1、2.1 變壓器的結(jié)構(gòu)和額定值2.2 變壓器空載運(yùn)行2.3 變壓器的負(fù)載運(yùn)行2.4 變壓器的基本方程和等效電路2.5 等效電路參數(shù)的測(cè)定2.6 三相變壓器2.7 標(biāo)幺值2.8 變壓器運(yùn)行性能第二章第二章 變壓器變壓器變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu)鐵心繞組其他部件一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)2.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和額定值變壓器的基本結(jié)構(gòu)和額定值鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成，心柱用來(lái)鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成，心柱用來(lái)套裝繞組，鐵軛將心柱連接套裝繞組，鐵軛將心柱連接 起來(lái)，使之起來(lái)，使之形成閉合磁路為減少鐵心損耗，鐵心用厚形成閉合磁路為減少鐵心損耗，鐵心用厚0.30-0.50mm的硅鋼

2、片疊成，片上涂以絕的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。在大型電力變壓緣漆，以避免片間短路。在大型電力變壓器中為提高磁導(dǎo)率和減少鐵心損耗，常器中為提高磁導(dǎo)率和減少鐵心損耗，常采用冷軋硅鋼片；為減少接縫間隙和激磁采用冷軋硅鋼片；為減少接縫間隙和激磁電流，有時(shí)還采用由冷軋硅鋼片卷成的卷電流，有時(shí)還采用由冷軋硅鋼片卷成的卷片式鐵心。片式鐵心。鐵心鐵心心式變壓器心式變壓器心柱被繞組所包圍，如圖圖21所示；心式結(jié)構(gòu)的繞組和絕緣裝配比較容易，所以電力變壓器常常采用這種結(jié)構(gòu)。殼式變壓器殼式變壓器鐵心包圍繞組的頂面、底面和側(cè)面，如圖圖22所示所示殼式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度較好，常用于低壓、大電流的變壓器或小

3、容量電訊變壓器。特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)繞組繞組定義定義 變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線繞成。線或圓線繞成。 一次繞組一次繞組 輸入電能的繞組輸入電能的繞組 二次繞組二次繞組 輸出電能的繞組輸出電能的繞組 同異點(diǎn)同異點(diǎn)一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)、電壓一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)、電壓和電流，其中電壓較高的繞組稱為高壓和電流，其中電壓較高的繞組稱為高壓繞組，電壓較低的稱為低壓繞組。繞組，電壓較低的稱為低壓繞組。同心式同心式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 同心式繞組的高、低壓繞組同心地套裝同心式繞組的高、低壓繞組同心地套裝在心柱上在心柱上特點(diǎn)特點(diǎn) 同心式繞

4、組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，國(guó)產(chǎn)電力同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，國(guó)產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。 交迭式交迭式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱高度交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱高度方向互相交迭地放置方向互相交迭地放置,交迭式繞組用于特交迭式繞組用于特種變壓器中。種變壓器中。其他部件其他部件 器身器身油箱油箱變壓器油變壓器油典型的油浸典型的油浸電力變壓器電力變壓器散熱器散熱器絕緣套管絕緣套管分接開(kāi)關(guān)分接開(kāi)關(guān)繼電保護(hù)裝置等部件繼電保護(hù)裝置等部件二、額定值二、額定值額定容量額定容量在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下變壓器輸出視在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下變壓器輸出視在功率的保證值在功率的保證值

5、 額定電壓額定電壓銘牌規(guī)定的各個(gè)繞組在空載、指定分銘牌規(guī)定的各個(gè)繞組在空載、指定分接開(kāi)關(guān)位置下的端電壓接開(kāi)關(guān)位置下的端電壓.額定電流額定電流根據(jù)額定容量和額定電壓算出的電流稱根據(jù)額定容量和額定電壓算出的電流稱為額定電流為額定電流.額定頻率額定頻率 我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)工頻規(guī)定為我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)工頻規(guī)定為50赫赫(Hz)。 一、一次和二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電壓比一、一次和二次繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電壓比1.物理情況物理情況圖24表示單相變壓器空載運(yùn)行的示意圖2.電壓方程電壓方程dtdNeudtdNRieRiu2220111011101(2-2) 22 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的變比及變壓原理變壓器的變比及變壓原理KN

