第4章变压器PPT讲稿.ppt

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1、第4章变压器第1页，共51页，编辑于2022年，星期一第第4章章 变压器变压器l变压器是通过电磁感应原理，把变压器是通过电磁感应原理，把某一种电压等级的某一种电压等级的交流电交流电能转换能转换成成频率相同频率相同的另一种电压等级的的另一种电压等级的静止的能量变换设备。静止的能量变换设备。第2页，共51页，编辑于2022年，星期一41 概述概述l变压器分变压器分l电力变压器的用途：经济地输送电能；合理地分配电力变压器的用途：经济地输送电能；合理地分配电能；安全地使用电能。电能；安全地使用电能。l其它用途变压器其它用途变压器 发电厂发电厂(10kv)火力火力,水力水力,核能核能远距离传输电网远距离

2、传输电网 220500kv 用户地配电用户地配电 10kv380v电力变压器（用于电力传输的升、降压）电力变压器（用于电力传输的升、降压）其它用途变压器（特殊用途变压器）其它用途变压器（特殊用途变压器）特殊变压器（电炉、电焊、电热）特殊变压器（电炉、电焊、电热）控制变压器（脉冲、电源、整流）控制变压器（脉冲、电源、整流）测量变压器（电压、电流互感器）测量变压器（电压、电流互感器）第3页，共51页，编辑于2022年，星期一一、变压器的简单工作原理一、变压器的简单工作原理l下图为双绕组变压器，AX端与ax端分别为套在铁心上的两线圈l通过电磁感应实现两个电路之间的能量传递l当原边绕组接交流电源时，有

3、交变电流流通而建立磁势。在此磁势当原边绕组接交流电源时，有交变电流流通而建立磁势。在此磁势 作用下作用下,铁心中便产生交变的磁通铁心中便产生交变的磁通,由电磁感应定律：由电磁感应定律：ewd/dt 可知，在副边绕组中会感应同频率的交变电势可知，在副边绕组中会感应同频率的交变电势e2。l副边绕组感应电势与其匝数成正比，所以，改变副边绕组的匝数就副边绕组感应电势与其匝数成正比，所以，改变副边绕组的匝数就 改变了副边绕组的电压，去满足各种不同用电的需要。改变了副边绕组的电压，去满足各种不同用电的需要。A 1X 12 a2 x电源i1e1e2N1 N2i2负载 原边_一次侧电源侧 初级_ 副边_二次侧

4、负载侧 次级_第4页，共51页，编辑于2022年，星期一理想变压器理想变压器l首先看简化的变压器首先看简化的变压器理想变压器理想变压器条件：条件：绕组电阻绕组电阻 r0 铁损铁损 pFe0 耦合系数耦合系数 k1l这样变压器原边加这样变压器原边加 u u1 1ii1 1l在理想变压器中忽略了在理想变压器中忽略了 r 和和 pFe后后 u1e1一般变压器空载时一般变压器空载时,i1很小忽略漏阻抗压降后很小忽略漏阻抗压降后 u2e2可认为：可认为：e1N1d/dte2N2d/dt*变比第5页，共51页，编辑于2022年，星期一二、变压器的分类二、变压器的分类 双线圈双线圈l电力变压器电力变压器 单

5、线圈单线圈 多线圈多线圈l其它用途变压器（特殊、控制、测量）其它用途变压器（特殊、控制、测量）三、变压器的结构三、变压器的结构l电力变压器由铁心、线圈、油箱和绝缘套管等部分组成。电力变压器由铁心、线圈、油箱和绝缘套管等部分组成。铁心：是变压器的主磁路，通过交变磁通，传递能量。铁心：是变压器的主磁路，通过交变磁通，传递能量。l为了提高导磁性能和降低涡流损耗，采用为了提高导磁性能和降低涡流损耗，采用0.350.5mm涂有绝缘涂有绝缘漆的硅钢片叠成（有的脉冲变压器用导磁性能更高、磁损失更低漆的硅钢片叠成（有的脉冲变压器用导磁性能更高、磁损失更低的铁粉芯软磁材料）的铁粉芯软磁材料）l为了减少缝隙，减少

