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1、第五章 变压器,变压器的结构和工作原理变压器的空载运行（惯例、平衡方程、向量图、等值电路等）变压器的负载运行（惯例、平衡方程、向量图、折算、等值电路等）变压器的参数测定（空载试验、短路试验）标幺值三相变压器的联接组别变压器的并联运行,第一节 概述,一、变压器的用途,变压器：是输送交流电时使用的、通过磁路的耦合作用，实现电能传输及变电压、变电流功能的设备。,二、单相双绕组变压器,1、主要结构1）铁心：硅钢片2）绕组：铜、铝线3）外部附件： 油箱、分接开关等,接电源端：原绕组原边线圈初级线圈一次线圈,接负载端：副绕组副边线圈次级线圈二次线圈,2、变压器惯例,3、铭牌数据,额定容量 输出端视在功率
2、单位：额定电压 线电压 单位：额定电流 线电流计算值 单位：额定频率 电源正弦电频率 单位：,三、三相双绕组变压器,1、由三个单相双绕组变压器组成变压器组,联接、联接、联接、 联接,、三铁心柱式三相变压器,说明：三相对称：对称运行状态：,四、单相双绕组变压器的基本工作原理,1、两边电压关系,2、两边电流、功率关系,第二节 变压器的空载运行,空载运行：原边接电源，副边开路,空载电流 （也叫励磁电流） 产生励磁磁势,1、理想变压器时,（3）向量图,2、励磁电流分析,（1）磁化电流分析建立磁场，送入无功功率与 同相位可以认为是正弦量,（2）铁耗电流分析为铁耗提供有功功率与 同相位应尽量减小该电流,（
3、3）向量图,（1） 的作用,（2） 的作用,（3）原边电压方程,原绕组漏阻抗,二、空载运行时的向量图,例题5-1,一台三相电力变压器，Y/Y接法，额定容量SN=100kVA，额定电压U1N/U2N=6000/400V，额定电流I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：原绕组漏阻抗 z1=r1+jx1=(4.2+j9)，励磁阻抗zm=rm+jxm=(514+j5526) 。计算：（1）励磁电流及其与额定电流的比值；（2）空载运行时的额定功率；（3）原边相电压、相电动势及漏阻抗压降。,解：（1）励磁电流及其与额定电流的比值,（2）空载运行时的额定功率,（3）原边相电压、相电动势及漏阻抗压降
4、,第三节 变压器的负载运行,一、负载运行时的惯例,二、负载运行时的电磁关系,1、主磁通,2、原、副边电流关系,（ 1 ）磁势平衡式,（ 3 ）电流平衡式,（ 4）电流关系,3、副边电压、电势平衡方程式,与分析原绕组一样,4、小结：稳态时变压器基本方程式,（ 1）原边电压、电势平衡式,（ 2）副边电压、电势平衡式,（ 3 ）磁势平衡式,（ 4 ）变压器变比,（ 5 ）电流平衡式,（ 6）负载式,（ 7 ）励磁电流式,示意图：,三、折算与等值电路,1、折算的原则,由平衡方程式得到的等值电路如下：,可见：原、副边无电路上的联系 副边负载通过 与原边电源联系 不变就不影响原边,折算的原则：1）保持副边
5、磁势不变 2）保持功率传递关系不变,折算的思路：假设副边绕组的匝数也为 ，电流为,2、各物理量的折算,3、折算的特点,阻抗角不变电压、电流、电动势的相位不变功率传递关系不变,4、折算后的基本方程式,5、T型等值电路,6、应用T型等值电路的注意事项,按等值电路计算出的是折算值，实际值需由折算值反折算获得折算值均为一相的相值，单相变压器可直接计算，三相变压器需根据接法求出相值再折算T型等值电路可进一步简化， 简化等值电路如下：,简化等值电路的使用：,（1）变压器空载运行时不能使用简化等值电路，（2）虽有误差，工程上已足够准确，计算简单。,短路阻抗短路电阻短路电抗,四、负载运行时的向量图（感性负载）
