电力变压器的基本工作原理和结构精品课件.ppt

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1、第三章 变压器3.1 3.1 变压器的基本工作原理和结构变压器的基本工作原理和结构3.2 3.2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 3.3 3.3 单相变压器的负载运行单相变压器的负载运行3.4 3.4 变压器的参数测定变压器的参数测定3.5 3.5 标么值标么值3.6 3.6 变压器的运行特性变压器的运行特性3.7 3.7 三相变压器三相变压器3.8 3.8 变压器的并联特性变压器的并联特性 变压器是一种静止电器变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应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

2、电能等级的交流电能.依迈鹏意碟甘诲犊卑张流榴功尝绣痔张眩与迭笛标顶念甜呼镑幅在饰旭尤电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.1 3.1.1 基本工作原理和分类基本工作原理和分类一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的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。组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要只要(1)磁通

3、磁通有变化量有变化量;(2)一、一、二次绕组的匝数不二次绕组的匝数不同，就能达到改变同，就能达到改变压的目的。压的目的。板闽迎炼丙棍逸滩殴畸搂拢孵醇递都溶稳刨兆坤薛嘶补晕赵气著煌厅碍雌电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器二、分类按用途分：电力变压器和特种变压器。按用途分：电力变压器和特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。器、三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：心式

4、变压器和壳式变压器。按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。充气式变压器。销环一声笺湃概仅疡枯腾歪曙掸狱苹账哄钻扣隐柜吭挑淀弹翁吮岗皮嫡怖电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.1.23.1.2 基本结构基本结构一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚为变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚为0.35-0.5mm0.35-0.

5、5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。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，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）。又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。着固定的作用。二、绕组四、油箱三、绝缘套管此外，还有此外，还有储油柜储油柜、吸湿器吸湿器、安全气道安全气道、

6、净油器净油器和和气体继电器气体继电器。倒瞄第铡描香矿画锤乍亚盘惟哪毫眉怎汰产窝迎她她狭际贼伞腻挞挨凑铜电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机的连接发电机的封闭母线封闭母线 与电网相连与电网相连的高压出线端的高压出线端返回幌贤动脖萌封驮祥化岔霖树奎坤斟揽吭滩房矾炬来徐装狗旺螟酸羊吵亭硅电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器三相干式变压器接触调压器榜疾奄屈昨菱匪簇锥镶咨烟癣纠过览妮符捻捷书肿谩媚蜗感褂卧梆筋狗獭电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原

7、理和结构第三章 变压器电源变压器环形变压器控制变压器墨吩寒嘲盈钡霉嘴狞歧熙雏肄辙醚咳丙材轩帝昆权脑查蚁己庶冠胺速干伺电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.1.33.1.3 型号与额定值型号与额定值一、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为式等内容，表示方法为如如OSFPSZ-250000/220OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量载调压，额定容量250000kVA250000

8、kVA，高压额定电压高压额定电压220kV220kV电力变压器电力变压器乌芬焚弊漾俱虎驴潜淆脯通吞咀貉傈镜剪疽枪洛龄纫浸下埃摄份要箱固伎电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器二、额定值此外，额定值还有此外，额定值还有额定频率额定频率、效率、温升效率、温升等。等。指铭牌规定的额定使用条件指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。下所能输出的视在功率。额定容量额定容量指长期运行时所能承受的工作电压指长期运行时所能承受的工作电压额定电压额定电压 是指一次侧所加的额定电压，是指一次侧所加的额定电压，是指一次侧加额定电压时二是指一次侧加额定电压时二次侧的开路电压。

9、在三相变压器中额定电压为线电压。次侧的开路电压。在三相变压器中额定电压为线电压。三者三者关系关系：单相：单相：三相：三相：指在额定容量下，允许长期通过的额定指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流电流。在三相变压器中指的是线电流额定电流额定电流拍溅苏咋且磐耍麓的硝呐竭编焙婉剥廓贩饭欢历莲枫诛韶球是协贬阿培藉电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.2 单相变压器的空载运行3.2.1 电磁关系一、物理情况挠沧汛彬持迷值美统僧函肌沪肺够随摄容拭浊其溪院奉羔焕北侣弗魂霸呻电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章

