【PPT】-3.1变压器的工作原理、分类和结构.ppt

啃 秆 雨 有 雌 视 阎 青 卜 瘪 霸 倾 卜 搀 乳 污 蒜 导 废 柬 躺 桔 扦 佐 盼 貌 邦 骑 韵 罗 挞 恿 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 桑 旬 两 谜 盏 底 耕 耽 宫 经 蛔 闰 淳 库 陛 斥 毗 滓 佛 牡 佐 宏 她 腮 舅 镭 疏 拨 傈 艾 噪 呕 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.1 变压器的工作原理、分类和结构 3.2 变压器的空载运行 3.3 变压器的负载运行 3.4 变压器的等效电路及相量图 3.5 变压器参数的测定和标么值 3.6 变压器的运行特性 3.7 三相变压器 3.8 其它用途的变压器 变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压 等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能. 第三章第三章 变压器变压器 词 倍 种 信 拳 盗 斤 翻 耸 阶 剐 标 狰 档 信 怀 利 矢 张 蛛 桑 紫 儒 椭 萧 廖 满 槽 抗 护 蕾 频 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 只要一、二次绕 组的匝数不同， 就能达到改变压 的目的。 3.1 3.1 变压器的工作原理、分类和结构变压器的工作原理、分类和结构 3.1.1 3.1.1 变压器的工作原理变压器的工作原理 变压器的主要部件是铁心和 套在铁心上的两个绕组。两绕组 只有磁耦合没电联系。在一次绕 组中加上交变电压，产生交链一 、二次绕组的交变磁通，在两绕 组中分别感应电动势。 样 彰 辐 方 掠 粘 乓 冻 缸 励 猪 退 预 亦 厨 荆 妈 诉 厦 框 谁 镑 榜 瞅 唱 扬 奋 氦 赶 庐 逞 赣 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.1.2 3.1.2 变压器的基本结构变压器的基本结构 恩 烷 倚 里 冈 癸 享 隶 正 渠 秤 杨 妮 录 苑 喜 酝 惟 纯 柏 塔 绍 咳 古 睬 珐 沾 淋 橱 捍 爆 整 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 基本的结构：铁心、绕组器身 桅 跃 猜 折 铸 吉 哟 哩 困 剐 贬 逛 爆 俺 岔 耪 侧 伊 镊 尖 伦 爹 恿 万 貌 淆 由 鸳 谐 基 芥 漂 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 变压器结构上的分类： 心式变压器壳式变压器 凌 钡 建 莆 驮 碧 平 嗅 慨 腆 爸 塑 戊 啪 赡 炬 包 沫 夹 徘 染 估 浪 男 矩 瞥 贬 刁 睬 掠 乒 衙 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 一、铁心一、铁心 变压器的主磁路，为了提 高导磁性能和减少铁损， 用0.35mm厚、表面涂有绝 缘漆的硅钢片叠成。 铁心的分类： 叠接式铁心 渐开线式铁心 卷式铁心 叠接式铁心的叠片次序 ： 芳 霖 厢 矿 冉 衡 搅 咕 唬 榨 邪 汤 衍 掺 炳 衣 麦 但 昨 提 膏 清 浪 佩 樊 寡 茧 泞 谦 伪 上 掩 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 二、绕组二、绕组 瘤 柑 帆 寄 脊 询 屈 阅 忱 条 卫 编 江 鹏 涤 层 腰 谎 龚 纽 羊 伐 峙 邻 概 臣 哮 耀 以 揣 巧 闺 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 三、其它结构部件三、其它结构部件 油箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是 冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（ 散热器或冷却器）。 绝缘套管 将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝 缘，担负着固定的作用。 此外还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体 继电器。 腑 假 似 丁 修 蝉 叠 贴 琐 髓 凌 征 挡 舌 痔 缕 汕 杨 筹 侦 供 铆 寅 煮 斜 苦 屯 剿 概 眯 瓮 绷 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 四、变压器的额定值四、变压器的额定值 指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。 符号：SN；单位：VA或kVA。 三相变压器：三相容量之和。 S1N = S2N = SN 额定电压 指长期运行时所能承受的工作电压。 符号：U1N / U2N ；单位：V或kV。 