变压器原理介绍图文ppt课件.ppt

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1、NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。第5章变压器5.15.1变压器概述变压器概述5.25.2变压器的空载运行变压器的空载运行5.35.3变压器的负载运行变压器的负载运行5.45.4变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图5.55.5变压器的参数测定与应用变压器的参数测定与应用5

2、.65.6三相变压器三相变压器5.75.7变压器的稳态运行变压器的稳态运行* *5.85.8变压器参数的标幺值与变压器的并联运行变压器参数的标幺值与变压器的并联运行5.95.9自耦变压器与互感器自耦变压器与互感器小结小结NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-1单相双绕组变压器的结

3、构示意图5.1变变 压压 器器 概概 述述5.1.1变压器的工作原理变压器的工作原理图5-1是一台单相双绕组变压器的结构示意图。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。当交流电压u1加到一次绕组上时，在铁心中产生主磁通，并在原副边感应电动势e1和e2。 其电路连接与磁路原理如图5-2所示。

4、图 5-2单相双绕组变压器的电路与磁路NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。根据电磁感应定律和右手螺旋定则，规定感应电动势和交变主磁通的正方向时有：一次绕组感应电势为 二次绕组感应电势为 式中：N1和N2分别为一、二次绕组匝数。各电量参考方向如图5-2所示。11ddeNt 22ddeNt

5、 NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。显然，一、二次绕组感应电动势e1、e2之比等于一、二次绕组匝数N1、N2之比，即1122eNeN引入变压器变比K的概念。K的大小可由下式计算： 可见，当电源电压u1确定时，若改变匝数比N1/N2，则可以获得不同数值的二次侧电压，以达到变压的目的。1

6、122eNKeNNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。NoImage5.1.25.1.2变压器的基本结构变压器的基本结构铁芯和绕组是组成变压器的两个主要部分。图5-3给出了油浸式电力变压器的总图。图 5-3三相油浸式双绕组电力变压器NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）

7、、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。三相油浸式双绕组电力变压器各主要部分的功能及结构如下所述。1. 铁芯铁芯图 5-4铁芯交叠装配图（a） 1，3，5，层；（b） 2，4，6，层NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网

8、应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-5斜接缝的交叠装配图（a） 第一层；（b） 第二层；（c） 两层叠加当前，大量采用高导磁、低损耗的冷轧硅钢片做铁芯。因其在轧制方向上导磁性能高，为此采用斜切角条片，叠成斜接缝的交叠装配方法，如图5-5所示。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、

9、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。变压器铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成。 在铁芯柱上套置一、二次绕组；铁轭是构成交变磁通闭合磁路必不可少的部分，铁芯结构的基本形式有芯式和壳式两种。图 5-6三相芯式变压器的铁芯与绕组NoImageNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以

10、网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-7单相壳式变压器示意图图5-7为单相壳式变压器的铁芯和绕组示意图。这种铁芯结构制造工艺复杂，使用材料较多。目前，只有容量很小的电源变压器使用这种结构。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”

11、。2. 绕组绕组绕组是变压器的电路部分，套置在铁芯柱上。变压器绕组形式可分为同心式或交叠式两类。同心式绕组是指高、低压绕组同心地套在铁芯柱上，一般低压绕组套在里面，高压绕组套在外面。国产电力变压器均采用这种结构。交叠式绕组都做成饼式，高、低压绕组互相交叠地放置，如图5-8所示。一般最上层和最下层的两个绕组都是低压绕组。较大型的电炉变压器常采用这种结构。3. 其它结构部件其它结构部件此外，油箱上还有引出线的绝缘套管、发生事故时报警的气体继电器、调节一次绕组匝数用的分接开关等部件。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支

12、撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。5.1.35.1.3变压器的型号与额定参数变压器的型号与额定参数每台变压器油箱上都装有铭牌，上面标注着该变压器的型号及有关数据。 铭牌数据是使用变压器的依据。变压器的型号由汉语拼音字母和数字按确定的顺序组合起来构成。例如：SL-1000/10，S表示三相；L表示铝线；1000表示额定容量为1000 kVA；10表示高压侧额定电压为10 kV。 NoImage第5章变