6、Neeuu2121201(2-3)3二、主磁通和激磁電流二、主磁通和激磁電流 通過(guò)鐵心并與一次、二次繞組相交鏈的磁通通過(guò)鐵心并與一次、二次繞組相交鏈的磁通1主磁通主磁通mmfNEfNUfNEfNE1111111144. 444. 444. 422(2-6) 2激磁電流激磁電流產(chǎn)生主磁通所需要的電流產(chǎn)生主磁通所需要的電流FemIII (2-7)相應(yīng)的相量圖如相應(yīng)的相量圖如圖圖25所示。所示。 三、激磁阻抗三、激磁阻抗 )(mmmmmjXRIZIE1（2-12）式中，Zm=Rm+jXm稱為變壓器的激磁阻抗，它是表征鐵心磁化性能和鐵心損耗的一個(gè)綜合參數(shù)；附圖2-7222XRRXXFeFem激磁電阻激

7、磁電阻222XRXRRFeFem激磁電抗激磁電抗變壓器的一次繞組接到交流電源，二次繞組接到變壓器的一次繞組接到交流電源，二次繞組接到負(fù)載阻抗時(shí)，二次繞組中便有電流流過(guò)，這種情負(fù)載阻抗時(shí)，二次繞組中便有電流流過(guò)，這種情況稱為變壓器的負(fù)載運(yùn)行，如圖況稱為變壓器的負(fù)載運(yùn)行，如圖28所示。所示。一、磁動(dòng)勢(shì)平衡和能量傳遞一、磁動(dòng)勢(shì)平衡和能量傳遞磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系 102211iNiNL23變壓器的負(fù)載運(yùn)行 2 2能量傳遞能量傳遞（2-15）2211ieieL上式說(shuō)明，通過(guò)一次、二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)平衡和電磁感應(yīng)關(guān)系，一次繞組從電源吸收的電功率就傳遞到二次繞組，并輸出給負(fù)載這就是變壓器進(jìn)行能量傳遞的

8、原理。二、磁動(dòng)勢(shì)方程二、磁動(dòng)勢(shì)方程(216) mINININ12111正常負(fù)載時(shí)，i1和i2都隨時(shí)間正弦變化，此時(shí)磁動(dòng)勢(shì)方程可用復(fù)數(shù)表示為：mINININ12211（2-17）三、漏磁通和漏磁電抗漏磁通漏磁通 在實(shí)際變壓器中，除了通過(guò)鐵心、并與一次和二次繞組相交鏈的主磁通之外，還有少量?jī)H與一個(gè)繞組交鏈且主要通過(guò)空氣或油而閉合的漏磁通。dtdiLdtdNedtdiLdtdNe2222211111（2-18）2222211111IjXILjEIjXILjE（2-20）X1和X2分別稱為一次和二次繞組的漏磁電抗，簡(jiǎn)稱漏抗X1=L1,X2=l2漏抗是表征繞組漏磁效應(yīng)的一個(gè)參數(shù)漏磁電抗漏磁電抗一、變壓器

9、的基本方程一、變壓器的基本方程11iN1dtdiLe111miN1dtdNedtdNe221122iN2dtdiLe2222 24 4 變壓器的基本方程和等效電路變壓器的基本方程和等效電路222222111111udtdiLRiuedtdiLRiu（221）相應(yīng)的復(fù)數(shù)形式 根據(jù)基爾霍夫第二定律，即可寫(xiě)出一次和二次側(cè)的電壓方程為 2222222111111111)()(UZIUjXRIEEZIEjXRIU（2-22）變壓器的基本方程為變壓器的基本方程為 1111122221112211,mmmEUI ZE EI ZUKEN IN IN IEI Z (2-23)二、變壓器的等效電路二、變壓器的等效

