《电机学变压器部分PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学变压器部分PPT课件（209页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章第一章 变压器的用途、分类与结构变压器的用途、分类与结构1. 1. 变压器的用途变压器的用途、分类分类2. 2. 变压器的主要结构部件变压器的主要结构部件3. 3. 变压器的发热温升变压器的发热温升4. 4. 变压器的额定数据变压器的额定数据内容提要：内容提要：第一节第一节 变压器的用途、分类变压器的用途、分类 变压器是静止电器，由铁心变压器是静止电器，由铁心( (磁路磁路) )及两及两个或两个以上的绕组个或两个以上的绕组( (电路电路) )组成，绕组之间组成，绕组之间由铁心中交变磁通联系由铁心中交变磁通联系( (磁耦合磁耦合) )实现从一种实现从一种电压电压( (电流电流) )变为另一
2、种电压变为另一种电压( (电流电流) )。一、变压器的用途一、变压器的用途按相数分为：按相数分为： 单相变压器，三相变压器，单相变压器，三相变压器， 多相变压器多相变压器 按绕组分为：双绕组变压器按绕组分为：双绕组变压器, ,三绕组变压器，三绕组变压器， 自耦变压器自耦变压器二二 、 变压器的分类变压器的分类1 11 12 22-32-33 34 44 4(4)(4)按冷却方式：按冷却方式：油浸自冷变压器油浸自冷变压器 (3) (3)按用途分为：按用途分为： 油浸水冷变压器油浸水冷变压器干式空气自冷变压器干式空气自冷变压器 油浸风冷变压器油浸风冷变压器升压变压器升压变压器 降压变压器降压变压器
3、 隔离隔离变压器变压器第二节第二节 变压器的主要结构部件变压器的主要结构部件2 2、二次绕组（副绕组）负载侧、二次绕组（副绕组）负载侧3 3、变压器铁心、变压器铁心 磁路部分磁路部分1 1、一次绕组（原绕组）电源侧、一次绕组（原绕组）电源侧 ：它是变压器用作导磁的磁路，也是器身：它是变压器用作导磁的磁路，也是器身：它是变压器用作导磁的磁路，也是器身：它是变压器用作导磁的磁路，也是器身的机械骨架，由铁心柱、铁轭和夹紧装置组成。的机械骨架，由铁心柱、铁轭和夹紧装置组成。的机械骨架，由铁心柱、铁轭和夹紧装置组成。的机械骨架，由铁心柱、铁轭和夹紧装置组成。为了减小铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心用为了减小
4、铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心用为了减小铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心用为了减小铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心用0.350.5mm0.350.5mm0.350.5mm0.350.5mm厚的硅钢片叠成，每层钢片接缝错厚的硅钢片叠成，每层钢片接缝错厚的硅钢片叠成，每层钢片接缝错厚的硅钢片叠成，每层钢片接缝错开，从而减小变压器的励磁电流。开，从而减小变压器的励磁电流。开，从而减小变压器的励磁电流。开，从而减小变压器的励磁电流。相邻两层铁心叠片相邻两层铁心叠片铁心铁心铁心铁心铁心柱截面铁心柱截面绕组绕组绕组绕组 ：它是变压器的电路部分，按照高低电：它是变压器的电路部分，按照高低电：它是变压器的电路部分，按照
5、高低电：它是变压器的电路部分，按照高低电压绕组之间的布置，可以分为同心式和交叠式压绕组之间的布置，可以分为同心式和交叠式压绕组之间的布置，可以分为同心式和交叠式压绕组之间的布置，可以分为同心式和交叠式两种绕组，同心式结构简单，制造方便，交叠两种绕组，同心式结构简单，制造方便，交叠两种绕组，同心式结构简单，制造方便，交叠两种绕组，同心式结构简单，制造方便，交叠式机械强度好，引出线的布置和焊接都较方便，式机械强度好，引出线的布置和焊接都较方便，式机械强度好，引出线的布置和焊接都较方便，式机械强度好，引出线的布置和焊接都较方便，漏电抗小。漏电抗小。漏电抗小。漏电抗小。同心式绕组同心式绕组高压高压低压
6、低压高压高压低压低压高压高压低压低压高压高压低压低压交叠式绕组交叠式绕组 非晶合金与硅钢片变压器相比，空载损非晶合金与硅钢片变压器相比，空载损耗下降耗下降70%70%至至80%80%，空载电流下降，空载电流下降80%80%，节能效，节能效果显著。非晶合金片厚度极薄，填充系数较果显著。非晶合金片厚度极薄，填充系数较低，采用磁密低，产品的设计受材料限限制低，采用磁密低，产品的设计受材料限限制程度较高，非晶合金对机械应力非常敏程度较高，非晶合金对机械应力非常敏感，感，张引力和弯曲应张引力和弯曲应力都会影响磁性力都会影响磁性能，结构设计特能，结构设计特殊。殊。补充补充1 1：非晶合金铁心变压器的特点：
7、非晶合金铁心变压器的特点 铁心和线圈需在专用设备上卷制，减铁心和线圈需在专用设备上卷制，减少了由人工制造造成的质量波动，质量稳少了由人工制造造成的质量波动，质量稳定可靠定可靠; ;卷铁心与叠铁心相比可减少工序，卷铁心与叠铁心相比可减少工序，生产效率高，自动化程度高；立体卷铁心生产效率高，自动化程度高；立体卷铁心的退火效果更好，能更有的退火效果更好，能更有效降低空载损耗和空载电效降低空载损耗和空载电流。铁轭的截面积为心柱流。铁轭的截面积为心柱截面积的一半，即节能又截面积的一半，即节能又省材。卷铁心是连续绕制省材。卷铁心是连续绕制而成，可使噪声降低。而成，可使噪声降低。补充补充2 2：立体卷铁心变
8、压器的特点：立体卷铁心变压器的特点 铁心制造工艺简单，制造工时短，降铁心制造工艺简单，制造工时短，降低了制造成本变压器制造厂具有成熟的叠低了制造成本变压器制造厂具有成熟的叠铁心工艺，成熟的质量控制管理体系不需铁心工艺，成熟的质量控制管理体系不需要卷制铁心和线圈的专用设备，降低了要卷制铁心和线圈的专用设备，降低了产产品的制造成本铁心品的制造成本铁心材料较材料较 “R R型型” 卷铁心利用率高，卷铁心利用率高，能降低产品的制造能降低产品的制造成本。成本。补充补充3 3：叠铁心变压器的特点叠铁心变压器的特点 铁心和线圈需在专用设备上卷制，减铁心和线圈需在专用设备上卷制，减少了由人工制造造成的质量波动
9、，质量稳少了由人工制造造成的质量波动，质量稳定可靠；卷铁心在经过退火处理后，空载定可靠；卷铁心在经过退火处理后，空载损耗和空载电流可大幅度下降；卷铁心与损耗和空载电流可大幅度下降；卷铁心与叠铁心相比可减少叠铁心相比可减少工序工序生产效率较高，生产效率较高，自动化程度较高；自动化程度较高；卷铁心是连续绕制卷铁心是连续绕制而成，可使噪声降而成，可使噪声降低。低。补充补充4 4：平面卷铁心变压器的特点：平面卷铁心变压器的特点变压器的发热与温升变压器的发热与温升 由于绕组里有铜耗、铁耗及各种附由于绕组里有铜耗、铁耗及各种附加损耗，一方面影响效率；一方面转变加损耗，一方面影响效率；一方面转变为热能，因此
10、导致变压器的温度升高，为热能，因此导致变压器的温度升高，并使绝缘材料老化。并使绝缘材料老化。第三节第三节 变压器的型号及额定数据变压器的型号及额定数据1 1 1 1 额定容量（视在功率）额定容量（视在功率）额定容量（视在功率）额定容量（视在功率），单位为，单位为，单位为，单位为kVAkVAkVAkVA或或或或MVAMVAMVAMVA3 3 3 3 额定电流（线电流）额定电流（线电流）额定电流（线电流）额定电流（线电流），单位，单位，单位，单位 A A A A，单位为，单位为，单位为，单位为V V V V或或或或kVkVkVkV2 2 2 2 额定电压（线电压）额定电压（线电压）额定电压（线电压
11、）额定电压（线电压）一、一、 变压器的额定数据变压器的额定数据二次绕组额定电压是当二次绕组额定电压是当二次绕组额定电压是当二次绕组额定电压是当 时，二次绕组时，二次绕组时，二次绕组时，二次绕组开路电压开路电压开路电压开路电压Y Y接接接接二、变压器额定数据之间的关系二、变压器额定数据之间的关系三、何谓额定负载三、何谓额定负载 当变压器接在电压频率为额定频率当变压器接在电压频率为额定频率 ，大小为额定电压大小为额定电压 的电网上，若副边电流为的电网上，若副边电流为 ，原边电流为，原边电流为 时，称为额定运行状态，此时，称为额定运行状态，此时的负载为额定负载。时的负载为额定负载。第二章第二章 变压
12、器的运行分析变压器的运行分析* * 以单相变压器为例来介绍变压器的运行分析及数以单相变压器为例来介绍变压器的运行分析及数学模型等，这些结果同样适用于三相变压器对称稳学模型等，这些结果同样适用于三相变压器对称稳态运行分析态运行分析基本思路基本思路: :已知部分运行数据求其它已知部分运行数据求其它 数据数据主要内容主要内容: :分析物理过程分析物理过程, ,列方程列方程, , 化简方程化简方程, ,得到等效电路得到等效电路 ( (数学模型数学模型) ) 主要分析方法主要分析方法: : 主磁通漏磁通分析法主磁通漏磁通分析法 本章内容体现了变压器的基本电磁关本章内容体现了变压器的基本电磁关系，着重研究
13、变压器稳态运行分析方法。系，着重研究变压器稳态运行分析方法。2-1 2-1 变压器各电磁量正方向变压器各电磁量正方向 按电动机惯例，吸收电功率按电动机惯例，吸收电功率和和1)1) 按发电机惯例，发出电功率按发电机惯例，发出电功率和和4)4)3)3) 、 和和 ； 、 和和 、 符符 合右手螺旋关系合右手螺旋关系2) 2) 、 和和 符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系电磁量规定正方向惯例总结电磁量规定正方向惯例总结 2-2 2-2 变压器空载运行变压器空载运行变压器空载运行时基本电磁关系（一）变压器空载运行时基本电磁关系（一）变压器空载运行时基本电磁关系（一）变压器空载运行时基本电磁关系（一）变压
14、器空载运行时基本电磁关系（二）变压器空载运行时基本电磁关系（二）变压器空载运行时基本电磁关系（二）变压器空载运行时基本电磁关系（二）* * 、 都是最大值，一般都是最大值，一般 * * 、 都是由励磁磁动势都是由励磁磁动势 产生的。产生的。假设主磁通正弦变化为假设主磁通正弦变化为根据电磁感应定律根据电磁感应定律一、主磁通感应电动势一、主磁通感应电动势电动势有效值电动势有效值同理：同理：得：得：结论：结论：主磁通主磁通 决定了感应电动势决定了感应电动势 的大小。的大小。 变压器变比变压器变比感应电动势感应电动势 落后于主磁通落后于主磁通 。二、漏磁通感应电动势二、漏磁通感应电动势用相量表示用相量
15、表示根据电磁感应定律根据电磁感应定律对一次漏电抗的总结：对一次漏电抗的总结：漏磁通漏磁通 感应的漏电动势感应的漏电动势 可以用空载电可以用空载电流流 在一次绕组漏电抗在一次绕组漏电抗 产生的负压降产生的负压降 表示，在相位上表示，在相位上 落后于落后于 电角度。电角度。三、空载运行电压方程式三、空载运行电压方程式其中其中其中其中 为一次绕组的电阻为一次绕组的电阻为一次绕组的电阻为一次绕组的电阻变比近似表示为：变比近似表示为：变比近似表示为：变比近似表示为：为一次绕组的漏电抗为一次绕组的漏电抗为一次绕组的漏电抗为一次绕组的漏电抗为一次绕组的漏阻抗为一次绕组的漏阻抗为一次绕组的漏阻抗为一次绕组的漏
16、阻抗四、励磁电流的波形及和主磁通的关系四、励磁电流的波形及和主磁通的关系由由 可知，当电源电压随时间按正弦可知，当电源电压随时间按正弦规律变化，则电动势、磁通必定都按正弦规规律变化，则电动势、磁通必定都按正弦规律变化。根据铁磁材料的磁饱和特性可知，律变化。根据铁磁材料的磁饱和特性可知，主磁通和励磁电流成饱和曲线关系。主磁通和励磁电流成饱和曲线关系。即即 呈非线性关系。呈非线性关系。 思考：主磁通思考：主磁通思考：主磁通思考：主磁通 是正弦波时，励磁电流是正弦波时，励磁电流是正弦波时，励磁电流是正弦波时，励磁电流 应该是什应该是什应该是什应该是什么波形？么波形？么波形？么波形？1.1.励磁电流的