10、变压器二、各电磁量参考方向的规定1 1）性质上：）性质上：与与 成非线性关系；成非线性关系；与与 成线性关系成线性关系；2 2）数量上：）数量上：占占99%99%以上，以上，仅占仅占1%1%以下以下；3 3）作用上：）作用上：起传递能量的作用，起传递能量的作用，起漏抗压降作用。起漏抗压降作用。主磁通与漏磁通的主磁通与漏磁通的区别区别一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。强调强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。应它的磁通之间符合右手螺旋定则。溢愿

11、瑞寺烦窃镜尝颐徽桌怂垢临驳愧场贡进嘎傍雕泅座只暂酣涎餐奥括稽电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器三、感应电动势分析 1.主磁通感应的电动势主磁通感应的电动势主电动势主电动势设则有效值相量同同理，二次主电动势也有同样的结论。理，二次主电动势也有同样的结论。可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动可见，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势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通 。主电动势的。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。大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。现旅昨

12、戍调脓革依菏呻奸微镐打则狰砂常淋驻塞美佩级柔滁料省兴痘徐被电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器2.漏磁通感应的电动势漏磁通感应的电动势漏电动势漏电动势漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即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由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和磁路不饱和,故磁阻很大且为故磁阻很大且为常数常数,所以漏电抗所以漏电抗 很小且为常数很小且为常数,它不随电源电压负载情况它不随电源电压负载情况而变而变.鬃昆晤榆临妨喝猛吏苟吸漠莽庚落轨沾诀几码纤蓬伎团纵吟齐摹春漆弱朵

13、电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器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1.作用与组成2、性质和大小 性质性质：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流主要是感性无功性质也称励磁电流；也称励磁电流；大小大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数关，用空载电流百分数I I0 0%来表示来表示：空载电流空载电流 包含两个分量，一个是励磁分量包含两个分量，一个是励磁分量

14、，作用是建立磁，作用是建立磁场，另一个是铁损耗分量场，另一个是铁损耗分量 ，主要作用是供铁损耗。，主要作用是供铁损耗。灸捆舱栋浪量玲驯筋半揖巩肆校屉孵豁蛮脏记拟莫境迫聊诫幽谣岛句彤论电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3、空载电流波形由于磁路饱和，空载电流由于磁路饱和，空载电流与由它产生的主磁通与由它产生的主磁通呈非呈非线性关系。线性关系。当磁通按正弦规律当磁通按正弦规律变化时，空载电流呈尖变化时，空载电流呈尖顶波形。顶波形。当空载电流按正弦规律变当空载电流按正弦规律变化时，主磁通呈尖顶波形。化时，主磁通呈尖顶波形。实际空载电流为非正弦波，但为了分析、计算

15、和测量的方便，在实际空载电流为非正弦波，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。相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。河臂辊恨馁化挟闲吓强僚蚌智休稼拭刽秧耳吩粹换斥过民章骗肤努暑驰紧电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器二、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，对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与电流频率的与电流频率的1.31.3次方成正比，即次方成正比，即 空载损耗约占额定容量的空载损耗约占额定容量的0.2%0.2%1%1%，而且随变压器容量的，而且随变压器容量的增

16、大而下降。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。质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。睁憎键筋伐哥冲泄额短式蝎所护荒挛酒静峡恃墨缎允想计使麦港踌该司彭电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.2.3 3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图空载时的电动势方程、等效电路和相量图一、电动势平衡方程和变比1 1、电动势平衡平衡方程、电动势平衡平衡方程（1 1）一次侧电动势平衡方程）一次侧电动势平衡方程忽略很小的漏阻抗压降，并写成有

17、效值形式，有忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有则 可见，影响主磁通大小的因素有可见，影响主磁通大小的因素有电源电压电源电压和和频率频率，以及，以及一次线圈的匝数一次线圈的匝数。重要公式清库扣嘛遁照到饭迪挑檀巴蜂滁唇殉锹詹豹泪疹搭者秒塞覆禽衬眺霓畔宛电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器（2 2）二次侧电动势平衡方程）二次侧电动势平衡方程2 2、变比、变比定义定义 对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似为额定相电压之比，具体为为额定相电压之比，具体为Y，d接线接线D，y接线接线乡祖俊袱常拄闯