10、電路在研究變壓器的運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，希望有一在研究變壓器的運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，希望有一個(gè)既能正確反映變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系，個(gè)既能正確反映變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系，又便于工程計(jì)算的等效電路，來(lái)代替具又便于工程計(jì)算的等效電路，來(lái)代替具有電路、磁路和電磁感應(yīng)聯(lián)系的實(shí)際變有電路、磁路和電磁感應(yīng)聯(lián)系的實(shí)際變壓器。下面從變壓器的基本方程出發(fā)，壓器。下面從變壓器的基本方程出發(fā)，導(dǎo)出此等效電路。導(dǎo)出此等效電路。 建立等效電路，除了需要把一次和二次側(cè)建立等效電路，除了需要把一次和二次側(cè)磁通的效果作為漏抗壓降，主磁通和鐵心線磁通的效果作為漏抗壓降，主磁通和鐵心線的效果作為激磁阻抗來(lái)處理外，還需要進(jìn)行的效果作為激磁阻抗來(lái)處理外，還需要進(jìn)

11、行組歸算，組歸算， 組歸算組歸算 通常是把二次繞組歸算到一次繞組，通常是把二次繞組歸算到一次繞組，也就是假想把二次繞組的匝數(shù)變換成也就是假想把二次繞組的匝數(shù)變換成一次繞組的匝數(shù)，而不改變一次和二一次繞組的匝數(shù)，而不改變一次和二次繞組原有的電磁關(guān)系。次繞組原有的電磁關(guān)系。 （A）方法）方法 （B）原則）原則 歸算前后二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)保持不變，則歸算前后二次繞組的磁動(dòng)勢(shì)保持不變，則一次繞組將從電網(wǎng)吸收同樣大小的功率和一次繞組將從電網(wǎng)吸收同樣大小的功率和電流，并有同樣大小的功率傳遞給二次繞電流，并有同樣大小的功率傳遞給二次繞組。組。 .(1)(1)電流的歸算電流的歸算: :221221IKINNI

12、(2-24)(2)電勢(shì)的歸算電勢(shì)的歸算: 22EKE(2-25)歸算后，變壓器的基本方程變?yōu)闅w算后，變壓器的基本方程變?yōu)?mmmZIEEIIIUZIEEZIU212122221111,（2-30） T形等效電路 一次和二次繞組的等效電路，如圖一次和二次繞組的等效電路，如圖2lOa和和b所示；根據(jù)第四式可畫(huà)出激磁部分的等效電所示；根據(jù)第四式可畫(huà)出激磁部分的等效電路，如圖路，如圖2-10c所示。然后根據(jù)所示。然后根據(jù) 兩式，把這三個(gè)電路連接在一起，即可得到兩式，把這三個(gè)電路連接在一起，即可得到變壓器的變壓器的T形等效電路，如圖形等效電路，如圖211所示。所示。 21 EEmIII21近似和簡(jiǎn)化等效

13、電路 T形等效電路屬于復(fù)聯(lián)電路，計(jì)算起來(lái)比較繁形等效電路屬于復(fù)聯(lián)電路，計(jì)算起來(lái)比較繁復(fù)。對(duì)于一般的電力變壓器，額定負(fù)載時(shí)一次復(fù)。對(duì)于一般的電力變壓器，額定負(fù)載時(shí)一次繞組的漏阻抗壓降僅占額定電壓的百分之幾，繞組的漏阻抗壓降僅占額定電壓的百分之幾，加上激磁電流又遠(yuǎn)小于額定電流，因此把加上激磁電流又遠(yuǎn)小于額定電流，因此把T形形等效電路中的激磁分支從電路的中間移到電源等效電路中的激磁分支從電路的中間移到電源端，對(duì)變壓器的運(yùn)行計(jì)算不會(huì)帶來(lái)明顯的誤差。端，對(duì)變壓器的運(yùn)行計(jì)算不會(huì)帶來(lái)明顯的誤差。這樣，就可得到圖這樣，就可得到圖212a所示近似等效電路。所示近似等效電路。 若進(jìn)一步忽略激磁電流(即把激磁分支斷