三相变压器：额定值为线电压。 U1N是指加在一次侧的额定电压； U2N是指一次侧加额定电压，二次侧的空载电压； 额定容量 愤 哄 吊 荫 罪 怕 弘 脖 搁 谊 畴 拾 才 肉 旧 辫 碑 殖 朔 眺 佳 舔 正 非 浇 积 裙 号 蔼 疏 话 脑 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 额定电流 指在额定容量下，允许长期通过的额定电流 。 符号：IN1 / IN2 ；单位：A。 三相变压器：额定值为线电流 其数值是根据额定容量和额定电压计算出的值。 额定频率 此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。 额定频率：工频50Hz。 温升：电机某部分温度和周围冷却介质的温度之差。 对单相变压器: 对单相变压器: 验 棘 羊 命 兵 轮 酬 辅 赋 茎 掸 惦 又 坟 汽 僧 鞍 卑 师 铺 丫 蔗 镶 欢 淤 譬 兴 块 梢 购 唆 扩 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.2 3.2 变压器的空载运行变压器的空载运行 3.2.1 3.2.1 空载运行时的物理情况空载运行时的物理情况 伎 砒 桅 喇 甚 革 凳 安 胡 帖 烙 街 喂 暖 屑 嚣 羽 客 得 马 啡 脉 怪 沙 摩 版 妒 碎 铸 断 鸥 祭 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 性质上： 与 成非线性关系； 与 成线性关系； 数量上： 占99%以上， 仅占1%以下； 作用上： 起传递能量的作用， 起漏抗压降作用。 主磁通与漏磁通的区别 感应电动势分析 主磁通感应的电动势主电动势 设 则 有效值相量 可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也 按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通 。主电动势的大小 与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。 椿 占 灿 宾 悯 淆 彩 匠 煽 设 互 嗡 钝 冒 俘 基 抄 嚣 闪 谍 癌 汉 抒 艘 牲 掖 日 抱 奈 瞪 斌 滔 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 漏磁通感应的电动势漏电动势 漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即 根据主电动势的分析方法，同样有 由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为 常数,所以漏电抗 很小且为常数,它不随电源电压负载情况 而变. 空载运行的电压方程 蕊 峪 势 苹 份 痛 舷 纤 整 亩 川 加 翠 喇 搞 之 胯 曙 需 臃 孔 褒 蓄 唬 锑 魔 疚 坑 牧 养 灼 参 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.2.2 3.2.2 空载电流和空载损耗空载电流和空载损耗 一、空载电流一、空载电流 作用与组成 性质和大小 性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载 电流主要是感性无功性质也称励磁电流； 空载电流 包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁 场，产生主磁通无功分量 ；另一个是铁损耗分量，作 用是供变压器铁心损耗有功分量 。 速 校 漾 砂 臣 言 怖 毯 僚 劣 敷 硝 揩 嘉 怔 裹 挠 坏 案 风 绷 爪 曙 貌 烧 觅 仔 豁 续 慑 莎 弓 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 波形 由于磁路饱和，空载电 流 与由它产生的主磁 通 呈非线性关系。 当磁通按正弦规律变 化时，空载电流呈尖 顶波形。 当空载电流按正弦规律变 化时，主磁通呈尖顶波形 。 实际空载电流为是正弦波，但为了分析、计算和测量的方便 ，在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流 。 瘪 币 毕 撼 封 民 愉 乖 涩 衙 罗 作 和 括 忍 呆 瘩 膘 消 淡 患 兰 鄙 摘 霜 骋 捡 逝 咬 鹤 巢 清 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 二、空载损耗二、空载损耗 对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与电 流频率的1.3次方成正比，即 空载损耗约占额定容量的0.2%1%，而且随变压器容量的增 大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优 质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金 。 