17、波形励磁电流的波形结论：励磁电流结论：励磁电流结论：励磁电流结论：励磁电流 的波形应的波形应的波形应的波形应该为尖顶波。该为尖顶波。该为尖顶波。该为尖顶波。思考：单相变压器思考：单相变压器220V/110V220V/110V，如错把低压，如错把低压边接为边接为220V220V空载运行，问空载运行，问 的变化？的变化？2.2.励磁电流和主磁通的相位关系励磁电流和主磁通的相位关系考虑主磁通磁滞考虑主磁通磁滞考虑主磁通磁滞考虑主磁通磁滞效应时，可见，效应时，可见，效应时，可见，效应时，可见，磁通在相位上落磁通在相位上落磁通在相位上落磁通在相位上落后于励磁电流一后于励磁电流一后于励磁电流一后于励磁电流
18、一定的相位角度定的相位角度定的相位角度定的相位角度 。 称为铁耗角。称为铁耗角。称为铁耗角。称为铁耗角。3.3.等效正弦波励磁电流的概念等效正弦波励磁电流的概念由于励磁电流不是正弦波，不能用相量表示，工程上由于励磁电流不是正弦波，不能用相量表示，工程上由于励磁电流不是正弦波，不能用相量表示，工程上由于励磁电流不是正弦波，不能用相量表示，工程上用等效正弦波概念来表征实际励磁电流，并用相量用等效正弦波概念来表征实际励磁电流，并用相量用等效正弦波概念来表征实际励磁电流，并用相量用等效正弦波概念来表征实际励磁电流，并用相量 表示。表示。表示。表示。等效条件：等效条件：等效条件：等效条件：1 1 1 1
19、）等效正弦波电流）等效正弦波电流）等效正弦波电流）等效正弦波电流 角频率角频率角频率角频率 等于实际励磁电流角频率；等于实际励磁电流角频率；等于实际励磁电流角频率；等于实际励磁电流角频率；2 2 2 2）等效正弦波电流等效正弦波电流等效正弦波电流等效正弦波电流有效值为：有效值为：有效值为：有效值为：3 3 3 3）等效正弦波电流等效正弦波电流等效正弦波电流等效正弦波电流相位上超相位上超相位上超相位上超 前主磁通相量前主磁通相量前主磁通相量前主磁通相量 角。角。角。角。五、励磁电流及其感应电动势的关系五、励磁电流及其感应电动势的关系和变压器的参数和变压器的参数主磁通主磁通主磁通主磁通 感应了主电
20、势感应了主电势感应了主电势感应了主电势 ，而主，而主，而主，而主磁通是由励磁电流磁通是由励磁电流磁通是由励磁电流磁通是由励磁电流 产生，根据产生，根据产生，根据产生，根据前面的分析，可从画出的相量图前面的分析，可从画出的相量图前面的分析，可从画出的相量图前面的分析，可从画出的相量图中看到各物理量的相位关系。中看到各物理量的相位关系。中看到各物理量的相位关系。中看到各物理量的相位关系。特别注意电压降特别注意电压降特别注意电压降特别注意电压降 （负电动势）（负电动势）（负电动势）（负电动势）和励磁电流和励磁电流和励磁电流和励磁电流 两个电气量的相位两个电气量的相位两个电气量的相位两个电气量的相位关
21、系。关系。关系。关系。思考：思考：思考：思考：从电路物理概念出发，如何表征图中从电路物理概念出发，如何表征图中从电路物理概念出发，如何表征图中从电路物理概念出发，如何表征图中电压降和其电流的相位关系？电压降和其电流的相位关系？电压降和其电流的相位关系？电压降和其电流的相位关系？无漏磁超无漏磁超无漏磁超无漏磁超导铁心线导铁心线导铁心线导铁心线圈圈圈圈如下图，可得到：如下图，可得到：如下图，可得到：如下图，可得到： ， 物理意义：物理意义：等效铁耗电阻，又称激磁电阻等效铁耗电阻，又称激磁电阻等效铁耗电阻，又称激磁电阻等效铁耗电阻，又称激磁电阻称激磁电抗称激磁电抗称激磁电抗称激磁电抗其大小反映了一定
22、励其大小反映了一定励其大小反映了一定励其大小反映了一定励磁电流激励主磁通的磁电流激励主磁通的磁电流激励主磁通的磁电流激励主磁通的能力。能力。能力。能力。由于：由于：由于：由于：同理可得：同理可得：同理可得：同理可得：思考：思考：思考：思考：说说一次漏电抗说说一次漏电抗说说一次漏电抗说说一次漏电抗 和激磁电抗和激磁电抗和激磁电抗和激磁电抗 有何区别？有何区别？有何区别？有何区别？是一个常数，不随变压器运行状态的改变而改变是一个常数，不随变压器运行状态的改变而改变是一个常数，不随变压器运行状态的改变而改变是一个常数，不随变压器运行状态的改变而改变是一个变数，因为铁心中的主磁通会出现磁饱和是一个变数
23、，因为铁心中的主磁通会出现磁饱和是一个变数，因为铁心中的主磁通会出现磁饱和是一个变数，因为铁心中的主磁通会出现磁饱和现象。现象。现象。现象。也就是说激磁电抗随铁心中磁密的变化而变化；也就是说激磁电抗随铁心中磁密的变化而变化；也就是说激磁电抗随铁心中磁密的变化而变化；也就是说激磁电抗随铁心中磁密的变化而变化；由于磁密的大小决定于励磁电流，励磁电流的大由于磁密的大小决定于励磁电流，励磁电流的大由于磁密的大小决定于励磁电流，励磁电流的大由于磁密的大小决定于励磁电流，励磁电流的大小又决定于电压。小又决定于电压。小又决定于电压。小又决定于电压。所以根本上激磁电抗的大小受所施加电压幅值的所以根本上激磁电抗
24、的大小受所施加电压幅值的所以根本上激磁电抗的大小受所施加电压幅值的所以根本上激磁电抗的大小受所施加电压幅值的影响：通常电压影响：通常电压影响：通常电压影响：通常电压 越高激磁越高激磁越高激磁越高激磁 电抗会减小。电抗会减小。电抗会减小。电抗会减小。思考：思考：思考：思考：一开始分析变压器空载运行时假设主磁通是正弦变化，一开始分析变压器空载运行时假设主磁通是正弦变化，一开始分析变压器空载运行时假设主磁通是正弦变化，一开始分析变压器空载运行时假设主磁通是正弦变化，请通过到现在为止的学习证明变压器空载运行时其主请通过到现在为止的学习证明变压器空载运行时其主请通过到现在为止的学习证明变压器空载运行时其
25、主请通过到现在为止的学习证明变压器空载运行时其主磁通确实是正弦变化的。磁通确实是正弦变化的。磁通确实是正弦变化的。磁通确实是正弦变化的。六、六、 变压器空载运行的基本方程、变压器空载运行的基本方程、相量图和等效电路相量图和等效电路变压器空载运行的基本方程变压器空载运行的基本方程作相量图的主要过程作相量图的主要过程作相量图的主要过程作相量图的主要过程: : : :选参考向量选参考向量选参考向量选参考向量-主磁通相量主磁通相量主磁通相量主磁通相量 ； 根据一次主电动势根据一次主电动势根据一次主电动势根据一次主电动势 和励和励和励和励磁电流磁电流磁电流磁电流 关系分解励磁电关系分解励磁电关系分解励磁
26、电关系分解励磁电流有功分量流有功分量流有功分量流有功分量 和无功分量和无功分量和无功分量和无功分量 。画出感应主电动势画出感应主电动势画出感应主电动势画出感应主电动势 、 ；画出空载励磁电流画出空载励磁电流画出空载励磁电流画出空载励磁电流 ；根据一次侧电压方程画出根据一次侧电压方程画出根据一次侧电压方程画出根据一次侧电压方程画出 。变压器空载运行的相量图变压器空载运行的相量图 励磁电阻（等效铁耗电阻）；励磁电阻（等效铁耗电阻）； 励磁电抗励磁电抗 励磁阻抗励磁阻抗变压器空载运行的等效电路变压器空载运行的等效电路主要参数主要参数主要参数主要参数: : : : 作作 业业习题：习题：1-1,2-1
27、,2-2思考：思考： 1-11-4 2-12-8变压器原边接电源，副边接负载的运行状态变压器原边接电源，副边接负载的运行状态称为负载运行称为负载运行 2-3 2-3 变压器负载运行变压器负载运行二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗 后后后后变压器负载时基本电磁关系图变压器负载时基本电磁关系图变压器负载时基本电磁关系图变压器负载时基本电磁关系图一、负载时一次绕组回路电压方程一、负载时一次绕组回路电压方程二、负载时二次绕组回路电压方程二、负载时二次绕组回路电压方程二次负载阻抗电压方程：二次负载阻抗电压方程：二次负载阻抗电压方程：二次负载阻抗电压方程：二次
28、绕组回路电压方程：二次绕组回路电压方程：二次绕组回路电压方程：二次绕组回路电压方程：和一次漏电势采用负电抗压降表示和一次漏电势采用负电抗压降表示和一次漏电势采用负电抗压降表示和一次漏电势采用负电抗压降表示一样，二次漏电势也可表示为下式一样，二次漏电势也可表示为下式一样，二次漏电势也可表示为下式一样，二次漏电势也可表示为下式最后得二次绕组回路电压方程：最后得二次绕组回路电压方程：最后得二次绕组回路电压方程：最后得二次绕组回路电压方程：二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗 后后后后根据全电流定律得：根据全电流定律得：根据全电流定律得：根据全电流定律得：
29、( (磁动势平衡关系磁动势平衡关系磁动势平衡关系磁动势平衡关系) )三、负载时磁动势及一、二次电流的关系三、负载时磁动势及一、二次电流的关系上式称为电流形式的磁动势平衡关系式。上式称为电流形式的磁动势平衡关系式。上式称为电流形式的磁动势平衡关系式。上式称为电流形式的磁动势平衡关系式。理解：一次磁动势理解：一次磁动势理解：一次磁动势理解：一次磁动势 由两部分组成：一为励磁由两部分组成：一为励磁由两部分组成：一为励磁由两部分组成：一为励磁磁动势磁动势磁动势磁动势 ，产生主磁通，产生主磁通，产生主磁通，产生主磁通 ；另一部分；另一部分；另一部分；另一部分 ，用来平衡二次绕组产生的磁动势用来平衡二次绕
30、组产生的磁动势用来平衡二次绕组产生的磁动势用来平衡二次绕组产生的磁动势 。上式电流形式的磁动势平衡关系，体现了变压器负上式电流形式的磁动势平衡关系，体现了变压器负上式电流形式的磁动势平衡关系，体现了变压器负上式电流形式的磁动势平衡关系，体现了变压器负载运行时，一二次电流之间的关系。载运行时，一二次电流之间的关系。载运行时，一二次电流之间的关系。载运行时，一二次电流之间的关系。分析：分析：分析：分析：理解：变压器负载运行时，一次侧的输入电流理解：变压器负载运行时，一次侧的输入电流理解：变压器负载运行时，一次侧的输入电流理解：变压器负载运行时，一次侧的输入电流 其其其其中一部分是励磁电流分量中一部
31、分是励磁电流分量中一部分是励磁电流分量中一部分是励磁电流分量 ，用来激励主磁场；另，用来激励主磁场；另，用来激励主磁场；另，用来激励主磁场；另一部分是取决于二次侧负载电流大小一部分是取决于二次侧负载电流大小一部分是取决于二次侧负载电流大小一部分是取决于二次侧负载电流大小 的负载分量的负载分量的负载分量的负载分量 。 负载一次绕组：负载一次绕组：负载一次绕组：负载一次绕组：空载一次绕组：空载一次绕组：空载一次绕组：空载一次绕组：对励磁电流分量对励磁电流分量 的理解：的理解：（空载）（空载）（空载）（空载）（负载）（负载）（负载）（负载）变压器从空载到满载，因为电源电压变压器从空载到满载，因为电源
32、电压变压器从空载到满载，因为电源电压变压器从空载到满载，因为电源电压 不变，所以不变，所以不变，所以不变，所以一次绕组感应电动势一次绕组感应电动势一次绕组感应电动势一次绕组感应电动势 变化很小：变化很小：变化很小：变化很小：结论：变压器负载运行时激磁电流分量结论：变压器负载运行时激磁电流分量结论：变压器负载运行时激磁电流分量结论：变压器负载运行时激磁电流分量 近似等于变近似等于变近似等于变近似等于变压器的空载电流压器的空载电流压器的空载电流压器的空载电流 ；有时用空载电流来表示激磁电流；有时用空载电流来表示激磁电流；有时用空载电流来表示激磁电流；有时用空载电流来表示激磁电流分量。分量。分量。分
33、量。二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗二次接上一定负载阻抗 后后后后那么励磁电流分量那么励磁电流分量那么励磁电流分量那么励磁电流分量 和电动势和电动势和电动势和电动势 关系也可表示为：关系也可表示为：关系也可表示为：关系也可表示为：四、四、 变压器的基本方程式变压器的基本方程式根据变压器负载时一次、二次的电压方程，根据变压器负载时一次、二次的电压方程，可画出一次、二次的分离等效电路：可画出一次、二次的分离等效电路：思考：思考：思考：思考：上面等效电路能真实上面等效电路能真实上面等效电路能真实上面等效电路能真实“ “等效等效等效等效” ”变压器的负载运行吗？变压器的负载
34、运行吗？变压器的负载运行吗？变压器的负载运行吗？一、二次分离等效电路一、二次分离等效电路一、二次分离等效电路一、二次分离等效电路五、五、 折合算法折合算法 原则：保持原则：保持原则：保持原则：保持 不变，就不会影响不变，就不会影响不变，就不会影响不变，就不会影响 的变化，才会和的变化，才会和的变化，才会和的变化，才会和 实际变压器运行时电气关系等效。实际变压器运行时电气关系等效。实际变压器运行时电气关系等效。实际变压器运行时电气关系等效。 定义：保持一个绕组的磁动势不变而改变其电动势、定义：保持一个绕组的磁动势不变而改变其电动势、定义：保持一个绕组的磁动势不变而改变其电动势、定义：保持一个绕组