14、開(kāi))則等效電路將簡(jiǎn)化成一串聯(lián)電路，如圖212b所示，此電路就稱為簡(jiǎn)化等效電路。在簡(jiǎn)化等效電路中，變壓器的等效阻抗表現(xiàn)為一串聯(lián)阻抗.212121,XXXRRRjxRZZZkkkkk（2-31） 三、相量圖作相量圖的步驟對(duì)應(yīng)T型等效電路， 假定變壓器帶感性負(fù)載。21 U)22 I ) 223RI )224IXj )12)5EE0190)6Em超前0)7 I)()8201III1)9E11)10RI11)11IjX1)12 U一、開(kāi)路試驗(yàn)一、開(kāi)路試驗(yàn) 開(kāi)路試驗(yàn)亦稱空載試驗(yàn)，試驗(yàn)的接線圖開(kāi)路試驗(yàn)亦稱空載試驗(yàn)，試驗(yàn)的接線圖如如圖圖213所示。試驗(yàn)時(shí)，二次繞組開(kāi)路，所示。試驗(yàn)時(shí)，二次繞組開(kāi)路，一次繞組加以

15、額定電壓，測(cè)量此時(shí)的輸人一次繞組加以額定電壓，測(cè)量此時(shí)的輸人功率、電壓和電流，由此即可算出激磁阻功率、電壓和電流，由此即可算出激磁阻抗?？埂?2 25 5 等效電路參數(shù)的測(cè)定等效電路參數(shù)的測(cè)定二、短路試驗(yàn)二、短路試驗(yàn) 短路試驗(yàn)亦稱為負(fù)載試驗(yàn)，短路試驗(yàn)亦稱為負(fù)載試驗(yàn)，圖圖214表示試驗(yàn)時(shí)的接線圖。試驗(yàn)時(shí)，把二次繞表示試驗(yàn)時(shí)的接線圖。試驗(yàn)時(shí)，把二次繞組短路，一次繞組上加一可調(diào)的低電壓。組短路，一次繞組上加一可調(diào)的低電壓。調(diào)節(jié)外加的低電壓，使短路電流達(dá)到額定調(diào)節(jié)外加的低電壓，使短路電流達(dá)到額定電流，測(cè)量此時(shí)的一次電壓輸入功率和電電流，測(cè)量此時(shí)的一次電壓輸入功率和電流流,由此即可確定等效漏阻抗。由此即

16、可確定等效漏阻抗。%100%1001111NKNNKKUZIUUu （2-39） 【例題【例題 2-1】阻抗電壓用額定電壓的百分值表示時(shí)有阻抗電壓用額定電壓的百分值表示時(shí)有 2.7 標(biāo)么值 標(biāo)么值,就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的基準(zhǔn)值的比值,即基準(zhǔn)值實(shí)際值標(biāo)么值 一、定義二、基準(zhǔn)值的確定1、通常以額定值為基準(zhǔn)值。 2、各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)； 線值以額定線值為基準(zhǔn)值，相值以額定相值為基準(zhǔn)值；單相值以額定單相值為基準(zhǔn)值，三相值以額定三相值為基準(zhǔn)值； .,.,.UBBBSSQPZZXREU的基準(zhǔn)值為和的基準(zhǔn)值為和的基準(zhǔn)值為和3、三、優(yōu)點(diǎn)1、額定值的標(biāo)么值為1。 2、百分值=

17、標(biāo)么值100% ；3、折算前、后的標(biāo)么值相等。線值的標(biāo)么值=相值的標(biāo)么值； 單相值的標(biāo)么值=三相值的標(biāo)么值； 4、某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等*0*1IZm2*0*0*IPRm*kkUZ *kkPR NNPcos*NNQsin*四、缺點(diǎn)標(biāo)么值沒(méi)有單位，物理意義不明確。2.8 變壓器的運(yùn)行特性2.8.1 電壓變化率用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：定義：是指一次側(cè)加50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值，即 電壓變化率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。NNNUUUUUUU2222220)sincos(2*2

