電機拖動第三章變壓器第一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日電爐變壓器(專用)給電爐(如煉鋼爐)供電。

第五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日電焊變壓器(專用)給電焊機供電。

第六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日整流變壓器(專用)：給直流電力機車供電。

第七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日2、儀用試驗用變壓器：用在測量設(shè)備中，如互感器。第八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3、電子變壓器：用在電子線路中。第九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日除了按以上用途分類外，變壓器還可以按相數(shù)/繞組數(shù)目/鐵心形式/冷卻方式等特征分類。按相數(shù)分：單相/三相/多相等按繞組數(shù)：雙繞組/自耦/三繞組/多繞組鐵心形式：心式/殼式冷卻方式：干式/油浸式等第十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-1變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理一、主要結(jié)構(gòu)一般變壓器的主體部分由一個鐵心和高、低壓兩套繞組組成。

第十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級線圈，跟負(fù)載連接的線圈叫副線圈，也叫次級線圈，兩線圈由絕緣導(dǎo)線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成．U1n1n2U2U1U2電路中的符號第十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日一、主要結(jié)構(gòu)一般變壓器的主體部分由一個鐵心和高、低壓兩套繞組組成。1.鐵芯是變壓器的磁路部分，分疊片式和漸開線式兩種.疊片式一般由0.35mm/0.5mm冷軋(也用熱軋)硅鋼片疊成。相鄰層按不同方式交錯疊放，將接縫錯開。偶數(shù)層剛好壓著奇數(shù)層的接縫，從而減少了磁阻，便于磁通流通。

看大圖第十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日鐵心柱截面形狀：小型變壓器做成方形或者矩形；大型變壓器做成階梯形。容量大則級數(shù)多。疊片間留有間隙作為油道(縱向/橫向)。

第十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日2.繞組（線圈）是變壓器的電路部分。一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。繞組套裝在變壓器鐵心柱上，低壓繞組在內(nèi)層，高壓繞組套裝在低壓繞組外層，以便于絕緣。根據(jù)繞組與鐵心的配置方式不同有心式和殼式之分。第十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日

3.除了電磁部分，還有油箱/冷卻裝置/絕緣套管/調(diào)壓和保護裝置等部件。

看大圖器身裝在油箱內(nèi)，油箱內(nèi)充滿變壓器油。變壓器油是一種礦物油，具有很好的絕緣性能。變壓器油起兩個作用：①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。②變壓器油受熱后產(chǎn)生對流，對變壓器鐵心和繞組起散熱作用。油箱有許多散熱油管，以增大散熱面積。為了加快散熱，有的大型變壓器采用內(nèi)部油泵強迫油循環(huán)，外部用變壓器風(fēng)扇吹風(fēng)或用自來水沖淋變壓器油箱。這些都是變壓器的冷卻裝置。變壓器運行時產(chǎn)生熱量，使變壓器油膨脹，并流進儲油柜中。儲油柜通過裝有干燥劑的呼吸器與大氣相連，使變壓器油與空氣接觸面變小,減緩了變壓器油的氧化和吸收空氣水分的速度。從而減緩了油的變質(zhì)。故障時,熱量會使變壓器油汽化,觸動氣體繼電器發(fā)出報警信號或切斷電源。如果是嚴(yán)重事故，變壓器油大量汽化，油氣沖破安全氣道管口的密封玻璃，沖出變壓器油箱，避免油箱爆裂。第十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二、基本工作原理第二十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第二十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第二十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二、基本工作原理當(dāng)一次繞組（原邊、原繞組、初級繞組）接交流電壓后，原邊電流i0在鐵心中產(chǎn)生一個交變的主磁通Φ，Ф在一次繞組和二次繞組（副邊、副繞組、次級繞組）中分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢e1和e2

e1=－N1dФ/dte2=－N2dФ/dt如果略去繞組電阻和漏抗壓降，則U1/U2≈E1/E2=N1/N2=k，k定義為變壓器的變比。工作原理：原邊繞組從電源吸取電功率，借助磁場為媒介，通過電磁感應(yīng)，將電功率傳遞到副邊繞組，再傳送給負(fù)載。第二十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日實際接線圖