13、压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。1. 变压器的铭牌数据变压器的铭牌数据1） 额定容量SN SN指变压器的视在功率，单位为VA、kVA或MVA。对于双绕组的电力变压器，其一、二次侧绕组设计容量是相同的，所以SN=S1N=S2N。对于三相变压器，SN是指三相总容量。 2） 额定电压U1N/U2NU1N指电源

14、施加到一次绕组的额定电压；U2N指当一次绕组加U1N时，二次绕组开路（空载）时的二次绕组电压U20，所以U20=U2N。对于三相变压器，额定电压是指线电压，额定电压的单位为V或kV。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。3） 额定电流I1N/I2N变压器额定容量SN除以一、二次额定电压（

15、U1N或U2N）后，所计算出来的值即为额定电流（I1N或I2N），单位为A或kA。对于三相变压器，额定电流指线电流。 对于单相变压器 对于三相变压器 NN1N1N2N,SSIIUUNN1N2N1N2N,33SSIIUU4） 额定频率fN我国规定供电的工业频率为50 Hz。因此，所有电力变压器的额定频率均为50 Hz。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安

16、全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。解：解：3N1N1N3N2N2N100 109.62 A336000100 10144.34 A33400SIUSIU【例例5-1】有一台三相双绕组电力变压器，额定容量SN= 100 kVA，额定电压U1N/U2N=6000/400 V，试求一次、二次绕组的额定电流。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管

17、理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-9变压器的图形符号NoImage 2. 变压器的图形符号变压器的图形符号国家标准规定了电气图用的图形符号，变压器的图形符号如图5-9所示。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。5.1.4变压器的

18、分类变压器的分类按照用途可将变压器分为电力变压器和特种变压器两大类。升压变压器降压变压器配电变压器联络变压器厂用变压器电力变压器NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。整流变压器电炉变压器试验变压器中频变压器特殊变压器电焊变压器电源变压器阻抗匹配变压器脉冲变压器电流互感器电压互感器电抗器调

19、压器NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。变压器还可按相数分成单相、三相、多相，按绕组数分为双绕组、三绕组、多绕组，按绝缘方式分为油浸式、干式，还可按冷却方式分为自然冷却、风冷、水冷、强迫油循环冷却等各种形式。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）

20、三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。5.25.2变压器的空载运行变压器的空载运行图 5-10变压器空载运行NoImage5.2.15.2.1变压器空载运行原理变压器空载运行原理NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）

21、、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。从电路方面看，在一次侧，铁芯磁通和1在一次绕组中感应的电势分别为11ddeNt （5-1）式中，e1称为一次侧漏电势。根据图5-10中的正方向，依据基尔霍夫定律可得一次侧电路方程为u1=（e1+e1）+i0R1 （5-3）（5-2）111ddeNt NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）

22、、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。在二次侧，主磁通在二次侧感应的电势为（5-4）22ddeNt 同理，二次侧电路方程（二次此时开路）为u20=e2 （5-5）从磁路方面看，在不计漏磁通的情况下，变压器一次侧绕组产生的磁动势全部降在铁芯上。可见，变压器空载时其磁路关系比较简单。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇

23、）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。5.2.25.2.2变压器空载运行时的电势、电流及漏电抗变压器空载运行时的电势、电流及漏电抗1. 电势电势在大多数变压器中，空载电阻压降i0R1和漏电势e1都非常小，两者之和也只有电源电压u1的0.2%，感应电势e1非常接近电源电压u1。所以，当u1为正弦时，e1、e2也为正弦，因此主磁通可以认为是正弦，即主磁通可表示为=m sint （5-6）式中，m为主磁通的幅值。 NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（

24、社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。按图5-10所示各物理量的参考方向，主磁通在一次绕组中的感应电动势的瞬时值为同理，主磁通在二次绕组中感应电动势的瞬时值为（5-7）111m1m1dcossin(90 )2sin(90 )deNNtEtEtt 222m2m2dcossin(90 )2sin(90 )deNNtEtEtt （5-8）从式（5-7）、（5-8）

