【正文】 第三章 變壓器 變壓器的基本工作原理和結構 單相變壓器的空載運行 單相變壓器的負載運行 變壓器的參數(shù)測定 標么值 變壓器的運行特性 三相變壓器 變壓器的并聯(lián)運 行 變壓器是一種靜止電器 ,它通過線圈間的電磁感應 ,將一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能 . 特種變壓器 第三章 變壓器 基本要求： 、基本結構與額定值； 、電動勢的分析，掌握變壓器的電動勢、電壓和磁通的關系； ，掌握勵磁阻抗的物理意義； ，熟練掌握變壓器的方程式、相量圖和等效電路； ，掌握變壓器的參數(shù)測定方法； ； ； ； ； 、儀用互感器、電焊變壓器和整流變壓器的工作原理和特點。 第三章 變壓器 變壓器的基本工作原理和結構 基本工作原理和分類 一、基本工作原理 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應電動勢。 1u 1e 2e 2u1i 2iΦ1U2U1u2uLZ1212d Φe = Ndtd Φe = Ndt 只要 (1)磁通有變化量 。(2)一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達到改變壓的目的。 第三章 變壓器 二、分類 按用途分：電力變壓器和特種變壓器。 按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按鐵心結構分：心式變壓器和殼式變壓器。 按調壓方式分：無勵磁調壓變壓器和有載調壓變壓器 。 按冷卻介質和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。 第三章 變壓器 基本結構 一、 鐵心 變壓器的主磁路，為了提高導磁性能和減少鐵損，用厚為、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。 變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。 油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質，又是絕緣介質。油箱側壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。 將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對地的絕緣，擔負著固定的作用。 二、繞組 四、油箱 三、絕緣套管 此外，還有 儲油柜 、 吸濕器 、 安全氣道 、 凈油器 和 氣體繼電器 。 第三章 變壓器 連接發(fā)電機與電網(wǎng)的升壓變壓器 連接發(fā)電機的封閉母線 與電網(wǎng)相連的高壓出線端 返回 第三章 變壓器 第三章 變壓器 第三章 變壓器 第三章 變壓器 三相干式變壓器 接觸調壓器 第三章 變壓器 電源變壓器 環(huán)形變壓器 控制變壓器 第三章 變壓器 型號與額定值 一、型號 型號表示一臺變壓器的結構、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內容，表示方法為 如 OSFPSZ250000/220表明自耦三相強迫油循環(huán)風冷三繞組銅線有載調壓，額定容量 250000kVA，高壓額定電壓 220kV電力變壓器 第三章 變壓器 二、額定值 此外，額定值還有 額定頻率 、 效率、溫升 等。 指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。 額定容量 NS ( kV A )指長期運行時所能承受的工作電壓 額定電壓 12NNU / U ( k V ) 是指一次側所加的額定電壓， 是指一次側加額定電壓時二次側的開路電壓。在三相變壓器中額定電壓為線電壓。 1NU 2NU三者關系 ： 1 1 2 21 1 2 233??N N N N NN N N N NS U I U IS U I U I單相：三相： 指在額定容量下，允許長期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流 額定電流 12NNI / I ( A )第三章 變壓器 單相變壓器的空載運行 電磁關系 一、物理情況 1U?1E?σE1?20U?0I2(I )1??1U2U1u2u0?2E?10 RI?1U? 0I? 100 NIF ?? ?σ1E?0Φ1σΦ1E?2E?第三章 變壓器 二、各電磁量參考方向的規(guī)定 1）性質上： 與 成非線性關系； 與 成線性關系 ； 2）數(shù)量上： 占 99%以上， 僅占 1%以下 ； 3）作用上： 起傳遞能量的作用， 起漏抗壓降作用。 0?0?0?0I 0I1??1??1??主磁通與漏磁通的區(qū)別 一次側遵循電動機慣例，二次側遵循發(fā)電機慣例。 強調 ： 磁通與產生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動勢與感應它的磁通之間符合右手螺旋定則。 第三章 變壓器 三、感應電動勢分析 —— 主電動勢 ωts inΦΦ m?設 001 1 1 12 9 0 9 0mmd ΦeN π fN Φ s in ( ω t ) E s in ( ω )dt t? ? ? ? ?則 11 mE f N Φ?有效值 mE j f N Φ??相量 同理，二次主電動勢也有同樣的結論。 可見，當主磁通按正弦規(guī)律變化時，所產生的一次主電動勢也按正弦規(guī)律變化，時間相位上滯后主磁通 。主電動勢的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。 090第三章 變壓器 —— 漏電動勢 漏電動勢也可以用漏抗壓降來表示，即 根據(jù)主電動勢的分析方法，同樣有 1 1 14 .4 4σ σ mE j f N Φ??1 1 σE f N Φ?1 1 0 0 1σ σEj ω L I jI X? ? ? ?由于漏磁通主要經過非鐵磁路徑 ,磁路不飽和 ,故磁阻很大且為常數(shù) ,所以漏電抗 很小且為常數(shù) ,它不隨電源電壓負載情況而變 . 1X第三章 變壓器 空載電流和空載損耗 一、空載電流 1. 作用與組成 性質和大小 性質 ： 由于空載電流的無功分量遠大于有功分量，所以空載電流主要是感性無功性質 —— 也稱勵磁電流； 大小 ： 與電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質及幾何尺寸有關，用空載電流百分數(shù) I0%來表示 ： 00N100??II % %I空載電流 包含兩個分量，一個是勵磁分量 ，作用是建立磁場，另一個是鐵損耗分量 ，主要作用是供鐵損耗。 0I?aI0?rI0?第三章 變壓器 ?t 0i3 2 11230i空載電流波形 由于磁路飽和，空載電流與由它產生的主磁通 呈非線性關系。 當磁通按正弦規(guī)律變化時，空載電流呈尖頂波形。 當空載電流按正弦規(guī)律變化時，主磁通呈尖頂波形。 實際空載電流為非正弦波，但為了分析、計算和測量的方便，在相量圖和計算式中常用正弦的電流代替實際的空載電流。 第三章 變壓器 二、空載損耗 對于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，與電流頻率的 ，即 空載損耗約占額定容量的 %~1%，而且隨變壓器容量的增大而下降。 為減少空載損耗，改進設計結構的方向是采用優(yōu)質鐵磁材料：優(yōu)質硅鋼片、激光化硅鋼片或應用非晶態(tài)合金。 2 B f??。，PP，RI。RIPPFe耗即空載損耗近似為鐵損所以均很小和由于和繞組銅損耗耗供給鐵損電源吸收少量有功功率變壓器空載時一次側從?010120Fe0 ,第三章 變壓器 空載時的電動勢方程、等效電路和相量圖 一、電動勢平衡方程和變比 電動勢平衡平衡方程 （ 1）一次側電動勢平衡方程 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0σU E E I R E I R jI X E Z I? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 14 .4 4 mU E f N Φ??忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有 11114 .4 4 4 .4 4mEUΦf N f N??則 可見，影響主磁通大小的因素有 電源電壓 和 頻率 ，以及一次線圈的匝數(shù) 。 重要公式 第三章 變壓器