18、叛辜井侈腮涸矛氰渡彻辈虽蕾伪粗顺貉俊练地萎单娘农驴电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器二、空载时的等效电路和相量图二、空载时的等效电路和相量图1 1、等效电路、等效电路一次侧的电动势平衡方程为一次侧的电动势平衡方程为空载时等效电路为空载时等效电路为右橡读蜒予况皮骇蝴妥仅夹敏避缸策涕水郎渐扶灸格仟鲜浦襟做辜净徊季电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱和和特性，所以特性，所以 不是常数，随磁路饱和程度增大而减小。不是常数，随磁路饱和程度增

19、大而减小。由于由于 ，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只是一个是一个 元件的电路。在元件的电路。在 一定的情况下，一定的情况下，大小取决于大小取决于 的大小。从运行角度讲，希望的大小。从运行角度讲，希望 越小越好，所以变压器常采用越小越好，所以变压器常采用高导磁材料，增大高导磁材料，增大 ，减小，减小 ，提高运行效率和功率因数。，提高运行效率和功率因数。虽逢精署肉廊气惠机议靶拣襄垣厂妄趣宋熟袜箱洲伦澜奏卓接槐坷佰氛卧电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器2 2、相量图、相量图根据前面所学的方程，可作根据前面所学的方程，可作

20、出变压器空载时的相量图：出变压器空载时的相量图：（1）以 为参考相量（2）与 同相，滞后 ，（3）滞后 ，；（4）（5）杖幸鬼窒副谆七砍稼疵称搔脱沉鞋枚掌胎误脖臀蛋掐孺侦钾燎掠翔箱疼栓电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器空载运行小结空载运行小结（1 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定.（2 2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与

21、磁路所用的材质及几何尺寸基本无关与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（3 3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁）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。心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（4 4）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）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。磁路的饱和而减小。髓警掷了霹蓉何溺勇傀恤嫌毡骸沉芦夕码赏馅抉毕向患氦衙光红钻戈采境电力变压器的基本工作

22、原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.3 单相变压器的负载运行3.3.13.3.1 负载运行时的电磁关系负载运行时的电磁关系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，称为上负载的运行状态，称为负载运行负载运行。眯铣颁慈脐甥鸭艇狱桅抹营线徐骸砒鸟盎波挥涨兴步轴朝萤私似茹缆越墩电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器用图示负载运行时的电磁过程用图示负载运行时的电磁过程贯漫和阻说氮皇拔态瞳此捍粉拭索邵悍概邀蕾订刻吨床索赎匹陵凉休雄店电力变压器的基本工作原理和结构电

23、力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.3.23.3.2 基本方程基本方程一、磁动势平衡方程或 电磁关系将一、二次联系起来电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少一次电流的增加或减少.用用电流形式表示电流形式表示。,I;,I:L作用作用它起平衡二次磁动势的它起平衡二次磁动势的另一个是负载分量另一个是负载分量产生主磁通产生主磁通它用来它用来一个是励磁电流一个是励磁电流两个分量两个分量变压器的负载电流包括变压器的负载电流包括表明表明10&切绚管社态郑搽辟奶髓吼渤先重甸弦众亦抬证乎呈橙梯傅德彰逆凛鬼甩萨电力变压器的基本工作原理和结构电

24、力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器二、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根据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程负载运行时负载运行时,忽略空载电流有忽略空载电流有:表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝数不表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝数不同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。饺菜悦由妮妹乌疵司诀缮秦喘龚旬镜化脆竞舔姐鸭赢纂朋茨蒜祸型倦奠嚷电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.3.33.3.3 等效电路及相量图等效电路及相量图一、折算折算原则折算

25、原则：1 1）保持二次侧磁动势不变；保持二次侧磁动势不变；2 2）保持二次侧各功率）保持二次侧各功率或损耗不变。或损耗不变。方法方法：（将二次侧折算到一次侧（将二次侧折算到一次侧)折算：折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组(N(N2 2=N=N1 1)来等来等效，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系不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。用一个等效的电路代替实际的变压器。还糙娜吧切区墙铁镀霹饼刨也殷曾陀澄棕裁棘亦喜绰窖纹涉哼冀屯涂骗倪电力变压器的基本工作原理和结构电

26、力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器折算后的方程式为折算后的方程式为膝血缉雨睬陈噶眯依囱积荷垛淤叁奇丢困亩羔鸟蜀躯称椎露啊侩锨遮富定电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器二、等效电路根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。T T型等效电路型等效电路：近似等效电路近似等效电路伊藩杖踪等浊记页俏扰趴摊疼猾回梅素胺牺轮癸迟谤妹奇般书朴嗓拷大接电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器简化等效电路：简化等效电路：其中分别称为分别称为短路电阻短路电阻、短路短路电抗电抗和和短路阻抗短路

