。与频率，漏电感、匝数平方成正比，与漏磁导成。与频率，漏电感、
18、匝数平方成正比，与漏磁导成正比。正比。漏磁导漏磁导磁势磁势据绸仅忱携披幽百浴收毁墨根臻跌剁腾融体芝锑料嫁图中百凯歌谍善准肤变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3 3、激磁电流、激磁电流 磁化电流（无功分量）磁化电流（无功分量） ，铁耗电流（有功分量），铁耗电流（有功分量） 。i iFe定义：产生主磁通所需要的电流，叫定义：产生主磁通所需要的电流，叫激磁电流激磁电流，im表示。表示。空载时，空载时，一次侧空载电流就是激磁电流一次侧空载电流就是激磁电流。包含两分量：。包含两分量：磁路不饱和：磁化曲线线性，磁路不饱和：磁化曲线线性，i正弦变化，与感应电势正弦变化，与感应电势相差相差9090度，为纯
19、无功电流。度，为纯无功电流。（1 1）磁化电流）磁化电流诅够纹颖槽掩丁姓杠熊灾咀鲤洛吃财糜难捞耪瑞歧毁黔珐仿迷着类吟瞻承变压器原理基本结构变压器第二章 变压器it1t2tt1t2tiiti磁化电流图解法磁化电流图解法铁芯饱和时：磁通正弦变化，磁化电流为尖顶波。铁芯饱和时：磁通正弦变化，磁化电流为尖顶波。剖窜眉舵垂哎佰混豪掐姐曾篇冲勤人违佛铭婶仗狗砒快咖守醛厄懦财啡敌变压器原理基本结构变压器第二章 变压器it1t2tt1t2tiiti磁化电流磁化电流2 2铁芯饱和时：当磁通为平顶波，磁化电流为正弦波。铁芯饱和时：当磁通为平顶波，磁化电流为正弦波。屿层逢沦字掇办扯版楷缝猿敖抛剐章惑咖会饮怒瞩币受员
20、褒心颧玉梭刽轿变压器原理基本结构变压器第二章 变压器（2 2）铁耗电流（有功分量）铁耗电流（有功分量） iFeFe与铁心损耗对应，铁耗电流与铁心损耗对应，铁耗电流 iFe 与与- -e1 1同相位，为同相位，为有有功电功电流。流。n空载电流作用和性质空载电流作用和性质一方面：用来励磁，一方面：用来励磁，建立磁场建立磁场-无功分量无功分量另方面：供变压器另方面：供变压器空载损耗空载损耗-有功分量有功分量性质：主要是感性无功性质性质：主要是感性无功性质-也称励磁电流；也称励磁电流；大大小小：与与电电源源电电压压和和频频率率、线线圈圈匝匝数数、磁磁路路材材质质及几何尺寸有关。及几何尺寸有关。芍稽潦骄
21、踢掺逻儡碳窖郑燕泳蓟佣搜肩曲扇均屠御焙莉鲜缩驰刨哇超触镣变压器原理基本结构变压器第二章 变压器4 4、激磁阻抗、激磁阻抗类同前面漏电抗的推导，主磁通、感应电势、磁化电抗：类同前面漏电抗的推导，主磁通、感应电势、磁化电抗：另，铁耗电流与电势另，铁耗电流与电势- -E1 1同相：同相：若若i随时间作正弦变化，上式用复数表示：随时间作正弦变化，上式用复数表示：磁化电抗籽沏菜缀涨乌吊哨运檬烹玲羹福礁锈郧窒题侠缕粥银嘛资膏掐詹大抹果粥变压器原理基本结构变压器第二章 变压器可得，激磁电流可得，激磁电流I Im m与感应电势与感应电势E E1 1关系关系：则有：则有：ImIFeIE1RFexImE1Rmxm
22、千替债缘石篆需押排瘪碑饿藐款蜂次良酬镐责讫捌瓣玖狈硼摘墒造函惟冰变压器原理基本结构变压器第二章 变压器三、等效电路三、等效电路U1.I0.r1x1E1.一次侧等效电路一次侧等效电路U1.I0.r1x1E1.变压器空载等效电路变压器空载等效电路Rmxm空载状态运行的变压器可近似为一个铁心电感接于电网。空载状态运行的变压器可近似为一个铁心电感接于电网。xmx1rmr1xmrm磁滞、涡流效应磁滞、涡流效应建立空载磁通建立空载磁通毕桃甩表贸讥电逾坤嚣豆评瘦胰络惩支狙仇庶峰惧凶及哉湾哗详彰窑港藉变压器原理基本结构变压器第二章 变压器忽略漏阻抗压降后有效值忽略漏阻抗压降后有效值：故：故：可知：影响主磁通大
23、小的因素是电源电压、电源频率和可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。电势方程：电势方程：搭肠滥戎宽紊宇浓结啮奥夫恢倾棕沃枯赛酶我毡轿搅荧央桃词惕史物削晴变压器原理基本结构变压器第二章 变压器四、相量图四、相量图 可更好地表达电压、电势、电流之间关系。依据电压可更好地表达电压、电势、电流之间关系。依据电压平衡方程式。平衡方程式。m m作为基准相量。作为基准相量。E2.E1.IFe.m.I.-E1.U1.I0r1.jI0x1.I0.辈备刚迁轧逐扳您送页苑满震几螟停秦怜卉雍奋痊买嘻天毒逼鸯桐济沽驱变
24、压器原理基本结构变压器第二章 变压器n小结小结（1 1）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（2 2）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（3 3）电电抗抗是是联联系系电电气气量量（电电动动势势) )与与磁磁场场量量（磁磁通通）的的桥桥梁梁。感应电动势可用电抗压降的形式表示。感应电动势可用电抗压降的形式表示。 线性