18、*ssXRU式中NII22稱為負(fù)載系數(shù) 由表達(dá)式可知，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。.,cossin.,)0(;,)0()0(2*2*222載時(shí)高說(shuō)明二次電壓比空為負(fù)值時(shí)當(dāng)也可能為負(fù)值可能為正時(shí)帶阻容性負(fù)載時(shí)低這時(shí)二次端電壓比空載為正值時(shí)和阻感性負(fù)載當(dāng)變壓器帶阻性負(fù)載URXUUss.),(,22稱為變壓器的外特性即變化的規(guī)律二次端電壓隨負(fù)載電流時(shí)因數(shù)一定當(dāng)電源電壓和負(fù)載功率IfU *2U)(*2I1.001.01cos28 .0cos28 . 0)cos(2 為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi),通常在變壓器的高壓側(cè)設(shè)置抽頭,并裝設(shè)分接開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù),

19、來(lái)調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。2.8.2 電壓調(diào)整 分接開(kāi)關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為無(wú)載分接開(kāi)關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓；另一種可以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開(kāi)關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。 中、小型電力變壓器一般有三個(gè)分接頭，記作UN 5%。大型電力變壓器采用五個(gè)或多個(gè)分接頭,例UN 2x2.5%或UN 8x1.5%。2.8.3 損耗、效率及效率特性 鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無(wú)關(guān)，故也稱為不變損耗不變損耗。一、變壓器的損耗 銅損耗也分基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起的損耗以及

20、漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。 鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；捐F損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗可變損耗。二、效率及效率特性效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。%10012PP 效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。CuFeCuFeppPppPp2111其中22222220cos)(NkNkNNCuFeSPPPIIpPp%)cos(100PPSPP1Nk202NNk20

21、變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。效率特性：在功率因數(shù)一定時(shí)，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f(),稱為變壓器的效率特性。0max 即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時(shí),變壓器效率最大：:, 0率的條件則有變壓器產(chǎn)生最大效令dd0NkmPP2或Nk0mPP%100)2cos21 (020maxPSPNm為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。%99. 4%100)60. 00725. 08 . 008. 0(%100)sincos(2*2*KKXRIu%75.98160478 . 02000160471cos1020KNNKNnPPSPP

22、（2）最大效率和達(dá)到最大效率時(shí)的負(fù)載%92.984728 . 02000542. 047212cos2102*0maxPSIPNN例2-4 p61 一、三相變壓器的磁路一、三相變壓器的磁路1.三相變壓器組 圖216表示三臺(tái)單相變壓器在電路上聯(lián)接起來(lái)，組成一個(gè)三相系統(tǒng),這種組合稱為三相變壓器組。三相變壓器組的磁路彼此獨(dú)立，三相各有自己的磁路。2 26 6 三相變壓器三相變壓器2.如果把三臺(tái)單相變壓器的鐵心拼星形磁路，則當(dāng)三相繞組外施三相對(duì)稱電壓時(shí)，由于三相主磁通也對(duì)稱，故三相磁通之和將等于零，即0CBA二、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)二、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié) 三相心式變壓器的三個(gè)心柱上分別套有三相心式變

23、壓器的三個(gè)心柱上分別套有A相、相、B相和相和c相的高壓和低壓繞組，三相共相的高壓和低壓繞組，三相共六個(gè)繞組，如圖六個(gè)繞組，如圖218所示為絕緣方便，所示為絕緣方便，常把低壓繞組套在里面、靠近心柱，高壓常把低壓繞組套在里面、靠近心柱，高壓繞組套裝在低壓繞組外面。三相繞組常用繞組套裝在低壓繞組外面。三相繞組常用星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)(用用Y或或y表示表示)或三角形聯(lián)結(jié)或三角形聯(lián)結(jié)(用用D或或d)表示。表示。 高、低壓繞組相電壓的相位關(guān)系高、低壓繞組相電壓的相位關(guān)系 三相變壓器高壓繞組的首端通常用大寫(xiě)三相變壓器高壓繞組的首端通常用大寫(xiě)的的A、B、C(或或U1、V1，、，、W1)表示，表示，尾端用大寫(xiě)的尾端

