机械工业出版社-电机学(变压器部分)-XXXX0314.pptx

第第 2 2 章章变变 压压 器器2.1 2.1 变压器工作原理和基本结构变压器工作原理和基本结构2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行何谓变压器空载运行？何谓变压器空载运行？何谓变压器空载运行？何谓变压器空载运行？变压器空载运行分析主要研究的问题是什么？变压器空载运行分析主要研究的问题是什么？变压器空载运行分析主要研究的问题是什么？变压器空载运行分析主要研究的问题是什么？变压器空载运行基本的分析方法是什么？变压器空载运行基本的分析方法是什么？变压器空载运行基本的分析方法是什么？变压器空载运行基本的分析方法是什么？1.1.1.1.变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行 按电动机惯例，吸收电功率按电动机惯例，吸收电功率按电动机惯例，吸收电功率按电动机惯例，吸收电功率和和和和1)1)1)1)按发电机惯例，发出电功率按发电机惯例，发出电功率按发电机惯例，发出电功率按发电机惯例，发出电功率和和和和4)4)4)4)3)3)3)3)、和和和和 ；、和和和和 、符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系 2)2)2)2)、和和和和 符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系1.1.1.1.变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行2.2.2.2.空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程绪论部分绪论部分2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行2.2.2.2.空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程*、都是最大值，一般都是最大值，一般都是最大值，一般都是最大值，一般 *、都是由激磁磁动势都是由激磁磁动势都是由激磁磁动势都是由激磁磁动势 产生的。产生的。产生的。产生的。2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行3.3.3.3.主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势1)1)1)1)主磁通及其感应电动势主磁通及其感应电动势主磁通及其感应电动势主磁通及其感应电动势假设主磁通正弦变化为假设主磁通正弦变化为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根据电磁感应定律根据电磁感应定律电动势有效值电动势有效值电动势有效值电动势有效值同理：同理：同理：同理：得：得：得：得：2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行3.3.3.3.主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势2)2)2)2)一次漏磁通感应电动势一次漏磁通感应电动势一次漏磁通感应电动势一次漏磁通感应电动势用相量表示用相量表示用相量表示用相量表示根据电磁感应定律根据电磁感应定律根据电磁感应定律根据电磁感应定律2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行3.3.3.3.主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势3)3)3)3)一次和二次绕组的电压方程一次和二次绕组的电压方程一次和二次绕组的电压方程一次和二次绕组的电压方程一般电力变压器，空载时绕组电阻压降和漏磁通压降很小，一般电力变压器，空载时绕组电阻压降和漏磁通压降很小，一般电力变压器，空载时绕组电阻压降和漏磁通压降很小，一般电力变压器，空载时绕组电阻压降和漏磁通压降很小，可忽略不计，这样变压器变比有可忽略不计，这样变压器变比有可忽略不计，这样变压器变比有可忽略不计，这样变压器变比有2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行4.4.4.4.激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位1)1)1)1)激磁电流激磁电流激磁电流激磁电流变压器空载运行时，铁心上只有一次绕组中的空载电流鼓励变压器空载运行时，铁心上只有一次绕组中的空载电流鼓励变压器空载运行时，铁心上只有一次绕组中的空载电流鼓励变压器空载运行时，铁心上只有一次绕组中的空载电流鼓励磁场，所以变压器的空载电流就是激磁电流磁场，所以变压器的空载电流就是激磁电流磁场，所以变压器的空载电流就是激磁电流磁场，所以变压器的空载电流就是激磁电流激磁电流激磁电流激磁电流激磁电流 包含两个分量，磁化电流分量包含两个分量，磁化电流分量包含两个分量，磁化电流分量包含两个分量，磁化电流分量 和铁耗电流分和铁耗电流分和铁耗电流分和铁耗电流分量量量量2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行4.4.4.4.