1、第2章 變壓器,1. 變壓器的用途,2. 電力變壓器的基本結構,3. 變壓器的分類,4. 變壓器的額定數據,2.1 變壓器的基本結構與分類,變壓器是靜止電器，由鐵心(磁路)及兩個或兩個以上的繞組(電路)組成，繞組之間由鐵心中交變磁通聯系(磁耦合),實現從一種電壓(電流)變?yōu)榱硪环N電壓(電流)。,1、變壓器的用途,2、變壓器的基本結構,鐵心 繞組 其他部件,：它是變壓器用作導磁的磁路，也是器身的機械骨架，由鐵心柱、鐵軛和夾緊裝置組成。為了減小鐵心中的磁滯和渦流損耗，鐵心用0.350.5mm厚的硅鋼片疊成，每層鋼片接縫錯開，從而減小變壓器的勵磁電流。,鐵心,特點：心式結構的繞組和絕緣裝配比較容易，

2、所以電力變壓器常常采用這種結構。,按照鐵心的結構，變壓器可分為心式和殼式兩種。,特點：殼式變壓器的機械強度較好，常用于低電壓、大電流的變壓器或小容量電訊變壓器。,繞組,定義,變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線（銅或鋁）繞成。,一次繞組 :,輸入電能的繞組。,二次繞組:,輸出電能的繞組。,高壓繞組的匝數多,導線細；低壓繞組的匝數少，導線粗。,按照高低電壓繞組之間的布置，可以分為同心式和交疊式兩種繞組。 同心式結構簡單，制造方便。 交疊式機械強度好，引出線的布置和焊接都較方便，漏電抗小。用于特種變壓器,其他部件,器身,油箱,變壓器油,典型的油浸電力變壓器,散熱器,絕緣套管,分接開關,繼

3、電保護裝置 等部件,按相數分為： 單相變壓器，三相變壓器， 多相變壓器,按繞組分為：雙繞組變壓器,三繞組變壓器， 自耦變壓器,3 、 變壓器的分類,(4)按冷卻方式：干式空氣自冷變壓器,(3)按用途分為： 電力變壓器 儀用互感器,油浸水冷變壓器,油浸自冷變壓器,油浸風冷變壓器,升壓變壓器 降壓變壓器,電壓互感器 電流互感器,4、變壓器的額定數據,額定電流（線電流）,，單位 A,1) 變壓器的額定數據,二次繞組額定電壓是當 時，二次繞組開路電壓,Y接,接,2) 變壓器額定數據之間的關系,單相變壓器：,三相變壓器：,3) 額定負載,當變壓器接在電壓頻率為額定頻率 ，大小為額定電壓 的電網上，若副邊

4、電流為 ，且功率因數也為額定時 的運行狀態(tài)，稱為額定運行狀態(tài)，此時的負載為額定負載。,額定頻率：我國的標準工頻規(guī)定為50Hz。 此外還有額定效率、額定溫升。,2.22.4 變壓器的運行分析,* 以單相變壓器為例來介紹變壓器的運行分析及數學模型等，這些結果同樣適用于三相變壓器對稱穩(wěn)態(tài)運行分析,基本思路:已知部分運行數據求其它數據 主要內容:分析物理過程,列方程,化簡方程, 繞組歸算，得到等效電路 (數學模型) 主要分析方法: 主磁通漏磁通分析法，相量圖,分析變壓器的基本電磁關系， 著重研究變壓器穩(wěn)態(tài)運行分析方法。,理想變壓器各電磁量的正方向,2、 和 符合右手螺旋定則,3、 、 和 符合右手螺旋

5、定則,4、 和 符合右手螺旋定則,變壓器各電磁量正方向, 2-2 變壓器空載運行,變壓器空載運行時基本電磁關系（一）,變壓器空載運行時基本電磁關系（二）,* 、 都是最大值，一般 * 、 都是由勵磁磁動勢 產生的。,假設主磁通正弦變化為,根據電磁感應定律,一、主磁通感應電動勢,電動勢有效值,同理：,得：,結論：,主磁通 決定了感應電動勢 的大小。,變壓器變比,感應電動勢 落后于主磁通 。,二、漏磁通感應電動勢,用相量表示,根據電磁感應定律,對一次漏電抗的總結：,漏磁通 感應的漏電動勢 可以用空載電 流 在一次繞組漏電抗 產生的負壓降 表示，在相位上 落后于 電角度。,三、空載運行電壓方程式,其

6、中 為一次繞組的電阻,變比近似表示為：,為一次繞組的漏電抗,為一次繞組的漏阻抗,四、勵磁電流及其感應電動勢的關系 和變壓器的參數,主磁通 感應了主電勢 ，而主 磁通是由勵磁電流 產生，根據 前面的分析，可從畫出的相量圖 中看到各物理量的相位關系。 特別注意電壓降 （負電動勢） 和勵磁電流 兩個電氣量的相位 關系。,思考： 從電路物理概念出發(fā)，如何表征圖中 電壓降和其電流的相位關系？,如下圖，可得到：,， 物理意義：,等效鐵耗電阻，又稱激磁電阻,稱激磁電抗,其大小反映了一定勵 磁電流激勵主磁通的 能力。,由于：,同理可得：,思考： 說說一次漏電抗 和激磁電抗 有何區(qū)別？,是一個常數，不隨變壓器運行狀態(tài)的改變而改變,是一個變數，因為鐵心中的主磁通會出現磁飽和 現象。 也就是說激磁電抗隨鐵心中磁密的變化而變化； 由于磁密的大小決定于勵磁電流，勵磁電流的大 小又決定于電壓。 所以根本上激磁電抗的大小受所施加電壓幅值的 影響：通常電壓 越高激磁 電抗會減小。,思考： 一開始分析變壓器空載運行時假設主磁通是正弦變化， 請通過到現在為止的學習證明變壓器空載運行時其主 磁通確實是正弦變化的。,六、 變壓器空載運行的基本方程、相量圖和等效電路,變壓器空載運行的基本方程,作相量圖的主要過程:,選參考向量-主磁通相量 ；,根據一次主電動勢 和勵 磁電流 關系分解勵磁