6、磁阻和励磁电流，增大强度，铁心片采取为了减少缝隙，减少磁阻和励磁电流，增大强度，铁心片采取交叉叠放；交叉叠放；l为了方便绕制，减少截面，铁心采用方形和圆形相结合。为了方便绕制，减少截面，铁心采用方形和圆形相结合。升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器壳式壳式芯式芯式第6页，共51页，编辑于2022年，星期一三、变压器的结构三、变压器的结构绕组绕组(线圈线圈)是变压器的电路是变压器的电路,由绝缘扁导线或圆导线绕成。由绝缘扁导线或圆导线绕成。同心式同心式高低压绕组同心地套装在铁心上。高低压绕组同心地套装在铁心上。交叠式交叠式高低压绕组互相交叠放置在铁心上。高低压绕组互相交叠放置在铁心上。油箱：用

7、钢板焊接成，油箱：用钢板焊接成，内放置变压器铁心绕组，并内放置变压器铁心绕组，并充满变压器冷却油。循环强充满变压器冷却油。循环强迫冷却，确保变压器温升不迫冷却，确保变压器温升不超过许可值。超过许可值。其它构件：瓦斯继电器其它构件：瓦斯继电器（气体继电器），储油柜（气体继电器），储油柜（膨胀器），测温器和绝缘（膨胀器），测温器和绝缘管套等。管套等。第7页，共51页，编辑于2022年，星期一四、变压器的额定值四、变压器的额定值（铭牌数据）（铭牌数据）额定容量额定容量SN（视在功率）【（视在功率）【KVA】对于单相变压器：对于单相变压器：S SN NU U1N1NI I1N1NU U2N2NI I2

8、N2N 对于三相变压器：对于三相变压器：S SN N3 U3 U1N1NI I1N1N 3 U 3 U2N2NI I2N 2N 额定电压额定电压U1N，U2N 为线间一次侧或二次测电压；为线间一次侧或二次测电压；额定电流额定电流I1N，I2N 为一次侧或二次测线电流。为一次侧或二次测线电流。空载电流空载电流 I0%短路电压短路电压(阻抗电压阻抗电压)Uk表示绕组在额定运行情况下的电压降落。表示绕组在额定运行情况下的电压降落。空载损耗：空载损耗：p0 铁损铁损 短路损耗：短路损耗：px 铜损铜损 另外还有额定频率、连接组标号、相数另外还有额定频率、连接组标号、相数m m、运行方式、冷却方、运行方

9、式、冷却方式、额定温升式、额定温升第8页，共51页，编辑于2022年，星期一42 变压器的空载运行变压器的空载运行l变压器原边接到变压器原边接到UN（fN）电网上，副边绕组开路运）电网上，副边绕组开路运行，称变压器空载运行。这是变压器运行的行，称变压器空载运行。这是变压器运行的 一种极一种极限状态，二次侧没电流，运行情况比较简单，便于分限状态，二次侧没电流，运行情况比较简单，便于分析研究。析研究。因此讲授过程为：因此讲授过程为：l先空载先空载再负载再负载单相单相三相。三相。l由简到繁，由特殊到一般的研究方法，便于大家理由简到繁，由特殊到一般的研究方法，便于大家理解变压器的本质解变压器的本质电磁

10、间关系。电磁间关系。第9页，共51页，编辑于2022年，星期一一、空载时的电磁状况一、空载时的电磁状况l电磁关系电磁关系：i0 r1u1i0N1i0l主磁通主磁通：交链原副边绕组的磁通：交链原副边绕组的磁通,起传递电能量的作起传递电能量的作 用用,占总磁通量占总磁通量99以上；以上；l漏磁通漏磁通1：只交链副边绕组的磁通：只交链副边绕组的磁通,占量不到占量不到1。漏磁通不能传递能量，只在原边感应电势e1，起电压降的作用。1 e1e1e2A 1X 1e1e2N2i20u20u1i01N1e1第10页，共51页，编辑于2022年，星期一二、各电磁量正方向的规定二、各电磁量正方向的规定l为表达各电量

11、的相量关系为表达各电量的相量关系,便于分析计算便于分析计算,必须先定正方向必须先定正方向.l原边（电动机惯例）将变压器视为电网的负载，相当用电器按用电原边（电动机惯例）将变压器视为电网的负载，相当用电器按用电惯例规定各量的正方向。惯例规定各量的正方向。l将将U1的正方向从的正方向从A到到X，电流，电流i0亦从亦从A流向流向X，功率由电网流入变压，功率由电网流入变压器这就是器这就是 电动机惯例。电动机惯例。l副边（发电机惯例）对外负载相当一个电源。副边（发电机惯例）对外负载相当一个电源。l电流电流i2与电动势与电动势e2正方向一致；正方向一致；l加在外负载的电压加在外负载的电压u2与与i2正方向