35、的磁动势不变而改变其电动势、 电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。目的目的: a ): a )使一、二次绕组使一、二次绕组“有有”电的连接等效电路，电的连接等效电路， 能真实反映变压器负载运行时一二次电流（功能真实反映变压器负载运行时一二次电流（功 率）关系。率）关系。具体思路和步骤：保持二次绕组磁动势不变，而假具体思路和步骤：保持二次绕组磁动势不变，而假具体思路和步骤：保持二次绕组磁动势不变，而假具体思路和步骤：保持二次绕组磁动势不变，而假想它的匝数与一次绕组匝数相同的
36、折合算法，称为想它的匝数与一次绕组匝数相同的折合算法，称为想它的匝数与一次绕组匝数相同的折合算法，称为想它的匝数与一次绕组匝数相同的折合算法，称为二次向一次折合。二次向一次折合。二次向一次折合。二次向一次折合。说明：折合算法其结果不能改变变压器运行时的物说明：折合算法其结果不能改变变压器运行时的物说明：折合算法其结果不能改变变压器运行时的物说明：折合算法其结果不能改变变压器运行时的物理本质，既不改变变压器内部的电磁关系，即，不理本质，既不改变变压器内部的电磁关系，即，不理本质，既不改变变压器内部的电磁关系，即，不理本质，既不改变变压器内部的电磁关系，即，不改变磁场、磁动势，不改变功率关系。也就
37、是说折改变磁场、磁动势，不改变功率关系。也就是说折改变磁场、磁动势，不改变功率关系。也就是说折改变磁场、磁动势，不改变功率关系。也就是说折合前后是等效的。合前后是等效的。合前后是等效的。合前后是等效的。但是，折合完成后的二次绕组感应电动势和一次绕但是，折合完成后的二次绕组感应电动势和一次绕但是，折合完成后的二次绕组感应电动势和一次绕但是，折合完成后的二次绕组感应电动势和一次绕组的感应电动势相等了。那么刚才分离的等效电路组的感应电动势相等了。那么刚才分离的等效电路组的感应电动势相等了。那么刚才分离的等效电路组的感应电动势相等了。那么刚才分离的等效电路就可能统一起来了。就可能统一起来了。就可能统一
38、起来了。就可能统一起来了。思考：思考：思考：思考：能不能一次向二次侧折合？或者向其它匝数折合？能不能一次向二次侧折合？或者向其它匝数折合？能不能一次向二次侧折合？或者向其它匝数折合？能不能一次向二次侧折合？或者向其它匝数折合？1 1）基本方程式）基本方程式: :六、折合后的基本方程、六、折合后的基本方程、等效电路和等效电路和相量图相量图 变压器变压器变压器变压器“ “ T T T T ” ”型等值电路型等值电路型等值电路型等值电路2 2）“T T”型等效电路：型等效电路：用用用用“ “T T T T” ”型等效电路求解变压器运行是复数阻抗的计型等效电路求解变压器运行是复数阻抗的计型等效电路求解
39、变压器运行是复数阻抗的计型等效电路求解变压器运行是复数阻抗的计算，比较繁复，所以工程上常常把励磁支路略去，算，比较繁复，所以工程上常常把励磁支路略去，算，比较繁复，所以工程上常常把励磁支路略去，算，比较繁复，所以工程上常常把励磁支路略去，等到一字型简化等效电路。等到一字型简化等效电路。等到一字型简化等效电路。等到一字型简化等效电路。3 3）简化等效电路：）简化等效电路：思考：为什么可略去励磁支路？思考：为什么可略去励磁支路？思考：为什么可略去励磁支路？思考：为什么可略去励磁支路？叫短路阻抗叫短路阻抗叫短路阻抗叫短路阻抗 ， 短路电阻，短路电阻，短路电阻，短路电阻， 短路电抗短路电抗短路电抗短路
40、电抗 4 4）短路阻抗形式的简化等效电路：）短路阻抗形式的简化等效电路：注意：简化等效电路不适用空载，适用正常负载运注意：简化等效电路不适用空载，适用正常负载运注意：简化等效电路不适用空载，适用正常负载运注意：简化等效电路不适用空载，适用正常负载运行和稳态短路。行和稳态短路。行和稳态短路。行和稳态短路。2 2 2 2、变压器变比、变压器变比、变压器变比、变压器变比 可以按原副边额定相电压计算，可以按原副边额定相电压计算，可以按原副边额定相电压计算，可以按原副边额定相电压计算，但决不能按原副边额定电压计算。但决不能按原副边额定电压计算。但决不能按原副边额定电压计算。但决不能按原副边额定电压计算。
41、1 1 1 1、等值电路中所表示的物理量及参数都是相值。、等值电路中所表示的物理量及参数都是相值。、等值电路中所表示的物理量及参数都是相值。、等值电路中所表示的物理量及参数都是相值。用在三相变压器时，是指对称运行时的一相的情用在三相变压器时，是指对称运行时的一相的情用在三相变压器时，是指对称运行时的一相的情用在三相变压器时，是指对称运行时的一相的情况。况。况。况。3 3 3 3、对称负载时，不必考虑原副边电路接法是否相、对称负载时，不必考虑原副边电路接法是否相、对称负载时，不必考虑原副边电路接法是否相、对称负载时，不必考虑原副边电路接法是否相同，只需要把所有量转换为相值。同，只需要把所有量转换
42、为相值。同，只需要把所有量转换为相值。同，只需要把所有量转换为相值。4 4 4 4、变压器副边与负载接法应一致，否则需把负载、变压器副边与负载接法应一致，否则需把负载、变压器副边与负载接法应一致，否则需把负载、变压器副边与负载接法应一致，否则需把负载的接法转换成副边的接法：的接法转换成副边的接法：的接法转换成副边的接法：的接法转换成副边的接法：友情说明：友情说明：已知：已知： 及参及参数数 5 5）相量图：相量图： 负载所消耗的功率是变压器从电源吸收电功率负载所消耗的功率是变压器从电源吸收电功率负载所消耗的功率是变压器从电源吸收电功率负载所消耗的功率是变压器从电源吸收电功率后，经原、副边传递过
43、来的，在能量传递过程，变后，经原、副边传递过来的，在能量传递过程，变后，经原、副边传递过来的，在能量传递过程，变后，经原、副边传递过来的，在能量传递过程，变压器本身要有损耗。压器本身要有损耗。压器本身要有损耗。压器本身要有损耗。七、功率关系七、功率关系 kVA , V, kVA , V, kVA , V, kVA , V,Y,y0Y,y0Y,y0Y,y0联接，联接，联接，联接， ， ，副边，副边，副边，副边Y Y Y Y接，接，接，接，负载阻抗负载阻抗负载阻抗负载阻抗 ， 已知：已知：已知：已知： ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;求：求：求：求：例例2 21(p30)1(p30)
44、2-4 2-4 标幺值标幺值 一个物理量的一个物理量的一、电机学中基准值的选择一、电机学中基准值的选择1)1)通常以额定值为基准值通常以额定值为基准值相相( (线线) )电压电压( (流流) )的基准值分别是相的基准值分别是相( (线线) )电压电压( (流流) )的的额定值。额定值。三相三相( (单相单相) )功率的基值分别是三相功率的基值分别是三相( (单相单相) )的额定容的额定容量。量。注：阻抗的基准值是相值。注：阻抗的基准值是相值。注：阻抗的基准值是相值。注：阻抗的基准值是相值。一次侧一相阻抗的基准值一次侧一相阻抗的基准值一次侧一相阻抗的基准值一次侧一相阻抗的基准值二次侧一相阻抗的基
45、准值二次侧一相阻抗的基准值二次侧一相阻抗的基准值二次侧一相阻抗的基准值3)3)3)3)阻抗阻抗阻抗阻抗( ( ( (电阻、电抗电阻、电抗电阻、电抗电阻、电抗) ) ) )的基准值都是额定一相阻抗。的基准值都是额定一相阻抗。的基准值都是额定一相阻抗。的基准值都是额定一相阻抗。4)4)4)4)视在视在视在视在( ( ( (有功、无功有功、无功有功、无功有功、无功) ) ) )功率的基准值都是额定视在功率。功率的基准值都是额定视在功率。功率的基准值都是额定视在功率。功率的基准值都是额定视在功率。2)2)2)2)变压器的一次或二次侧某物理量的基准值，分别是变压器的一次或二次侧某物理量的基准值，分别是变
46、压器的一次或二次侧某物理量的基准值，分别是变压器的一次或二次侧某物理量的基准值，分别是对应的该对应的该对应的该对应的该物理量物理量物理量物理量一次或二次侧的额定值。一次或二次侧的额定值。一次或二次侧的额定值。一次或二次侧的额定值。一次侧一次侧二次侧二次侧功率功率线电压线电压相电压相电压线电流线电流相电流相电流阻抗阻抗基准值的选择示意表基准值的选择示意表基准值的选择示意表基准值的选择示意表1)1)1)1)一个量与它的折合值的标幺值相等一个量与它的折合值的标幺值相等一个量与它的折合值的标幺值相等一个量与它的折合值的标幺值相等2)2)2)2)线值与相值电压线值与相值电压线值与相值电压线值与相值电压(
47、 ( ( (流流流流) ) ) )的标幺值相等的标幺值相等的标幺值相等的标幺值相等3)3)3)3)一相功率与三相功率的标幺值相等一相功率与三相功率的标幺值相等一相功率与三相功率的标幺值相等一相功率与三相功率的标幺值相等 二、标幺值的优点二、标幺值的优点5)5)5)5)计算方便计算方便计算方便计算方便 例：当电流为额定值时，电阻压降标幺值例：当电流为额定值时，电阻压降标幺值例：当电流为额定值时，电阻压降标幺值例：当电流为额定值时，电阻压降标幺值= = = =电阻功电阻功电阻功电阻功率标幺值率标幺值率标幺值率标幺值= = = =电阻标幺值。电阻标幺值。电阻标幺值。电阻标幺值。4)4)4)4)便于一
48、些数据的记忆和分析便于一些数据的记忆和分析便于一些数据的记忆和分析便于一些数据的记忆和分析如：如：如：如： 左右；左右；左右；左右；当当当当 满载满载满载满载 、 过载过载过载过载 、 欠载。欠载。欠载。欠载。2-5 2-5 参数测定参数测定目的：通过试验可以求出变比目的：通过试验可以求出变比 、铁损耗、铁损耗 及励磁阻抗及励磁阻抗 。一、变压器空载试验一、变压器空载试验( (求取求取 、 、 ) ) A Aw wv v忽略忽略忽略忽略Z Z Z Z1 1 1 1求取求取求取求取 、空载试验测取参数：空载试验测取参数：空载试验测取参数：空载试验测取参数：方法：方法：方法：方法：空载实验注意事项
49、：空载实验注意事项：1 1 1 1）空载实验时应加额定电压；）空载实验时应加额定电压；）空载实验时应加额定电压；）空载实验时应加额定电压；2 2 2 2）空载实验通常在低压侧加电源，高压侧开路；）空载实验通常在低压侧加电源，高压侧开路；）空载实验通常在低压侧加电源，高压侧开路；）空载实验通常在低压侧加电源，高压侧开路；3 3 3 3）变比的求取：）变比的求取：）变比的求取：）变比的求取：二、变压器短路试验（二、变压器短路试验（ 求取求取 、 ）目的：通过短路试验可以求出变压器的铜损耗目的：通过短路试验可以求出变压器的铜损耗 和短路阻抗和短路阻抗 。A Aw wv v短路实验注意事项及说明：短路
50、实验注意事项及说明：1 1 1 1）短路实验时短路电流应为额定电流；）短路实验时短路电流应为额定电流；）短路实验时短路电流应为额定电流；）短路实验时短路电流应为额定电流；2 2 2 2）短路实验通常在高压侧加电压，低压侧短路；）短路实验通常在高压侧加电压，低压侧短路；）短路实验通常在高压侧加电压，低压侧短路；）短路实验通常在高压侧加电压，低压侧短路； 漏阻抗的标幺值漏阻抗的标幺值漏阻抗的标幺值漏阻抗的标幺值 就是额定电流下短路试验外就是额定电流下短路试验外就是额定电流下短路试验外就是额定电流下短路试验外加电压与额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，加电压与额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，
51、加电压与额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，加电压与额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，用用用用 表示；电阻标幺值表示；电阻标幺值表示；电阻标幺值表示；电阻标幺值 用有功分量用有功分量用有功分量用有功分量 表示，表示，表示，表示，电抗标幺值电抗标幺值电抗标幺值电抗标幺值 用无功分量用无功分量用无功分量用无功分量 表示。表示。表示。表示。3 3 3 3）标幺值表示为：标幺值表示为：标幺值表示为：标幺值表示为：定义：变压器原边接额定电压定义：变压器原边接额定电压定义：变压器原边接额定电压定义：变压器原边接额定电压 , , , ,副边开路时的副副边开路时的副副边开路时的副副边开路时的副 边端电压