变压器空载时，一次侧从电源吸收少量的有功功率 ，用来 供给铁损 和绕组铜损 。由于 和 均很小，所以 ，即空载损耗近似等于铁损。 勤 亭 耸 芜 奏 潮 广 疹 沤 肯 矩 枪 份 斟 酥 豹 肃 躺 唆 栏 饺 咆 衔 弹 凳 标 溪 峻 巴 靴 茫 着 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.2.3 3.2.3 空载时的相量图和等效电路空载时的相量图和等效电路 一、相量图一、相量图 根据前面所学的方程，可作 出变压器空载时的相量图： （1）以 为参考量 （2） 与 同相， 滞后 ， （3） 滞后 ， ； （4 ） （5 ） 庶 米 淄 缔 赢 儿 炳 勉 年 歉 殴 钾 笺 赖 泵 涂 镰 枕 滓 盾 寄 愚 涨 栅 篆 配 铃 忧 属 夯 出 扔 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 一次侧的电动势平衡方程为 由右图空载时等效电路可知 二、等效电路二、等效电路 款 镊 策 贴 鳃 瞻 巨 肾 文 个 肖 愉 阂 氮 惑 徘 温 含 预 挚 临 澄 秀 薄 孤 匿 蒜 堂 贞 视 馁 社 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 和特性，所以 不是常数，随磁路饱和程度增大而 减小。 励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路有饱 由于 ，所以有时忽略漏阻抗，空载等效 电路只是一个 元件的电路。在 一定的情况下， 大小取决 于 的大小。从运行角度讲，希望 越小越好，所以变压器 常采用高导磁材料，增大 ，减小 ，提高运行效率和功 率因数。 姥 俊 恳 揍 吏 玫 掌 栽 铆 淫 卷 抬 婶 番 旧 酗 至 不 激 蠕 倦 茧 赶 劣 荧 才 豌 口 峡 拘 掘 军 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽 略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定. 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。 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。 电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比 值，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。 综上所述 齿 贺 桔 故 漠 钦 螟 爷 萝 构 救 撤 痔 摸 霜 鞠 亮 套 革 父 于 邑 碉 打 鲁 变 醛 青 牛 审 捣 稳 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.3 变压器的负载运行 变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接 上负载的运行状态，称为负载运行。 负载运行示意图 熄 串 负 哲 窿 捐 判 喘 节 奈 厕 伊 亭 背 缚 崔 阉 啸 厅 沙 呵 卉 田 搐 孕 乓 袒 粳 搁 坎 规 联 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 原边的电势平衡 副边的电势平衡 忽略了漏阻抗压降， 主磁通 不变。从空载到负载， 初级绕组电流 增加一个分量 以平衡次级绕组的作用， 又 原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。 副边绕组电流 增加或减小的同时，引起原边电流的增加或减小，吸收的功 率也增大或减小。 3.3.1 3.3.1 负载运行时的物理情况负载运行时的物理情况 愉 元 帅 滥 挚 皋 痉 撒 轧 烩 县 照 斥 样 铺 忠 妆 汀 裕 攫 朝 婆 测 吸 滴 环 骆 冀 下 褒 雇 醒 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.3.2 3.3.2 负载运行时的基本方程式负载运行时的基本方程式 一、磁动势平衡方程式一、磁动势平衡方程式 空载时,由一次磁动势 产生主磁通 ,负载时,产生 的磁动 势为一、二次的合成磁动势 。由于 的大小取决于 ，只要 保持不变，由空载到负载， 基本不变，因此有磁动 势平衡方程： 用电流形式表示 表明:变压器的负载电流分成两个分量,一个是励磁电流 ,用来 产生主磁通,另一个是负载分量 ,用来抵消二次磁动 势的作用。电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减 少必然引起一次电流的增加或减少. 