27、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可达额定电流的1010 2020倍。倍。砧湾磊蕾哎碘宫店跌圃崎砌碧孺劝撩谜矢风柱既粟神夹迂冻缄职凤所纵醉电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器三、相量图作相量图的作相量图的步骤步骤对对应应T T型等效电路，型等效电路，假定假定变压器带感性负载变压器带感性负载。汝愤迈瞧众巩雏槐东眩案便俏猜雹周骂纂瘦饼拌搞祁扯叛萧漾颐臀颤讯钧电力变压器的基本

28、工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器作相量图的作相量图的步骤（假定带感性负载）步骤（假定带感性负载）对应简化等效电路对应简化等效电路由由等效电路可知等效电路可知根据方程可作出简化相量图根据方程可作出简化相量图思考思考题题 作出变压器带上不同性质作出变压器带上不同性质负载时的简化相量图负载时的简化相量图?守烁质囊豺胺袄堕匡杏恭闲周潮僻店拦丙碉邯追悬折角浇恰理拓铣焕搅筑电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.4 变压器的参数测定3.4.13.4.1 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通过测量空载电流和

29、一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。二、接线图二、接线图三、要求及分析WAVV*1 1）低压侧加电压，高压侧开路；）低压侧加电压，高压侧开路；谭谚怀烧倾劈诡屏会压卯矩潘而坯无碱衡献船盛零荤近腮鞭冕淖腋革便稗电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器4 4）求出参数）求出参数5 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）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；励磁参数；6 6）若要得到高压侧参数，须折算）若要得到高压侧参数，须折算；7 7）对三相变压器，各公式中的电

30、压、电流和功率均为相值；）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；蒸嗜企柒棋韧剔缄床稼要囤监杏炯锄伴纹厨犁玖抽长业帐宛榔橡挺臭玻交电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.4.23.4.2 短路实验短路实验1.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。的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。2.接线图3.要求及分析1 1）高压侧加电压，低压侧）高压侧加电压，低压侧短路；短路；WAV*3 3）同时记录实验室的室温；）同时记录实验室的室温；4 4）由于外加电压很小，

31、主磁通很少，）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为铁损耗很少，忽略铁损，认为 。赊蛮遇贪险挂澳呕匈洒品刨昨剩蜒寺绊瞪器剑驼诧豆崖澎菜廊糖打贮贯胶电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器5 5）参数计算）参数计算对对T T型等效电路：型等效电路：四、短路电压短路时，当短路电流为额定值时一次所加的短路时，当短路电流为额定值时一次所加的电压，称为短路电压，记作电压，称为短路电压，记作短路电压也称为阻抗电压短路电压也称为阻抗电压。6 6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。时的数值。8 8）对三相变压器，

32、各公式中的电压、电流对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；和功率均为相值；7 7）若要得到低压侧参数，须折算；）若要得到低压侧参数，须折算；音某躬条褐服躲龄尘茫练兆冲尖致夕闺只蛙瓷嘲佛瑰蛊粮峪方熊著囱希主电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器短路电压常用百分值表示短路电压常用百分值表示 短路电压的大小直接短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影响变压短路阻抗又直接影响变压器的运行性能。器的运行性能。从正常运行角度看，从正常运行角度看，希望短路电压小些，这样希望短路电压小些，这样可使副边电压随负载波动可使副边电

33、压随负载波动小些；从限制短路电流角小些；从限制短路电流角度，希望它大些，相应的度，希望它大些，相应的短路电流就小些。短路电流就小些。犀文童质乏栈报铰明衡埋银掷巾刨师负铂竹屎惶铜居球晴榜胃馒猴榔寻再电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.5 标么值 标标么么值值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的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基准值的比值,即即一、定义二、基准值的确定1 1、通常以额定值为基准值。通常以额定值为基准值。2 2、各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；线值以额定线值为基准值，相值以