52、为副边额定电压边端电压为副边额定电压边端电压为副边额定电压边端电压为副边额定电压 ；带上负载后；带上负载后；带上负载后；带上负载后 副边电压变为副边电压变为副边电压变为副边电压变为 ， 与与与与 的差的差的差的差 ， 同同同同 相比的比值称为电压调整率或电压变化相比的比值称为电压调整率或电压变化相比的比值称为电压调整率或电压变化相比的比值称为电压调整率或电压变化 率，率，率，率， 用用用用 表示：表示：表示：表示：一、一、电压调整率电压调整率2-6 2-6 变压器的运行性能变压器的运行性能用标幺值的简化等值电路用标幺值的简化等值电路用标幺值的简化等值电路用标幺值的简化等值电路感性负载简化相量图
53、感性负载简化相量图感性负载简化相量图感性负载简化相量图 时，时，时，时， 称为额定电压调整率，标志着变压器的称为额定电压调整率，标志着变压器的称为额定电压调整率，标志着变压器的称为额定电压调整率，标志着变压器的输出电压的稳定程度。输出电压的稳定程度。输出电压的稳定程度。输出电压的稳定程度。变压器的短路阻抗变压器的短路阻抗变压器的短路阻抗变压器的短路阻抗 越小，越小，越小，越小， 也越小，供电电压也越小，供电电压也越小，供电电压也越小，供电电压越稳定。越稳定。越稳定。越稳定。 和和和和 的夹角的夹角的夹角的夹角感性负载时感性负载时感性负载时感性负载时容性负载时容性负载时容性负载时容性负载时 的阻
54、抗角的阻抗角的阻抗角的阻抗角其中其中其中其中: : : :代表代表代表代表 副边输出的有功功率；副边输出的有功功率；副边输出的有功功率；副边输出的有功功率；代表代表代表代表 原边输入的有功功率；原边输入的有功功率；原边输入的有功功率；原边输入的有功功率； 代表代表代表代表 变压器的总损耗。变压器的总损耗。变压器的总损耗。变压器的总损耗。二、变压器的效率二、变压器的效率单相变压器：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：若忽略副边端电压在负载时的变化，则：若忽略副边端电压在负载时的变化，则：若忽略副边端电压在负载时的变化，则：若忽略副边端电压在负载时的
55、变化，则： 的计算：的计算： 铜耗铜耗铜耗铜耗 是一二次绕阻中，电流在是一二次绕阻中，电流在是一二次绕阻中，电流在是一二次绕阻中，电流在电阻上的有功损耗，因此与负载电流平方成正比。电阻上的有功损耗，因此与负载电流平方成正比。电阻上的有功损耗，因此与负载电流平方成正比。电阻上的有功损耗，因此与负载电流平方成正比。 从空载到负载，变压器的主磁通基从空载到负载，变压器的主磁通基从空载到负载，变压器的主磁通基从空载到负载，变压器的主磁通基本不变，因此相应的铁耗在额定电压下基本不变。本不变，因此相应的铁耗在额定电压下基本不变。本不变，因此相应的铁耗在额定电压下基本不变。本不变，因此相应的铁耗在额定电压下
56、基本不变。不变损耗不变损耗不变损耗不变损耗可变损耗可变损耗可变损耗可变损耗代入代入，损耗的确定：损耗的确定：1 1 1 1） 一定时，一定时，一定时，一定时，2 2 2 2） 一定时，一定时，一定时，一定时， 效率特性曲线。效率特性曲线。效率特性曲线。效率特性曲线。变压器的效率公式：变压器的效率公式：通常，通常，通常，通常， 条件下，中小型变压器的效条件下，中小型变压器的效条件下，中小型变压器的效条件下，中小型变压器的效率约为率约为率约为率约为0.950.950.950.950.980.980.980.98，大型变压器的效率一般在，大型变压器的效率一般在，大型变压器的效率一般在，大型变压器的效
57、率一般在0.990.990.990.99以以以以上，电力系统中要求负载的功率因数较高，这样才有上，电力系统中要求负载的功率因数较高，这样才有上，电力系统中要求负载的功率因数较高，这样才有上，电力系统中要求负载的功率因数较高，这样才有利于电压稳定和高效率输电。利于电压稳定和高效率输电。利于电压稳定和高效率输电。利于电压稳定和高效率输电。 效率特性曲线是一条有最大值的曲线，最大值出效率特性曲线是一条有最大值的曲线，最大值出效率特性曲线是一条有最大值的曲线，最大值出效率特性曲线是一条有最大值的曲线，最大值出现在现在现在现在 磁场处，此处即为最高效率，此时的负磁场处，此处即为最高效率，此时的负磁场处，
58、此处即为最高效率，此时的负磁场处，此处即为最高效率，此时的负载因数记为载因数记为载因数记为载因数记为 。最高效率最高效率: :变压器效率特性变压器效率特性变压器效率特性变压器效率特性第三章第三章 三相变压器三相变压器主要内容：主要内容：2. 2. 2. 2. 掌握三相变压器联接组的判别方法掌握三相变压器联接组的判别方法掌握三相变压器联接组的判别方法掌握三相变压器联接组的判别方法3. 3. 3. 3. 掌握三相变压器空载运行时主磁通、空载电流以掌握三相变压器空载运行时主磁通、空载电流以掌握三相变压器空载运行时主磁通、空载电流以掌握三相变压器空载运行时主磁通、空载电流以及电动势的波形及电动势的波形
59、及电动势的波形及电动势的波形1. 1. 1. 1. 了解三相变压器磁路系统的特点了解三相变压器磁路系统的特点了解三相变压器磁路系统的特点了解三相变压器磁路系统的特点3-2 3-2 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统1.1.三相变压器组：三相变压器组：一种由三个单相变压器组成的变压器组；特点：三相一种由三个单相变压器组成的变压器组；特点：三相一种由三个单相变压器组成的变压器组；特点：三相一种由三个单相变压器组成的变压器组；特点：三相磁路彼此无关。磁路彼此无关。磁路彼此无关。磁路彼此无关。 2. 2.三铁心柱变压器三铁心柱变压器一般外加三相电压对称时，一般外加三相电压对称时，一般外加三相电压
60、对称时，一般外加三相电压对称时，三相磁通也对称：三相磁通也对称：三相磁通也对称：三相磁通也对称：三铁心柱变压器特点：三铁心柱变压器特点：三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭合磁路。为闭合磁路。为闭合磁路。为闭合磁路。3. 两种三相变压器磁路结构对磁通的影响两种三相变压器磁路结构对磁通的影响思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两
61、种三相变压器磁路结构对主磁通的影响。分析两种三相变压器磁路结构对主磁通的影响。分析两种三相变压器磁路结构对主磁通的影响。分析两种三相变压器磁路结构对主磁通的影响。平顶波磁通的分析：平顶波磁通的分析：平顶波磁通的分析：平顶波磁通的分析：结论：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，结论：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，结论：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，结论：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通所以平顶波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通所以平顶波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通所以平顶波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路闭
62、合。都沿各自的铁心主磁路闭合。都沿各自的铁心主磁路闭合。都沿各自的铁心主磁路闭合。结论：由于三铁心柱变压器的三相主磁路彼此相关，结论：由于三铁心柱变压器的三相主磁路彼此相关，结论：由于三铁心柱变压器的三相主磁路彼此相关，结论：由于三铁心柱变压器的三相主磁路彼此相关，所以平顶波磁通分解得到的同大小、同相位的三次所以平顶波磁通分解得到的同大小、同相位的三次所以平顶波磁通分解得到的同大小、同相位的三次所以平顶波磁通分解得到的同大小、同相位的三次谐波磁通不可能沿着谐波磁通不可能沿着谐波磁通不可能沿着谐波磁通不可能沿着铁心磁路闭合，只能铁心磁路闭合，只能铁心磁路闭合，只能铁心磁路闭合，只能沿变压器变压器
63、油、沿变压器变压器油、沿变压器变压器油、沿变压器变压器油、油箱壁等其它路径闭油箱壁等其它路径闭油箱壁等其它路径闭油箱壁等其它路径闭合，这样三次谐波磁合，这样三次谐波磁合，这样三次谐波磁合，这样三次谐波磁通所遇到的磁阻显著通所遇到的磁阻显著通所遇到的磁阻显著通所遇到的磁阻显著增加，会明显削弱三增加，会明显削弱三增加，会明显削弱三增加，会明显削弱三次谐波磁通的幅值，次谐波磁通的幅值，次谐波磁通的幅值，次谐波磁通的幅值，此种情况可认为变压此种情况可认为变压此种情况可认为变压此种情况可认为变压器的主磁通近似正弦器的主磁通近似正弦器的主磁通近似正弦器的主磁通近似正弦波，而不是平顶波。波，而不是平顶波。波
64、，而不是平顶波。波，而不是平顶波。3-4 3-4 三相变压器空载运行电动势波形三相变压器空载运行电动势波形单相变压器：单相变压器：单相变压器：单相变压器：为了充分利用铁心，设计变压器时，为了充分利用铁心，设计变压器时，为了充分利用铁心，设计变压器时，为了充分利用铁心，设计变压器时，额定运行点的磁通最大值额定运行点的磁通最大值额定运行点的磁通最大值额定运行点的磁通最大值 往往设计在铁心饱和往往设计在铁心饱和往往设计在铁心饱和往往设计在铁心饱和段，由于磁路饱和，变压器空载时段，由于磁路饱和，变压器空载时段，由于磁路饱和，变压器空载时段，由于磁路饱和，变压器空载时 与与与与 的关的关的关的关系是非线
65、性的，它们的波形不可能同时为正弦波。系是非线性的，它们的波形不可能同时为正弦波。系是非线性的，它们的波形不可能同时为正弦波。系是非线性的，它们的波形不可能同时为正弦波。结论：结论：结论：结论：对于单相变压器，在饱和情况下，对于单相变压器，在饱和情况下，对于单相变压器，在饱和情况下，对于单相变压器，在饱和情况下， 为尖顶波，为尖顶波，为尖顶波，为尖顶波， 为正弦波。为正弦波。为正弦波。为正弦波。分析：分析：前面已知空载电流为尖顶波，那么除基波前面已知空载电流为尖顶波，那么除基波前面已知空载电流为尖顶波，那么除基波前面已知空载电流为尖顶波，那么除基波 电流外，电流外，电流外，电流外，还有还有还有还
66、有3 3 3 3次谐波电流次谐波电流次谐波电流次谐波电流 ，及及及及5 5 5 5、7 7 7 7次等高次谐波电次等高次谐波电次等高次谐波电次等高次谐波电流流流流 。由于。由于。由于。由于5 5 5 5、7 7 7 7等高次谐波电流数等高次谐波电流数等高次谐波电流数等高次谐波电流数值较小，在近似分析时值较小，在近似分析时值较小，在近似分析时值较小，在近似分析时认为尖顶波的空载电流认为尖顶波的空载电流认为尖顶波的空载电流认为尖顶波的空载电流 可分解为基波电流可分解为基波电流可分解为基波电流可分解为基波电流 及及及及3 3 3 3次谐波电流次谐波电流次谐波电流次谐波电流 。三相变压器：由于其三相绕
67、组在电力系统中常见的接三相变压器：由于其三相绕组在电力系统中常见的接三相变压器：由于其三相绕组在电力系统中常见的接三相变压器：由于其三相绕组在电力系统中常见的接法有两种：法有两种：法有两种：法有两种：Y Y（星接）和（星接）和（星接）和（星接）和D D接（角接）。接（角接）。接（角接）。接（角接）。Y Y接接接接一、三相变压器空载电流波形分析一、三相变压器空载电流波形分析2 2 2 2）如果一次绕组角接的三相变压器（比如）如果一次绕组角接的三相变压器（比如）如果一次绕组角接的三相变压器（比如）如果一次绕组角接的三相变压器（比如DdDdDdDd，DyDyDyDy等）等）等）等）空载运行，其空载电
68、流应为什么形状的波形？空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？思考：思考：1 1 1 1）如果一次绕组星接的三相变压器（比如）如果一次绕组星接的三相变压器（比如）如果一次绕组星接的三相变压器（比如）如果一次绕组星接的三相变压器（比如YdYdYdYd，YyYyYyYy等）等）等）等）空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？空载运行，其空载电流应为什么形状的波形？假设三相变压器对称空载运行时每相空载电流假设三相变压器对称空载运行时每相空载电