激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位结论：磁路饱和时，励磁电流结论：磁路饱和时，励磁电流结论：磁路饱和时，励磁电流结论：磁路饱和时，励磁电流 的波形应该为尖顶波，其基波分量的波形应该为尖顶波，其基波分量的波形应该为尖顶波，其基波分量的波形应该为尖顶波，其基波分量和主磁通同相位。和主磁通同相位。和主磁通同相位。和主磁通同相位。2)2)2)2)磁化电流分量作用、波形及相位磁化电流分量作用、波形及相位磁化电流分量作用、波形及相位磁化电流分量作用、波形及相位2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行4.4.4.4.激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位3)3)3)3)铁耗电流分量作用及相位铁耗电流分量作用及相位铁耗电流分量作用及相位铁耗电流分量作用及相位激磁电流中磁化电流分量鼓励主磁场，主磁场在铁心磁路中激磁电流中磁化电流分量鼓励主磁场，主磁场在铁心磁路中激磁电流中磁化电流分量鼓励主磁场，主磁场在铁心磁路中激磁电流中磁化电流分量鼓励主磁场，主磁场在铁心磁路中交变时会产生铁耗，该损耗是有功损耗，且由激磁电流中的交变时会产生铁耗，该损耗是有功损耗，且由激磁电流中的交变时会产生铁耗，该损耗是有功损耗，且由激磁电流中的交变时会产生铁耗，该损耗是有功损耗，且由激磁电流中的铁耗电流分量铁耗电流分量铁耗电流分量铁耗电流分量 提供，相位上提供，相位上提供，相位上提供，相位上 和和和和 同相位。同相位。同相位。同相位。激磁电流用相量可表示激磁电流用相量可表示激磁电流用相量可表示激磁电流用相量可表示2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行5.5.5.5.激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程1)1)1)1)磁化电抗和铁耗电阻及其并联等效电路磁化电抗和铁耗电阻及其并联等效电路磁化电抗和铁耗电阻及其并联等效电路磁化电抗和铁耗电阻及其并联等效电路称为磁化电抗称为磁化电抗称为磁化电抗称为磁化电抗称为铁耗电阻称为铁耗电阻称为铁耗电阻称为铁耗电阻其中铁耗为其中铁耗为其中铁耗为其中铁耗为2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行5.5.5.5.激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程2)2)2)2)激磁阻抗及其串联等效电路激磁阻抗及其串联等效电路激磁阻抗及其串联等效电路激磁阻抗及其串联等效电路一般我们用一个串联阻抗一般我们用一个串联阻抗一般我们用一个串联阻抗一般我们用一个串联阻抗 代替上页图中的并联分支，即代替上页图中的并联分支，即代替上页图中的并联分支，即代替上页图中的并联分支，即所谓激磁方程所谓激磁方程所谓激磁方程所谓激磁方程称为激磁阻抗称为激磁阻抗称为激磁阻抗称为激磁阻抗称为激磁电阻称为激磁电阻称为激磁电阻称为激磁电阻称为激磁电抗称为激磁电抗称为激磁电抗称为激磁电抗其中其中其中其中2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行6.6.6.6.等效电路及相量图等效电路及相量图等效电路及相量图等效电路及相量图2.2 2.2 变压器空载运行变压器空载运行作业：作业：习题习题习题习题 2-1 2-1 2-1 2-1、2-22-22-22-2、2-32-32-32-32.3 2.3 变压器负载运行和基本方程变压器负载运行和基本方程1)1)1)1)何谓负载运行何谓负载运行何谓负载运行何谓负载运行1.1.1.1.负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程2.3 2.3 变压器负载运行和基本方程变压器负载运行和基本方程2)2)2)2)基本物理过程基本物理过程基本物理过程基本物理过程1.1.1.1.负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程二次接上负载阻抗二次接上负载阻抗二次接上负载阻抗二次接上负载阻抗 2.3 2.3 变压器负载运行和基本方程变压器负载运行和基本方程2.2.2.2.