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第2章 变压器,变压器的结构及工作原理 变压器的功能及外特性 三相变压器 特种变压器 变压器使用中的问题,Y/Y6,练习：,Y/1,一、仪用互感器,互感器属测量装置，按变压器原理工作。 电力系统中的大电流、高电压有时无法直接用普通的电流表和电压表来测量，必须通过互感器将待测电量按比例减小后测量。 互感器具有两种作用：一是将高电量转换为能用普通标准仪表测量的电量；二是将仪表与高压电路隔离，保证仪表及人身安全。,§2-4 其他用途变压器,1、电压互感器,高压绕组作为原边绕组，与被测电路并联，匝数很多； 低压绕组作为副边绕组，与电压表（或功率表的电压线圈等）组成闭合回路，匝数较少。,电压互感器运行时相当于降压变压器空载运行。 如果仪表的个数不止一个，则各仪表的电压线圈都应该并联。 通常副边额定电压都统一设计成100V。,忽略漏阻抗：,注意： （1）测量精度：电压互感器的精度分为0.2，0.5，1.0和3.0四级。产生误差的原因是忽略漏阻抗和励磁电流。 （2）副边绕组的一端和铁芯必须可靠接地； （3）副边不允许短路，会产生很大的短路电流； （4）副边不能并联过多的仪表，以免电流过大引起较大的漏抗压降，影响精度。,低压绕组作为原边绕组，与被测电路串联，只有一匝或数匝 ； 高压绕组作为副边绕组，与电流表（或功率表和保护继电器的电流线圈）组成闭合回路，匝数很多。,2、电流互感器,相当于变压器运行在短路工作状态。 为了减小测量误差，铁心磁密很低（取B0.1T），励磁电流可忽略。 副边额定电流一般统一设计为1A或5A。 在工程中，50A以上的交流电路就应配用电流互感器。,励磁电流可忽略，根据磁势平衡关系可得,注意： （1）测量精度：电流互感器的精度分为0.2，0.5，1.0和3.0四级。 （2）副边绕组一端必须可靠接地； （3）工作时，副绕组不允许开路；开路时互感器成了空载状态，磁通高出额定时许多(1.4-1.8T)，除了产生大量铁耗，损坏互感器外，还在副边绕组感应出危险的高压，危及人身安全。 （4）副边回路中尽可能不要串入过多的测量和控制设备，以免增大误差。,测流钳是电流互感器的一种变形。 它的铁心如同钳子，用弹簧压紧。 测量时，压开钳子而引入被测导线。这时该导线就是一次绕组，二次绕组绕在铁心上并与电流表接通。 利用测流钳可随时随地测量线路中的电流，而不必像普通电流互感器那样必须固定在一处或者测量时要断开电路而将一次绕组串进去。,测流钳,其铁心上只有一个绕组，原边绕组的一部分兼作副边绕组。,二、自耦变压器,1、 自耦变压器的电压关系,U1/U2=N1/N2=k,则,（1）在同样的额定容量下，自耦变压器的主要尺寸小，有效材料（硅钢片和铜线）和结构材料都较节省，从而降低了成本。 （2） 因为材料消耗少，使得铜损和铁损也相应减少， 故自耦变压器的效率较高。 （3） 减小了变压器的体积、重量，有利于大型变压器的运输和安装， 且占地面积也小。 （4）一、二次绕组之间有电的直接联系，当一次侧过电压时，必然导致二次侧严重过电压，存在高低压窜边的潜在危险， 因此运行时一、二次侧都需装设避雷器，以防高压侧产生过电压时引起低压绕组绝缘的损坏。 ,小结：,避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物等避免雷击的装置。在高大建筑物顶端安装一个金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和，从而不会引发事故。,避雷器：能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。,§2-5 变压器的使用,一、变压器的铭牌数据,1、额定电压,原边额定电压 U1N是指原绕组上应加的电源电压； 副边额定电压 U2N 是指原边加额定电压时副边的空载电压。,三相：U1N、U2N，一次、二次侧的线电压,2、额定电流 I1N、I2N 变压器额定负载运行时，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,4、额定频率 我国的标准工频规定为50赫(Hz)。,变压器的额定视在功率，单位为kV或kVA。 三相变压器指三相总容量。,3、额定容量SN,例 某照明变压器的额定容量为500VA，额定电压为220V/36V。 求：（1）原、副边的额定电流； （2）在副边最多可接36V、100W的白炽灯几盏？,解:（1）原边额定电流 I1N=SN/U1N=500/220=2.27A 副边额定电流 I2N=SN/U2N=500/36=13.9A （2）每盏白炽灯的额定电流 IN=P/U=100/36=2.78A 最多允许接白炽灯的盏数为13.9/2.78=5盏,例 一台Yd11联接的三相变压器，额定容量SN=3150KV.A，U1N/U2N=35KV/6.3KV，试求一次、二次额定电流，一次额定 相电压，二次额定相电流。,解：,一次侧额定电流,二次侧额定电流,一次额定相电压,二次额定相电流,当电流流入（或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入（或流出）端称为同极性端。 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。,二、变压器绕组的极性( 同名端 ),方法一：交流法,把两个线圈的任意两端 (X - x)连接, 然后在 AX 上加一低电压 uAX 。,测量：,若 说明 A 与 x 或 X 与 a 是同极性端。,若 说明 A 与 a 或 X 与 x 为同极性端。,结论：,同极性端的测定方法,方法二：直流法,如果当 S 闭合时，电流表正偏，则 A-a 为同极性端;,结论：,如果当 S 闭合时，电流表反偏，则 A-x 为同极性端。,联接 23,变压器原一次侧有两个额定电压为 110V 的绕组：,三、线圈的接法,当电源电压为220V时：,励磁,联接 13， 2 4,电源电压为110V时：,励磁,问题1：在110V 情况下，如果只用一个绕组（N），行不行？,答：不行（两绕组必须并接）,一次侧有两个相同绕组的电源变压器(220/110)，使用中应注意的问题：,若两种接法铁心中的磁通相等，则：,问题2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？,结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端再通电。,答：有可能烧毁变压器,+,