69、流假设三相变压器对称空载运行时每相空载电流假设三相变压器对称空载运行时每相空载电流 为尖顶波，那么其中每相都含有基波电流分量为尖顶波，那么其中每相都含有基波电流分量为尖顶波，那么其中每相都含有基波电流分量为尖顶波，那么其中每相都含有基波电流分量和和和和3 3 3 3次谐波电流分量次谐波电流分量次谐波电流分量次谐波电流分量 ；根据分析可知各相；根据分析可知各相；根据分析可知各相；根据分析可知各相3 3 3 3次次次次谐波电流分量一定同大小、同相位。谐波电流分量一定同大小、同相位。谐波电流分量一定同大小、同相位。谐波电流分量一定同大小、同相位。三相变压器空载电流波形结论：三相变压器空载电流波形结论
70、：1 1 1 1）如果三相变压器一次绕组为）如果三相变压器一次绕组为）如果三相变压器一次绕组为）如果三相变压器一次绕组为Y Y Y Y接，决定了不可能为接，决定了不可能为接，决定了不可能为接，决定了不可能为空载电流中的空载电流中的空载电流中的空载电流中的3 3 3 3次谐波电流提供通道，这样一次次谐波电流提供通道，这样一次次谐波电流提供通道，这样一次次谐波电流提供通道，这样一次Y Y Y Y接的接的接的接的变压器空载运行时的空载电流接近正弦波。变压器空载运行时的空载电流接近正弦波。变压器空载运行时的空载电流接近正弦波。变压器空载运行时的空载电流接近正弦波。2 2 2 2）如果三相变压器一次绕组
71、为）如果三相变压器一次绕组为）如果三相变压器一次绕组为）如果三相变压器一次绕组为D D D D接，那么接，那么接，那么接，那么3 3 3 3次谐波电流次谐波电流次谐波电流次谐波电流会在闭合的角接绕组内形成环流，这样一次会在闭合的角接绕组内形成环流，这样一次会在闭合的角接绕组内形成环流，这样一次会在闭合的角接绕组内形成环流，这样一次D D D D接的变压接的变压接的变压接的变压器空载运行时的空载电流认为是尖顶波。器空载运行时的空载电流认为是尖顶波。器空载运行时的空载电流认为是尖顶波。器空载运行时的空载电流认为是尖顶波。一、三相变压器空载运行时相电动势波形分析一、三相变压器空载运行时相电动势波形分
72、析（正弦波）（正弦波）（正弦波）（正弦波）1 1） Yy Yy 接法接法Y Y Y Y接法接法接法接法（平顶波）（平顶波）（平顶波）（平顶波）绕组接法决定磁路饱和决定数学分解实际磁通会是什么波形？实际磁通会是什么波形？实际磁通会是什么波形？实际磁通会是什么波形？在两种磁路结构中，在两种磁路结构中，在两种磁路结构中，在两种磁路结构中，YyYy接法的三相变压器组：接法的三相变压器组：（正弦波）（正弦波）（正弦波）（正弦波）Y Y Y Y接法接法接法接法（平顶波）（平顶波）（平顶波）（平顶波）绕组接法决定绕组接法决定绕组接法决定绕组接法决定磁路饱和决定磁路饱和决定磁路饱和决定磁路饱和决定数学分解数学
73、分解数学分解数学分解都沿各自铁心主磁路闭合都沿各自铁心主磁路闭合都沿各自铁心主磁路闭合都沿各自铁心主磁路闭合基波磁通和基波磁通和基波磁通和基波磁通和3 3次谐波磁通次谐波磁通次谐波磁通次谐波磁通那么基波电势和那么基波电势和那么基波电势和那么基波电势和3 3 3 3次谐波电势合次谐波电势合次谐波电势合次谐波电势合成就是为一相的感应电动势成就是为一相的感应电动势成就是为一相的感应电动势成就是为一相的感应电动势 ，那么合成波形是什么样的？那么合成波形是什么样的？那么合成波形是什么样的？那么合成波形是什么样的？结论：结论：实际一相电动势实际一相电动势实际一相电动势实际一相电动势波形会畸变。因波形会畸变
74、。因波形会畸变。因波形会畸变。因此此此此YyYyYyYy三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器组在实际中不能组在实际中不能组在实际中不能组在实际中不能使用。使用。使用。使用。思考：线电动势思考：线电动势思考：线电动势思考：线电动势的波形如何？的波形如何？的波形如何？的波形如何？由于由于 很弱，很弱， 也很小也很小 接近正弦。接近正弦。三铁心柱式变压器：三铁心柱式变压器：所以所以1800KVA1800KVA及以下容量的变压器可采用此接法。及以下容量的变压器可采用此接法。原边原边绕组绕组二、二、 Y, d Y, d 接法接法e23在闭合的副边绕组中产生三次谐波电流I23 副边产生三次谐波磁通，此
75、磁通(副边)对原边三次谐波磁通引去磁作用，使三次谐波合成磁通减弱，从而三次谐波电动势减弱。因此相电动势 接近正弦波。励磁电流励磁电流三次谐波三次谐波主磁通主磁通三次谐波三次谐波相电动势相电动势应用应用Y, y心式心式无无弱弱(走漏磁路走漏磁路)正弦正弦1800KVA以上不用以上不用Y, y组式组式无无 强强(走主磁路走主磁路)尖峰尖峰不用不用Y N, y有有(经中线经中线)无无正弦正弦可用可用Y, y n有有(经中线经中线)无无正弦正弦可用可用Y, d (D, y)有有(中有中有)可略去可略去接近正弦接近正弦可用可用不同磁路、绕组连接对相电动势波形的影响不同磁路、绕组连接对相电动势波形的影响第
76、二节第二节 绕组的标志方式绕组的标志方式目的：解决一二次绕组侧匝间相位的改变问题。目的：解决一二次绕组侧匝间相位的改变问题。在本教材中，是利用电势在本教材中，是利用电势 来比较相位来比较相位同名端：即同极性端，在绕组中产生感应电动同名端：即同极性端，在绕组中产生感应电动 势的瞬时实际方向相同，同极性端与势的瞬时实际方向相同，同极性端与 绕组绕向有关，用绕组绕向有关，用“ ”表示。表示。1. 1. 单相变压器绕组标志（单相变压器绕组标志（I I，I I） 把高压绕组电动势相量看作为时钟的分把高压绕组电动势相量看作为时钟的分 针，指向数字针，指向数字12，把低压绕组电动势相，把低压绕组电动势相 量
77、看作为时针，指向的数字即为钟点数。量看作为时针，指向的数字即为钟点数。高压绕组：首端标记为A，尾端标记 为X低压绕组：首端标记为a， 尾端标记 为x 采用时钟法后，不必考虑绕组绕向，只要看变压器连接组标号即可知高低压绕组电动势的相位关系。 时钟法：时钟法：时钟法：时钟法：单相电力变压器连接组只有单相电力变压器连接组只有 和和 两种。两种。(3)用时钟表示法 规定 矢量始终指向12点位置。 若 也在0位置则同相位，表示为I I0 若 也在6位置则反相位，表示为I I62.2.单相变压器的联结组别单相变压器的联结组别(1)当A, a为同名端 （简化 ）与 （简化 ）为同相位。(2)当A, a为异名
78、端 与 为反相位。 从三个相绕组首端A、B、C通入电流，产生的各相磁通的方向指向同一个磁路节点，此时A、B、C三端点就是同极性端。三相绕组加三相对称电压时，其磁通总和必为零，即 对于三铁心柱三相变压器，不仅每相的原、副边绕组间存在极性端问题，而且三相绕组间存在相间极性问题。高压绕组:首端 A、B、 C，尾端 X、Y、 Z，中线 N 低压绕组:首端 a、b、c，尾端 x、y、z，中线 n 3. 3. 三相变压器绕组标志三相变压器绕组标志三相绕组的标志方法：三相绕组的标志方法：三相绕组的标志方法：三相绕组的标志方法：1 1）三相变压器原副边绕组同名端标为首端）三相变压器原副边绕组同名端标为首端2
79、2）三相变压器原副边绕组异名端标为首端）三相变压器原副边绕组异名端标为首端3 3）同一铁心柱上的原副绕组标以不同相的标号，）同一铁心柱上的原副绕组标以不同相的标号，但原副边的相序必须一致但原副边的相序必须一致1 1、星形接法、星形接法 Y(Y y)Y(Y y)相、线电动势关系：相、线电动势关系：相电动势：相电动势：、线电动势：线电动势：、一、三相绕组接法一、三相绕组接法第三节第三节 三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别2 2 2 2、三角形接法、三角形接法、三角形接法、三角形接法 (D d)(D d)(D d)(D d)二、三相变压器的联接组别二、三相变压器的联接组别1 1、Y,y Y,y
80、 连接连接1）2）2 2、Y,d Y,d 连接连接1）2）4 4、结论：、结论： 1）Y y联结方式，只能得到偶数的联结组别。 2）Yd或D y联结方式，只能得到奇数的联结组别。 3）三相双绕组电力变压器的标准连接组： Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 和 Yy0 4 4）单相电力变压器只有）单相电力变压器只有 一种一种 1)平行（方向相同或相反）或重合的两个矢量是指一个铁心柱上的高低压绕组所表示的矢量。 2)把A和a重合，是为了使高、低压绕组线电动势有公共的起点。3 3 3 3、画图的注意事项：、画图的注意事项：、画图的注意事项：、画图的注意事项：3-3 3-3 变压器的联接组
81、标号变压器的联接组标号目的：分析一二次绕组线电压相位之间的关系，用线目的：分析一二次绕组线电压相位之间的关系，用线目的：分析一二次绕组线电压相位之间的关系，用线目的：分析一二次绕组线电压相位之间的关系，用线电势来比较相位（变压器改变相位的功能）。电势来比较相位（变压器改变相位的功能）。电势来比较相位（变压器改变相位的功能）。电势来比较相位（变压器改变相位的功能）。术语：术语：术语：术语：1 1 1 1）同名端：即同极性端，在绕组中产生感应）同名端：即同极性端，在绕组中产生感应）同名端：即同极性端，在绕组中产生感应）同名端：即同极性端，在绕组中产生感应电动势的瞬时实际方向相同电动势的瞬时实际方向
82、相同电动势的瞬时实际方向相同电动势的瞬时实际方向相同, , , ,用用用用“ “ ” ”表示。左图表示。左图表示。左图表示。左图1 1 1 1与与与与3 3 3 3为同极性端，为同极性端，为同极性端，为同极性端，1 1 1 1与与与与4 4 4 4为异极性端。右图如何？为异极性端。右图如何？为异极性端。右图如何？为异极性端。右图如何？12341234 2 2 2 2）时钟表示法：）时钟表示法：）时钟表示法：）时钟表示法： 把高压绕组电动势相量看作时把高压绕组电动势相量看作时把高压绕组电动势相量看作时把高压绕组电动势相量看作时钟的分针钟的分针钟的分针钟的分针( ( ( (长针长针长针长针) )
83、) )，永远指向数字，永远指向数字，永远指向数字，永远指向数字12,12,12,12,把低压绕组对把低压绕组对把低压绕组对把低压绕组对应电动势相量看作为时针应电动势相量看作为时针应电动势相量看作为时针应电动势相量看作为时针( ( ( (短针短针短针短针),),),),以此表示两者相以此表示两者相以此表示两者相以此表示两者相位。位。位。位。A AB BC CabcA AX Xax 这样这样这样这样A A A A和和和和a a a a既可以是同名端也可以是异名端。既可以是同名端也可以是异名端。既可以是同名端也可以是异名端。既可以是同名端也可以是异名端。3 3 3 3）绕组首尾端标记及相电动势方向约
84、定：）绕组首尾端标记及相电动势方向约定：）绕组首尾端标记及相电动势方向约定：）绕组首尾端标记及相电动势方向约定：高压绕组首端是标记为高压绕组首端是标记为高压绕组首端是标记为高压绕组首端是标记为A,B,CA,B,CA,B,CA,B,C的出线端的出线端的出线端的出线端, , , , 尾端尾端尾端尾端标记标记标记标记X,Y,ZX,Y,ZX,Y,ZX,Y,Z；低压首端低压首端低压首端低压首端a a,b,c ,b,c ,b,c ,b,c 尾端尾端尾端尾端x,y,zx,y,zx,y,zx,y,z绕组电动势相量方向约定，是指从首端指向绕组电动势相量方向约定，是指从首端指向绕组电动势相量方向约定，是指从首端指
85、向绕组电动势相量方向约定，是指从首端指向尾端的电动势。尾端的电动势。尾端的电动势。尾端的电动势。例如例如例如例如A A A A相绕组电势相绕组电势相绕组电势相绕组电势 是从是从是从是从A A A A指向指向指向指向X X X X的电势，而的电势，而的电势，而的电势，而不是不是不是不是X X X X指向指向指向指向A A A A的电势。的电势。的电势。的电势。连接组标号连接组标号一、一、 单相变压器连接组标号单相变压器连接组标号同名端都标记为首端同名端都标记为首端同名端都标记为首端同名端都标记为首端连接组标号连接组标号同名端分别标记为首、末端同名端分别标记为首、末端同名端分别标记为首、末端同名端