25、可见，一次、二次绕组感应电势e1、e2相位相同，两者均滞后主磁通90。用相量表示一、二次绕组中的感应电动势分别为NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。根据式（5-3），当忽略一次侧的电阻降和漏电势时，u1=e1，用相量表示时， ，而E1正比于主磁通幅值m，所以，当外加电压U1一定时，m就

26、基本确定。这就是交流磁路中的电压决定磁通原则。根据这一原则，若变压器外加电压U1不变，则其电动势E1、主磁通幅值m基本不变。（5-11）m11m22j4.44j4.44EfNEfN .11UE NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。电动势有效值为由式（5-9）、（5-10）可见，绕组感应

27、电动势的大小与电源频率f、绕组的匝数N以及主磁通幅值m的大小成正比。（5-9）1m11m1m24.442EEfNfN2m22m2m24.442EEfNfN（5-10）（5-11）m11m22j4.44j4.44EfNEfN NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。可以画出变压器空载运行时一

28、、二侧电压、电动势及主磁通的相量图。图 5-11变压器忽略电阻降和漏磁通时的空载运行相量图NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。2. 励磁电流励磁电流变压器空载电流i0的作用是激励并产生磁通，所以空载电流又称励磁电流。由于励磁电流产生的是交变磁通，而交变磁通会在铁芯中引起铁芯损耗（包括磁

29、滞损耗和涡流损耗），因而铁芯损耗所需的功率是由空载电流来提供的。所以，空载电流包括：产生磁通的电流分量为无功分量，称为磁化电流，用表示；提供铁损耗的电流分量称为有功分量，用表示。.I.FeINoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-12磁通为正弦时的磁化电流波形NoImageNoIm

30、age第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。由上图可见，变压器的励磁电流由无功分量和有功分量组成，即.I.FeI（5-12）220FeIII.0FeIII，即图 5-13变压器忽略电阻降和漏磁通时的电势、励磁电流相量图NoImageNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村

31、（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。3. 一次侧漏电势与漏电抗一次侧漏电势与漏电抗在分析变压器的过程中，变压器一次绕组漏磁通引起的漏电感用L1表示。由于变压器的漏磁路主要由空气、油等非磁性材料构成，因而漏磁通引起的漏电感L1可以认为是一个常数，这样一次绕组的漏电势e1可表示为由于变压器中的电流按正弦变化，因而式（5-13）写成复数形式为（5-13）（5-

32、14）10111ddddieNLtt .10110jjEILXI NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。X1=L1 （5-15）这里X1为一次绕组漏磁电抗，简称漏抗。由式（5-14）可见：漏电势可以表示成空载电流在一次绕组漏抗X1上的电压降，相位上滞后为90。这样，引入漏抗X1后，就将漏

33、磁通在一次绕组感应的电动势看成一次绕组的漏抗X1上的压降了，使问题相对简化。.1E.0I.0INoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。根据电路原理可知，L1=N21/R，其中R是漏磁路的磁阻。可见变压器制成后，匝数N1确定，而漏磁路又不会饱和（即R为常数），则漏电感L1随之确定。从式（5-

34、15）可见，若电源频率f1不变，则X1为常数。但是，如果将低频变压器用于高频，则漏抗增大就成为影响变压器正常工作的原因之一。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。4. 一次侧电势及励磁阻抗一次侧电势及励磁阻抗前面分析了产生的漏磁通1、漏抗X1及漏电势E1。而变压器空载时，漏磁通只是其磁路

35、中的一少部分，大量的是主磁通。主磁通感应的电动势可以用类似分析漏磁通的方法处理。从图5-13可见，励磁电流的有功分量和 同相位，因此，可以看成在一个电阻R上的压降，即（5-16）.0I.FeI.1E.1E.FeI.1FeEIR或.1FeEIRNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。而励磁电

36、流的无功分量滞后相位90，因此，也可以看成 在一个电抗X上的压降，即将式（5-16）、式（5-17）带入式（5-12），得 （5-18）.I.1E.1E.I.1jEIX.1Ej I X或.110Fe111(j)jEEIIIERXRX （5-17）NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。根据

37、电路原理，令复导纳，则式（5-18）可表示为对应电路可以用图5-14表示。（5-19）11jjYGBRX.001(j )IIEYGB.011(j )IE YE GB 或NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-14式（5-19）所示的电路图NoImageNoImage第5章变压器“雪