12、相同。正方向相同。A 1X 1e1e2N2i2u20u1i01N1e1第11页，共51页，编辑于2022年，星期一三、磁通、电动势与空载电流三、磁通、电动势与空载电流l 磁通磁通设：msint 为参考相量为参考相量(能联系原副方的电压能联系原副方的电压,流关系流关系)l 电势电势（根据电磁感应定律和上面规定的正方向）e1E1msin（t90）（V）其中：最大值E1m N1m2f1 N1m 有效值 E1 E1m/24.44 f1 N1m类似有 e2E2msin（t90）（V）lE2m N2m2f1 w2mlE2 E2m/24.44 f1 w2m原方漏电势e1E 1 msin（t90）lE1 m

13、N11m2f1 N11mlE1 E1 m/24.44 f1 N11mE1可表示为一个电抗压降E1j I0L1 j I0 X1 反映漏磁通的电感系数X1简称漏感抗第12页，共51页，编辑于2022年，星期一空载电流空载电流 i i0的波形的波形l忽略空载损失忽略空载损失,i,i0 0 纯粹为建立磁场的无功电流纯粹为建立磁场的无功电流称磁化电流。称磁化电流。l当外加电压是正弦时，磁通波形基本上是正弦的，而磁通是空载电流当外加电压是正弦时，磁通波形基本上是正弦的，而磁通是空载电流i0产生的，产生的，那么空载电流是什么样的波形？那么空载电流是什么样的波形？l与i0关系由变压器铁心的磁化曲线决定的。l只

14、考虑磁饱和作用（基本磁化曲线）不考虑空载损失：只考虑磁饱和作用（基本磁化曲线）不考虑空载损失：l既考虑磁饱和，又考虑磁滞损失（磁滞回线）既考虑磁饱和，又考虑磁滞损失（磁滞回线）第13页，共51页，编辑于2022年，星期一四、电势平衡方程四、电势平衡方程,等效电路及相量图等效电路及相量图l原方：U1(E1+E1)+I0 r1 E1I0r1-(-I0 j x1)E1I0(r1 j x1)E1 I0 Z1l式中式中Z1r1j X1 原绕组漏阻抗l副方：U20 E2l变比 K l若将E1也用电路参数表示：则lE1 I0 Zm I0(rm j xm)l U1 I0 Zm I0 Z1l其中：其中：Z Zm

15、 m 励磁阻抗励磁阻抗 数量上 Zm Z1 x xm m 励磁电抗励磁电抗 对应于主磁通的电抗 r rm m 励磁电阻励磁电阻 反映铁心损耗的一个等效电阻(虚拟电阻)E1E2N1N2U1U2I0U1E1x1r1I0r1I0U1I0 jX1E2E1-E1m第14页，共51页，编辑于2022年，星期一43 变压器的负载运行变压器的负载运行一、物理状况一、物理状况变压器从空载变压器从空载负载负载最明显是副方的变化最明显是副方的变化l副方：副方：电流从电流从0 I2磁势从磁势从0 I2N2l原方：原方：电流从电流从I0 I1 （I1 I0）磁势从磁势从I0N1 I1N1l由于由于u u1 1不变不变

16、u u1 1EE1 14.44 f4.44 f1 1N N1 1m m 因此因此m m不变不变 I1 I0 I1 I1N1 I2N2A 1X 12 a2 xi1e1e2i212e1e2u1u2第15页，共51页，编辑于2022年，星期一二、变压器的基本方程式二、变压器的基本方程式l空载时空载时 I0N1 m ml负载时负载时 I1N1+I2N2 m ml考虑考虑m m不变，于是有：不变，于是有：I1N1+I2N2 I 0 N1或写成：或写成：I1N1 I 0 N1(I2N2)为抵消副方磁势对主磁通的影响 产生主磁通的励磁磁势l磁势平衡方程磁势平衡方程 I1 I 0（N2/N1 I2）励磁电流

17、负载电流l原方电势方程原方电势方程 U1 E1r1I1jX1I1E1I1Z1 l副方电势方程副方电势方程 U2 E2r2I2jX2I2E2 I2Z2 l负载伏安方程负载伏安方程 U2 I2Zfz l励磁电压方程励磁电压方程 E1 I0Zm l匝数比方程匝数比方程 E1/E2 N1/N2 k l应用以上方程联立求解，可对变压器进行定量计算；l但求解的六个方程组为复数方程，计算十分复杂。第16页，共51页，编辑于2022年，星期一三、折算三、折算（引入新的方法）（引入新的方法）l折算的原理是:将二次侧磁的影响,折算到一次侧,用电路元件等效。这样使两个电路一个磁路的变压器化为单纯的等效电路，计算变压