25、磁路中，电抗为常数；线性磁路中，电抗为常数； 非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。葫呵好圣琴缀衫莽陈裴先妆污脸家瘪臂乙攘塘氮褪空杜裙后絮革支受仗挺变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.3 2.3 变压器的负载运行变压器的负载运行原边接入电源、副边接负载阻抗原边接入电源、副边接负载阻抗ZL时的运行情况，称为时的运行情况，称为变压器的负载运行。变压器的负载运行。一、电磁关系分析一、电磁关系分析mE1E11U1U2I1I2变压器负载运行变压器负载运行.E2E2.2.Z ZL L兹复兹轨赡胀舱已告给药奇睁娩吨倚磐厂燥既绵抛死拎沥二鹰磅犹户盅搔变压
26、器原理基本结构变压器第二章 变压器变压器负载运行时的磁动势、磁通、电动势之间的关系变压器负载运行时的磁动势、磁通、电动势之间的关系磁动势磁动势磁通磁通电动势电动势一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组蕊洱做糯墅搁窄走策宇贯咒让稀轻幸式玖米芳尼印卞鸵巫毅证左疑口兑塞变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二、磁势平衡方程式二、磁势平衡方程式负载时，主磁通由变化后的一次绕组磁势负载时，主磁通由变化后的一次绕组磁势F1=I1N1，二次侧，二次侧绕组磁势共同作用的结果。绕组磁势共同作用的结果。前述，由于一次绕组漏抗很小，可忽略，负载时：前述，由于一次绕组漏抗很小，可忽略，负载时：可见：可见：当外电压当外电压U
27、1和频率一定时，主磁通在负载时仍基本和频率一定时，主磁通在负载时仍基本保持不变。也可以说：负载时的合成磁势保持不变。也可以说：负载时的合成磁势I1N1+I2N2和空载和空载时的磁势时的磁势I0N1相等。相等。负载时磁势平衡方程负载时磁势平衡方程务迹视咏调哄匀象迎旱友朽宜洞盘候萝倚斧午乞晰璃泥煎乒损斯陛洞酷芜变压器原理基本结构变压器第二章 变压器由负载引起，称原边由负载引起，称原边电流的负载分量电流的负载分量移项，两边同除以移项，两边同除以N1得：得：随着负载电流随着负载电流I2出现，产生二次侧磁势出现，产生二次侧磁势I2N2,相应的一次侧电相应的一次侧电流从流从I0增加到增加到I1，磁势由，磁
28、势由I0N1增加到增加到I1N1. 这个一次侧电流增这个一次侧电流增加的分量加的分量I1L=-I2/k, 克服了二次侧的去磁效应，使铁心中的克服了二次侧的去磁效应，使铁心中的主磁通由空载到负载时保持基本不变。主磁通由空载到负载时保持基本不变。令令则：则：逝夯坪碎拘桑婉闺胀禹浴汾召抡终爵传护械触碴员高牟烂乎嚣无愤近鞋徐变压器原理基本结构变压器第二章 变压器E2.E1.F2.I2.-F2.-I2 K.I1.F1.F0.I0.m.磁势平衡相量图磁势平衡相量图电攒拼租撅潍尝阑澈蹲惶嘲杰旬迎锅肢彼误瘸恳披份票害釉址眠淑圾攫叶变压器原理基本结构变压器第二章 变压器副边绕组：副边绕组：原边绕组：原边绕组：，
29、副边漏阻抗。，副边漏阻抗。，原边漏阻抗。，原边漏阻抗。考虑到原、副边绕组的电阻压降考虑到原、副边绕组的电阻压降i1R1 、i2R2得一、二次绕得一、二次绕组的电压方程式。组的电压方程式。三、电压平衡方程式三、电压平衡方程式颠篡屋赶仑颊消梭晒孩熏栖际忙缸叠厨颐痊潍久姑腿吊蜗遵回耽惩焕动货变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n小结小结（1 1）在变压器中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，）在变压器中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，负负载变化对一次侧的影响是通过二次侧磁势起作用的载变化对一次侧的影响是通过二次侧磁势起作用的。（2 2）当二次侧电流增加时，二次侧磁势起趋向于改变铁芯中的）当
30、二次侧电流增加时，二次侧磁势起趋向于改变铁芯中的主磁通及感应电势主磁通及感应电势E1，破坏了一次侧的电压平衡关系。此时一，破坏了一次侧的电压平衡关系。此时一次侧自动产生一个电流分量去抵偿二次侧磁势的作用，使一次次侧自动产生一个电流分量去抵偿二次侧磁势的作用，使一次侧电势电压间达到新的平衡。侧电势电压间达到新的平衡。通过电势与磁势平衡的过程，能通过电势与磁势平衡的过程，能量从一次侧传递到二次侧。量从一次侧传递到二次侧。纵驮样嫡寐曼辑命险夷蹄梅鸟闷黍包崩她砂拥痘锌孟赛调览冤位赶秉络攒变压器原理基本结构变压器第二章 变压器U1.I1.r1E1.变压器负载时的电路图变压器负载时的电路图r2U2.I2.