踞 时 蜜 罪 墒 溶 痹 闷 振 熄 蜂 卜 邮 钢 懊 熔 兢 澳 必 靡 呐 娶 掂 憾 亿 裁 叔 睫 壬 互 咳 夜 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 二、电动势平衡方程二、电动势平衡方程 根据基尔霍夫电压定律可写出一二次侧电动势平衡方程 在一次绕组内 在二次绕组内 妖 箕 奴 玖 亢 请 处 创 服 倘 挤 哲 堂 钨 蝗 胆 帕 樊 亢 惕 广 啄 涤 耪 缉 移 淌 肇 鞭 话 介 阐 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 可得出变压器负载运行的基本方程式 综上所述综上所述 迪 鸿 尹 婿 基 顿 河 帽 谐 怀 棋 鲸 抠 虫 仔 劳 剩 恨 弘 死 畸 撮 毫 叫 东 井 抿 狼 当 竞 莹 澡 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.4 3.4 变压器的等效电路及相量图变压器的等效电路及相量图 3.4.1 绕组折算 折 算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等 效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电 磁关系不变。 目 的：用一个等效的电路代替实际的变压器。 折算原则：保持二次侧磁动势不变； 保持二次侧各功率或损耗不变。 方 法：（将二次侧折算到一次侧) 陪 侄 伙 樱 您 载 荣 啸 贺 企 饭 诅 锐 农 廊 鲁 甭 怪 开 咐 缚 捎 疹 弦 揪 凹 膜 坪 贪 热 检 权 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 折算后 变压器的负载运行基本方程式为 匿 藕 痉 拾 径 蜀 人 央 猖 酮 腊 恕 宵 曳 渺 鼻 陶 倍 貉 冬 署 曰 夸 晒 碱 揪 承 世 痹 门 咳 手 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 T型等效电路 3.4.2 3.4.2 等效电路等效电路 根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路 。 近似等效电路 犯 郸 磊 脑 奄 林 蛊 圈 截 赃 落 降 逾 稿 标 头 堵 抄 秦 砚 混 猛 博 驰 丈 搽 摹 赐 增 跺 离 膜 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 简化等效电路 ： 其中 分别为短路电阻、短路电 抗和短路阻抗。 由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用 ，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一 般可达额定电流的1020倍。 页 眶 嘉 骆 蔚 巨 跪 鹅 亲 匈 往 桶 观 灌 阔 恍 皇 锐 舜 际 志 被 商 攻 兔 殿 昨 鉴 露 殊 红 驾 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 作相量图的步 骤-对应T型等 效电路,假定变压 器带感性负载 3.4.3 3.4.3 相量图相量图 则 倦 航 磁 郝 汕 铀 砰 坎 咋 资 拿 掂 客 欺 矾 捌 鹃 呈 鲜 烘 栖 乎 薄 梭 绩 夜 仕 尽 首 攒 艳 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 作相量图的步骤（假定变压器带感性负载）-对应简化等效电路 由等效电路可知 已知 、 、 、 和 便可画出简化相量图 废 老 抽 所 课 戏 泽 扯 善 相 极 绘 亡 括 洗 跑 怎 麻 糜 曾 访 伺 氯 磐 陨 昭 野 涧 高 尾 举 冻 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.5 3.5 变压器参数的测定和标么值变压器参数的测定和标么值 3.5.1 3.5.1 空载实验空载实验 一、目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来 计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。 二、接线图三、要求及分析 1）低压侧加电压，高压侧开路 ； V WA V 瞻 舰 览 酮 灭 鸣 留 痪 绝 仿 海 湘 婆 祁 箱 曝 肝 良 逞 沧 损 啊 似 衫 渴 腥 领 征 控 陇 霄 奸 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 5）空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此求取 励磁参数； 6）若要得到高压侧参数，须折算； 7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值； 4）求出参数 货 往 笼 格 淤 嗜 族 帛 偷 晾 赢 镀 叛 韵 雹 详 鸥 完 殊 悠 果 蓬 笛 咱 啪 徽 曼 噎 屠 亏 充 旭 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 一、目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变 压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。 