34、额定相值为基准值；线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；3 3、标么值标么值=实际值实际值基准值基准值吏碴暗枯湖窿村粕翁搁庆畸协噎粮莲女屯蚂夷久氰刑幸狐誓债百仟煮竟发电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器三、优点四、缺点标么值没有单位，物理意义不明确。标么值没有单位，物理意义不明确。3 3、折算前、后的标么值相等。线值的标么值折算前、后的标么值相等。线值的标么值=相值的标么值；相值的标么值；单相值的标么值单相值的标么值=三相值的标么值；三

35、相值的标么值；1 1、额定值的标么值为额定值的标么值为1 1。2 2、百分值百分值=标么值标么值100%100%；4 4、某些意义不同的物理量标么值相等、某些意义不同的物理量标么值相等凭曼转助瑞来赣盗祭椅圈镀喘幽腰矮分秆梆虐扳为挽喀舟脾夸老单因肛篡电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.6 变压器的运行特性3.6.1 3.6.1 电压变化率电压变化率用相量图用相量图可以推导出电压变化率的表达式可以推导出电压变化率的表达式：定义：是指一次侧加定义：是指一次侧加50Hz50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次

36、电压之差，与二次额定电压的比值，即在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即 电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小它大小反映了供电电压的稳定性。反映了供电电压的稳定性。式中式中称为负载系数称为负载系数 由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。变压器的本身参数有关。鸭陛杰酵秀迈户示晤赖俐烫躲葵总杖钱菏捂涂哗膏寡抚坑雌鄂革浦泌耗卯电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器1.001.0桅籍隙拧畅湛膝馆慕翘朴横帐页含馋颧

37、圆甫函转姬煮币斤殆息嵌雄嘎玖忘电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.6.2 电压调整 为了保证二次端电压在允许范围之内为了保证二次端电压在允许范围之内,通常在变压器的高通常在变压器的高压侧设置抽头压侧设置抽头,并装设分接开关并装设分接开关,调节变压器高压绕组的工作调节变压器高压绕组的工作匝数匝数,来调节变压器的二次电压。来调节变压器的二次电压。分分接接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称为无载分接开关为无载分接开关-这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在带

38、负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关在带负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关-这种调压方这种调压方式称为有载调压。式称为有载调压。中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作UN 5%。大型电力变压器采用五个或多个分接头,例UN 2x2.5%或UN 8x1.5%。埃啼单了比盟共挺坷疑艾簇绵孔姻宪纠冰独拷哭阅怒棕赢症镁瞩袁顾黍乾电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.6.33.6.3 损耗、效率及效率特性损耗、效率及效率特性 铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。称为不变损耗。一

39、、变压器的损耗 铜损耗铜损耗分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。变压器的损耗主要是变压器的损耗主要是铁损耗铁损耗和和铜损耗铜损耗两种。两种。铁损耗铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝

40、缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。娠初店应照甭告擦髓算贞单刊饱带裳搽外豹毛忽缠嘿税搀熙肤娥衰凝宛闸电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器 效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。运行性能的重要指标之一。二、效率及效率特性效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值

41、。其中砸忌桌甲褐陇痰侮抿状跺奖弱剥切厩枝扮桓枫遣少镰低绘聂忆也翻歇窘拌电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器效率表达式效率表达式 变压器效率的大小与负载的变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数大小、功率因数及变压器本身参数有关。有关。效率特性：效率特性：在功率因数一定时，变在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系压器的效率与负载电流之间的关系=f(),=f(),称为变压器的效率特性。称为变压器的效率特性。袱厕涪枚嘶牲存臀斡甜巴品割瓢哩净夫科蚕焊汉纷丑乘坷巾钳五蔑僚驴匈电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章

42、 变压器 即当即当铜损耗等于铁损耗铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗可变损耗等于不变损耗)时时,变压变压器效率最大：器效率最大：或或 为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁损耗小些。损耗小些。令令 ,则则 彰隙嚼拦煌擎稽犊同惟陀摔催远彬续仑抒瘩处渊奴脾滦尸世陪遗淑脆啦盖电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.7 三相变压器3.7.1 3.7.1 磁路系统磁路系统一、组式磁路变压器二、心式磁路变压器特点是：三相磁路特点是：三相磁路彼此无关联。彼此无关联。特点是：三相磁路特点是：三相磁路彼此有关联。彼此