38、亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图5-14所示的电路在分析计算时有些不便，所以分析变压器电路时，常用电阻与电感的串联电路来表示，根据电路原理可得：式中，Zm为励磁阻抗； 表示铁耗的等效电阻，也称为励磁电阻，并且I20Rm=pFe； 表示励磁电抗，它反映了单位励磁电流产生主磁通的能力，受铁芯饱和的影响。 （5-2

39、0）mmm222211jj(j )()()GBZRXYGBGBGBm22()GRGBNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。根据，RFe为变压器铁芯磁阻，当磁路饱和时磁阻增大，Xm减小。若饱和程度确定，则励磁电抗Xm随即确定。在变压器正常运行状态下，电源电压U1为额定值，则变压器主磁通m为

40、确定值。 因此，磁路饱和程度及铁耗均可确定，相应地，励磁电阻Rm及励磁电抗Xm有确定值，Zm也有确定值。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。 在电力变压器中，ZmZ1，因此在额定电压下运行时，励磁电流I0主要取决于Zm的大小。为提高变压器性能，希望I0小些，因此，通常电力变压器Zm值设

41、计得较大。 采用励磁电阻Rm及励磁电抗Xm串联表示E1时有其电路如图5-15所示。 （5-21）NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-15式（5-21）所示的电路NoImageNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以

42、综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。5.2.3变压器空载运行时的电压方程、相量图和等效电路变压器空载运行时的电压方程、相量图和等效电路1. 空载时一次侧电路的电压方程空载时一次侧电路的电压方程根据式（5-3）、式（5-14）和（5-21），变压器一次侧电路的电压平衡方程式为Z1=R1+jX1 （5-23）式中，Z1为变压器一次绕组漏阻抗；X1为变压器一次绕组漏阻抗压降。（5-22）NoI

43、mage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。2. 空载时一次侧电路的相量图空载时一次侧电路的相量图根据以上对变压器空载运行的分析和式（5-22）、式（5-23），可以画出变压器空载时一次侧电路的相量图，如图5-16所示。图中取为参考相量，和的夹角0为空载运行时的功率因数角，090，即空载时变压器功率

44、因数很低，空载变压器主要从电源吸收无功电流建立主磁场，相当于电源的感性负载。NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。图 5-16变压器空载运行相量图NoImageNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格

45、化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。3. 空载时一次侧串联等效电路空载时一次侧串联等效电路根据以上对变压器空载运行的分析和式（5-22）、（5-23），可以画出变压器空载时一次侧等效电路，如图5-17所示。图 5-17变压器空载运行时的等效电路NoImageNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频

46、监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。【例例5-2】 一台三相变压器，SN=100 kVA，U1N/U2N= 6000 V/400 V；“Y，y”接法，每相参数Z1=R1+jX1=（4.2+j9.2） ，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）。计算：（1） 励磁电流与额定电流的比值；（2） 空载运行时的输入功率;（3） 一次侧相电压、相电动势及漏阻抗压降，并比较它们的大小。解：解：本例虽为三相变压器，但属对称运行的分析，故只需求解一相的

47、量。（1） 先求取额定电流I1N，再求取I0/I1N，即NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。由空载等效电路或电压方程可求I0，等效电路总阻抗为Zm+Z1=（4.2+j9.2）+（514+j5526）=518.2+j5535=5559.284.65所以NoImage第5章变压器“雪亮工程

48、雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。比值为（2） 空载输入功率：视在功率有功功率无功功率 NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台

49、、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。 比较P1和Q1可见，空载运行时电源送入变压器的功率主要是无功功率，用以建立变压器磁场。（3） 相电压、相电动势、漏阻抗压降及其比较：相电压相电动势漏阻抗压降 NoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防

50、控工程群众性治安防控工程”。上述数据表明，E1I0|Z1|，所以U1E1在工程应用中是比较精确的。 其比值为 0111Np1Np99.8%0.18%I ZEUUNoImage第5章变压器“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。5.35.3变压器的负载运行变压器的负载运行5.3.1负载时的磁动势平衡方程及一、二次侧电