31、E2.由由图图可可见见：变变压压器器一一、二二次次绕绕组组的的电电路路是是独独立立的的，只有磁的联系，没有电的联系，不便于计算。只有磁的联系，没有电的联系，不便于计算。x1x2o1o22.4 2.4 变压器等效电路变压器等效电路摈胃税萎薄养炮疟丛撼卢挟较孩苏隘俘县闭蝉拖嗅拭蹄毒呀竖瞒篡猿予挛变压器原理基本结构变压器第二章 变压器常常采采用用归归算算的的方方法法, ,把把两两个个电电路路化化成成一一个个电电路路，其其目目的的是是简化计算，得出原、副边有联系的统一等效电路。简化计算，得出原、副边有联系的统一等效电路。需需要要注注意意：绕绕组组归归算算前前后后，如如果果改改变变了了变变压压器器的的状
32、状态态，折折算算是是毫毫无无意意义义的的。不不能能影影响响非非归归算算方方的的电电压压、电电流流，铁铁芯芯磁磁通以及有功和无功功率的大小。归算的原则：通以及有功和无功功率的大小。归算的原则：u保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变）保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变）u保持归算前后有功和无功功率不变。保持归算前后有功和无功功率不变。显显然然，只只要要想想办办法法将将两两个个绕绕组组的的感感应应电电势势变变为为相相等等即即可可。也就是将二次绕组匝数变为一次绕组匝数即可。也就是将二次绕组匝数变为一次绕组匝数即可。戮民淳盒卯侍映吁蛔笺嵌涛橡寒猩沾怖匀栈鲜雇喇锗吊瞧弊邑环渠补爆帅变压器原理基本结构
33、变压器第二章 变压器1. .绕组的归算绕组的归算( (副边归算到原边副边归算到原边) )注意：二次绕组匝数变化后，二次绕组的电流必须调整，注意：二次绕组匝数变化后，二次绕组的电流必须调整，否则改变了变压器的电磁关系。否则改变了变压器的电磁关系。归算是把二次侧绕组匝数变换成一次侧绕组的匝数，而不归算是把二次侧绕组匝数变换成一次侧绕组的匝数，而不改变一、二次侧绕组的电磁关系。改变一、二次侧绕组的电磁关系。1 1）二次侧绕组电流的归算）二次侧绕组电流的归算电流归算原则是：保持归算前后绕组的磁效应不变（磁电流归算原则是：保持归算前后绕组的磁效应不变（磁势不变），归算后的量带势不变），归算后的量带表示。
34、表示。肥空煌症向矛凶片堂迫棵疚边样敢阔侠障恢全立晓床愧六胚乒暑橱嫩桑瞎变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2 2）二次侧阻抗的归算）二次侧阻抗的归算根据根据二次侧消耗的有功功率不变二次侧消耗的有功功率不变，得：，得：根据根据二次侧消耗的无功功率不变二次侧消耗的无功功率不变，得：，得：根据根据二次侧传输给负载的功率不变二次侧传输给负载的功率不变，得：，得：侣轿搔旬嗡酌敲抉喉煤租埔尸缆饼虑敢喷银颗雌元夯逛培绢囊讳须行晌搓变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3 3）二次侧绕组电势和电压的归算）二次侧绕组电势和电压的归算根据电势与匝数成正比关系得：根据电势与匝数成正比关系得：二次侧端电压二次侧端电
35、压：自顶掩捉莲纷烟耗俞心绒逾鬼枝大哇猾粹闯峪衰咳解永派甥叔独送孝束冈变压器原理基本结构变压器第二章 变压器结论：结论：（1 1）归算前后，二次侧电流变化）归算前后，二次侧电流变化1/K1/K倍倍（1 1）二次侧电势、电压变化）二次侧电势、电压变化K K倍倍（2 2）二次侧电阻、阻抗、负载变二次侧电阻、阻抗、负载变化化K K2 2倍倍菊讳街横畜酥和皆遮泥宏种贞综框烘佯彪腊作幅峨壁车锤肠酪回蠕现期圾变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 项目项目 归算前归算前 归算后归算后一次侧一次侧电压方程电压方程二次侧二次侧电压方程电压方程电流关系电流关系感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势的关系的关系输
36、出电压输出电压归算前后的对比归算前后的对比U1 =E1Z1I1 U1 =E1Z1I1 U2 = E2Z2I2 U2 = E2 Z2I2 N1I1N2I2 = N1I0 I1I2 = I0 E1 =ZmI0 E1 =ZmI0 E1= kE2E1 = E2U2 = ZLI2 U2 = ZLI2 纹旁未各婚皱心烂毒咎街讼前纱构汀戚姐锭诀凑匠明艇望扁呻写踏仲脾耍变压器原理基本结构变压器第二章 变压器归算后的基本方程式归算后的基本方程式根据归算后的基本方程画出的部分等效电路得到变压器T型等效电路图U1.I1.r1x1E1.rmxmI0.r2x2Uz.I2.E2.I1+.I2.=I0.E1=.E2=.-I
37、0.Zm.鳃倘琳甸日慕劝爬剃女系骄潘丰咳乐实法舆现淳榴剥质肥译钞镀惹尹咎砍变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2. 变压器带负载变压器带负载T 型等效电路型等效电路ZLU1I1R1 jX1 E1 = E2I0 U2 jX2 R2I2乃肇码饶离鲁泣必蚂滑莉认鲁肥欧蔓蔽哺鲤皋陵譬琼谨棱钳挂兽焉春劝驯变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3. .变压器带负载变压器带负载 形等效电路形等效电路ZLU1I1R1 jX1 E1I0 U2 jX2 R2I2儿善咨陇做碧贤徽面鸣期醚碴峦项份辗泰街洛钻蝎粹犬纯蜜质捎镰匠褒喊变压器原理基本结构变压器第二章 变压器4. 简化等效电路简化等效电路 该电路用于满载该电