24、用大寫(xiě)的X、Y、Z(或或U2，V2、W2)表示，低壓繞組的首端用小寫(xiě)的表示，低壓繞組的首端用小寫(xiě)的a、b、c(或或u1、v1、w1)表示，尾端用表示，尾端用x、y、z(或或u2、v2、w2)表示。表示。1.高、低壓繞組線電壓的相位關(guān)系 三相繞組采用不同的聯(lián)結(jié)時(shí)，高壓側(cè)的三相繞組采用不同的聯(lián)結(jié)時(shí)，高壓側(cè)的線電壓與低壓側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間可以線電壓與低壓側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間可以形成不同的相位。形成不同的相位。為了表明高、低壓線為了表明高、低壓線電壓之間的相位關(guān)系，通常采用電壓之間的相位關(guān)系，通常采用“時(shí)鐘時(shí)鐘表示法表示法”，即把高、低壓繞組兩個(gè)線電，即把高、低壓繞組兩個(gè)線電壓三角形的重心重合，把高壓側(cè)

25、線電壓壓三角形的重心重合，把高壓側(cè)線電壓三角形的一條中線作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針，指三角形的一條中線作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針，指向鐘面的向鐘面的12，再把低壓側(cè)線電壓三角形，再把低壓側(cè)線電壓三角形中對(duì)應(yīng)的中線作為短針?biāo)傅溺婞c(diǎn)中對(duì)應(yīng)的中線作為短針?biāo)傅溺婞c(diǎn)就是該聯(lián)結(jié)組的組號(hào)。就是該聯(lián)結(jié)組的組號(hào)。 2.2.9 變壓器的并聯(lián)運(yùn)行2.9.1 并聯(lián)運(yùn)行的理想條件并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：1、提高供電的可靠性；2、提高供電的經(jīng)濟(jì)性。并聯(lián)運(yùn)行是指將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線上，共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。并聯(lián)運(yùn)行的理想情況是： 1、空載時(shí)各變壓器繞組之間無(wú)環(huán)流； 2、負(fù)載后，各變壓器的負(fù)載系數(shù)相等； 3、負(fù)

26、載后，各變壓器的負(fù)載電流與總的負(fù)載電流同相位。為了達(dá)到上述理想運(yùn)行情況，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器需滿足以下條件：1、各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓分別相等，即變比相同； 2、各變壓器的連接組別相同； 3、各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的標(biāo)么值相等，且短路阻抗角也相等。一、變比不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行變比不等的兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，二次空載電壓不等。折算到二次側(cè)的等效電路如圖所示。由等效電路可以列出方程式：kIIII2II1IkI2I1IIIZIUkUZIUkUIII則二次側(cè)電流為：LICkIIkIkIkIIkIII1I1IILICkIIkIkIIkIIIkII1I1IIIIZZZZZkUkUIIIIZZZZZkU

27、kUI 為了保證空載時(shí)環(huán)流不超過(guò)額定電流的10%，通常規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的變比差不大于1%。 當(dāng)變壓器的變比不等時(shí)，在空載時(shí)，環(huán)流 就存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻抗很小，即使變比差很小，也會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流。環(huán)流的存在，既占用了變壓器的容量，又增加了變壓器的損耗，這是很不利的。CI二、連接組別不同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行 連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電壓之間至少相差300，則二次線電壓差為線電壓的51.8%，由于變壓器的短路阻抗很小,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會(huì)燒毀繞組，所連接 組別不同絕不允許并聯(lián)。三、短路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行由等效電路可知： 等效電路如圖所示。kII

28、IIIkIZIZINIIkNIINIIIINIkNINIIUZIIIUZIII*:IIkIkIIIZ1Z1 可見(jiàn)，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值成反比。 為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。 變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺(tái)變壓器不過(guò)負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容量均能充分利用。 為了使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相位，要求各變壓器的短路阻抗角相等。一般來(lái)說(shuō)，變壓器容量相差越大，短路阻抗角

