【正文】 2NNN2 ??????USIY,y0 聯(lián)結(jié) 空載運行：是指變壓器原繞組接到額定電壓、額定頻率的電源上，副繞組開路時的運行狀態(tài)。 ??NNNNNN USIUSI2211 3。 額定狀態(tài)是電機(jī)的理想工作狀態(tài) ， 具有優(yōu)良的性能 ， 可長期工作 。 (3)、 額定電流 I1N和 I2N 五、 變壓器額定值 根據(jù)額定容量和額定電壓計算出的線電流 ， 稱為 額定電流 ， 以 A表示 。額定電壓以 V或 kV表示 。 (2)、 額定電壓 U1N和 U2N 正常運行時規(guī)定加在一次側(cè)的端電壓稱為變壓器一次側(cè)的額定電壓 U1N。 以 VA、kVA或 MVA表示 。 單相芯式變壓器 1— 鐵心柱 2— 鐵軛 3— 高壓線圈 4— 低壓線圈 三相芯式變壓器 1— 鐵心柱 2— 鐵軛 3— 高壓線圈 4— 低壓線圈 單相殼式變壓器 1— 鐵心柱 2— 鐵軛 3— 繞組 繞組 —— 變壓器中的電路部分。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。 按鐵心結(jié)構(gòu)分：芯式變壓器和殼式變壓器。 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。 如果忽略鐵磁損耗，根據(jù)能量守恒原理，變壓器的輸入與輸出電能相等，即 由此可得變壓器一次、二次繞組中電壓和電流有效值的關(guān)系 也就是 因此 ， 只要改變一次 、 二次繞組的匝數(shù)比 k ，便可達(dá)到變換輸出電壓 u2 或 i2 大小的目的 ， 這就是變壓器利用電磁感應(yīng)原理 ， 將一種電壓等級的交流電源轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電源的基本工作原理 。 一、 變壓器的用途 第一節(jié) 變壓器的用途、工作原理與結(jié)構(gòu) 二、變壓器的基本原理 由于變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，因此它主要由鐵心和套在鐵心上的兩個（或兩個以上）互相絕緣的線圈所組成，線圈之間有磁的耦合，但沒有電的聯(lián)系，如圖所示。 第四章 變壓器的基本原理 變壓器：是一種靜止的電機(jī)，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓、電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。換句話說，變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 1i 2i1u 1e 2e LZQ圖 5 1 變 壓 器 的 工 作 原 理 圖Φ1N 2N 2u 按圖中標(biāo)明的變量關(guān)系，變壓器的電動勢平衡方程可寫成 tΦNeudd111 ???tΦNeudd222 ??? 假定變壓器兩邊繞組的電壓和電動勢的瞬時值都按正弦規(guī)律變化，由上兩式可得一次、 二次繞組中電壓和電動勢的有效值與匝數(shù)的關(guān)系為 kNNEEUU ???212121式中， k 稱為 匝比 ，亦稱為 電壓比 。 2211 IUIU ?1221IIUU ?kII 112 ?三、變壓器的分類 按用途分：電力變壓器和特種變壓器。 按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按調(diào)壓方式分：無勵磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。 電源變壓器 電力變壓器 控制變壓器 接觸調(diào)壓器 三相干式變壓器 四、變壓器的結(jié)構(gòu)簡介 鐵心 —— 變壓器中主要的磁路部分，分為鐵心柱與鐵軛兩部分。 1— 低壓繞組 2— 高壓繞組 交疊式繞組 油浸式電力變壓器 1— 信號式溫度計 2— 吸濕器 3— 儲油柜 4— 油位計 5— 安全氣道 6— 氣體繼電器 7— 高壓套管 8— 低壓套管 9— 分接開關(guān) 10— 油箱 11— 鐵心 12— 線圈 13— 放油閥門 (1)、 額定容量 SN 額定容量是指額定運行時的視在功率 。 由于變壓器的效率很高 ， 通常一 、二次側(cè)的額定容量設(shè)計成相等 。 二次側(cè)的額定電壓 U2N 是指變壓器一次側(cè)加額定電壓時二次側(cè)的空載電壓 。 對三相變壓器 ， 額定電壓是指線電壓 。 