磁动势方程及一、二次电流关系磁动势方程及一、二次电流关系磁动势方程及一、二次电流关系磁动势方程及一、二次电流关系此式称为变压器磁动势平衡关系此式称为变压器磁动势平衡关系此式称为变压器磁动势平衡关系此式称为变压器磁动势平衡关系此式称为电流形式的磁动势平衡关系此式称为电流形式的磁动势平衡关系此式称为电流形式的磁动势平衡关系此式称为电流形式的磁动势平衡关系由于有由于有由于有由于有可得可得可得可得上式说明，当变压器负载时，一次侧将增加一个负载电流上式说明，当变压器负载时，一次侧将增加一个负载电流上式说明，当变压器负载时，一次侧将增加一个负载电流上式说明，当变压器负载时，一次侧将增加一个负载电流分量分量分量分量 ，其对应的磁动势，其对应的磁动势，其对应的磁动势，其对应的磁动势 以抵消二次侧负载电流以抵消二次侧负载电流以抵消二次侧负载电流以抵消二次侧负载电流 产生的磁动势产生的磁动势产生的磁动势产生的磁动势 。2.3 2.3 变压器负载运行和基本方程变压器负载运行和基本方程3.3.3.3.电压方程电压方程电压方程电压方程1)1)1)1)二次漏磁通、漏电抗及其感应的电动势二次漏磁通、漏电抗及其感应的电动势二次漏磁通、漏电抗及其感应的电动势二次漏磁通、漏电抗及其感应的电动势仿照一次电流产生漏磁通感应漏电动势的分析方法可得仿照一次电流产生漏磁通感应漏电动势的分析方法可得仿照一次电流产生漏磁通感应漏电动势的分析方法可得仿照一次电流产生漏磁通感应漏电动势的分析方法可得2.3 2.3 变压器负载运行和基本方程变压器负载运行和基本方程3.3.3.3.电压方程电压方程电压方程电压方程2)2)2)2)一、二次绕组的电压方程及变压器的基本方程一、二次绕组的电压方程及变压器的基本方程一、二次绕组的电压方程及变压器的基本方程一、二次绕组的电压方程及变压器的基本方程一、二次绕组的电压方程一、二次绕组的电压方程一、二次绕组的电压方程一、二次绕组的电压方程变压器的基本方程变压器的基本方程变压器的基本方程变压器的基本方程1.1.1.1.绕组归算绕组归算绕组归算绕组归算目的：希望获得一个既能反映变压器内部实际电气关系，又便目的：希望获得一个既能反映变压器内部实际电气关系，又便目的：希望获得一个既能反映变压器内部实际电气关系，又便目的：希望获得一个既能反映变压器内部实际电气关系，又便于工程计算的等效电路，来代替既有电路又有磁路和电磁感应于工程计算的等效电路，来代替既有电路又有磁路和电磁感应于工程计算的等效电路，来代替既有电路又有磁路和电磁感应于工程计算的等效电路，来代替既有电路又有磁路和电磁感应关系的是实际变压器。关系的是实际变压器。关系的是实际变压器。关系的是实际变压器。思路：虽然前期已经把一、二次漏磁通在绕组中感应的漏电动思路：虽然前期已经把一、二次漏磁通在绕组中感应的漏电动思路：虽然前期已经把一、二次漏磁通在绕组中感应的漏电动思路：虽然前期已经把一、二次漏磁通在绕组中感应的漏电动势用一、二次电流在对应的漏电抗上产生的等效的负压降来处势用一、二次电流在对应的漏电抗上产生的等效的负压降来处势用一、二次电流在对应的漏电抗上产生的等效的负压降来处势用一、二次电流在对应的漏电抗上产生的等效的负压降来处理了，但是还没有解决由于一、二次绕组的匝数不同导致的主理了，但是还没有解决由于一、二次绕组的匝数不同导致的主理了，但是还没有解决由于一、二次绕组的匝数不同导致的主理了，但是还没有解决由于一、二次绕组的匝数不同导致的主磁通在一、二次绕组中感应电动势和电流不同，所致无法把一、磁通在一、二次绕组中感应电动势和电流不同，所致无法把一、磁通在一、二次绕组中感应电动势和电流不同，所致无法把一、磁通在一、二次绕组中感应电动势和电流不同，所致无法把一、二次绕组直接建立电气连接的问题，因此需要进行绕组归算。二次绕组直接建立电气连接的问题，因此需要进行绕组归算。二次绕组直接建立电气连接的问题，因此需要进行绕组归算。二次绕组直接建立电气连接的问题，因此需要进行绕组归算。方法：通常把二次绕组匝数归算到一次侧，也就是把二次绕组方法：通常把二次绕组匝数归算到一次侧，也就是把二次绕组方法：通常把二次绕组匝数归算到一次侧，也就是把二次绕组方法：通常把二次绕组匝数归算到一次侧，也就是把二次绕组匝数变换成一次绕组匝数，但不改变一二次绕组之间电磁关系。匝数变换成一次绕组匝数，但不改变一二次绕组之间电磁关系。匝数变换成一次绕组匝数，但不改变一二次绕组之间电磁关系。匝数变换成一次绕组匝数，但不改变一二次绕组之间电磁关系。2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通过二次绕组磁动势过二次绕组磁动势过二次绕组磁动势过二次绕组磁动势 来产生的，因此把实际的二次绕组匝数来产生的，因此把实际的二次绕组匝数来产生的，因此把实际的二次绕组匝数来产生的，因此把实际的二次绕组匝数变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不变即可变即可变即可变即可 ，这样从一次侧来看，其电流、感应电动，这样从一次侧来看，其电流、感应电动，这样从一次侧来看，其电流、感应电动，这样从一次侧来看，其电流、感应电动势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。