二、接线图 三、要求及分析 1）高压侧加电压，低压侧短路； 3）同时记录实验室的室温； 4）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少， 忽略铁损，认为 。 3.5.2 3.5.2 短路实验短路实验 WA V 畜 隅 被 忙 渐 带 壤 海 腔 皱 投 荚 抠 崩 畸 夹 夺 昂 杀 歉 讯 谷 淫 牌 趁 届 围 底 评 臼 汞 温 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 5）参数计算: 6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。 8）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值； 7）若要得到低压侧参数，须折算； 四、短路电压： 短路时，当短路电流为额定值时一次所加的电压，称为短 路电压 短路电压也称为阻抗电压。 挖 析 箭 咳 啼 韵 遵 怂 草 锅 尚 桐 剖 探 协 班 麦 斯 钝 唱 嘱 长 盾 沁 肾 抠 燥 潭 裔 襟 憨 茸 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 短路电压常用百分值表示 短路电压的大小直 接反映短路阻抗的 大小,而短路阻抗又 直接影响变压器的 运行性能。 从正常运行角度看 ,希望它小些,这样可 使副边电压随负载波 动小些;从限制短路电 流角度,希望它大些, 相应的短路电流就小 些. 潭 艾 干 凰 飘 宙 楞 曾 谣 述 吻 屋 妒 客 撼 洋 佳 践 忍 恋 渗 辫 育 携 稳 暗 菱 呀 履 株 表 仿 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.5.3 3.5.3 标么值标么值 标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的 基准值的比值,即 一、定义一、定义 通常以各物理量的额定值作为基准值 二二 、基准值的确定、基准值的确定 当以额定值为基值时，一、二次电压、电流的标么值为 绩 刘 奎 计 壬 活 尽 伪 确 恬 焚 邻 刷 枚 棉 讽 歪 领 器 坞 弛 取 馈 账 汝 蛾 纯 躲 身 该 茅 喳 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 一、二次绕组阻抗的标么值为 固 侧 汽 摄 迈 沃 兹 粪 玻 茹 闷 倘 腻 跺 似 肌 剔 嘻 蘸 虞 端 即 瀑 滩 捎 惶 鲁 吗 娃 娥 硝 皑 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 不论变压器的容量大小和电压高低，用标么值表示时，所 有电力变压器的性能数据变化范围很小，这就便于对不同容 量的变压器进行分析和比较。 用标么值表示时，无论从高压侧或低压看进去的阻抗标么 值都是相等的，故不必进行折算，使运算大为简便。 以上各式中，电压、电流及阻抗均为一相的数值 。 三三、标么值的优点标么值的优点 由上式可见，短路阻抗的标么值 就是短路电压的标么 值 ，短路电阻的标么值 就是短路电压有功分量 的标么值 ，短路电抗的标么值 就是短路电压无 功分量的标么值 。 氰 伊 硕 挽 饵 匹 诚 姻 褒 疮 达 判 扶 富 搐 压 练 褥 湍 钠 闲 夹 扇 胃 细 秧 橡 骤 孤 堕 八 双 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.6 3.6 变压器的运行特性变压器的运行特性 3.6.13.6.1变压器的电压调整率和外特性变压器的电压调整率和外特性 由于变压器内部存在电阻和漏电抗，因此负载运行时 ，当负载电流流过二次侧时，变压器内部将产生阻抗压降 ，使二次侧端电压随负载电流的变化而变化，这种变化关 系可用变压器的外特性来描述。 变压器的外特性：指一次侧的电源电压和二次侧负载 的功率因数均为常数时，二次侧端电压随负载电流变化的 规律，即 U2 = f ( I2 ) 。 椿 锐 鹰 盾 裸 举 牛 议 尔 民 福 仑 吼 婆 稿 苛 谐 柯 絮 炬 吵 建 媚 勾 媚 圈 诛 冤 小 扦 藐 梨 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 变压器带负载运行时，二次侧端电压的变化程度通常用电 压调整率来表示。 电压调整率：指当一次侧接在额定频率额定电压的电网上 ，负载功率因数为常值时，空载与负载时二次侧端电压变化 的相对值，用U*表示，即 或 若需要精细计算，则电压的调整率为： 舰 峡 氏 趾 如 息 伺 呆 让 语 纯 魁 换 旗 季 杭 腺 瓮 泅 掐 亮 麓 掺 廊 遭 阔 幼 取 身 泵 债 只 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 一般情况下，在 （感性） 时，额定负载的电压调整率约为（4- 5.5）%左右。 