18、器的电量变为解简单的电路。l折算是一种不改变变压器电磁过程的方法,在折算前后变压器的磁势、磁场、功率、损耗均不变。绕组折算（由副方向原方折算绕组折算（由副方向原方折算N2 N1）亦可亦可N N1 1 N N2 2电压和电势折算电压和电势折算 原则：原则：m m 不变不变 l须将二次侧须将二次侧E2折算到一次侧记为折算到一次侧记为E2且等于且等于E1，E2 E2 E1l须将二次侧须将二次侧U2折算到一次侧记为折算到一次侧记为U2 U2 U2 l Kl E2 K E2l同理：同理：E2 K E2 U2 K U2E2E2E1E2N1N2第17页，共51页，编辑于2022年，星期一变压器的折算变压器的

19、折算电流折算电流折算（原则：磁势不变）（原则：磁势不变）lI2 N1 I2 N2 I2 I2 I2 阻抗折算阻抗折算（原则：功率不变）（原则：功率不变）l折算到一次侧的损耗不变折算到一次侧的损耗不变 r2 r2 r2 k2r2 l同理：同理：X2 k2X2，Z2 k2Z2，Zfz k2ZfzN1N21KI22I22 I22I22/k2第18页，共51页，编辑于2022年，星期一变压器折算的归纳变压器折算的归纳l归纳：归纳：副方折算到原方副方折算到原方 原方折算到副方原方折算到副方 单位为单位为“伏伏”乘以乘以K 单位为单位为“伏伏”除以除以K 单位为单位为“安安”除以除以K 单位为单位为“伏伏

20、”乘以乘以K 单位为单位为“欧欧”乘以乘以K2 单位为单位为“欧欧”除以除以K2第19页，共51页，编辑于2022年，星期一折算前后的变压器电路折算前后的变压器电路l未折算前的变压器电路未折算前的变压器电路 为两个电路和一个磁路为两个电路和一个磁路l将副方的电势和阻抗参数将副方的电势和阻抗参数折算到原方的折算到原方的“T”型等值电路。型等值电路。l且且E1 I0（rmj xm）I1U1E1x1r1I2E2U2r2x2ZfzI1U1E1=E2x1r1I2U2r2x2Zfzrmxm第20页，共51页，编辑于2022年，星期一简化的变压器等值电路简化的变压器等值电路l在漏阻抗上压降很小，在漏阻抗上压

21、降很小，忽略忽略 I0Z1后为后为型等值电路型等值电路l实际运行时实际运行时 I0 I1，可，可将将 I0忽略不计，即去掉励磁忽略不计，即去掉励磁支路，将变压器简单为阻抗支路，将变压器简单为阻抗串联电路。串联电路。其中：其中：rk=r1+r2 短路电阻 xk=x1+x2 短路电抗 Zk=r1+j xk 短路阻抗I1U1x1r1I2U2r2x2ZfzxmI1U1xk=x1+x2rk=r1+r2I2U2ZfzrmI0第21页，共51页，编辑于2022年，星期一四、变压器负载时相量图四、变压器负载时相量图l主要画主要画“T”型等值电路的相量图型等值电路的相量图l基本方程有：基本方程有：U1 E1I1

22、Z1 U2 E2 I2Z2 I1 I 0(I2)E1 I0Zm U2 I2Zfzl画相量图的步骤：画相量图的步骤：(设设Zfz为感性负载为感性负载)l画出参考相量画出参考相量l根据根据E1=E2=-j4.44f1N1m画出画出E1=E2l根据根据 E2U2I2Z2画出画出I2、U2 l由由 I0E1/Zm画出画出 I0l由由 I1 I 0(I2)画出画出 I1 l由由 U1 E1I1Z1画出画出U1I1U1E1=E2x1r1I2U2r2x2ZfzrmxmI0r1I0U1I0 jX1E1=E2-E1mI1-I2I2U2I2r2jI2X2第22页，共51页，编辑于2022年，星期一44 变压器参数