步骤步骤步骤步骤1 1 1 1：电流归算，由于归算前后磁动势不变：电流归算，由于归算前后磁动势不变：电流归算，由于归算前后磁动势不变：电流归算，由于归算前后磁动势不变 ，可，可，可，可得到二次电流的归算值得到二次电流的归算值得到二次电流的归算值得到二次电流的归算值1.1.1.1.绕组归算绕组归算绕组归算绕组归算2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图步骤步骤步骤步骤2 2 2 2：电动势归算，由于归算前后磁动势不变，因此变压器铁：电动势归算，由于归算前后磁动势不变，因此变压器铁：电动势归算，由于归算前后磁动势不变，因此变压器铁：电动势归算，由于归算前后磁动势不变，因此变压器铁心内主磁通也不会变，这样可得到二次电动势的归算值心内主磁通也不会变，这样可得到二次电动势的归算值心内主磁通也不会变，这样可得到二次电动势的归算值心内主磁通也不会变，这样可得到二次电动势的归算值步骤步骤步骤步骤3 3 3 3：二次阻抗归算，由于归算前后还要保证二次回功率关系：二次阻抗归算，由于归算前后还要保证二次回功率关系：二次阻抗归算，由于归算前后还要保证二次回功率关系：二次阻抗归算，由于归算前后还要保证二次回功率关系不变，这样可得到二次侧阻抗的归算值不变，这样可得到二次侧阻抗的归算值不变，这样可得到二次侧阻抗的归算值不变，这样可得到二次侧阻抗的归算值同理，得同理，得同理，得同理，得1.1.1.1.绕组归算绕组归算绕组归算绕组归算2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图步骤步骤步骤步骤4 4 4 4：把二次电压方程两边同时乘上变比：把二次电压方程两边同时乘上变比：把二次电压方程两边同时乘上变比：把二次电压方程两边同时乘上变比 ，可得二次电压，可得二次电压，可得二次电压，可得二次电压的归算值的归算值的归算值的归算值总结：归算后变压器的基本方程总结：归算后变压器的基本方程总结：归算后变压器的基本方程总结：归算后变压器的基本方程1.1.1.1.绕组归算绕组归算绕组归算绕组归算2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图2.T2.T2.T2.T形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路1)T1)T1)T1)T形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图2)T2)T2)T2)T形等效电路形形等效电路形形等效电路形形等效电路形 成过程总结成过程总结成过程总结成过程总结2.T2.T2.T2.T形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图2)T2)T2)T2)T形等效电路形形等效电路形形等效电路形形等效电路形 成过程总结成过程总结成过程总结成过程总结2.T2.T2.T2.T形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图3)3)3)3)近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路近似等效电路近似等效电路近似等效电路近似等效电路2.T2.T2.T2.T形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图简化等效电路简化等效电路简化等效电路简化等效电路：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：短路电抗为短路阻抗为短路阻抗为短路阻抗为短路阻抗3)3)3)3)近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路2.T2.T2.T2.T形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图3.3.3.3.变压器的相量图变压器的相量图变压器的相量图变压器的相量图已知已知已知已知2.4 2.4 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图作业：作业：习题习题习题习题 2-4 2-4 2-4 2-4、2-52-52-52-5、2-152-152-152-15、2-16 2-16 2-16 2-16、2-172-172-172-171.1.1.1.变压器空载试验变压器空载试验变压器空载试验变压器空载试验(求取求取求取求取 、)2.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定目的：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、铁损耗、铁损耗 及励磁阻抗及励磁阻抗及励磁阻抗及励磁阻抗 。