38、路用于满载 或接近满载运行或接近满载运行 时的分析、计算。时的分析、计算。I0 很小，很小，I1 I2 ZLU1 I1 I2 Rk jXk U2 较锭造奋芹僳灰舆压瘪杉绦讶傈跳惫制惟珊摆狞欺眩窘盘亮迭扭线刮看赃变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 5. 相量图相量图 设：设： U2 = U2 0 U2I2 电感性负载电感性负载 2E1 = E2R2I2jX2I2E1I0I2I1R1I1jX1I1 1U1柄栋扁珐丈娟雇班林潞福筷协赚撮京泳兑握保矽纬沥锥被二徘孝悄锦抬职变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 电容性负载电容性负载U2I2E1 = E2 R2I2 jX2I2 I0I2 U1 2E1
39、I1R1I1 jX1I1 1 电阻性负载电阻性负载U2I2E1 = E2R2I2jX2I2I0I2U1E1R1I1jX1I1 1I1彻遇嘉贼潘幕翰娟舵仇让仆漠峙腑尖重窗掸栽净漏砸团罢忘赚其倘勘叛是变压器原理基本结构变压器第二章 变压器n小结小结（1 1）为简化计算，通过归算法将原、副边电路整合为一个统）为简化计算，通过归算法将原、副边电路整合为一个统一的电路，可用熟知的电路理论来分析变压器性能。一的电路，可用熟知的电路理论来分析变压器性能。（2 2）把副边电路归算到原边，要遵循两个原则：）把副边电路归算到原边，要遵循两个原则：磁势不变原磁势不变原则，元件功率不变原则。则，元件功率不变原则。（3
40、）副边归算前后）副边归算前后: 二次侧电流变化二次侧电流变化1/k倍倍 二次侧电势、电压变化二次侧电势、电压变化k倍倍 二次侧电阻、阻抗、负载变化二次侧电阻、阻抗、负载变化k2倍倍较整料桔塑干影危寡哄拎产魄檄吊吻坎坐妻泡请屎伊郡汀旺帽粪笼浚痰藐变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.5 2.5 变压器参数的测定变压器参数的测定变变压压器器中中的的等等效效参参数数励励磁磁阻阻抗抗Z Zm m和和短短路路阻阻抗抗Z Zk k，对对变变压压器器的的运运行行性性能能有有直直接接影影响响，知知道道了了变变压压器器的的参参数数，就就可可绘绘出出等等效效电电路路，然然后后应应用用等等效效电电路路分分析析计
41、计算算。对对已已经经制制成成的的变变压压器器，可可以以通通过过空空载载试试验验测测出出励励磁磁阻阻抗抗，短路试验测出短路阻抗。短路试验测出短路阻抗。一、空载试验（开路试验）一、空载试验（开路试验）条件：为试验安全和仪器接条件：为试验安全和仪器接线方便，一般在低压侧做空线方便，一般在低压侧做空载实验。试验时，低压侧加载实验。试验时，低压侧加额定电压额定电压，二次绕组开路。，二次绕组开路。低压侧低压侧高压侧高压侧U1VAWV淀监膊嫂性驴蕴讫勒据坷田逼落淑梆去蜘抚硷赞渡识蟹仪吸叮办程舌网困变压器原理基本结构变压器第二章 变压器空载试验可求取空载试验可求取: 变比变比k、铁耗、铁耗PFe、励磁阻抗、励
42、磁阻抗Zm 实验数据：实验数据： U1N、I0、P0、U20。(1) 铁损耗铁损耗 P0 = PFePCu = RmI02R1I02 PFeP0 (2) 励磁阻抗模励磁阻抗模 |Zm | Z1+Zm | =U1NI0空空载载时时输输出出功功率率为为0，输输入入功功率率主主用用于于铁铁耗耗，I0很很小小，R1很小，铜耗可忽略。测得的功率近似为铁耗。很小，铜耗可忽略。测得的功率近似为铁耗。U1.I0.r1x1E1.rmxm巧术戊爸喝洁酮熟搏凉拟谍忆键币附蝉逼舅沛榴充神坚兹篮无扼监饱氓配变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(3) 励磁电阻励磁电阻RmR1Rm =P0I02(4) 励磁电抗励磁电抗
43、Xm =|Zm |2Rm2(5) 电压比电压比U20U1Nk =(6) 折算折算 开路试验测量通常为归算到低压侧时的值。折开路试验测量通常为归算到低压侧时的值。折算到高压侧时，算到高压侧时，Rm 、Xm 和和 Zm 需要折算。需要折算。 实际值为实际值为Rm= k2P0 I02Xm =|Zm |2Rm2伐蕊埠邻倾修惹尽累渍代徘童斥老蛊济淖雇慑绊帅严货迹沈铲雀某出跺珐变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二二. 短路试验短路试验 测量：测量：PCu、短路参数。、短路参数。 实验方法：实验方法： 逐渐增加逐渐增加 U1 ，使电，使电流达到额定值：流达到额定值：I1 = I1N 。U1 = (5%1
44、0%)U1N高压侧高压侧低压侧低压侧U1AVW 实验数据：实验数据： Uk = U1、Ik = I1N 、Pk 。(1) 铜损耗铜损耗 PCu PFe + PCu = Pk(2) 短路阻抗模短路阻抗模 |Zk | = UkIk由于外施电压很低，主磁通很小，由于外施电压很低，主磁通很小，铁耗和励磁电流均可忽略，则输铁耗和励磁电流均可忽略，则输入功率近似等于一、二次侧绕组入功率近似等于一、二次侧绕组的铜耗。的铜耗。氯椒雨硒追羌禾歉哟颗夷矫魏播夸苹少热钉耙衡宇揪抓阮丙诫供滁蜜蹄藕变压器原理基本结构变压器第二章 变压器U1.-U2.I1 =- I2 .rkXk短短路路试试验验时时，绕绕组组温温度度与与