第二十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日三、額定值(1)額定電壓U1N/U2N單位為V或者kV。U1N為正常運行時1次側(cè)應(yīng)加的電壓。U2N為1次側(cè)加額定電壓、2次側(cè)處于空載狀態(tài)時的電壓。三相變壓器中，額定電壓指的是線電壓。(2)額定容量SN單位為VA/kVA/MVA

SN為變壓器的視在功率。通常把變壓器1、2次側(cè)的額定容量設(shè)計為相同。(3)額定電流I1N/I2N單位為A/kA。是變壓器正常運行時所能承擔(dān)的電流，在三相變壓器中均代表線電流。對單相：I1N=SN/U1N

，I2N=SN/U2N

對三相：第二十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日(3)額定頻率fN單位為Hz,我國規(guī)定，fN=50Hz

此外，銘牌上還會給出型號/三相聯(lián)接組號/連接圖/阻抗電壓Uk/運行方式/冷卻方式/重量等數(shù)據(jù)。第二十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第三章變壓器

3-2單相變壓器的空載運行本節(jié)主要內(nèi)容：分析變壓器運行的物理過程。分析電壓/電流/磁勢/磁通/感應(yīng)電勢/功率/損耗等物理量之間的關(guān)系。建立變壓器的等效電路模型和相量圖。利用等效電路分析變壓器的運行性能。第二十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日

一、空載運行物理分析1次側(cè)接額定電壓U1N，2次側(cè)開路的運行狀態(tài)稱為空載運行（i2=0）?？蛰d時1次側(cè)繞組中的電流i0為空載電流，磁勢F0=I0N1是勵磁磁勢。

F0產(chǎn)生的磁通分為兩部分，大部分以鐵心為磁路（主磁路），同時與1次繞組N1和2次繞組N2匝鏈，并在兩個繞組中產(chǎn)生電勢e1和e2，是傳遞能量的主要媒介，屬于工作磁通，稱為主磁通Φ。第二十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日另一部分磁通僅與1次繞組匝鏈，通過油/空氣形成閉路，屬于非工作磁通，稱為1次側(cè)的漏磁通Ф1σ。鐵心由高導(dǎo)磁硅鋼片制成，導(dǎo)磁系數(shù)μ為空氣的導(dǎo)磁系數(shù)的2000倍以上，所以大部分磁通都在鐵心中流動，主磁通約占總磁通的99％以上，而漏磁通占總磁通的1％以下。由于磁通在交變，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感生電勢為：

第二十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二．空載電流i0

(勵磁電流

im)產(chǎn)生主磁通所需要的電流，用表示?？蛰d運行時，空載電流就是勵磁電流，即勵磁電流包括兩個分量，一個是磁化電流,一個是鐵耗電流。（忽略銅耗）第三十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日若鐵心中主磁通的幅值使磁路達到飽和,則需由圖解法來確定，如圖2-6(a)和(b)所示。磁化電流用于激勵鐵心中的主磁通，屬于無功電流。對已經(jīng)制成的變壓器，的大小和波形取決于主磁通和鐵心磁路的磁化曲線

當(dāng)磁路不飽和時，磁化曲線是直線，磁化電流與磁通成正比。1．忽略空載損耗時的空載電流:第三十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日由于鐵心中存在鐵心損耗，故激磁電流中除無功的磁化電流外，還有一個與鐵心損耗相對應(yīng)的鐵耗電流。鐵耗分為磁滯損耗和渦流損耗。

于是用復(fù)數(shù)表示時，激磁電流為:相應(yīng)的相量圖如圖2-5所示2．考慮空載損耗時的空載電流第三十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日三、感生電勢表達式推導(dǎo)：

是主磁通的最大值；

第三十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日

這就是電機學(xué)重要的4.44公式。說明感應(yīng)電勢E1與主磁通Φm、頻率f、繞組匝數(shù)N成正比。第三十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日由于漏磁通主要經(jīng)非磁性材料閉合，非磁性材料有φ1σ∝i0，