29、相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的最大容量之比不超過(guò)3：1?；档倪x取基值的選取:應(yīng)用標(biāo)幺值時(shí)首先要選定應(yīng)用標(biāo)幺值時(shí)首先要選定基值基值(用下標(biāo)用下標(biāo)b表示表示)。對(duì)于電路計(jì)算而言，。對(duì)于電路計(jì)算而言，四個(gè)基本物理量四個(gè)基本物理量U、I、Z和和S中，有兩個(gè)中，有兩個(gè)量的基值可以任意選定，其余兩個(gè)量的量的基值可以任意選定，其余兩個(gè)量的基值可根據(jù)電路的基本定律導(dǎo)出?；悼筛鶕?jù)電路的基本定律導(dǎo)出。bbbbbbIUZIUS,（2-41） 1.2 27 7 標(biāo)幺值標(biāo)幺值標(biāo)幺值標(biāo)幺值: 計(jì)算變壓器或電機(jī)的穩(wěn)態(tài)問(wèn)題時(shí)，常用定值作為相應(yīng)的基值。此時(shí)一次和二次電壓的標(biāo)幺值為 2.NbNbUUUUUUUUUU2

30、222*21111*1,（2-42）一次和二次相電流的標(biāo)幺值為 NbNbIIIIIIIIII2222*21111*1,（2-43）歸算到一次側(cè)時(shí)，等效漏阻抗的標(biāo)幺值為NkNbkkUZIZZZ111*（ 2-44）3.應(yīng)用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn) (1)不論變壓器或電機(jī)容量的大小，用標(biāo)幺值表示時(shí)，各個(gè)參數(shù)和 典型的性能數(shù)據(jù)通常都在一定的范圍以內(nèi)，因此便于比較和分析。 (2)用標(biāo)幺值表示時(shí)，歸算到高壓側(cè)或低壓側(cè)時(shí)變壓器的參數(shù)恒相等，故用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)不必再進(jìn)行歸算。(3)標(biāo)幺值的缺點(diǎn)是沒(méi)有量綱，無(wú)法用量綱關(guān)系來(lái)檢查。 一、電壓調(diào)整率一、電壓調(diào)整率 2 28 8 變壓器的運(yùn)行性能變壓器的運(yùn)行性能%

31、100%1001212220NNNKUUUUUU（2-47）當(dāng)負(fù)載為額定負(fù)載(I1)、功率因數(shù)為指定值(通常為o8滯后)時(shí)的電壓調(diào)整率，稱為額定電壓調(diào)整率. 二、效率和效率特性二、效率和效率特性 變壓器運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生損耗，變壓器的變壓器運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生損耗，變壓器的損耗分為銅耗和鐵耗兩類。每一類又損耗分為銅耗和鐵耗兩類。每一類又包括基本損耗和雜散損耗。包括基本損耗和雜散損耗?；俱~耗基本銅耗是指電流流過(guò)繞組時(shí)所產(chǎn)生是指電流流過(guò)繞組時(shí)所產(chǎn)生的直流電阻損耗。的直流電阻損耗。雜散銅耗雜散銅耗主要指漏主要指漏磁場(chǎng)引起電流集膚效應(yīng)，使繞組的有磁場(chǎng)引起電流集膚效應(yīng)，使繞組的有效電阻增大而增加的銅耗，以及漏磁效電

32、阻增大而增加的銅耗，以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。銅耗與負(fù)載電流的平方成正比銅耗與負(fù)載電流的平方成正比基本鐵耗基本鐵耗 基本鐵耗是變壓器鐵心中的磁滯和渦流損耗。雜散鐵耗包括疊片之間的局部渦流損耗和主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 2222202220coscosKFeRmIPImUImU(2-51) 式(251)表示，效率是負(fù)載電流的函數(shù)，f(I2)就稱為效率特性，如圖229所示 （2-54） 【例題【例題 2-】工程上常用間接法來(lái)計(jì)算效率，公式如下工程上常用間接法來(lái)計(jì)算效率，公式如下 KNNKNPIPISPIPPp2*2202*222*201co