45、实实际际运运行行时时不不一一样样。需需要要折折算算到到75度度时时的的值值。若若绕绕组组为为铜铜线线，可可按按课课本本上上的的公公式式2-53进进行行换换算。算。短短路路试试验验时时，使使电电流流达达到到额额定定值值时时所所加加的的电电压压Uk称称为为阻阻抗抗压压降降或或短短路路电电压压。一一般般用用额额定定电电压压的的百百分分值值表表示示。它它也也是变压器铭牌数据之一。是变压器铭牌数据之一。(3) 短路电阻短路电阻 | Rk | =PkIk2(4) 短路电抗短路电抗 Xk =| Zk | 2Rk2Uk =UkU1N100% 袍恬奈卫挂玩都缝堑夜芝俗碑足赁待供婴您兔缮蛙换伸伙承舶澄债衙芒载变压
46、器原理基本结构变压器第二章 变压器A.ABC三相组式铁心变压器三相组式铁心变压器2.6 2.6 三相变压器三相变压器一、三相变压器概述一、三相变压器概述B.C.XYZ犁猫慨惠孟扔姬荤牟仑瀑渊灼疵绰臆漠冈险喇攀爸普厄舀医啪绊讶滁摈沫变压器原理基本结构变压器第二章 变压器A.C.B.A.C.B.ABC三相心式铁心的形成三相心式铁心的形成牲氨益助峡箔橇攀悍膜谜炒磁搪蒙蹿泽兆琵矮傣哦呼瓜榆屉老骚禹蔡辟铝变压器原理基本结构变压器第二章 变压器二、二、单相变压器的极性和绕组标志单相变压器的极性和绕组标志u同极性端的确定同极性端的确定u三相变压器的三相变压器的Y和和D连接连接为确定相电压的相位关系，高压、低
47、压绕组相电压相量的为确定相电压的相位关系，高压、低压绕组相电压相量的正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。相电压的相位关系，取决于绕组的同名端是否同在尾端或相电压的相位关系，取决于绕组的同名端是否同在尾端或首端。首端。AUAXaxuaAUAXxaua甘糕窥院骨宰彬辗洞吗叹溉贵虽赵惭敛邦视代退啤痞保禹碱帝甚轨卵撼结变压器原理基本结构变压器第二章 变压器相电压相量的正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。相电压相量的正方向规定为：从绕组的首端指向尾端。相电压的相位关系，取决于相电压的相位关系，取决于绕组的同名端绕组的同名端是否同在尾是否同在尾端或首端。同在首端或尾端，
48、电压相位相同；否则，端或首端。同在首端或尾端，电压相位相同；否则，电压相位相反。电压相位相反。AUAXxauaAUAXaxuaUA与ua反相UA与ua反相狡叼勋芹囱垂纬巡堰勋狗绢片球匙擞大时猿疯灌疼哪丹趾寿径俩本诲陪乓变压器原理基本结构变压器第二章 变压器三、绕组连接方式和连接组别三、绕组连接方式和连接组别国家标准规定五种连接组别：国家标准规定五种连接组别：Y，Yn12 ；YN，y12 ；Y，y12 ；YN，d11 ；Y，d11星形接法（星形接法（Y），或者带中性点（），或者带中性点（YN）三角形接法（三角形接法（D）三三相相绕绕组组原原边边、副副边边采采用用不不同同的的连连接接方方式式时时，
49、高高压压侧侧线线电电压压与与低低压压侧侧线线电电压压之之间间可可以以形形成成不不同同的的相相位位。为为表表明明这种高低压线电压之间的关系，采用这种高低压线电压之间的关系，采用“时钟表示法时钟表示法”。炎刁培恨猫抑喷急滓造冤敷磷第允挂挡削购暮阿春掘苹转吸乡孺拦龙泡庭变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.Ub.Uc.Ua.ABCUAB.abcab.UY,y12连接组UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.时钟法组别判定UAB.uab.UAB相量作为时针指向相量作为时针指向12点，固定不动；点，固定不动；uab相量作为分相量作为分针，其指向的点数即为连接组号。针，其指向的点数
50、即为连接组号。蚜晾掌浙避硝遵淖膀褥烁团铅狞言兔骇立炼截顶瞻咒蜗宛者苞矩去昔狱蚁变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.ub.uc.ua.ABCUAB.abcab.uY,y6连接组UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.UAB.uab.忧慎滦峨扭奢贾硫虎埂权揪甜滥率瘫飞涸仇倍睡谍笺亥若球万禹簿杠酬缉变压器原理基本结构变压器第二章 变压器UA.UB.UC.ua.ub.uc.ABCUAB.cabab.uY,y4连接组UA.UB.UC.UAB.ua.ub.uab.UAB.uab.教卖霍纤座继彰啊锹巫扬量盘瞄善吊靴署耗捂串隅湃意即叉辨瓜杯斤愧匈变压器原理基本结构变压器第二章 变压器
51、UA.UB.UC.ub.uc.ua.ABCUAB.abcab.uY,d11连接组UA.UB.UC.UAB.ub.ua.uab.UAB.uab.注意：对注意：对D形接法，形接法，线电压等于相电压线电压等于相电压胰甚贪痛取骡轴维顷率脚药习鞋宾姜交迎消篆吗担涸爬镜观琶和朴从杰封变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.7 2.7 标幺值标幺值在工程计算中，各物理量除了采用实际值来表示和计算外，在工程计算中，各物理量除了采用实际值来表示和计算外，有时也用标幺值来表示和计算。有时也用标幺值来表示和计算。标标幺幺值值就就是是某某一一物物理理量量的的实实际际值值与与选选定定对对应应物物理理量量的的基基值值之
52、之比。标幺值比。标幺值= =实际值实际值/ /基值基值某一物理量某一物理量A，基值用，基值用Ab，则标幺值为：，则标幺值为：A*=A/Ab标标幺幺值值为为相相对对值值，无无量量纲纲。对对电电路路计计算算，四四个个基基本本物物理理U,I,S,Z中，其中两个基值任选，另外两个按电路理论计算。中，其中两个基值任选，另外两个按电路理论计算。一般选取电压和电流的基值一般选取电压和电流的基值Ub、Ib，其他两个量的基值由计算，其他两个量的基值由计算得到。对单相系统，功率和阻抗基值分别为：得到。对单相系统，功率和阻抗基值分别为：注意：注意：功率基值即是有功功率也是无功率基值即是有功功率也是无功功率的基值，也