原邊漏電抗原邊漏阻抗

第三十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日四、基本電勢方程

第三十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日五、變壓器的變比k和電壓比K：(1)變比k:指變壓器1/2次繞組的電勢之比k=E1/E2=(4.44fN1Φm)/(4.44fN2Φm)=N1/N2變比k等于匝數(shù)比。1次繞組的匝數(shù)必須符合一定條件：

U1≈4.44fN1Φm≈4.44fN1BmS

N1≈U1/4.44fBmS(2)電壓比K:指變壓器的電壓之比第三十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第三十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第三十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日理想鐵心線圈模型第四十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日理想鐵心線圈并聯(lián)到串連轉(zhuǎn)換目的：方便；原則：消耗的功率不變，產(chǎn)生的電勢不變。串聯(lián)后不再是實際的理想鐵心線圈的電阻元件和電抗元件，而變成了等效的鐵耗電阻（又叫激磁電阻）、激磁電抗。第四十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日六、變壓器空載運行的平衡方程式歸納電流平衡磁勢勢平衡激磁之路壓降原邊電壓平衡方程副邊電壓平衡方程七、變壓器空載等效電路圖第四十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日八、變壓器空載等效電路變壓器空載運行時，可視為由兩個線圈的串聯(lián)運行：1、一個是空心線圈，其阻抗Z1=R1+jx1σ，等于原邊漏阻抗，是常數(shù)；2、另一個是理想鐵心線圈，內(nèi)有并聯(lián)的電阻元件R和電抗元件X，化為串聯(lián)模擬阻抗Zm=Rm+jXm，稱為激磁阻抗。3、激磁阻抗不是常數(shù)，隨鐵心飽和度的增加而減小。九、變壓器空載相量圖第四十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第四十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第四十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-3單相變壓器的負(fù)載運行第四十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第四十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-3單相變壓器的負(fù)載運行一、物理過程1、變壓器接通負(fù)載副邊電流副邊磁勢主磁通變化電勢改變原邊電流改變新的平衡第四十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二、變壓器負(fù)載運行的方程式：1．磁動勢平衡方程式

第四十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日2．電動勢平衡方程式第五十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日綜上所述，得出變壓器負(fù)載運行時的電磁關(guān)系示意圖第五十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日

變壓器負(fù)載運行的方程式歸納：電流平衡磁動勢平衡激磁壓降原邊電壓平衡副邊電壓平衡負(fù)載電壓平衡第五十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日三、變壓器的折算：用一個匝數(shù)與原繞組相等的新的副繞組來替代實際的舊的副繞組，而保持原有的電磁關(guān)系和能量關(guān)系不變。新副繞組的各種物理量就稱為副邊的折算值。保持繞組替代前后：1.由磁勢保持不變，即得2.由視在功率不變，即得同理可得3.由銅耗不變，即得同理可得4.由無功功率不變，即得同理可得第五十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日折算后的基本方程組為第五十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日四、等效電路1、T形等效電路

第五十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第五十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日變壓器的T形等效電路圖第五十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日變壓器的近似Γ形等效電路圖第五十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日變壓器的簡化等效電路圖第五十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日五、相量圖

畫法第六十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第六十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第六十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-4變壓器參數(shù)的測定一、空載試驗接線圖：如圖。通常在低壓邊加電源電壓U0。為減少測量誤差，測量儀表按測高阻抗的要求布置。測量：用調(diào)壓器先將電壓調(diào)至1.2UN，然后逐漸下調(diào)，依次分別讀取U0、I0和p0，作出I0=f(U0)和p0=f(U0)。第六十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日目的：測定勵磁參數(shù)Rm、Xm。第六十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日計算：在曲線上查出U0=U2N所對應(yīng)的I0和p0，可算出將這些計算值乘以K2，就得到折算到高壓邊的激磁阻抗值：

其中，K由U0＝U2N時，與對應(yīng)的高壓邊電壓值U1相除計算得出。第六十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第六十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二、短路試驗