6、,负载运行时的向量图（容性负载）,例题5-2,一台三相电力变压器，Y/Y接法，额定容量SN=750kVA，额定电压U1N/U2N=10000/400V，已知每相短路阻抗 zk=rk+jxk=(1.40+j6.48)，变压器原边接额定电压,副边接三相对称负载运行,负载Y接，每相负载阻抗为zL=(0.20+j0.07) 。计算：（1）原、副边电流；（2）副边电压；（3）输入、输出的有功功率和无功功率；（4）效率。,解：（1）原、副边电流（均指线值）,采用简化等值电路，从原边看每相总阻抗,（2）副边电压（指线值）,（3）输入输出功率,（4）效率,第四节 变压器参数的测定,变压器等值电路的参数可以通过
7、空载试验和短路试验测量,一 、变压器空载试验,1、试验目标：通过变压器空载试验期望得到： 变比 、空载损耗 、励磁阻抗 。,（1）原边加额定电压，副边开路（2）读取各表参数。,6、注意事项：从安全和仪表方面考虑，低压边加电压。 得到的是低压边折算值，折算到高压边需乘变比的平方。,7、三相变压器的空载试验：,二 、变压器短路试验,1、试验目标：通过变压器短路试验期望得到： 变压器短路电阻 和短路电抗 。 即线圈电阻 、 和漏电抗 、 。,3、试验方法：（1）原边加较低电压，电流达到额定值，副边短路，（2）读取各表参数。,4、依据： 若原边绕组的电流达到额定值，副边绕组的电流也同时达到额定值； 此
8、时线圈的铜耗相当于额定负载时的铜耗值。,5、假设： 原边电流达到额定值时原边电压一般只有额定值的（510）%； 励磁电流和铁耗均忽略不计，输入功率全部共给铜耗。,使用简化等值电路：,6、计算与结果： 漏阻抗： 短路电阻： 短路电抗：,换算为标准温度：(铜线),7、注意事项： 两边做试验均可,常在高压边做。 得到的是测量侧折算值。,8、三相变压器的短路试验：,第五节 标幺值,优点：不论变压器的容量多大，用标幺值表示的参数和性能数据，一般总在特定的范围内，便于分析比较。采用标幺值计算时，不必进行折算。在对称的三相系统中，线值和相值的标幺值相等。正弦交变量的有效值和最大值的标幺值相等。,空载试验得到
9、,短路试验得到,换算到75 时（铝线）,标幺值,原、副绕组漏电阻、漏电抗,本节讨论变压器的变相位作用；主要有变压器同名端的标注； 三相线圈的连接； 变压器联接组别的标注等。,第六节 变压器的联接组别,一 、单相变压器绕组的标志方式,变压器联接组别的时钟表示法：,二 、三相变压器绕组的联接组别,1、三相变压器绕组的联接,Y接,相电动势,线电动势,接,2、三相变压器的联接组别,Y/Y接,向量图,步骤：1）接线图标出电势 2）画出高压边向量位形图 3）画出低压边向量位形图 4）时钟表示法给出联接组别,y,Y/接,Y，d11,Y，d1,国标：I,I0、Y,yn0、Y，d11、YN,d11、YN,y0、
10、Y,y0。,第七节 变压器的并联运行,并联运行的理想情况： （1）空载时每台变压器副边电流都为零，各变压器 间无环流。 （2）负载运行时每台变压器分担的负载电流与它们 的容量成正比。,并联运行的变压器应满足的条件： （1）原、副边额定电压相同。 （2）属同一联接组别。 （3）短路阻抗标幺值相等等。,解：,（1）原边总负载电流,原边额定电流,每相短路阻抗,计算每台变压器的电流,计算每台变压器的容量,计算每台变压器的负载系数,（2）最大负载时的负载系数,最大负载系数时各变压器容量,最大总负载容量,作业：自习-自耦变压器 -变压器运行 特性193页 6、7、14、15、16、21、22题,惯例和铭牌数据单相双绕组变压器的基本工作原理变压器的空载运行；电磁关系、向量图、等值电路变压器的负载运行；电磁关系、折算与等值电路、向量图变压器参数的测定；空载试验和短路试验标幺值联接组别并联运行,第五章 小结,