86、分别标记为首、末端(3)(3)(3)(3)用时钟表示法用时钟表示法用时钟表示法用时钟表示法 规定规定规定规定 矢量始终指向矢量始终指向矢量始终指向矢量始终指向12121212点点点点(0(0(0(0点点点点) ) ) )位置。位置。位置。位置。 若若若若 在在在在0 0 0 0位置则同相位，表示为位置则同相位，表示为位置则同相位，表示为位置则同相位，表示为II0II0II0II0 若若若若 在在在在6 6 6 6位置则反相位，表示为位置则反相位，表示为位置则反相位，表示为位置则反相位，表示为II6II6II6II6(2)(2)(2)(2)当当当当A A A A, , , , a a为异名端为异
87、名端为异名端为异名端 ( ( ( (简化简化简化简化 ) ) ) )与与与与 ( ( ( (简化简化简化简化 ) ) ) )为反相位。为反相位。为反相位。为反相位。(1)(1)当当A A, , a为同名端为同名端 ( (简化简化 ) )与与 ( (简化简化 ) )为同相位。为同相位。总结：总结： 从三个相绕组首端从三个相绕组首端A A、B B、C C通入电流，产生通入电流，产生的各相磁通的方向指的各相磁通的方向指向同一个磁路节点，向同一个磁路节点，此时此时A A、B B、C C三端点就三端点就是同极性端。是同极性端。对于三铁心柱变压器，每相的原、副边之间，以及对于三铁心柱变压器，每相的原、副边
88、之间，以及三相绕组相互间均存在极性端问题。三相绕组相互间均存在极性端问题。高压绕组高压绕组: :首端首端 A A、B B、 C C，尾端尾端 X X、Y Y、 Z Z，中线中线 N N 低压绕组低压绕组: :首端首端 a、b b、c c，尾端尾端 x x、y y、z z，中线中线 n n 二、二、 三相变压器绕组的联结三相变压器绕组的联结1 1）三相变压器原副边绕组同名端标为首端）三相变压器原副边绕组同名端标为首端2 2）三相变压器原副边绕组异名端标为首端）三相变压器原副边绕组异名端标为首端3 3）同一铁心柱上的原副绕组标以不同相的）同一铁心柱上的原副绕组标以不同相的 标号，但原副边的相序必须
89、一致标号，但原副边的相序必须一致三相绕组也存在标志方法问题一般有三种三相绕组也存在标志方法问题一般有三种标志方法：标志方法：三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（1 1 1 1）三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（2 2）三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（三相变压器绕组同名端与出线标志（3 3）以高压为例：三相绕组尾端以高压为例：三相绕组尾端X X、Y
90、Y、Z Z 联接在一起，首端联接在一起，首端A A、B B、C C 引引出，相序自左向右排列，若中点出，相序自左向右排列，若中点引出，则用引出，则用 表示。表示。1) 1) 星形接法星形接法 Y(Y y)Y(Y y)相、线电动势关系：相、线电动势关系：相电动势：相电动势：、线电动势：线电动势：、1. 1. 三相绕组接法三相绕组接法2) 2) 三角形接法三角形接法 ,(D d),(D d)ABCABCAX在上图中，能否根据在上图中，能否根据 A A相绕组位置，唯一确定相绕组位置，唯一确定B,CB,C相绕组位置？相绕组位置？2) 2) 三角形接法三角形接法 ,(D d),(D d)A AC CB
91、BX XY YZ ZA,YA,YB,ZB,ZC,XC,XABC2) 2) 三角形接法三角形接法 ,(D d),(D d)A,ZA,ZB,XB,XC,YC,YA AC CB BX XY YZ ZABC2. 2. 三相变压器的联结组别三相变压器的联结组别时钟表示法：规定高压绕组线电动势时钟表示法：规定高压绕组线电动势 为长针，为长针，永远指向钟面上的永远指向钟面上的“ 12 12 ”，低压绕组线电动势，低压绕组线电动势 为短针，它指向的数字，表示为三相变压器的联接为短针，它指向的数字，表示为三相变压器的联接组别号。组别号。三相变压器原副边绕组都可用三相变压器原副边绕组都可用 Y (y) Y (y)
92、 联接和联接和 D(d)D(d)联接，联接，Y Y联联接中点有引出线用接中点有引出线用 YNYN或或ynyn表示。高低压表示。高低压绕组接法可以有各种组合，不同的接法，这样高低绕组接法可以有各种组合，不同的接法，这样高低压绕组对应的线电动势之间就有不同的相位移。压绕组对应的线电动势之间就有不同的相位移。3.3.举例举例1 1）YyYy联结的三相变压器联结的三相变压器 2 2）YdYd连结的三相变压器连结的三相变压器结论：结论：1 1 1 1）Y yY yY yY y联结，只能得到偶数的联结组别。联结，只能得到偶数的联结组别。联结，只能得到偶数的联结组别。联结，只能得到偶数的联结组别。2 2 2
93、 2）YdYdYdYd或或或或DyDyDyDy联结，只能得到奇数的联结组别。联结，只能得到奇数的联结组别。联结，只能得到奇数的联结组别。联结，只能得到奇数的联结组别。3 3 3 3）三相双绕组电力变压器的标准连接组：）三相双绕组电力变压器的标准连接组：）三相双绕组电力变压器的标准连接组：）三相双绕组电力变压器的标准连接组： Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 Yyn0, Yd11, YNd11, YNy0 和和和和 Yy0Yy0Yy0Yy01)1)1)1)平行（方向相同或相反）或重合的两
94、个相量是指平行（方向相同或相反）或重合的两个相量是指平行（方向相同或相反）或重合的两个相量是指平行（方向相同或相反）或重合的两个相量是指 一个铁心柱上的高低压绕组所表示的相量。一个铁心柱上的高低压绕组所表示的相量。一个铁心柱上的高低压绕组所表示的相量。一个铁心柱上的高低压绕组所表示的相量。2)2)2)2)把把把把A A A A和和和和a a a a重合，是为了使高、低压绕组线电动势有重合，是为了使高、低压绕组线电动势有重合，是为了使高、低压绕组线电动势有重合，是为了使高、低压绕组线电动势有 公共的起点。公共的起点。公共的起点。公共的起点。画图的注意事项：画图的注意事项：2.2.重点：并联运行的
95、变压器负载分配问题。重点：并联运行的变压器负载分配问题。1.1.主要内容：变压器并联运行的条件；逐一主要内容：变压器并联运行的条件；逐一 分析不满足条件时出现的问题。分析不满足条件时出现的问题。第四章第四章 变压器的并联运行变压器的并联运行 4-1 4-1 变压器并联运行及条件变压器并联运行及条件C CBBC Cc2c1b2b1a2a1AA一、并联的必要性一、并联的必要性一、并联的必要性一、并联的必要性 1. 1. 1. 1. 经济性经济性经济性经济性 2. 2. 2. 2. 可靠性可靠性可靠性可靠性负载负载负载负载二、并联运行变压器的理想运行情况二、并联运行变压器的理想运行情况二、并联运行变
96、压器的理想运行情况二、并联运行变压器的理想运行情况1. 1. 1. 1. 空载运行时，各台变压器间无环流；空载运行时，各台变压器间无环流；空载运行时，各台变压器间无环流；空载运行时，各台变压器间无环流；2. 2. 2. 2. 负载运行时，各台变压器分担的负载电流与它负载运行时，各台变压器分担的负载电流与它负载运行时，各台变压器分担的负载电流与它负载运行时，各台变压器分担的负载电流与它 们的额定容量成正比关系；们的额定容量成正比关系；们的额定容量成正比关系；们的额定容量成正比关系；C CBBC Cc2c1b2b1a2a1AA三、三、 变压器并联运行的理想条件变压器并联运行的理想条件变压器原边接在
97、同一母线上，需要副边也并变压器原边接在同一母线上，需要副边也并变压器原边接在同一母线上，需要副边也并变压器原边接在同一母线上，需要副边也并联，以下通过与直流并联对比进行分析联，以下通过与直流并联对比进行分析联，以下通过与直流并联对比进行分析联，以下通过与直流并联对比进行分析从直流电源（电池）并联条件分析变压器从直流电源（电池）并联条件分析变压器并联的理想条件（并联的理想条件（1）r1r1r2r2E1E1E2E2R RI2 22 21 11 1 右图中右图中 一个一个电池所能提供的电池所能提供的电流太小，需要电流太小，需要两个并联！两个并联！r1r1r2r2E1E1E2E2R R2 21 12
98、21 1从直流电源（电池）并联条件分析变压器从直流电源（电池）并联条件分析变压器并联的理想条件（并联的理想条件（1 1）分析两个电池什分析两个电池什么条件下才能并么条件下才能并联？联？直流电源（电池）并联时，为了避免环流，直流电源（电池）并联时，为了避免环流，要求电源电压相等。要求电源电压相等。r1r1r2r2E1E1E2E2R R2 21 12 21 1C CBBC Cc2c1b2b1a2a1AA变压器副边并联后，绕组本身构成闭合回路。变压器副边并联后，绕组本身构成闭合回路。为了避免环流，有何要求？为了避免环流，有何要求？C CBBC Cc2c1b2b1a2a1AA为避免环流，不但要求电压相
99、等，而且要求相位相为避免环流，不但要求电压相等，而且要求相位相为避免环流，不但要求电压相等，而且要求相位相为避免环流，不但要求电压相等，而且要求相位相同！联接组问题就是研究线电压相位的问题同！联接组问题就是研究线电压相位的问题同！联接组问题就是研究线电压相位的问题同！联接组问题就是研究线电压相位的问题2.2.2.2.属于同一个联接组别属于同一个联接组别属于同一个联接组别属于同一个联接组别 ( ( ( ( 必要条件必要条件 ) ) ) )1.1.1.1.原副边的额定电压要相同原副边的额定电压要相同原副边的额定电压要相同原副边的额定电压要相同( ( ( (变比变比变比变比k k k k相等相等相等
100、相等) ) ) )并联运行时各台变压器应满足的理想条件并联运行时各台变压器应满足的理想条件3.3.3.3.短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值 相等相等相等相等4-2 变比不等的变压器并联运行变比不等的变压器并联运行两台单相变压器并联为例两台单相变压器并联为例: :负负载载1 1、 和和 都断开：都断开：注：注：2 2、刀闸、刀闸 闭合，产生环流闭合，产生环流负负载载3 3、刀闸、刀闸 闭合，副边端电压变化不大，循环闭合，副边端电压变化不大，循环电流和空载运行时差不多一样大。电流和空载运行时差不多一样大。 负载时副边电流分别为负载时副边电流分别为 和和 ，则副边总，则副边总
101、电流各为：电流各为： 因为因为 ，该，该变压器负荷加重，可变压器负荷加重，可输出容量减小。输出容量减小。结论：要求变比结论：要求变比 k k 相差小于相差小于0.5%0.5%负负载载4-3 4-3 变压器联接组标号对并联运行的影响变压器联接组标号对并联运行的影响A(aA(a) )B B例：假设例：假设例：假设例：假设Yy0Yy0Yy0Yy0与与与与Yd11Yd11Yd11Yd11的两台变压器并联运行的两台变压器并联运行的两台变压器并联运行的两台变压器并联运行假定：假定：假定：假定：4-4 负载分配与短路阻抗标幺值的关系负载分配与短路阻抗标幺值的关系各变压电流与总电流的关系各变压电流与总电流的关
102、系采用标幺值形式：采用标幺值形式：采用标幺值形式：采用标幺值形式：当总电流当总电流 一定时，只有各短路阻一定时，只有各短路阻抗角抗角 相等时有相等时有负载分配与变压器额定容量的关系负载分配与变压器额定容量的关系第五章第五章 三绕组变压器和自耦变压器三绕组变压器和自耦变压器主要内容：主要内容：1. 1. 三绕组变压器的基本方程及等效电路；三绕组变压器的基本方程及等效电路；2. 2. 自耦变压器电压、电流和容量的关系及自耦变压器电压、电流和容量的关系及 等效电路等效电路5-1 5-1 三绕组变压器三绕组变压器一、结构特点一、结构特点 每个铁心柱上套有三个不同电压级别每个铁心柱上套有三个不同电压级别