接線圖：如圖，通常在高壓邊加電壓UK。儀表按測低阻抗的要求布置。測量：為了防止直接短路時的大電流燒毀變壓器繞組，短路試驗在低于高壓側(cè)額定電壓下進行。調(diào)節(jié)外加電壓UK從零開始緩慢上調(diào)，使短路電流IK從0開始逐漸增加到1.2IN，依次分別測取IK、UK和pK，作出IK=f(UK)和pK=f(UK)曲線。第六十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日目的：測定短路參數(shù)RK、XK和ZK。第六十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日計算：在曲線上取IK=IN，查出對應(yīng)的UK和pK，可算出第六十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日

溫度換算（修正）：將室溫θ下測定的短路電阻RKθ值，換算到基準(zhǔn)工作溫度75℃時的數(shù)值。換算公式為當(dāng)時，稱為短路電壓（阻抗電壓），在使用時常以相對于的百分?jǐn)?shù)表示，即

第七十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日短路電壓uk是變壓器的重要參數(shù)，其大小主要取決于變壓器的設(shè)計參數(shù)。uk的選擇涉及到變壓器成本/效率/電壓穩(wěn)定性/短路電流大小等等因素。

正常運行時，希望uk小些，使得端電壓隨負(fù)載波動的幅值較小，壓降小。但發(fā)生突然短路時，希望uk大些，以降低短路電流。短路電壓的有功電壓分量和無功電壓分量為

第七十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第七十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日對于變壓器參數(shù)測定的幾點注意1、空載試驗一般在低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路。短路試驗一般在高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路。目的是安全，表計容易選取。2、空載試驗用低壓側(cè)數(shù)據(jù)計算勵磁阻抗，必須求出折算到高壓側(cè)的阻抗值作為變壓器勵磁阻抗值。短路試驗是用高壓側(cè)數(shù)據(jù)計算短路阻抗，不必折算。3、空載試驗也可以在高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)開路。結(jié)果不必折算。同樣的，短路試驗也可以在高壓側(cè)短路，結(jié)果必須折算。4、空載的定值：一般變壓器在額定電壓時，空載電流I0=(2-10)%IN，大型變壓器不到1%；空載損耗p0=（0.2-1)%SN。5、短路定值：一般變壓器在額定電流時，，短路阻抗壓降UK=(4-10)%；短路損耗pk=（0.4-4)%SN，大型變壓器不到1%

。第七十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日一臺單相變壓器,在時開路和短路數(shù)據(jù)如下在開路和短路試驗數(shù)據(jù)如下試驗名稱電壓電流功率備注開路試驗11KV45.5A47KW電壓加在低壓側(cè)短路試驗9.24KV157.5A129KW電壓加在高壓側(cè)試求：(1)歸算到高壓側(cè)時激磁阻抗和短路阻抗的值(2)已知，畫出T形等效電路?！揪毩?xí)1】第七十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日解一次和二次繞組的額定電流為

電壓比歸算到高壓側(cè)時的激磁阻抗和短路阻抗

第七十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日換算到（2）T行等效電路圖第七十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第七十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-5標(biāo)么值標(biāo)么值=實際值/基值，即X*=X/XB。在工程和科技計算中，各物理量X與選定的同單位的基值XB之比，稱為該物理量的標(biāo)么值X*。如電壓、電流、阻抗、功率等物理量，可用標(biāo)么值表示

基值一般取額定值，如變壓器：原邊電壓基值：U1B=UIN原邊電流基值：I1B=I1N原邊阻抗基值：Z1B=Z1N=U1N/I1N原副邊功率基值：S1B=S2B=SN第七十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日原邊：電流標(biāo)么值電壓標(biāo)么值阻抗標(biāo)么值副邊：電流標(biāo)么值電壓標(biāo)么值阻抗標(biāo)么值第七十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日1、便于性能描述和相互比較。例如，不論變壓器大小、形狀，其兩個主要性能指標(biāo)的大小一般為I0*=0.02，Uk*=0.05。2、直觀明了，直接反映變壓器運行狀態(tài)，例如I1*=1.5