23、的测定变压器参数的测定l由变压器等值电路，便可对变压器运行性能进行由变压器等值电路，便可对变压器运行性能进行具体的分析和计算，但必须知道等效电路中的各具体的分析和计算，但必须知道等效电路中的各个参数；个参数；l这些参数在变压器设计时可用计算的方法得到这些参数在变压器设计时可用计算的方法得到,但生产但生产厂家并不在铭牌中标出，用户需用试验的方法来测定这厂家并不在铭牌中标出，用户需用试验的方法来测定这些参数。些参数。l试验的方法试验的方法空载试验空载试验短路试验短路试验第23页，共51页，编辑于2022年，星期一一、空载试验一、空载试验 可测定k,I0,p0,rm,xm,Zml一般电力变压器常用降

24、压变压器，一般电力变压器常用降压变压器，一次侧电压很高，为了安全起见，常一次侧电压很高，为了安全起见，常在低压侧进行空载试验。在低压侧进行空载试验。l方法：方法：副方调节电压从副方调节电压从00至原方至原方电压电压U1U1e时记录时记录U1,P0,I0,U20l目的：目的：由测得数据计算：由测得数据计算：Z0 U1/I0 z1 zm zm r0 P0/I0 r1 rm rm x0 z02 r02 x1 xm xm K K U1/U20l注意：注意：电源一般接低压侧；电源一般接低压侧；画原边看的等值电路画原边看的等值电路rm,Xm需折算到高压侧；需折算到高压侧；读取读取P0,I0值应在值应在 U

25、1为额定值时；为额定值时；三相变压器测出的三相变压器测出的 P0应除的应除的3方得单相的。方得单相的。v1uv2wA*A aX x第24页，共51页，编辑于2022年，星期一二、短路试验二、短路试验 可测定铜耗可测定铜耗p pk k,短路阻抗短路阻抗z zk kl将副边绕组短路将副边绕组短路,使使U20 0在原边绕组上加短路电压。在原边绕组上加短路电压。l方法：电源加在高压侧方法：电源加在高压侧,调节调节输入电压输入电压U1使得使得 I1从从01.3 I1e(而不能使而不能使U1U1e)测测记记Pk,Ik,Ukl目的：目的：由测得数据计算：由测得数据计算：Zk Uk/Ik Z1 Z2 Zk/2

26、 rk pk/Ik2 可近似分出可近似分出 r1 r 2 rK/2xk zk2 rk2 x1 x2 xk/2l注意：注意：l电源加在高压测；电源加在高压测；l取取I Ik kI I1e 1e r rk75 k75=r=rk k=-=-l电阻电阻r rk k、Z Zk k折算至折算至7575一般电力变压器在额定电流下的短路损耗一般电力变压器在额定电流下的短路损耗pkpk为额定容量的为额定容量的0.40.44,4,并随变压器容量的增大而下降。并随变压器容量的增大而下降。vuwA*A aX x234.5+75234.5+第25页，共51页，编辑于2022年，星期一三、短路电压与变压器的标幺值三、短路

27、电压与变压器的标幺值l在短路试验时：在短路试验时：I Ik k=I I1N 1N 短路电压短路电压 uk k=I I1N 1N Z Zk75k75 l标幺值的表示方法：标幺值的表示方法：百分值：百分值：U Uk k 100%100%相对值：相对值：l标幺值标幺值 绝对值绝对值 基值基值lUk*Zk*l也即：短路电压的标幺值短路阻抗的标幺值也即：短路电压的标幺值短路阻抗的标幺值UkU1NI1N Zk75 U1NUkU1NZk75 U1N I I1NZk75 Z ZN第26页，共51页，编辑于2022年，星期一变压器的标幺值变压器的标幺值l标幺值为某一物理量的实际值（随意值）比上基准值标幺值为某一

28、物理量的实际值（随意值）比上基准值优点：优点：某一量的标幺值无论从原方还是副方看相同；某一量的标幺值无论从原方还是副方看相同；便于比较变压器间的特性和参数大小；便于比较变压器间的特性和参数大小；可使计算工作简化。可使计算工作简化。电压标幺值：电压标幺值：原边看原边看：U1k*u1kU1N副边看：副边看：U2k*-U1k*电流标幺值：电流标幺值：原边看：原边看：I I1010*I I1010 I I1N副边看：副边看：I I2020*I I1010*U1k U2NU1kk U1NkU1k U1NI10I I2NKi10kI I2NI10I I1N第27页，共51页，编辑于2022年，星期一变压器