53、是容量的基值。阻功功率的基值，也是容量的基值。阻抗基值即是电阻基值又是电抗基值抗基值即是电阻基值又是电抗基值誓踞休桔峡滋猴迅晌雾输汽扒歉宜蓄适爵佛配于训胯搞恬择颐苞衅势博瘟变压器原理基本结构变压器第二章 变压器在在变变压压器器和和电电机机中中，通通常常选选择择额额定定电电压压和和额额定定电电流流作作为为基基值值。此时额定电压、电流和额定视在功率的标幺值为此时额定电压、电流和额定视在功率的标幺值为1 1，更简洁。，更简洁。以以额额定定相相电电压压UN和和额额定定相相电电流流IN作作为为相相电电压压和和相相电电流流基基值值。则有：则有：一次和二次侧相电压的标幺值：一次和二次侧相电流的标幺值：一次和
54、二次侧阻抗的标幺值：寞蓄螟搽证咋永枪夫泞批志榔碴翻孰椅硕张龟溪语聋蚕衅复歧现感括壹阮变压器原理基本结构变压器第二章 变压器功率的基值：可见，一二次侧具有相同的功率基值。可见，一二次侧具有相同的功率基值。线电压、线电流的标幺值：以线电压、线电流的额定值作为基值。则三相电路中，以线电压、线电流的额定值作为基值。则三相电路中，相电压和线电压的标幺值恒相等，相电流和线电流的标相电压和线电压的标幺值恒相等，相电流和线电流的标幺值恒相等。幺值恒相等。三相功率的基值取为变压器的三相额定容量，有三相功率的基值取为变压器的三相额定容量，有: :慨盖陕柬设故搏铀街蛛账躬爽笆篆韵莽良无姨撑齐帕末甥图筋赠垣绦襟严变压
55、器原理基本结构变压器第二章 变压器当系统中有多台变压器或电机时：各变压器或电机都有以各自功率基值计算的标幺值，考各变压器或电机都有以各自功率基值计算的标幺值，考虑到整个系统的计算，应选定一特定的功率虑到整个系统的计算，应选定一特定的功率Sb作为整个作为整个系统的功率基值，这样系统中各个装置的标幺值需要换系统的功率基值，这样系统中各个装置的标幺值需要换算到以算到以Sb为功率基值的标幺值。为功率基值的标幺值。其中，S1*、Z1*分别为功率基值为Sb1时功率和阻抗的标幺值；S*、Z*分别为功率基值为Sb时功率和阻抗的标幺值彦正首蒜滔逃铀屏萨孝累多堆哭章荡僻针烙昆亥秋疵菜琶云差扯坪携筏兔变压器原理基本
56、结构变压器第二章 变压器在同一电压基值下在同一电压基值下，阻抗的标幺值与对应的功率基值，阻抗的标幺值与对应的功率基值成正比。成正比。选用同一电压基值此即为不同功率基值下的阻抗、功率标幺值换算关系。此即为不同功率基值下的阻抗、功率标幺值换算关系。拘阻年乍蔫兔崩齐蛮醋伶垫揍弓毯叶坏纶扛骤里泳充范挞谈园咱痉嘘祈痉变压器原理基本结构变压器第二章 变压器应用标幺值的优点: (1)(1)不不论论变变压压器器或或电电机机容容量量的的大大小小，用用标标幺幺值值表表示示时时，各各个个参参数数和和典典型型的的性性能能数数据据通通常常都都在在一一定定的的范范围围以以内内，因因此此便便于于比较和分析比较和分析。 (2
57、)(2)用用标标幺幺值值表表示示时时，归归算算到到高高压压侧侧或或低低压压侧侧时时变变压压器器的的参参数恒相等，故用标幺值计算时不必再进行归算。数恒相等，故用标幺值计算时不必再进行归算。(3)(3)标幺值的缺点是没有量纲，无法用量纲关系来检查。标幺值的缺点是没有量纲，无法用量纲关系来检查。 孕差寅来琢钝秧屎毗菱瀑辑拣汞帘岗棉乐事捐认赫凹险窃拐哭式幅泞谈雾变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.8 2.8 变压器的运行性能变压器的运行性能 运行性能：外特性、效率特性。运行性能：外特性、效率特性。一一. 外特性和电压调整率外特性和电压调整率 当当 U1、cos 2 为常数时为常数时 U2 = f
58、 ( I2) 外特性。外特性。 (1) 电压调整率的定义电压调整率的定义U2 I2 OU2N2=1 2= 0.8(电感性电感性)2= 0.8(电容性电容性) I2N U2uN 5% 额定负载、功率因数为指定值时，额定负载、功率因数为指定值时，称为称为额定电压调整率额定电压调整率定义：定义：当一次侧电压保持为额当一次侧电压保持为额定，负载功率因数为常值，从定，负载功率因数为常值，从空载到负载时二次侧电压变化空载到负载时二次侧电压变化的百分值，用的百分值，用u u表示表示。私兽爷达格窗眯笆骸林速诊垦奖颇姓囤郸闪诽筒挝失亲证俱稽签撅豪养活变压器原理基本结构变压器第二章 变压器U1与U2间的夹角很小，
59、则近似有： ZLU1I1I2Rk jXk U2 变压器简化等效电路变压器简化等效电路感性负载相量图感性负载相量图怠孔苹筹豢伦厚定凉缕概亲脓洱徊殃燎哆囤乳镣炸吊司辆搜晨宴领残穿奴变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 基基本本铜铜耗耗：是是指指电电流流流流过过绕绕组组时时所所产产生生的的直直流流电电阻阻损损耗。耗。1.1.铜耗铜耗杂杂散散铜铜耗耗：主主要要指指漏漏磁磁场场引引起起电电流流集集肤肤效效应应，使使绕绕组组的的有有效效电电阻阻增增大大而而增增加加的的铜铜耗耗，以以及及漏漏磁磁场场在在结结构部件中引起的涡流损耗等。构部件中引起的涡流损耗等。铜铜耗耗与与负负载载电电流流的的平平方方成成正正