，說明過載了。3、使用標(biāo)么值后，原副邊物理量折算前后的標(biāo)么值相等，無須折算。例如：

4、某些物理量有相同的標(biāo)么值。例如：第八十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第八十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日原邊：電流標(biāo)么值電壓標(biāo)么值阻抗標(biāo)么值副邊：電流標(biāo)么值電壓標(biāo)么值阻抗標(biāo)么值3-5標(biāo)么值第八十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日一臺單相變壓器,在時開路和短路數(shù)據(jù)如下在開路和短路試驗數(shù)據(jù)如下試驗名稱電壓電流功率備注開路試驗11KV45.5A47KW電壓加在低壓側(cè)短路試驗9.24KV157.5A129KW電壓加在高壓側(cè)試求：(1)歸算到高壓側(cè)時激磁阻抗和短路阻抗的值(2)已知，畫出T形等效電路?！揪毩?xí)1】第八十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日解一次和二次繞組的額定電流為

電壓比歸算到高壓側(cè)時的激磁阻抗和短路阻抗

第八十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日換算到（2）T行等效電路圖第八十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日對于例3-1的單相20000KVA變壓器，試求出激磁阻抗和短路阻抗的標(biāo)幺值從【例題3-1】可知，一次和二次繞組電壓分別為127KV和11KV，額定電流分別為157.5A和1818.2A。由此可得激磁阻抗標(biāo)幺值歸算到低壓側(cè)時

解：第八十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日歸算到高壓側(cè)時

由于歸算到高壓側(cè)的激磁阻抗是歸算到低壓側(cè)的Ｋ的平方倍而高壓側(cè)的阻抗基值亦是低壓側(cè)的K的平方倍，所以從高壓側(cè)或低壓側(cè)算出的激磁阻抗標(biāo)幺值恰好相等；故用標(biāo)幺值計算時，可以不在進行歸算第八十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日（2）短路阻抗的標(biāo)幺值

若短路試驗在額定電流下進行，亦可以把實試驗數(shù)據(jù)化成標(biāo)幺值來計算，即第八十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第八十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日原邊：電流標(biāo)么值電壓標(biāo)么值阻抗標(biāo)么值副邊：電流標(biāo)么值電壓標(biāo)么值阻抗標(biāo)么值3-5標(biāo)么值第九十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-6變壓器的工作特性一、外特性指U1=U1N、cosφ2=常數(shù)時，U2=f(I2)的關(guān)系曲線。用電壓變化率（或電壓調(diào)整率）來表示第九十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日變壓器非額定運行時，若負(fù)載系數(shù)則：第九十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日分析影響電壓降落的因素：

1、在感性負(fù)載時，φ2＞0，cosφ2＞0，sinφ2＞0，Δu＞0，表明U2=f(I2)是下降的；2、在容性負(fù)載時，φ2＜0，cosφ2＞0，sinφ2＜0；若｜I1NRKsinφ2｜>｜I1NXKcosφ2｜，則Δu＜0，表明U2=f(I2)是上翹的。

第九十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日感性負(fù)載第九十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日容性負(fù)載第九十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日1．變壓器的損耗鐵耗銅耗基本鐵耗附加鐵耗：片間絕緣損傷、絕緣損傷、結(jié)構(gòu)件渦流，占基本鐵耗的15~20%?；俱~耗附加銅耗：集膚效應(yīng)和繞組導(dǎo)線的臨近效應(yīng)引起鐵耗等于不變損耗等于空載損耗：因為變壓器的鐵耗是由于變壓器的主磁通引起的，變壓器在工作時，主磁通變化不大，所以稱鐵耗為不變損耗。銅耗等于可變損耗等于短路損耗：因為變壓器的銅耗是由于變壓器原邊和副邊的工作電流引起的，變壓器在工作時，電流隨之變化，所以稱銅耗為可變損耗。變壓器的損耗二、變壓器的損耗和效率特性第九十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日變壓器的效率特性指U1=U1N，cosφ2=常數(shù)時，η=f(β)的關(guān)系曲線。變壓器的效率大都在95%以上，大型變壓器甚至可達99%。因為變壓器功率較大，不宜通過直接測量P1和P2來計算效率，而是用測量空載損耗和短路損耗的方法來計算效率。2．變壓器的效率第九十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日①效率大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及空載損耗和短路損耗有關(guān)。②最大效率：