29、的标幺值变压器的标幺值l 阻抗标幺值阻抗标幺值:原边看原边看：Z Z1k1k*Z Z1k1k/Z/Z1N1N副边看：副边看：Z2k*=l 短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值:lZ Z1k1k*U U1k1k*lZ Z1k1k*与与 U U1k1k*具有特殊的关系具有特殊的关系Z1kZ2NZ1k/k2Z1k/k2Z1kZ1kZ1k*Z1NU2NI2NU1N/kkI1NU1NI1NZ1kZ1NZ1kZ1kI1NU1N/I1NU1kU1NU1N第28页，共51页，编辑于2022年，星期一45 三相变压器三相变压器l在现代电力系统普遍采用三相供电制，用的最多是在现代电力系统普遍采用三相供电制，用的最多是三相

30、变压器；在三相平衡时，取某一相进行分析三相变压器；在三相平衡时，取某一相进行分析,情情况等同单相。况等同单相。l本节着重讨论三相变压器的几个特殊问题本节着重讨论三相变压器的几个特殊问题 磁路系统，电路系统，联接组。磁路系统，电路系统，联接组。一、磁路系统一、磁路系统分二大类分二大类各相磁路互不相关各相磁路互不相关三相组式变压器三相组式变压器三相磁路互相关联三相磁路互相关联三相心式变压器三相心式变压器第29页，共51页，编辑于2022年，星期一三相组式变压器三相组式变压器l由三个独立的单相变压器组成由三个独立的单相变压器组成,它们的磁路彼此无关它们的磁路彼此无关,自成回路。自成回路。优点：制造运

31、输方便，备用变压器容量小（只需优点：制造运输方便，备用变压器容量小（只需 一台单相变压器）一台单相变压器）缺点：占地面积大，所用硅钢片多，成本高缺点：占地面积大，所用硅钢片多，成本高，一一 般不采用。般不采用。第30页，共51页，编辑于2022年，星期一三相芯式变压器三相芯式变压器l心式变压器心式变压器由组式变压器演变而来，将三个单相变压器合并成由组式变压器演变而来，将三个单相变压器合并成l由于三相磁通对称：u msint 中间铁心磁通为：中间铁心磁通为：v msin(t120）uvw0 w msin(t240）l特点：特点：三相磁路彼此关联；三相磁路彼此关联；三相磁阻不同（磁路中间短两边长）

32、；三相磁阻不同（磁路中间短两边长）；三相空载电流不相同三相空载电流不相同(空载电流不大，影响不大空载电流不大，影响不大)；三相电压对称时三相磁通对称。三相电压对称时三相磁通对称。优点：用硅钢片少，价格便宜，效率高，占地面积小。优点：用硅钢片少，价格便宜，效率高，占地面积小。第31页，共51页，编辑于2022年，星期一二、电路系统二、电路系统（绕组联接组）（绕组联接组）有中线有中线 l联接类型联接类型 无中线无中线 三角形联接三角形联接 AYBZCX AXCZBY(常用常用)星形联接星形联接第32页，共51页，编辑于2022年，星期一（一）单相变压器的联接组（一）单相变压器的联接组l三相变压器单

33、看一相就是单相变压器，它的一次绕组和二次绕三相变压器单看一相就是单相变压器，它的一次绕组和二次绕组套在同一铁芯上，交链一个主磁通；两绕组电动势相位关系只有组套在同一铁芯上，交链一个主磁通；两绕组电动势相位关系只有二种，即同相或反相，取决于绕组的绕向和首尾端标志。二种，即同相或反相，取决于绕组的绕向和首尾端标志。绕向和标号均同绕向和标号均同 绕向同标号不同绕向同标号不同 绕向不同标号同绕向不同标号同 绕向标号均不同绕向标号均不同 第33页，共51页，编辑于2022年，星期一钟点法钟点法l钟点法：变压器的联接组用时钟表示法，钟点法：变压器的联接组用时钟表示法，表示一次绕组和二次绕组对应电动势的相表

34、示一次绕组和二次绕组对应电动势的相位关系；它是使一次绕组电势相量当作分位关系；它是使一次绕组电势相量当作分针指向钟表面针指向钟表面“12”，对应二次绕组电势，对应二次绕组电势相量当作时针指向钟表面几，便是几点钟相量当作时针指向钟表面几，便是几点钟（第几组）连接组。（第几组）连接组。l上面单相变压器联接只有上面单相变压器联接只有0 0点和点和6 6点两种。点两种。第34页，共51页，编辑于2022年，星期一（二）三相变压器的联接组（二）三相变压器的联接组l三相变压器各相绕组在联接成星形或三角形时，必须注意各相的极性，各相绕组自首至尾端的绕向应当一致，否则联接成三相就会出现各种不正常现象。甚至造成