103、的绕组，通常高压绕组放在最外层，低压的绕组，通常高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组放在内层。绕组或中压绕组放在内层。 通常以最大的绕组容量命名三绕组变压器的通常以最大的绕组容量命名三绕组变压器的额定容量额定容量S SN N。 一般工作情况下，三绕组的任意一个（或两一般工作情况下，三绕组的任意一个（或两个）绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或个）绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或一个）则为副绕组。一个）则为副绕组。二、用途及绕组容量问题二、用途及绕组容量问题高压绕组高压绕组高压绕组高压绕组 中压绕组中压绕组中压绕组中压绕组 低压绕组低压绕组低压绕组低压绕组 100 100 100100
104、 50 100100 100 50三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网。三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网。N1N1N2N2N3N3三、基本分析方法和思路三、基本分析方法和思路磁动势平衡：磁动势平衡：磁动势平衡：磁动势平衡：主磁通感应电动势可表示为：主磁通感应电动势可表示为：主磁通感应电动势可表示为：主磁通感应电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：自漏磁通感应的电动势可表示为：还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流还有两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流还有
105、两两绕组之间的互漏磁通，比如某绕组电流产生的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这个绕产生的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这个绕产生的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这个绕产生的和另一个绕组交链的互漏磁通会在这个绕组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：组中感应电动势，也可用负的漏电抗压降表示：二次绕组电流二次绕组电流二次绕组电流二次绕组电流 产产产产生的与一次绕组交链生的与一次绕组交链生的与一次绕组交链生的与一次绕组交链的互漏磁的互漏磁的互漏磁的互漏磁 在一次在一次在一次在一次绕组中感应电动势绕组中感应电动势绕组中
106、感应电动势绕组中感应电动势互漏磁通感应电动势说明：互漏磁通感应电动势说明：互漏磁通感应电动势说明：互漏磁通感应电动势说明：可得各次绕组的电压方程为：可得各次绕组的电压方程为：可得各次绕组的电压方程为：可得各次绕组的电压方程为：变比：主磁通在三个绕组感应主磁电势之比等变比：主磁通在三个绕组感应主磁电势之比等 于变比，总共三个变比。于变比，总共三个变比。参数归算：参数归算：归算后的四个基本方程：归算后的四个基本方程：归算后的四个基本方程：归算后的四个基本方程：最后可简写为：最后可简写为：最后可简写为：最后可简写为： 式减去式减去式减去式减去 式，在用式，在用式，在用式，在用 式中式中式中式中 ，可
107、得：，可得：，可得：，可得： 式减去式减去式减去式减去 式，在用式，在用式，在用式，在用 式中式中式中式中 ，可得：，可得：，可得：，可得：以上称为等效电抗以上称为等效电抗以上称为等效电抗以上称为等效电抗其中：其中：其中：其中： 称为等效阻抗称为等效阻抗称为等效阻抗称为等效阻抗注意：等效电路的电抗是等效电抗，不是各绕组注意：等效电路的电抗是等效电抗，不是各绕组本身的漏抗，它们综合反映自漏抗与互漏抗的影本身的漏抗，它们综合反映自漏抗与互漏抗的影响。磁路主要经空气闭合，等效电抗为常数。响。磁路主要经空气闭合，等效电抗为常数。5-2 5-2 自耦变压器自耦变压器一、结构特点与用途一、结构特点与用途
108、自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，原、副边之间不仅有磁的联系，而且还有电原、副边之间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联系。的直接联系。 自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕组，两绕组串联，绕向一致。组，两绕组串联，绕向一致。N1N1N2N2 实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦变压器，功率可以增大数倍甚至数十倍！变压器，功率可以增大
109、数倍甚至数十倍！变压器，功率可以增大数倍甚至数十倍！变压器，功率可以增大数倍甚至数十倍！实例：假设图示实例：假设图示实例：假设图示实例：假设图示双绕组变压器双绕组变压器双绕组变压器双绕组变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪些量没有变化。些量没有变化。些量没有变化。些量没有变化。主要分析原副边电压与电流的变化情况。主要分析原副边电压与电流的变化情况。主要分析原副边电压与电流
110、的变化情况。主要分析原副边电压与电流的变化情况。原副边电流符号相原副边电流符号相原副边电流符号相原副边电流符号相反：当原边电流在反：当原边电流在反：当原边电流在反：当原边电流在原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕组中从非同名端流向同名端！组中从非同名端流向同名端！组中从非同名端流向同名端！组中从非同名端流向同名端！实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器首先分析双绕组首先分析双绕组首先分析双绕组首先分析双绕组变压器电
111、流方向。变压器电流方向。变压器电流方向。变压器电流方向。忽略励磁电流则：忽略励磁电流则：忽略励磁电流则：忽略励磁电流则：实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器联结成自联结成自联结成自联结成自耦变压器，耦变压器，耦变压器，耦变压器，空载时空载时空载时空载时如果原边施加如果原边施加如果原边施加如果原边施加 ，则绕组电势仍为则绕组电势仍为则绕组电势仍为则绕组电势仍为 与与与与 。副边输出电压。副边输出电压。副边输出电压。副边输出电压 。实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器忽略励磁电流忽略励磁电流忽略励磁电流忽略励磁电流当原边电流从
112、同名端当原边电流从同名端当原边电流从同名端当原边电流从同名端流向非同名，则副绕流向非同名，则副绕流向非同名，则副绕流向非同名，则副绕组电流从非同名端流组电流从非同名端流组电流从非同名端流组电流从非同名端流向同名端！向同名端！向同名端！向同名端！原副绕组电流原副绕组电流原副绕组电流原副绕组电流原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图副边实际电流则等于副边实际电流则等于副边实际电流则等于副边实际电流则等于原副绕组电流之和。原副绕组电流之和。原副绕组电流之和。原副绕组电流之和。实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器实例分析：从双绕组变压器到自耦变
113、压器原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图原副边电流实际方向示意图与双绕组变压器类似，与双绕组变压器类似，原绕组原绕组 ， 时，副绕组时，副绕组 ， 。于是负。于是负载电流载电流 。原边输入容量原边输入容量副边输出容量副边输出容量二、自耦变压器基本方程二、自耦变压器基本方程 要求：参考下图与上述物理概念自行推导要求：参考下图与上述物理概念自行推导要求：参考下图与上述物理概念自行推导要求：参考下图与上述物理概念自行推导（ 为自耦变压器变化）为自耦变压器变化）为自耦变压器变化）为自耦变压器变化）1.1.电压、电流和容量关系电压、电流和容量关系原、副边的方程式：原、
114、副边的方程式：若忽略漏阻抗压降，则：若忽略漏阻抗压降，则：根据全电流定律，励磁磁动势根据全电流定律，励磁磁动势 为串联绕组为串联绕组磁动势磁动势 与公共绕组磁动势与公共绕组磁动势 之和，即：之和，即：若忽略励磁电流（若忽略励磁电流（ ），则：），则：结论：自耦变压器负载运行时，原、副边结论：自耦变压器负载运行时，原、副边 电压之比近似等于副、原边电流之电压之比近似等于副、原边电流之 比，这点与双绕组变压器一样。比，这点与双绕组变压器一样。 一台单相双绕组变压器，一台单相双绕组变压器， ， 如单独把高压绕组如单独把高压绕组AXAX的中点抽出作为副边的中点抽出作为副边a a，变为自耦变压器，变为自
115、耦变压器 解：解：例：例：1 1）由原边直接传到副边的容量称为传导）由原边直接传到副边的容量称为传导容量，既不消耗材料，也不产生损耗容量，既不消耗材料，也不产生损耗2 2）绕组通过电磁作用得到的容量称为电）绕组通过电磁作用得到的容量称为电磁容量，也叫绕组容量磁容量，也叫绕组容量3 3）自耦变压器的绕组容量与额定容量的）自耦变压器的绕组容量与额定容量的比值称为效益系数比值称为效益系数定义：定义：效益系数效益系数= = = = 绕组容量绕组容量额定容量额定容量额定容量额定容量额定容量额定容量 传导容量传导容量2.2.简化等值电路简化等值电路折合后折合后 代入代入得得主要用在高压电力系统中两个电压相
116、主要用在高压电力系统中两个电压相差不大的电网上，小容量自耦变压器差不大的电网上，小容量自耦变压器也被用作实验室中的调压设备。也被用作实验室中的调压设备。优点：优点：比双绕组电力变压器省材料，成本低，比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率高。效率高。用途：用途：总总 结结缺点：缺点：1 1）短路阻抗标幺值比双绕组小，短）短路阻抗标幺值比双绕组小，短路电流较大。路电流较大。2 2）由于自耦变压器原副边有电的直）由于自耦变压器原副边有电的直接联系，高压边过电压时，低压边也接联系，高压边过电压时，低压边也产生严重的过电压，两边均需要装设产生严重的过电压，两边均需要装设避雷器。避雷器。华北电力大学华北电
117、力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学第六章第六章 变压器的过渡过程变压器的过渡过程 当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、二当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、二当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、二当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、二次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器各电次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器各电次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器各电次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器各电磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为过渡过磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为过渡过磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为过渡过磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为过渡
