第一節(jié)變壓器的工作原理與結(jié)構(gòu)第二節(jié)變壓器運(yùn)行第三節(jié)其它變壓器第四節(jié)

互感器

變壓器是一種靜止電器,它通過(guò)線圈間的電磁感應(yīng),將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電能.第二章電力變壓器第一節(jié)變壓器的工作原理與結(jié)構(gòu)第二節(jié)變壓器運(yùn)行第三節(jié)其第一節(jié)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、基本工作原理

變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的目的。變壓器在傳遞電能的過(guò)程中，一、二次側(cè)的電功率基本相等。當(dāng)兩側(cè)電壓不等時(shí)，兩側(cè)電流勢(shì)必不等，故在改變電壓的同時(shí)，也改變了電流。第一節(jié)變壓器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、基本工作原理變根據(jù)電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出：根據(jù)電磁感應(yīng)定律可以導(dǎo)出：二、變壓器的結(jié)構(gòu)1.鐵心⑴鐵心結(jié)構(gòu)鐵心是變壓器的磁路部分，由鐵心柱和鐵軛兩部分組成。鐵心結(jié)構(gòu)一般分為心式和殼式兩類，我國(guó)電力變壓器主要采用心式鐵心。近年來(lái)，大量涌現(xiàn)的節(jié)能性配電變壓器均采用卷鐵心結(jié)構(gòu)。⒉鐵心材料為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的冷軋硅鋼片疊成。二、變壓器的結(jié)構(gòu)1.鐵心⑴鐵心結(jié)構(gòu)鐵心是變壓器的磁路第3章電力變壓器課件第3章電力變壓器課件是變壓器的電路部分，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。為了使繞組便于制造且具有良好的機(jī)械性能，一般把繞組做成圓筒形。高、低壓繞組同心地套裝在鐵心柱上，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組再套在低壓繞組外面。2.繞組是變壓器的電路部分，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。2第3章電力變壓器課件

油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。變壓器內(nèi)部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電纜紙、皺紋紙等。油箱結(jié)構(gòu)，根據(jù)變壓器的大小分為：

吊器身式——多用于6300kVA及以下的變壓器，其箱沿設(shè)在頂部。

吊箱殼式——多用于8000kVA及以上的變壓器，其箱沿設(shè)在下部，上節(jié)箱身做成鐘罩形，故又稱鐘罩式油箱。3.油箱及變壓器油用于調(diào)整變壓器輸出電壓，使輸出電壓穩(wěn)定。分接開關(guān)一般安裝在高壓繞組上。原因是：一是高壓繞組常套在外側(cè)，引出分接方便；二是高壓側(cè)電流小，分接引線和分接開關(guān)的載流布分截面小，開關(guān)接觸觸頭也較容易制造。調(diào)壓分為：無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓（二次不帶負(fù)載，一次也與電網(wǎng)斷開）和有載調(diào)壓4.分接開關(guān)油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，它是一種油保護(hù)裝置，水平地安裝在變壓器油箱蓋上，用彎曲聯(lián)管與油箱連通，柜內(nèi)油面高度隨變壓器油的熱脹冷縮而變動(dòng)。儲(chǔ)油柜的作用是保證變壓器油箱內(nèi)充滿油，減少油和空氣的接觸面積，從而降低變壓器油受潮和老化的速度。5.儲(chǔ)油柜（又稱油枕）6.吸濕器

通過(guò)它使大氣與儲(chǔ)油柜連通。當(dāng)變壓器油因熱脹冷縮而使油面高度發(fā)生變化時(shí)過(guò)吸濕器進(jìn)出。吸濕器內(nèi)裝有硅膠或活性氧化鋁，用以吸收進(jìn)入儲(chǔ)油柜中空氣的水分。7.安全氣道（又稱防爆管）它裝于油箱頂部，是一個(gè)長(zhǎng)鋼圓筒，上端口裝有一定厚度的玻璃板或酚醛紙板，下端口與油箱連通。它的作用是當(dāng)變壓器內(nèi)部因發(fā)生故障引起壓力驟增時(shí)、讓油氣流沖破玻璃或酚醛紙板，以免造成箱壁爆裂。它是一種油保護(hù)裝置，水平地安裝在變壓器油箱蓋上，用彎8.氣體繼電器它裝在儲(chǔ)油柜和油箱的連通管中間，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障(如絕緣擊穿、匝間短路、鐵心事故等)產(chǎn)生氣體或油箱漏油使油面降低時(shí)，氣體繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)以便運(yùn)行人員及時(shí)處理，若事故嚴(yán)重，可使斷路器自動(dòng)跳閘，對(duì)變壓器起保護(hù)作用。9.絕緣套管

變壓器套管是將線圈的高、低壓引線引到箱外的絕緣裝置，它是引線對(duì)地(外殼)的絕緣，又擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。套管大多裝于箱蓋上，中間穿有導(dǎo)電桿，套管下端伸進(jìn)油箱與繞組引線相連，套管上部露出箱外，與外電路連接。低壓引線一般用純瓷套管，高壓引線一般用充油式或電容式套管。8.氣體繼電器三、電力變壓器的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)1.型號(hào)