35、严重事故。Y/Y 联接：联接：高低压绕组均为星形联接高低压绕组均为星形联接l先看绕向、标记一致情况下先看绕向、标记一致情况下,各电压的相位关系各电压的相位关系步骤：步骤：画绕组原理图画绕组原理图、标记，、标记，标明电压（势）方向，标明电压（势）方向，画相电压画相电压(势势)相量图相量图(标相量原副方按同一转向，一标相量原副方按同一转向，一般顺时针般顺时针)第35页，共51页，编辑于2022年，星期一 Y/Y 联接联接l先看绕向、标记一致情况下先看绕向、标记一致情况下l若绕向一致，标记不一致时若绕向一致，标记不一致时第36页，共51页，编辑于2022年，星期一 Y/Y 联接联接l若绕向一致，标志

36、一致时若绕向一致，标志一致时（但（但A相高压绕组同相高压绕组同C相低压绕组套在同一铁芯相低压绕组套在同一铁芯柱上时）：柱上时）：l可见Y/Y联接有六种形式(前二种分别有三种情况)lY/Y-0 Y/Y-2 Y/Y-4 Y/Y-6 Y/Y-8 Y/Y-10第37页，共51页，编辑于2022年，星期一Y/联接联接 高压绕组为星形接法高压绕组为星形接法 低压绕组为三角形接法低压绕组为三角形接法l绕向和标志一致情况下：绕向和标志一致情况下：l类推类推 Y/联接亦有六种形式：联接亦有六种形式：Y/1、3、5、7、9、11 /Y 联接亦有六种形式：联接亦有六种形式：/联接亦有六种形式。联接亦有六种形式。l规

37、律：规律：Y/Y /Y /Y/l按GB1094-85示例、联结组可能的标点共26种钟点数为双号钟点数为双号钟点数为双号钟点数为双号第38页，共51页，编辑于2022年，星期一例例1、已知绕组标记和联接、已知绕组标记和联接,试判断其联接组别试判断其联接组别第39页，共51页，编辑于2022年，星期一例例2已知联接组别已知联接组别,画出绕组联接图。画出绕组联接图。第40页，共51页，编辑于2022年，星期一46 变压器的并联运行变压器的并联运行l为了经济、合理使用电能，电力供电中广泛使用二台为了经济、合理使用电能，电力供电中广泛使用二台以上变压器并联运行的方式供电。以上变压器并联运行的方式供电。l

38、优点：优点：提高可靠性；提高可靠性；提高运行效率；提高运行效率；减少备用容量，减少备用容量，便于检修。便于检修。第41页，共51页，编辑于2022年，星期一并联运行的理想情况：并联运行的理想情况：l空载时，各台变压器副方之间应没环流，空载时，各台变压器副方之间应没环流，即没有铜耗；即没有铜耗；l负载时，各台变压器中的负载电流按容负载时，各台变压器中的负载电流按容量大小长比例分配，防止过载或欠载，使量大小长比例分配，防止过载或欠载，使之充分的利用。之充分的利用。第42页，共51页，编辑于2022年，星期一变压器并联运行的理想条件变压器并联运行的理想条件l为了能达到上述理想情况为了能达到上述理想情

39、况,必须满足下列条件：必须满足下列条件：l变比变比k相同；相同；l联接组别相同；联接组别相同；l短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值Zk*相同。相同。上述条件保证了原副边并联变压器之间的电上述条件保证了原副边并联变压器之间的电势大小相等、相位相同、阻抗相同。势大小相等、相位相同、阻抗相同。在实际运行中在实际运行中必须严格遵守，必须严格遵守，可稍有可稍有出入。出入。第43页，共51页，编辑于2022年，星期一不符合条件时变压器运行情况之一不符合条件时变压器运行情况之一一、一、k不同时的情况：不同时的情况：l两台变压器的变比两台变压器的变比 K1 K2 U20=U1/K1 U20=U1/K2l产生电位差：