A Aw wv v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：2.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定1.1.1.1.变压器空载试验变压器空载试验变压器空载试验变压器空载试验2.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定1.1.1.1.变压器空载试验变压器空载试验变压器空载试验变压器空载试验空载实验注意事项：空载实验注意事项：空载实验注意事项：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：；4 4 4 4）计算变压器参数、变比等时应用相值）计算变压器参数、变比等时应用相值）计算变压器参数、变比等时应用相值）计算变压器参数、变比等时应用相值2.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定2.2.2.2.变压器短路试验变压器短路试验变压器短路试验变压器短路试验（求取求取求取求取 、）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和短路阻抗和短路阻抗 。A Aw wv v2.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定2.2.2.2.变压器短路试验变压器短路试验变压器短路试验变压器短路试验短路实验注意事项及说明：短路实验注意事项及说明：短路实验注意事项及说明：短路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加电压与就是额定电流下短路试验外加电压与就是额定电流下短路试验外加电压与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，用额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，用额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，用额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，用 表示；电表示；电表示；电表示；电阻标幺值阻标幺值阻标幺值阻标幺值 用有功分量用有功分量用有功分量用有功分量 表示，电抗标幺值表示，电抗标幺值表示，电抗标幺值表示，电抗标幺值 用无功分用无功分用无功分用无功分量量量量 表示。表示。表示。表示。3 3 3 3）2.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定2.2.2.2.变压器短路试验变压器短路试验变压器短路试验变压器短路试验作业作业:习题习题习题习题 2-6 2-6 2-6 2-6、2-172-172-172-17、2-192-192-192-192.5 2.5 等效电路参数的测定等效电路参数的测定2.6 2.6 三相变压器三相变压器由于电力系统采用三相制来供电，因此三相变压器在电力系统由于电力系统采用三相制来供电，因此三相变压器在电力系统由于电力系统采用三相制来供电，因此三相变压器在电力系统由于电力系统采用三相制来供电，因此三相变压器在电力系统中应用极为广泛。然而，三相变压器正常运行时，可认为是在中应用极为广泛。然而，三相变压器正常运行时，可认为是在中应用极为广泛。然而，三相变压器正常运行时，可认为是在中应用极为广泛。然而，三相变压器正常运行时，可认为是在对称状态下运行，简称对称运行。所谓对称运行，即一次侧三对称状态下运行，简称对称运行。所谓对称运行，即一次侧三对称状态下运行，简称对称运行。所谓对称运行，即一次侧三对称状态下运行，简称对称运行。所谓对称运行，即一次侧三相电源电压对称，二次侧所接负载对称。这样变压器一、二次相电源电压对称，二次侧所接负载对称。这样变压器一、二次相电源电压对称，二次侧所接负载对称。这样变压器一、二次相电源电压对称，二次侧所接负载对称。这样变压器一、二次三相电流，三相主磁场，包括一、二次感应的三相电动势也对三相电流，三相主磁场，包括一、二次感应的三相电动势也对三相电流，三相主磁场，包括一、二次感应的三相电动势也对三相电流，三相主磁场，包括一、二次感应的三相电动势也对称。因此，对于三相对称运行的变压器可拿其中任一相来分析称。因此，对于三相对称运行的变压器可拿其中任一相来分析称。因此，对于三相对称运行的变压器可拿其中任一相来分析称。因此，对于三相对称运行的变压器可拿其中任一相来分析（通常（通常（通常（通常A A相），其分析结论很容易推广到其他两相。那么，前相），其分析结论很容易推广到其他两相。那么，前相），其分析结论很容易推广到其他两相。那么，前相），其分析结论很容易推广到其他两相。那么，前面分析单相变压器得到的结论同样适用于三相对称运行的变压面分析单相变压器得到的结论同样适用于三相对称运行的变压面分析单相变压器得到的结论同样适用于三相对称运行的变压面分析单相变压器得到的结论同样适用于三相对称运行的变压器。