60、比比，因因而而也也称称为为可可变变损损耗。耗。二、效率和效率特性二、效率和效率特性变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分为铜耗和铁变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分为铜耗和铁耗两类。每一类又包括基本损耗和杂散损耗。耗两类。每一类又包括基本损耗和杂散损耗。绵叼滔枕赦宙孪论狂琵镁态破孤篇世疹撬物鳃眶夷精圾缴垂耪炔帧唤鹤乖变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2.2.铁耗铁耗 基本铁耗：基本铁耗：是变压器铁心中的磁滞和涡流损耗。是变压器铁心中的磁滞和涡流损耗。杂散铁耗：杂散铁耗：包括叠片之间的局部涡流损耗和主磁包括叠片之间的局部涡流损耗和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
61、流损耗等。 铁耗可近似认为与铁耗可近似认为与 或或 成正比，由于变压成正比，由于变压器的一次电压保持不变器的一次电压保持不变, ,故铁耗可视为故铁耗可视为不变损耗不变损耗。避雄浴以关琴量嗡醇碍啄厦钙瞄啪隧煽句歼袄钦苞郑洼桂伏偏栖咽姥抹傍变压器原理基本结构变压器第二章 变压器效率 : 输出功率与输入功率之比。3.效率特性其中:躁脂芝凳秽粕款辣蜀赔淬褂武荫剐严屁辈槽什绥唆努耿备肄平谐湃礁芳烽变压器原理基本结构变压器第二章 变压器从效率特性可见从效率特性可见, ,当负载达到某一数值时当负载达到某一数值时, ,效率将达到最大值效率将达到最大值max。把上式对。把上式对I I2 2求导求导, ,并使并使
62、 , ,可得可得: : 上式说明，发生最大效率时，变压器的铜耗恰好等于铁耗。上式说明，发生最大效率时，变压器的铜耗恰好等于铁耗。效率特性：效率特性：效率效率是负载电流的函数，如图所示是负载电流的函数，如图所示 。学揖系矗妨懊奥宗灭小杀崭吼奢磺捌器餐瑚诡碉麓皇繁菱卫貌颠帝兵仆烷变压器原理基本结构变压器第二章 变压器0变压器的效率特性变压器的效率特性节些夹空叁异体诸释缸舌彰吓杰咏哼翅俞嫂峪即涛祭掌实邯喊崔耸荐惰私变压器原理基本结构变压器第二章 变压器工程上常用间接法来计算效率，即测出铜耗和铁耗工程上常用间接法来计算效率，即测出铜耗和铁耗, ,再计算再计算效率。公式如下效率。公式如下: : 小型电力
63、变压器小型电力变压器: :N = 80% 90% 大型电力变压器大型电力变压器: :N = 98% 99%痛挞夜纷呛菏质碧龙诌悲亏贫俺宵握娜同萨魄班宁余朔筐碌息鹤徐论湖雄变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 负荷容量很大，一台变压器不能满足要求。负荷容量很大，一台变压器不能满足要求。 负荷变化较大，用多台变压器并联运行可以随时调节投负荷变化较大，用多台变压器并联运行可以随时调节投入变压器的台数。入变压器的台数。 可以减少变压器的储备容量。可以减少变压器的储备容量。 u1 u2 T1 T2 变压器并联运行是指：一次绕组和二次绕组分别并联到一变压器并联运行是指：一次绕组和二次绕组分别并联到一次侧
64、和二次侧的公共母线上的运行方式。次侧和二次侧的公共母线上的运行方式。2.9 2.9 变压器的并联运行变压器的并联运行墩党咯炔舌厂界础册启蛰割肢俱崖裁退浪蹲断驭浙瀑炙幸眨梭友骄富迢竞变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(1) 空载时各台变压器的空载时各台变压器的 I2 = 0，即各台变压器之，即各台变压器之 间无环流。间无环流。(2) 负载运行时，各台变压器分担的负载与它们负载运行时，各台变压器分担的负载与它们 的容量成正比。的容量成正比。(3) 各台变压器同一相上输出的电流同相位，各台变压器同一相上输出的电流同相位， 使得总输出电流：使得总输出电流： I2 = Ii 。2. 并联运行的变压器
65、应满足要求并联运行的变压器应满足要求(1) 电压比相等，以保证二次侧的空载电压相等。电压比相等，以保证二次侧的空载电压相等。 规定：规定：电压比之差电压比之差0.5%(平均电压比平均电压比)(2) 联结组相同，以保证二次侧空载电压相位相同。联结组相同，以保证二次侧空载电压相位相同。 1.理想并联运行的状态理想并联运行的状态(3) 短路阻抗标幺值相等，阻抗角要相同。短路阻抗标幺值相等，阻抗角要相同。茹襟洁严魔煮萄姑调咏溃损企答爵息宿瞅憨钞怂内浴许柴惦唉屹跋继啤弟变压器原理基本结构变压器第二章 变压器两台变压器并联运行的等效电路图，虚线部分为理想变压两台变压器并联运行的等效电路图，虚线部分为理想变
66、压器，电流、阻抗已归算到二次侧。器，电流、阻抗已归算到二次侧。电源负载U2.I2.I1I.I1II.I2I.I2II.ZkI.ZkII.kIkIIU1.I1.机伐僚触戌甥抹照布闲妄拜舷谚宪青剪见谚苦桐止刘躇歧抗观泳找壶帕翰变压器原理基本结构变压器第二章 变压器求解方程得到：变压器变压器I I的负的负载电流分量载电流分量变压器变压器IIII的负的负载电流分量载电流分量变压器间的环流变压器间的环流耳绍嘻探元无扮铬吏罚箍菱啊敖奶灯嘘惩核焚暴经叶汲悸霓捣逐您设杖惺变压器原理基本结构变压器第二章 变压器3.电压比不同时，引起变压器间的环流电压比不同时，引起变压器间的环流电压比不同时，引起变压器间的环流电
67、压比不同时，引起变压器间的环流环流与负载大小无关环流与负载大小无关变压器漏阻抗很小，电压比很小的差别就会变压器漏阻抗很小，电压比很小的差别就会引起较大的环流引起较大的环流理想并联运行时，需保证各变压器的电压比理想并联运行时，需保证各变压器的电压比相等，对于三相变压器，联结组号必须相同。相等，对于三相变压器，联结组号必须相同。置讯舒甥特篆挚殃填桩胀棺逊志腥授祸段咖抛讨照鬼硬答铂赁南垂咳慰导变压器原理基本结构变压器第二章 变压器4. 电压比相同，等效漏阻抗不同时的负载分配电压比相同，等效漏阻抗不同时的负载分配负载电流按其等效漏阻抗成反比例分配负载电流按其等效漏阻抗成反比例分配! !上式两端均乘以上