118、过程。程。程。程。 分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压器造成破坏。器造成破坏。器造成破坏。器造成破坏。 6-1 6-1 概概 述述华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学6-2 6-2 过电流现象过电流现象一、变压器空载合闸到电源一、变压器空载合闸到电源 变压器副边开路空载，原
119、边合闸接到电源称为变压器副边开路空载，原边合闸接到电源称为变压器副边开路空载，原边合闸接到电源称为变压器副边开路空载，原边合闸接到电源称为空载合闸。空载合闸。空载合闸。空载合闸。华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学设稳态空载运行时不考虑铁心饱和问题；设稳态空载运行时不考虑铁心饱和问题；设稳态空载运行时不考虑铁心饱和问题；设稳态空载运行时不考虑铁心饱和问题； 合闸时电压合闸时电压合闸时电压合闸时电压 的初相角的初相角的初相角的初相角 当时间时空载合闸当时间时空载合闸当时间时空载合闸当时间时空载合闸 ，则电源电压为：，则电源电压为：，则电源电压为：，则电源电压为：一、变压器
120、空载合闸到电源一、变压器空载合闸到电源华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学合闸后微分方程式为：合闸后微分方程式为：合闸后微分方程式为：合闸后微分方程式为：一、变压器空载合闸到电源一、变压器空载合闸到电源 瞬变过程中励磁电流瞬变过程中励磁电流瞬变过程中励磁电流瞬变过程中励磁电流 与电感与电感与电感与电感 的关系：的关系：的关系：的关系：华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学解上式常系数微分方程，得其解为：解上式常系数微分方程，得其解为：解上式常系数微分方程，得其解为：解上式常系数微分方程，得其解为：磁通与电源电压的相位差磁通与电源电压的相位差磁通与电
121、源电压的相位差磁通与电源电压的相位差 设合闸时（设合闸时（设合闸时（设合闸时（ ），铁心中没有剩磁（），铁心中没有剩磁（），铁心中没有剩磁（），铁心中没有剩磁（ ）：）：）：）：一、变压器空载合闸到电源一、变压器空载合闸到电源华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学几种特定情况分析：几种特定情况分析：合闸后就进入稳定状态，不发生瞬整过程。合闸后就进入稳定状态，不发生瞬整过程。合闸后就进入稳定状态，不发生瞬整过程。合闸后就进入稳定状态，不发生瞬整过程。 1.1.1.1.当电源电压初相位角当电源电压初相位角当电源电压初相位角当电源电压初相位角 时合闸：时合闸：时合闸：时合闸：
122、华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学2.2.2.2.当电源电压初相位角当电源电压初相位角当电源电压初相位角当电源电压初相位角 时合闸：时合闸：时合闸：时合闸：自由分量是直流指数衰减量，自由分量是直流指数衰减量，自由分量是直流指数衰减量，自由分量是直流指数衰减量， 时时时时 最大，当最大，当最大，当最大，当 时，稳态分量与暂态分量相加可达时，稳态分量与暂态分量相加可达时，稳态分量与暂态分量相加可达时，稳态分量与暂态分量相加可达几种特定情况分析：几种特定情况分析：华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学2.2.当电源电压初相位角当电源电压初相位角 时合闸
123、：时合闸：华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学 变压器正常运行时，磁路设计得已经有点饱和，变压器正常运行时，磁路设计得已经有点饱和，变压器正常运行时，磁路设计得已经有点饱和，变压器正常运行时，磁路设计得已经有点饱和，若在最不利的空载接通电源，磁通可能超过两倍的若在最不利的空载接通电源，磁通可能超过两倍的若在最不利的空载接通电源，磁通可能超过两倍的若在最不利的空载接通电源，磁通可能超过两倍的 ，铁心非常饱和，励磁电流，铁心非常饱和，励磁电流，铁心非常饱和，励磁电流，铁心非常饱和，励磁电流 很大，可达额定很大，可达额定很大，可达额定很大，可达额定电流的电流的电流的电流的3-
124、53-53-53-5倍。倍。倍。倍。 当已知变压器空载接通电源其磁通随时间变化关当已知变压器空载接通电源其磁通随时间变化关当已知变压器空载接通电源其磁通随时间变化关当已知变压器空载接通电源其磁通随时间变化关系后，可根据磁化特性曲线找出相应的励磁电流。系后，可根据磁化特性曲线找出相应的励磁电流。系后，可根据磁化特性曲线找出相应的励磁电流。系后，可根据磁化特性曲线找出相应的励磁电流。2.2.当电源电压初相位角当电源电压初相位角 时合闸：时合闸：华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学2.2.当电源电压初相位角当电源电压初相位角 时合闸：时合闸：华北电力大学华北电力大学 电机教研
125、室电机教研室 电机学电机学 在变压器空载接通电源的过程中，随着自由在变压器空载接通电源的过程中，随着自由在变压器空载接通电源的过程中，随着自由在变压器空载接通电源的过程中，随着自由分量磁通的衰减，励磁电流也要衰减，衰减的时分量磁通的衰减，励磁电流也要衰减，衰减的时分量磁通的衰减，励磁电流也要衰减，衰减的时分量磁通的衰减，励磁电流也要衰减，衰减的时间常数为：间常数为：间常数为：间常数为：2.2.当电源电压初相位角当电源电压初相位角 时合闸：时合闸：华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学结论：结论： 空载合闸电流对变压器本身没有多大危害，但空载合闸电流对变压器本身没有多大危害
126、，但空载合闸电流对变压器本身没有多大危害，但空载合闸电流对变压器本身没有多大危害，但若衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳若衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳若衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳若衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳闸。为了避免这种情况，在变压器原边串一个附加闸。为了避免这种情况，在变压器原边串一个附加闸。为了避免这种情况，在变压器原边串一个附加闸。为了避免这种情况，在变压器原边串一个附加电阻，这样可减少冲击量，也可使冲击迅速衰减，电阻，这样可减少冲击量，也可使冲击迅速衰减，电阻，这样可减少冲击量，也可使冲击迅速衰减，电阻，这样可减少冲击量，也可使冲
127、击迅速衰减，合闸完毕，再将该电阻切除。合闸完毕，再将该电阻切除。合闸完毕，再将该电阻切除。合闸完毕，再将该电阻切除。 由于三相变压器三相互差由于三相变压器三相互差由于三相变压器三相互差由于三相变压器三相互差1201201201200 0 0 0，相位总会在，相位总会在，相位总会在，相位总会在合闸时有一相电压初相位接近于零，因此总会有合闸时有一相电压初相位接近于零，因此总会有合闸时有一相电压初相位接近于零，因此总会有合闸时有一相电压初相位接近于零，因此总会有一相电流较大。一相电流较大。一相电流较大。一相电流较大。华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学二、变压器突然短路二、变
128、压器突然短路 变压器稳态短路电流已经是额定电流的十几倍变压器稳态短路电流已经是额定电流的十几倍变压器稳态短路电流已经是额定电流的十几倍变压器稳态短路电流已经是额定电流的十几倍到二十几倍左右，突然短路电流比稳态电流还要大，到二十几倍左右，突然短路电流比稳态电流还要大，到二十几倍左右，突然短路电流比稳态电流还要大，到二十几倍左右，突然短路电流比稳态电流还要大，同时产生的冲击电流会使机械力增大。同时产生的冲击电流会使机械力增大。同时产生的冲击电流会使机械力增大。同时产生的冲击电流会使机械力增大。 三相变压器故障短路各种各样：一相接地、两三相变压器故障短路各种各样：一相接地、两三相变压器故障短路各种各
129、样：一相接地、两三相变压器故障短路各种各样：一相接地、两相短路、两相接地、三相短路等。相短路、两相接地、三相短路等。相短路、两相接地、三相短路等。相短路、两相接地、三相短路等。 为了简单，此图为了简单，此图为了简单，此图为了简单，此图仅分析单相变压器突仅分析单相变压器突仅分析单相变压器突仅分析单相变压器突然短路的情况。然短路的情况。然短路的情况。然短路的情况。华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学二、变压器突然短路二、变压器突然短路华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学 当变压器一次绕组接额定电压当变压器一次绕组接额定电压 ，二次绕组，二次绕组发生突
130、然短路，原发生突然短路，原 “T T” 形等效电路形等效电路 可简化为可简化为 “一一” 形等效电路。形等效电路。二、变压器突然短路二、变压器突然短路华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学 由于一、二漏阻抗的分压作用，使磁路不饱由于一、二漏阻抗的分压作用，使磁路不饱由于一、二漏阻抗的分压作用，使磁路不饱由于一、二漏阻抗的分压作用，使磁路不饱和，电感可为常数，所以可用一次电流表示微分和，电感可为常数，所以可用一次电流表示微分和，电感可为常数，所以可用一次电流表示微分和，电感可为常数，所以可用一次电流表示微分方程：方程：方程：方程：二、变压器突然短路二、变压器突然短路华北电力
131、大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学设设设设 时，时，时，时，二、变压器突然短路二、变压器突然短路虽然突然短路前可能已带上负虽然突然短路前可能已带上负虽然突然短路前可能已带上负虽然突然短路前可能已带上负载，但负载电流比起短路电流载，但负载电流比起短路电流载，但负载电流比起短路电流载，但负载电流比起短路电流很小，可忽略不计。很小，可忽略不计。很小，可忽略不计。很小，可忽略不计。华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学大型变压器大型变压器大型变压器大型变压器其中：其中：其中：其中：二、变压器突然短路二、变压器突然短路华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室
132、 电机学电机学其中：其中：其中：其中：当当当当 时发生突然短路：时发生突然短路：时发生突然短路：时发生突然短路：当当当当 （ ）时）时）时）时 为最大值：为最大值：为最大值：为最大值：二、变压器突然短路二、变压器突然短路华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学二、变压器突然短路二、变压器突然短路对于小容量变压器：对于小容量变压器：对于小容量变压器：对于小容量变压器：对于大容量变压器：对于大容量变压器：对于大容量变压器：对于大容量变压器：若采用短路阻抗标幺值表示，则为：若采用短路阻抗标幺值表示，则为：若采用短路阻抗标幺值表示，则为：若采用短路阻抗标幺值表示，则为：华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学例：若例：若例：若例：若则：则：则：则：二、变压器突然短路二、变压器突然短路华北电力大学华北电力大学 电机教研室电机教研室 电机学电机学二、变压器突然短路二、变压器突然短路突然短路电流对变压器的影响（略）突然短路电流对变压器的影响（略）突然短路电流对变压器的影响（略）突然短路电流对变压器的影响（略）以上都为自学部分以上都为自学部分以上都为自学部分以上都为自学部分6-3 6-3 过电压现象（略）过电压现象（略）