33、scoscos1圖圖2-26 三相心式變壓器中三次諧波磁通的路徑三相心式變壓器中三次諧波磁通的路徑1u1e10i2e20u02i圖圖2-4 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行1N2N1u1e1i2e2u02i圖圖2-8 變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的負(fù)載運(yùn)行1N2NLZ12)(1)(1ii圖圖2-6（a）鐵心的磁化曲線）鐵心的磁化曲線Oti ,O1t90180i1i1圖圖2-6（b）磁路飽和時(shí)磁化電流成為尖頂波）磁路飽和時(shí)磁化電流成為尖頂波t0i3211230itmi1mi3mi圖圖2-23 把激磁電流的尖頂波分解成基波和三次諧波把激磁電流的尖頂波分解成基波和三次諧波tmimit20200圖圖2-24

34、磁路飽和時(shí)正弦激磁電流產(chǎn)生的主磁通波形磁路飽和時(shí)正弦激磁電流產(chǎn)生的主磁通波形2iOcupmaxFep圖圖2-29變壓器的效率特性變壓器的效率特性mImI2E1EFeI011UE圖圖2-5 變壓器的空載相量圖變壓器的空載相量圖mIIFeIFeREUX圖圖2-5 鐵心線圈的并聯(lián)等效電路鐵心線圈的并聯(lián)等效電路mRmXUmIE圖圖2-5 鐵心線圈的串聯(lián)等效電路鐵心線圈的串聯(lián)等效電路WAVV圖圖2-13 開(kāi)路試驗(yàn)的接線圖開(kāi)路試驗(yàn)的接線圖WAV圖圖2-14 短路試驗(yàn)的接線圖短路試驗(yàn)的接線圖1R1X2R2X2ULZ1U1E1I1EmImRmX2E2I圖圖2-10 根據(jù)歸算后的基本方程畫(huà)出的部分電路圖根據(jù)歸算

35、后的基本方程畫(huà)出的部分電路圖1R1X2X2U1U1ImImRmX21EE2I圖圖2-11 變壓器的變壓器的T形等效電路圖形等效電路圖12XXXK2UmRmX2I1UmI1I12RRRK圖圖2-12(a) 變壓器的近似形等效電路圖變壓器的近似形等效電路圖KRKX1U2U21II圖圖2-12(b) 變壓器的簡(jiǎn)化等效電路變壓器的簡(jiǎn)化等效電路93.2529.2529.2U1U1ImI3028321102I圖圖2-15 例例2-1變壓器的變壓器的T形等效電路形等效電路552.A圖圖2-16 三相變壓器組及其磁路三相變壓器組及其磁路ABBCCXYZKRKX1U2U2I圖圖2-28(a) 簡(jiǎn)化等效電路圖簡(jiǎn)化

36、等效電路圖V330V220A168.A722.V1101N2N圖圖2-35 例例2-7的變壓器的變壓器2I2U1U22ABCKRI2KXI j2ab圖圖2-28 用簡(jiǎn)化等效及其向量圖求用簡(jiǎn)化等效及其向量圖求b)相量圖相量圖uHZKVKVUUKVASNNN50,11/127,2000021C15一臺(tái)單相變壓器,在時(shí)開(kāi)路和短路數(shù)據(jù)如下在開(kāi)路和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下【例題【例題 2-1】試驗(yàn)名稱電壓電流功率備注開(kāi)路試驗(yàn)11KV45.5A47KW電壓加在低壓側(cè)短路試驗(yàn)9.24KV 157.5A129KW電壓加在高壓側(cè)試求：(1)歸算到高壓側(cè)時(shí)激磁阻抗和等效漏阻抗的值(2)已知設(shè)21)175(,9 . 3XXRC，畫(huà)出T形等效電路。解 一次和二次繞組的額定電流為AAUSINNN7 .1571272000011AAUSINNN2 .1818112000022 電壓比 55.111112721NNUUk1.歸算到高壓側(cè)時(shí)的激