40、产生电位差：U20=U1/K1U1/K2 出现环流出现环流 i环环 =U20/（ZK1+ZK2）l国家规定：国家规定：i环环 10 iN设：变比差设：变比差1(K2=1.01 K1)ZK1*=ZK2*=0.05这样副边环流的标幺值：这样副边环流的标幺值：i环环 =0.01/(20.05)=0.1 接近规定接近规定 每台变压器（之间）的变比误差不得大于每台变压器（之间）的变比误差不得大于0.5%第44页，共51页，编辑于2022年，星期一不符合条件时变压器运行情况之二不符合条件时变压器运行情况之二二、联接组不同二、联接组不同l尽管二台变压器变比相等尽管二台变压器变比相等ZK*相同，相同，但副边电

41、压相位不同，会生产电位差：但副边电压相位不同，会生产电位差：l这样产生的环流会超过这样产生的环流会超过52，接近额定电流，引起变压器发热，接近额定电流，引起变压器发热，易损坏！易损坏！联接组不同的变压器是不允许并联运行！联接组不同的变压器是不允许并联运行！第45页，共51页，编辑于2022年，星期一不符合条件时变压器运行情况之三不符合条件时变压器运行情况之三三、三、Zk*不同时的情况：不同时的情况：l两台变压器的两台变压器的 I I=I II I I IZK=I IZKl标幺值标幺值:lI IZK/UN=I IZK/UN 而而 U UN=I IZN U UN=I IZN-Z Z*=*=Z Z*

42、-l变压器大的标幺值取小点。变压器大的标幺值取小点。l若若ZK*相同相同,其其相等相等,负载分配最合理。负载分配最合理。l并联容量比一般不超过并联容量比一般不超过31IZKINZNIZKINZNZ*Z*变压器负载系数变压器负载系数第46页，共51页，编辑于2022年，星期一47 其它用途变压器其它用途变压器一、自耦变压器一、自耦变压器使用在容量不是很大的电力变压器中使用在容量不是很大的电力变压器中l1.电压关系：电压关系：l-KAl2.电流关系：电流关系：lFI I1 1N N1 1I I2 2N N2 2I I0 0N N1 1而而I I0 00 I I1 1I I2 2/KA I I2 2

43、I I1 1l公共支路电流公共支路电流 l I I I I1 1I I2 2(I I2 2/KA)I I2 2 I I2 2(11/KA)I I2 2l若若K KA A1，I I0 但实用范围小。但实用范围小。u1u2e1e2N1N2第47页，共51页，编辑于2022年，星期一自耦变压器的特点自耦变压器的特点l一般一般KA在在1.52。若若K KA A 2,2,公共部分铜线不能细公共部分铜线不能细,没省铜意义。没省铜意义。l自耦变压器的优点：自耦变压器的优点：用铜量少（用铜量少（pcu）用铁量少（用铁量少（pFe）效率高。效率高。l缺点：缺点：l过电压串边（高低压影响大）；过电压串边（高低压影

44、响大）；l短路阻抗小，短路电流大。短路阻抗小，短路电流大。第48页，共51页，编辑于2022年，星期一二、电压互感器二、电压互感器l电压互感器把被测高电压变为仪表能测量的低电压电压互感器把被测高电压变为仪表能测量的低电压(100v)l使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连。绕组则与电压表相连。可见，高压线路的电压可见，高压线路的电压U1等于所测量电压等于所测量电压U2和变压比和变压比K的乘积，即的乘积，即U1=KU2l使用时应注意使用时应注意：(1)次级绕组不能短路次级绕组不能短路,防止烧坏次级

45、绕组。防止烧坏次级绕组。(2)铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。l电压互感器运行时，相当双绕组变压器空载运行。电压互感器运行时，相当双绕组变压器空载运行。第49页，共51页，编辑于2022年，星期一三、电流互感器三、电流互感器l使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次级绕组则与电流表串联成闭和回路。级绕组则与电流表串联成闭和回路。l通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。通过负载的电

46、流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。使用时应注意使用时应注意l(1)绝对不能让电流互感器的次级开路，绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险；否则易造成危险；l(2)铁心和次级绕组一端均应可靠接地。铁心和次级绕组一端均应可靠接地。第50页，共51页，编辑于2022年，星期一钳形电流表l常用的钳形电流表也是一种电流常用的钳形电流表也是一种电流互感器。它是由一个电流表接成互感器。它是由一个电流表接成闭合回路的次级绕组和一个铁心闭合回路的次级绕组和一个铁心构成，其铁心可开、可合。测量构成，其铁心可开、可合。测量时，把待测电流的一根导线放入时，把待测电流的一根导线放入钳口中，电流表上可直接读出被钳口中，电流表上可直接读出被测电流的大小，测电流的大小，第51页，共51页，编辑于2022年，星期一