第九十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第九十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百零一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日若將此變壓器高壓方接入110kV電網(wǎng)、低壓方接一對稱三角形聯(lián)接的負(fù)載，每相阻抗為16.37+j7.93Ω，試求低壓方電流、電壓、高壓方電流及從高壓方看進去的功率因數(shù)。第一百零二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日以電壓作為參考矢量第一百零三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百零四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百零五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日作業(yè):第一百零六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百零七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百零八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百零九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百一十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百一十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-7三相變壓器三相變壓器對稱運行時，可任取一相來研究。因此，前面單相變壓器的各種分析方法及所得結(jié)論，均適用于三相變壓器的任一相。本節(jié)討論三相變壓器的特殊問題：電路系統(tǒng)（繞組聯(lián)接方式）、磁路系統(tǒng)以及它們對電勢波形的影響。一、三相變壓器的繞組聯(lián)接法和聯(lián)接組1.三相繞組的聯(lián)接法三相繞組通?？梢越映尚切危╕形）或三角形（△形）。原副邊繞組可有Y/Y、Y/△、△/Y和△/△等多種配合。其中Y接有中點引出線用Y0表示。第一百一十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日

高壓繞組的電勢和低壓繞組的電勢同相位，即A與a同極性，稱為同名端，兩個端點旁記上同樣的打點標(biāo)志。把相量作為時鐘的長針（分針），作為短針（時針），則(a)用I/I-12表示，(b)用I/I-6表示。這種用鐘表指針表示變壓器高低壓繞組電勢相位關(guān)系的方法稱為鐘表示法。2.高低壓繞組的同名端和時鐘表示法第一百一十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3.三相變壓器的聯(lián)接組根據(jù)三相繞組的聯(lián)接方法，分別畫出高低壓邊的三相電勢相量圖（將A點與a點重合在一起）。以線電勢為分針，為時針，用時鐘的點數(shù)作為組號，由此確定變壓器的聯(lián)接組。第一百一十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百一十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日改變繞組的聯(lián)接方法（Y或△）、出線端名稱（a、b、c）或同名端標(biāo)志，可得到不同的聯(lián)接組?？梢宰C明：采用Y/Y或△/△聯(lián)接方法，可獲得所有偶數(shù)聯(lián)接組。采用Y/△或△/Y聯(lián)接方法，可獲得所有奇數(shù)聯(lián)接組。為避免混亂和便于使用，我國規(guī)定Y/Y-12、Y/Y0-12、Y0/Y-12、Y/△-11，Y0/△-11五種連接組別為電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組別。第一百一十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二、三相變壓器的磁路系統(tǒng)1.三相組式變壓器：即由三臺相同的單相變壓器，其繞組按一定接線方法聯(lián)接成三相變壓器。三相磁路各自獨立，彼此無關(guān)。2.三相芯式變壓器：它有三個鐵芯柱，彼此關(guān)聯(lián)，每相磁通都經(jīng)另外兩鐵芯柱而閉合。三相芯式變壓器使用材料少，價格低，占地面積小，因而得到廣泛應(yīng)用。第一百一十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日三、三相變壓器的繞組聯(lián)接法和磁路系統(tǒng)對電勢波形的影響1.Y/Y聯(lián)接法三相變壓器Y/Y聯(lián)接時，各相的三次諧波電流同相位，當(dāng)無中線引出時，它們無法流通，故勵磁電流近似于正弦波，磁通則為平頂波，而平頂波又可分解為基波和三次諧波（忽略3倍次以上高次諧波）。Y/Y連接的三相變壓器，勵磁電流正弦波，磁通平頂波。第一百一十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日（1）三相組式變壓器Y/Y聯(lián)接各相磁路獨立，φ3較大且頻率f3=3f1，所以感應(yīng)電勢e3的幅值可達基波e1幅值的45~60%；同時e3與e1的幅值相重疊，以致使相電勢的最大值升高很多，繞組相電勢畸變嚴(yán)重。因此有可能將繞組絕緣擊穿。（注意：三次諧波電勢只是在相電勢中存在，線電勢中相互抵消，不存在三次諧波。）第一百一十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日（2）三相心式變壓器Y/Y聯(lián)接