型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器。三、電力變壓器的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)1.型號(hào)型號(hào)表示2.額定值此外，額定值還有額定頻率、效率、溫升等。指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流2.額定值此外，額定值還有額定頻率、效率、溫升等。指長(zhǎng)期運(yùn)行連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動(dòng)勢(shì)（或線電壓）的相位關(guān)系。三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。理論和實(shí)踐證明，無(wú)論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動(dòng)勢(shì)（可電壓）的相位差總是300的整數(shù)倍。因此可以采用時(shí)鐘表示法——作為時(shí)鐘的分針，指向12點(diǎn)，作為時(shí)鐘的時(shí)針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號(hào)。組別號(hào)的數(shù)字乘以300，就是二次繞組的線電動(dòng)勢(shì)滯后于一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)的相位角。3.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動(dòng)勢(shì)（或線電壓連接組別可以用相量圖來(lái)判斷：若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),y4、Y,y8連接組別。1、Y，y連接同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì)和也同相位，連接組別為Y，y0。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)，y6、Y,y10和Y,y2連接組別。連接組別可以用相量圖來(lái)判斷：若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d3、Y,d7連接組別。2、Y，d連接同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)，d5、Y,d9和Y,d1連接組別。同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì)和相差3300，連接組別為Y，d11。同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，線電動(dòng)勢(shì)和相差300，連接組別為Y，d1。若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d5、Y,d9連接組別。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)，d7、Y,d11和Y,d3連接組別。若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié)總之，對(duì)于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個(gè)偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個(gè)奇數(shù)組別。變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運(yùn)行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別。其中前三種最為常用：Y,yn0連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時(shí)可兼供動(dòng)力和照明負(fù)載。Y,d11連接用于低壓側(cè)電壓超過(guò)400V的線路中。YN,d11連接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)可以接地?？傊瑢?duì)于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、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)分接開關(guān),調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù),來(lái)調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。4.電壓調(diào)整

分接開關(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%。為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi),通常在變壓器5.空載電流1）作用與組成2）性質(zhì)和大小性質(zhì)：由于空載電流的無(wú)功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無(wú)功性質(zhì)——也稱勵(lì)磁電流；空載電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量，作用是建立磁場(chǎng)，產(chǎn)生主磁通和一次側(cè)繞組漏磁通——無(wú)功分量；另一個(gè)是鐵損耗分量，作用是供變壓器鐵心損耗——有功分量。大?。号c電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，用空載電流百分?jǐn)?shù)I0%來(lái)表示：5.空載電流1）作用與組成2）性質(zhì)和大小性質(zhì)：由于空載電流的3）波形由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通呈非線性關(guān)系。當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，主磁通呈平頂波形。實(shí)際空載電流為非正弦波，但為了分析、計(jì)算和測(cè)量的方便，在相量圖和計(jì)算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。3）波形由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通呈6.空載實(shí)驗(yàn)1)目的：通過(guò)測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來(lái)計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。2)接線圖WAVV~**6.空載實(shí)驗(yàn)1)目的：通過(guò)測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功⑤空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以此求取勵(lì)磁參數(shù)；⑥若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；⑦對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；④求出參數(shù)3)要求及分析①低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；曲線和畫出和測(cè)出向調(diào)節(jié)范圍內(nèi)單方在電壓)()(,,,2.1~0)②101000201UfPUfIPIUUUN==③⑤空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以此求取勵(lì)磁參數(shù)7.短路（負(fù)載）實(shí)驗(yàn)1、目的：通過(guò)測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來(lái)計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。2、接線圖3、要求及分析1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；WAV~**3）同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫；4）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為。7.短路（負(fù)載）實(shí)驗(yàn)1、目的：通過(guò)測(cè)量短路電流、短路電壓及短5）參數(shù)計(jì)算6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。8）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值。7）若要得到低壓側(cè)參數(shù)，須折算；4、短路電壓（阻抗電壓）：當(dāng)短路電流為額定值時(shí)一次所加的電壓，稱為短路電壓，記作短路電壓常用百分值表示：

%100%u1751s0′=NCSNUZI

短路電壓的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影響變壓器的運(yùn)行性能。從正常運(yùn)行角度看，希望它小些，這樣可使副邊電壓隨負(fù)載波動(dòng)小些；從限制短路電流角度，希望它大些,相應(yīng)的短路電流就小些。5）參數(shù)計(jì)算6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。8.電壓變化率（調(diào)整率）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。式中稱為負(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)。8.電壓變化率（調(diào)整率）用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式1.001.01.001.09.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。1、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。基本鐵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。9.損耗、效率及效率特性鐵損耗與外加電壓大小2、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。

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。其中2、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。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η=f(β),稱為變壓器的效率特性。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)。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：或?yàn)榱颂岣咦儔浩鞯倪\(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時(shí)10.溫升和冷卻方式1）溫升對(duì)于空氣冷卻變壓器是指測(cè)量部位的溫度與冷卻空氣溫度之差；對(duì)于水冷卻變壓器是指測(cè)量部位的溫度與冷卻器入口處水溫之差。詳見(jiàn)P332)冷卻方式10.溫升和冷卻方式1）溫升對(duì)于空氣冷卻變壓器是指測(cè)量一、并聯(lián)運(yùn)行的條件并聯(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)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。第二節(jié)變壓器的運(yùn)行一、并聯(lián)運(yùn)行的條件并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)：1、提高供電的可靠性；2、二、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