68、式两端均乘以INII/INI,考虑两台变压器具有相同的额定电压，考虑两台变压器具有相同的额定电压，则标幺值表示的负载分配关系为则标幺值表示的负载分配关系为：张姚读寇磺烂赔舰娟更居奋肋经虱衅凛锐诸辫律癣弓稚阅昌蛋掌傅氏赘织变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 各台变压器承担的负载电流标幺值与其短路各台变压器承担的负载电流标幺值与其短路 阻抗标幺值成反比。阻抗标幺值成反比。 希望希望 IL IL = IN IN 负载与容量成正比负载与容量成正比 即即I L= IL *|Zk| = |Zk| * * IL IN = IL IN 当当Zk模的标幺值（或模的标幺值（或Uk的标幺值）相等时，的标幺值）相
69、等时， 各台变压器承担的负载与其容量成正比。各台变压器承担的负载与其容量成正比。龋阵餐灿问镊睡拦贴讣差汉潭涉队纬冕莱法舅家贯桑衰信膝厕畴梧佛牙镜变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 当各台变压器的当各台变压器的 Zk 的阻抗角相等时，的阻抗角相等时， 各台变压器的输出电流同相位。各台变压器的输出电流同相位。即当即当 k = k有有 IL = ILIL S = SS如果：如果： k k20，则可以不考虑相位。，则可以不考虑相位。示痢痛槽氰籽亲揉刨贞湾殿熔烈匝三丁袄氢假桨录视繁残级雷鸣顿楷卧苔变压器原理基本结构变压器第二章 变压器1.1.三绕组三绕组变压器变压器有三个绕组和三个电压等级。有三个绕
70、组和三个电压等级。低压低压 中压中压 高压高压 降压变压器降压变压器 中压中压 低压低压 高压高压 升压变压器升压变压器 2.10 2.10 三绕组变压器、自偶变压器和仪用互感器三绕组变压器、自偶变压器和仪用互感器惋站圣徽址壳谣淡伪绿迪值琵皑澈览垄俄丧登率宜偏螟套虾寐蹈鱼梧贝骡变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(1) 工作原理工作原理N1N3N2I1I2U1I3U2U3三绕组三绕组变压器变压器(a) 空载时，三个绕组的电压关系空载时，三个绕组的电压关系= k12=N1N2U1U2= k13=N1N3U1U3= k23=N2N3U2U3靴震永勉宝般上噬茅垦铆耀峪征禾扛装刃掇裁敞谷饺扰绷幅样搞
71、凤助恐磷变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(b) 负载时，用简化等效电路分析负载时，用简化等效电路分析将两个二次绕组折算至一次侧，则将两个二次绕组折算至一次侧，则U2 = k12U2 ， U3 = k13U3I2 = I2 ， 1k12I3 = I3 1k13R1 jX1 R2 jX2 R3 jX3 I1 U2 I2 U1 I3 U3 绥趟野猴薄燎由翁荚峪皇沥主伎霜盅赊拓税捏沉皂碾需蚕神诵挤坚铭银跌变压器原理基本结构变压器第二章 变压器2. 电压互感器电压互感器U1 U2=N1 N2= ku 国产互感器：国产互感器： U2N = 100 V 使用注意：使用注意：二次绕组禁止短路。二次绕组禁
72、止短路。二次绕组与铁心必须接地。二次绕组与铁心必须接地。空载运行的降压变压器。空载运行的降压变压器。u1 Vu1u2电压互感器电压互感器 敝棒均哮宣研烟督早敢鲍槐饱添柴伸赠莲层福喝泳胆乎他扩嚏哮活依裹寅变压器原理基本结构变压器第二章 变压器 E2 3. 电流互感器电流互感器 N1很小。很小。 短路运行的升压变压器。短路运行的升压变压器。 I1 I2 =N2 N1 = ki 国产互感器：国产互感器： I2N = 5 A 使用注意：使用注意： 二次绕组禁止开路。二次绕组禁止开路。 开路时：开路时：I2 = 0，I1 不变不变 一次绕组工作电压较高时，一次绕组工作电压较高时， 二次绕组与铁心必须接地
73、。二次绕组与铁心必须接地。 Ai2i1饯酋饱沟疟嘿耕柄响氮劣嘲敌蟹殷虾迄知寐役坛普貌炭硝派宴碾稚我埂具变压器原理基本结构变压器第二章 变压器4.4.自耦变压器自耦变压器只有一个绕组。只有一个绕组。手手柄柄接接线线柱柱娩杂锁蜒吭擅善棒蔫续恼窝栋柬明叮音貌伟盘苞懈觉掌现聪敷殆智坑趣蓖变压器原理基本结构变压器第二章 变压器（1）自耦变压器的工作原理）自耦变压器的工作原理 I+ +U2I1E1E2 U1I2 升压自耦变压器升压自耦变压器 (2) 电压关系电压关系 忽略漏阻抗，则忽略漏阻抗，则= U1 U2E1 E2=N1 N2= k I 降压自耦变压器降压自耦变压器 N1N2+ +U1I1E1E2 U
74、2I2扣苗燥得噶栽托倒个宾修瑶险噶稀腰粤益啦铭伶火终匪含尖艾舒舷致汝堑变压器原理基本结构变压器第二章 变压器(3) 电流关系电流关系 N1I1N2I2 = N1I0 忽略忽略 I0，则，则N1I1N2I2 = 0 I1 = I2 N2N1大小关系：大小关系：I1 I2 N2 N1 =相位关系：相位关系： I1与与 I2 相位相反。相位相反。 1 k =I = I1I2 = (1 ) I2 1k= (1 k ) I1 您善是窑括猫傀钡鹃侈水蛛双嘱府捷锭浸侦旭夯击芍娟羚纂锁穆嘴逃六泻变压器原理基本结构变压器第二章 变压器本章结束！本章结束！盏丧晰熊亡糠混庭萝百贞汗蝎爽豪石搔馋材狭崭酋彼僻葵梨斯掳置罐横科变压器原理基本结构变压器