三相磁路彼此關(guān)聯(lián)，φ3不能沿鐵心閉合，只能借助變壓器油和油箱壁形成回路，因而φ3被大大削弱，使相電勢的三次諧波被削弱，接近于正弦波。但由于鐵心三次諧波的泄漏，會對周圍鐵構(gòu)件形成鐵耗，變壓器工作時的效率降低。因此變壓器容量不能太大。所以說，三相心式變壓器Y/Y聯(lián)接時，雖然繞組相電勢也有三次諧波，也會引起波形畸變，但不嚴(yán)重。第一百二十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日結(jié)論：1、三相組式變壓器不能采用Y/Y聯(lián)接法。2、容量較大（>1800kVA）和電壓較高（>35kV）的三相心式變壓器，也不宜采用Y/Y聯(lián)接法。第一百二十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日2、△/Y聯(lián)接法原邊繞組△接時，原邊勵磁電流中允許3次諧波電流在其內(nèi)部環(huán)流，所以主磁通和相電勢近似正弦波。3、Y/△聯(lián)接法原邊繞組Y接時，原邊勵磁電流中3次諧波分量無法流通，因而主磁通近似平頂波，主磁通和相電勢中產(chǎn)生3次諧波。在原邊和副邊感應(yīng)3次諧波電勢。但是，副邊3次諧波電勢產(chǎn)生3次諧波環(huán)流，產(chǎn)生3次諧波磁通，削弱主磁通中的3次諧波磁通。主磁通和相電勢接近正弦波。第一百二十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日4、△第三繞組超高壓/大容量Y/Y聯(lián)接的電力變壓器，常加一個△第三繞組，提供3次諧波勵磁電流的通路。以改善電勢波形。第一百二十三頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日結(jié)論：

原副繞組有一邊聯(lián)接成△形，就能使相電勢接近于正弦波，有利用變壓器安全運行。

第一百二十四頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百二十五頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日3-9其它用途的變壓器一、自耦變壓器：1、概念：它的鐵心上只有一個繞組，作降壓使用時，原繞組的一部分兼作副繞組，所示。（公共繞組、串聯(lián)繞組）

第一百二十六頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百二十七頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日2、變比

U1/U2=NAx/Nax=k第一百二十八頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日原副邊既有磁的耦合，又有電的直接聯(lián)系。自耦變壓器比普通變壓器省材料，因此成本低，損耗小，效率高。自耦變壓器用作交流電動機降壓起動和實驗室調(diào)壓設(shè)備等；還可用于電力系統(tǒng)中作聯(lián)絡(luò)變壓器。第一百二十九頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日二、儀用互感器1、概述互感器屬測量裝置，按變壓器原理工作。電力系統(tǒng)中的大電流/高電壓有時無法直接用普通的電流表和電壓表來測量，必須通過互感器將待測電量按比例減小后測量?；ジ衅骶哂?種作用：將高電量轉(zhuǎn)換為能用普通標(biāo)準(zhǔn)儀表測量的電量1A/5A和100V；將儀表與高壓電路隔離,保證儀表及人身安全。第一百三十頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日第一百三十一頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日2.電流互感器它的原繞組只有一匝或數(shù)匝，與被測量電路串聯(lián)；副繞組匝數(shù)很多，與電流表（或功率表和保護繼電器的電流線圈）組成閉合回路。因此，它相當(dāng)于運行于短路工作狀態(tài)。為了減小測量誤差，鐵心磁密很低，一般取B≈0.1T，忽略勵磁電流，根據(jù)磁勢平衡關(guān)系可得副邊額定電流為1A或5A。電流表的表盤按原邊電流刻度，以便直讀。勵磁電流是誤差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1表示變比誤差不超過1%。第一百三十二頁，共一百四十八頁，2022年，8月28日在工程中，50A以上的交流電路就應(yīng)配用電流互感器。注意事項：（1）副邊繞組一端必須可靠接地；（2）工作時，副繞組絕