對單相變壓器 對三相變壓器 (4)、 額定頻率 fN 除額定值外 ， 變壓器的相數(shù) 、 繞組連接方式及聯(lián)結(jié)組別 、 短路電壓 、 運行方式和冷卻方式等均標(biāo)注在銘牌上 。 NNNNNN USIUSI2211 。3 ??[例 ] 有一臺三相油浸自冷式鋁線電力變壓器， AkV1 6 0N ??S ?UU試求一次、二次繞組的額定電流。 一、空載運行的物理現(xiàn)象 如圖所示： 主磁通： Φ 漏磁通： Φ σ 1 第二節(jié) 變壓器的 空載運行 主磁通和漏磁通在性質(zhì)上的不同： 1） 由于鐵磁材料有飽和現(xiàn)象 ， 所以主磁路的磁阻不是常數(shù) ， 主磁通與建立它的電流之間呈非線性關(guān)系 。 而漏磁通僅在原繞組中感應(yīng)電動勢 ， 不能傳遞能量 ， 僅起壓降作用 。 空載運行時的電磁關(guān)系 二、變壓器中各量正方向的規(guī)定： 從理論上講 ， 正方向可以任意選擇 ， 因各物理量的變化規(guī)律是一定的 ， 并不依正方向的選擇不同而改變 。 在電機(jī)方向的學(xué)科中通常按習(xí)慣方式規(guī)定正方向 ， 稱為慣例 。 （ 2）副邊按發(fā)電機(jī)慣例：與正方向相同。 電壓 u1,u2的正方向表示電位降低 ， 電動勢e1,e2的正方向表示電位升高 。 當(dāng) u1與 i1同時為正或同時為負(fù)時 ， 表示電功率從原方輸入 ， 稱為電動機(jī)慣例 。當(dāng) u2和 i2同時為正或同時為負(fù)時 ， 電功率從副方輸出 ， 稱為發(fā)電機(jī)慣例 。 1） 當(dāng)不考慮鐵心損耗時 ， 勵磁電流是純磁化電流 ，用 來表示 。 i?i?i 當(dāng)磁通按正弦 規(guī)律變化時 ， 勵磁電流為尖頂波 ， 根據(jù)諧 波分析方法 ， 尖頂波可分解為基波和 7… 次諧波 。 這就是說 ， 由于鐵磁材料磁化曲線的非線性關(guān)系 ， 要在變壓器中建立正弦波磁通 ， 勵磁電流必須包含三次諧波分量 。 i 2） 當(dāng)考慮鐵心磁滯回線 ， 勵磁電流 0中還必須包含鐵耗分量 ， 即 或 = 這時激磁電流 將超前磁通一相位角 iIFe?I?0 ?? I?? IFe?I0II Fe22 ??I?0 ?四、 電動勢平衡方程式、等效電路及相量圖 10111 RIEEU???? ?????電勢平衡方程式 根據(jù)對正方向的規(guī)定，可以得到空載時電動勢平衡方程式： 與主磁通的感應(yīng)電勢同理， 漏磁通感應(yīng)的 電動勢 將漏感電動勢寫成壓降的形式 ： )90s i n(2c os 0111111 ??????? tEtNdtdNe m ???? ????01011 IIE jxLj??? ??????? ?mm fNNE????11111 ????00111 2 IINE m??? ?? 式中 Z1=R1+ 1σ —— 原繞組的漏阻抗。 這樣 ,變壓器原方的電動勢方程可寫成 11.0.1010 ZZZIEZmIU ?????? ??mmm jxRZ IE ??? ???01)( 101011 ZZIZIE mU ????? ????等效電路 ? 等效電路為 ： )( 101011 ZZIZIE mU ????? ???? R1是原繞組的電阻， 是對應(yīng)原繞組漏磁 路磁導(dǎo)的電抗，它們數(shù)值很小且為常數(shù)。當(dāng)頻率一定時，若外加電壓升高，則主磁通增大，鐵心飽和度程度 增加，磁導(dǎo)Λ m下降， 減小。反之 ,若外加電壓降低 ,則 Rm , 增大 .但通常外加電壓是一定的 ,在正常運行范圍內(nèi) (從空載到滿載 ) ?1xmmm NLx ??? 21??I20 I20xmx 主磁通基本不變，磁路的飽和程也基本不變，因而 Rm、 m可近似看著常數(shù)。 x空載運行的相量圖 空載時的基本方程為 ???????????????????????????????????rammIIIfNjEfNjEEUxIjrIEU0002211220101011m??rI0?aI0?0?I1?E2?E1??E10 rI?1?U10 xIj?例 一臺三相電力變壓器 ,一、二次繞組均 Y聯(lián)結(jié)， ???? 5526X, 514R, 9X, 6000V / 400V/UU, 100mm11N2N1??????? AKVS N每相參數(shù) 求： （ 1）變壓器一次繞組的額定電流 IN1及空載電流所占百分比值。 R1 Rm X1 Xm U1 I0 E1 解 :（ 1）額定電流和空載電流 AUSINNN 10100