器。器。器。当然，三相变压器相比单相变压器也有其特殊的地方，下面就当然，三相变压器相比单相变压器也有其特殊的地方，下面就当然，三相变压器相比单相变压器也有其特殊的地方，下面就当然，三相变压器相比单相变压器也有其特殊的地方，下面就开始讨论三相变压器的几个特殊问题。开始讨论三相变压器的几个特殊问题。开始讨论三相变压器的几个特殊问题。开始讨论三相变压器的几个特殊问题。2.6 2.6 三相变压器三相变压器1)1)1)1)三相变压器组三相变压器组三相变压器组三相变压器组一种由三个单相一种由三个单相一种由三个单相一种由三个单相变压器组成的变变压器组成的变变压器组成的变变压器组成的变压器组；特点：压器组；特点：压器组；特点：压器组；特点：三相磁路彼此无三相磁路彼此无三相磁路彼此无三相磁路彼此无关，各相都有各关，各相都有各关，各相都有各关，各相都有各自的磁路。自的磁路。自的磁路。自的磁路。1.1.1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器三相变压器对称运行时有三相变压器对称运行时有三相变压器对称运行时有三相变压器对称运行时有2)2)2)2)三相心式变压器三相心式变压器三相心式变压器三相心式变压器1.1.1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器1.1.1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响2)2)2)2)三相心式变压器三相心式变压器三相心式变压器三相心式变压器其特点，三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭其特点，三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭其特点，三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭其特点，三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭合回路。合回路。合回路。合回路。1.1.1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三相变压器磁路结构对主磁通的影响。相变压器磁路结构对主磁通的影响。相变压器磁路结构对主磁通的影响。相变压器磁路结构对主磁通的影响。1.1.1.1.三相变压器的磁路三相变压器的磁路三相变压器的磁路三相变压器的磁路及对三相磁通的影响及对三相磁通的影响及对三相磁通的影响及对三相磁通的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器1.1.1.1.三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器结论结论结论结论1 1：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶：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涉及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路波磁通分解得到的基涉及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路波磁通分解得到的基涉及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路波磁通分解得到的基涉及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路闭合。闭合。闭合。闭合。1.1.1.1.三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器结论结论结论结论2 2 ：由于三相心式变压器的：由于三相心式变压器的：由于三相心式变压器的：由于三相心式变压器的三相主磁路彼此相关，所以平顶三相主磁路彼此相关，所以平顶三相主磁路彼此相关，所以平顶三相主磁路彼此相关，所以平顶波磁通分解得到的三次谐波磁通波磁通分解得到的三次谐波磁通波磁通分解得到的三次谐波磁通波磁通分解得到的三次谐波磁通不可能沿着铁心磁路闭合，会被不可能沿着铁心磁路闭合，会被不可能沿着铁心磁路闭合，会被不可能沿着铁心磁路闭合，会被挤到漏磁路中去，只能沿变压器挤到漏磁路中去，只能沿变压器挤到漏磁路中去，只能沿变压器挤到漏磁路中去，只能沿变压器变压器油、油箱壁等其它路径闭变压器油、油箱壁等其它路径闭变压器油、油箱壁等其它路径闭变压器油、油箱壁等其它路径闭合，这样三次谐波磁通所遇到的合，这样三次谐波磁通所遇到的合，这样三次谐波磁通所遇到的合，这样三次谐波磁通所遇到的磁阻显著增加，会大大削弱三次磁阻显著增加，会大大削弱三次磁阻显著增加，会大大削弱三次磁阻显著增加，会大大削弱三次谐波磁通的幅值，此种情况可认谐波磁通的幅值，此种情况可认谐波磁通的幅值，此种情况可认谐波磁通的幅值，此种情况可认为变压器的主磁通近似正弦波，为变压器的主磁通近似正弦波，为变压器的主磁通近似正弦波，为变压器的主磁通近似正弦波，而不是平顶波。