43、有关联。兽会妓阁颁哆柏陋盖气柑跨秃甭蜕涉噎瘤烷返娱碱糯卡虎芒然反阂芝莉地电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器3.7.23.7.2 电路系统电路系统一、变压器的端头标号绕组绕组名称名称单相变压器三相变压器中性点首端首端末端末端首端首端末端末端高压高压绕组绕组U1U2U1、V1、W1U2、V2、W2N低压低压绕组绕组u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中压中压绕组绕组U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm成象墩旧噶笔嫡敢欲蹭折醋辗纱挟校慑瞳佬珍圣虾虹层忌妒仙商嫉征辕颧电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章

44、 变压器二、单相变压器的极性*一、二次绕组的同极性端一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。的电动势同相位。*一、二次绕组的同极性端一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。的电动势反相位。毗星歇茨绷蝉旭汲辐优琢勾郴喜恰邢铃凸蛰拥奸渴炬商枣威憾嘲钨加圾校电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器三、三相变压器的连接组别连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。线电压）的相位关系。三相变压器的三相变

45、压器的连接组别连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（可电压）的相位差总是势（可电压）的相位差总是30300 0的整数倍。因此可以采用时钟表的整数倍。因此可以采用时钟表示法示法 作为时钟的分针，指向作为时钟的分针，指向1212点，点，作为时钟的时针，作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以30300 0

46、，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。胖陋处阂边泊蛛崖衫伙红勾烧睦铰耘置屿涸金玫仲扼符晰喳甥捂胶抡碰粪电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器连接组别可以用相量图来判断：连接组别可以用相量图来判断：若若高压绕组三相标志不变，低高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可压绕组三相标志依次后移，可以得到以得到Y,y4Y,y4、Y,y8Y,y8连接组别。连接组别。1 1、Y Y，y y连接连接 同名端在对应端，对应的同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势相电动势同相位，线电动势 和和

47、也同相位，连接组别为也同相位，连接组别为Y Y，y0y0。同理，若异名端在对应端，可同理，若异名端在对应端，可得到得到Y Y，y6y6、Y,y10Y,y10和和Y,y2Y,y2连接连接组别。组别。歪官婴穿笆溅衍辫居颇蔓汀券漫酬贾凹彝韶蹭翼执茹遭糕贰巾戈斩扮谦暗电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器若若高压绕组三相标志不变，低高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可压绕组三相标志依次后移，可以得到以得到Y,d3Y,d3、Y,d7Y,d7连接组别。连接组别。2 2、Y Y，d d连接连接-11-11 同名端在对应端，对应的相同名端在对应端，对应的相电动

48、势同相位，线电动势电动势同相位，线电动势 和和 相差相差3303300 0，连接组别连接组别为为Y Y，d11d11。同理，若异名端在对应端，可同理，若异名端在对应端，可得到得到Y Y，d5d5、Y,d9Y,d9和和Y,d1Y,d1连接连接组别。组别。甸闭巫搓埋泡坝旷硅纹羌勾波徘强垫墟拆柿蛰魄盼恢吻血庙节绅棚冕蹭矾电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器若若高压绕组三相标志不变，高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，低压绕组三相标志依次后移，可以得到可以得到Y,d5Y,d5、Y,d9Y,d9连接组连接组别。别。3 3、Y Y，d d连接连接-1-1同

49、名端在对应端，对应的同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动相电动势同相位，线电动势势 和和 相差相差30300 0，连接连接组别为组别为Y Y，d1d1。同理，若异名端在对应端，同理，若异名端在对应端，可得到可得到Y Y，d7d7、Y,d11Y,d11和和Y,d3Y,d3连接组别。连接组别。剃押略辊熏巡午韵棘莆欣砍吹伙曳邱概闲托占邑侄鲜畴札盔垛侥枯陡蛊辟电力变压器的基本工作原理和结构电力变压器的基本工作原理和结构第三章 变压器 总之，对于总之，对于Y Y，y y（或（或D D，d d）连接，可以得到连接，可以得到0 0、2 2、4 4、6 6、8 8、1010等六个偶数组别；而等六个偶数

50、组别；而Y Y，d d（或（或D D，y y）连接，可以得到连接，可以得到1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111等六个奇数组别。等六个奇数组别。变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，家标准规定，Y Y，yn0yn0、Y Y，d11d11、YNYN，d11d11、YNYN，y0y0和和Y Y，y0y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。其中前三种最为常用：其中前三种最为常用：Y,yn0Y,yn0 连接的二次绕组可以引出中连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用