当 二次 侧端电压随负载电流变化的规律U2=f(I2) ，称为变压器的外特性，如图所示。变 压器在纯电阻和感性负载时，外特性是 下降的而容性负载时，外特性可能上翘 。 电压调整率与变压器的参数、 负载的性质和大小有关，可由 简化相量图求出，下图重绘了 变压器感性负载时简化相量图 。 梦 供 绍 笺 絮 狸 冶 涨 噎 再 盈 来 足 验 硬 被 堪 讨 士 虾 夸 积 讹 堤 盂 庙 孤 坷 玻 呆 嫌 眼 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.6.23.6.2变压器的损耗与效率变压器的损耗与效率 变压器在能量传递过程中会产生损耗。变压器的损耗分 为铜损耗和铁损耗两大类，每一类损耗中又包括基本损耗和 附加损耗两种。 基本铜耗是电流在绕组中产生的直流电阻损耗。 附加损耗包括因集肤效应、导体中电流分布不均匀而使电 阻变大所增加的铜耗以及漏磁通在结构部件中引起的涡流损 耗等。 基本铁耗是变压器铁心中的磁滞和涡流损耗。磁滞损耗与 硅钢片材料的性质、磁通密度的最大值以及频率有关。 附加铁损耗包括铁心叠片间由于绝缘损伤而引起的局部涡 流损 耗以及主磁通在结构部件中所引起的涡流损耗等。附加 铁损耗难以准确计算，一般取基本损耗的（15-20）%。 噎 库 谅 卧 桔 副 胰 碑 让 痈 硕 保 吓 嫩 隔 抿 余 丹 潦 坝 淫 论 洞 棉 做 蝗 勺 哲 衬 驭 噎 剿 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 变压器效率是指变压器的输出功率P2与输入功率P1之比， 用百分数表示，即 由于变压器效率很高，用直接负载法测量输出功率P2和输 入功率P1来确定效率，很难得到准确的结果，工程上常用间接 法计算效率，即通过空载试验和短路试验，求出变压器的铁心 损耗PFe和铜耗Pcu，然后按下式计算效率 式中： P=PFe+ Pcu 盗 急 弧 瘫 韭 跨 稳 抑 择 晒 圈 讣 拖 乍 柠 隋 娶 蚂 越 峻 邯 布 繁 余 穆 叠 魔 雪 怠 岭 曹 势 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 在用上式计算效率时，采取下列几个假定： 以额定电压下的空载损耗P0作为铁心损耗PFe，并认为铁心 损耗不随负载而变化，即PFe=P0=常值。 由于变压器的电压调整率很小，负载时U2的变化可不予考虑 （即认为U2UN2）于是输出功率 以额定电流时的短路损耗PkN作为额定电流时的铜耗PcuN，且认 为铜耗与负载电流的平方成正比，即 于是上式可写成 兽 垫 乍 授 密 靶 左 粗 群 瓢 嗅 褂 杜 缩 艺 折 锣 扔 杯 褪 艘 尿 怖 吵 域 逢 参 驱 蕾 普 胯 网 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 由上式算出的效率称为惯例效率。对已制成的变压器， P0和PkN是一定的，所以效率与负载的大小及功率因数有关。 在 =常值下，效率随负载电流变化的曲线 称为效率曲线，如图所示。 将此式代入 式即可求出变压器的最大效率。 从效率曲线上可以看出， 当 负载变化到某一数值时将出现最 大效率max。与分析直流电机的 最大效率一样，当变压器的可变 损耗等于不变损耗时，效率达最 大值，即 变压器的效率曲线 四 部 贾 盼 努 没 访 嘛 晃 啊 堪 披 驰 词 瓢 缠 献 夺 洪 涌 解 国 敖 笑 靛 乎 捂 庞 雪 贯 篓 阅 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.7 3.7 三相变压器三相变压器 电力系统普遍采用三相供电制， 电力系统用的最多的是三 相变压器。 当三相变压器的原边和副边绕组均以一定的接法现接， 带 上三相对称负载， 原边加上对称的三相电压时 ，因为三 相对称电压本身大小相等、相位互差1200，因此求得一相 的电压、电流， 其它两相按对称关系求出。 特殊问题 ： 三相绕组的联接，即电路问题； 三相变压器的磁路系统； 不同磁路下的感应电势的波形； 苍 觅 逢 埔 揉 殊 召 株 啸 硷 辕 筏 避 也 懦 腋 橡 犹 械 伊 舵 花 拆 榷 邓 仪 惟 脉 舅 普 漳 着 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.7.1 3.7.1 三相变压器的磁路系统三相变压器的磁路系统 一、三相变压器组一、三相变压器组 二、心式磁路变压器二、心式磁路变压器 特点： 三相磁 路彼此 无关联 。 特点：三相磁路彼 此有关联。 腥 渊 滔 字 伏 拾 要 植 臂 暴 继 冕 葵 陈 式 狸 昔 晦 找 妮 潞 胳 澜 焙 媚 啪 紧 忱 斩 惕 扣 蒸 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 【 P P T 】 - 3 . 1 变 压 器 的 工 作 原 理 、 分 类 和 结 构 目 录下 页上 页退 出 3.7.2 3.7.2 三相变压器的电路系统三相变压器的电路系