而不是平顶波。而不是平顶波。而不是平顶波。2.6 2.6 三相变压器三相变压器2.2.2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响2.6 2.6 三相变压器三相变压器2.2.2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响单相变压器：单相变压器：单相变压器：单相变压器：正常运行时磁通最大值正常运行时磁通最大值正常运行时磁通最大值正常运行时磁通最大值 往往设计在铁心饱和段，往往设计在铁心饱和段，往往设计在铁心饱和段，往往设计在铁心饱和段，因此变压器空载时因此变压器空载时因此变压器空载时因此变压器空载时 与与与与 的关系是非线性的。的关系是非线性的。的关系是非线性的。的关系是非线性的。结论：结论：结论：结论：对于单相变压器，在磁路饱对于单相变压器，在磁路饱对于单相变压器，在磁路饱对于单相变压器，在磁路饱和情况下，和情况下，和情况下，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。2.6 2.6 三相变压器三相变压器2.2.2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波 电流外电流外电流外电流外 ，还有，还有，还有，还有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次等高次谐波电流次等高次谐波电流次等高次谐波电流次等高次谐波电流 、。在近似分析时认为尖顶。在近似分析时认为尖顶。在近似分析时认为尖顶。在近似分析时认为尖顶波的空载电流波的空载电流波的空载电流波的空载电流 可分解为基波电可分解为基波电可分解为基波电可分解为基波电流及流及流及流及3 3 3 3次谐波电流。次谐波电流。次谐波电流。次谐波电流。2.6 2.6 三相变压器三相变压器2.2.2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响各相三次谐波电流为各相三次谐波电流为各相三次谐波电流为各相三次谐波电流为空载电流波形结论：空载电流波形结论：空载电流波形结论：空载电流波形结论：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，决定了空载电流中的接，决定了空载电流中的接，决定了空载电流中的接，决定了空载电流中的3 3 3 3次谐次谐次谐次谐波电流不能流通，这样一次波电流不能流通，这样一次波电流不能流通，这样一次波电流不能流通，这样一次Y Y Y Y接的变压器空载电流接近正弦波。接的变压器空载电流接近正弦波。接的变压器空载电流接近正弦波。接的变压器空载电流接近正弦波。2)2)2)2)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D D D D接，决定了接，决定了接，决定了接，决定了3 3 3 3次谐波电流会在闭次谐波电流会在闭次谐波电流会在闭次谐波电流会在闭合的角接绕组内形成环流，这样一次合的角接绕组内形成环流，这样一次合的角接绕组内形成环流，这样一次合的角接绕组内形成环流，这样一次D D D D接的变压器各相空载电流接的变压器各相空载电流接的变压器各相空载电流接的变压器各相空载电流是尖顶波。是尖顶波。是尖顶波。是尖顶波。2.6 2.6 三相变压器三相变压器3.3.3.3.绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响1 1 1 1）YyYyYyYy三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器（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磁路饱和决定磁路饱和决定数学分解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，2.6 2.6 三相变压器三相变压器（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 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次谐波电势合成就是为一相的感应电动势次谐波电势合成就是为一相的感应电动势次谐波电势合成就是为一相的感应电动势次谐波电势合成就是为一相的感应电动势 ，那么合成电动势波形是什么样的？那么合成电动势波形是什么样的？那么合成电动势波形是什么样的？那么合成电动势波形是什么样的？1 1 1 1）YyYy