合肥工业大学电机设计基础-12,13

1、12-2 变压器的主要技术参数变压器的主要技术参数一、产品型号一、产品型号比如，三相变压器常见的型号：比如，三相变压器常见的型号：S9-1000/10。书上的例子：书上的例子：OSFPSZ-120000/220。二、额定容量二、额定容量我国的变压器额定容量等级按等比数列生成，我国的变压器额定容量等级按等比数列生成，公比为公比为10开开10次方，即次方，即1.25。例如：。例如：1000,1250,16001000,1250,1600，2000,2500,3150,2000,2500,3150,40004000，12-2 变压器的主要技术参数变压器的主要技术参数 三、额定电压及联接组标号三、额定

2、电压及联接组标号 额定电压等级额定电压等级(kV)： 220,110,35,10,6,0.4。 联接组标号：联接组标号： Y,yn0 Y,d1112-2 变压器的主要技术参数变压器的主要技术参数 四、电压分接范围四、电压分接范围 通过调压开关变换高压或中压绕组的分通过调压开关变换高压或中压绕组的分接，以改变有效匝数，实现调压的目的。接，以改变有效匝数，实现调压的目的。 分为无励磁调压和有载调压。分为无励磁调压和有载调压。12-2 变压器的主要技术参数变压器的主要技术参数NNXNsNNRXRzNzzUXIuSpURIuuuuUUu121222%100 五、阻抗电压五、阻抗电压 变压器二次绕组短变

3、压器二次绕组短路，在一次绕组上路，在一次绕组上加电压，当电流达加电压，当电流达到额定值时的电压，到额定值时的电压，就是阻抗电压，一就是阻抗电压，一般用额定电压的百般用额定电压的百分比表示。分比表示。 12-2 变压器的主要技术参数变压器的主要技术参数 根据电机学的知识，显然有根据电机学的知识，显然有uZ=zk*。 所以阻抗电压所以阻抗电压uZ是变压器的重要参数。是变压器的重要参数。阻抗电压阻抗电压uZ的两个分量的两个分量uR和和uX中，电抗中，电抗电压电压uX是主要的，它主要决定于绕组的是主要的，它主要决定于绕组的匝数、铁心的尺寸和一次二次绕组的间匝数、铁心的尺寸和一次二次绕组的间距。距。13

4、-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 一、变压器的基本尺寸与电磁负荷的关一、变压器的基本尺寸与电磁负荷的关系系 画变压器结构图。画变压器结构图。 SN=mEI E=4.44fNm m=/4D2KDBm I=AH/N 逐级代入，最后求得，逐级代入，最后求得，13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定mDNfABKmSHD2235. 0 SN=0.35m2KDfABmD2H 或写成定义每柱容量：定义每柱容量：Sz 对于普通三相双绕组变压器，对于普通三相双绕组变压器，SN=mSz13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 所

5、以，有mDzfABKSHD2235. 0上式普遍适用。它表明，变压器的每柱体上式普遍适用。它表明，变压器的每柱体积与每柱容量成正比，与电磁负荷成反比。积与每柱容量成正比，与电磁负荷成反比。A的范围见表的范围见表13-3，Bm的范围的范围1.4T1.7T。通过表通过表13-1，说明，说明SN与与Sz的关系。的关系。解释表中的效益系数解释表中的效益系数Ks13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 再看一些系数。再看一些系数。 KD=KJ KFe KJ与与阶梯级数等有关。阶梯级数见表阶梯级数等有关。阶梯级数见表13-2。KJ=0.641.0 KFe称为叠压系数，与硅钢片厚度、是否称为叠压系

6、数，与硅钢片厚度、是否涂漆等有关。涂漆等有关。KFe=0.910.9613-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定DkdHdd1212 为了确定为了确定D和和H的的关系，引入关系，引入和和d12 可查表可查表13-5和表和表13-4得到。得到。 代入，代入， 得得 算出算出D后，再把尾后，再把尾数凑成数凑成0或或5。mDdzfABKkSD3335. 013-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 总结：总结：变压器的每柱体积与每柱容量成变压器的每柱体积与每柱容量成正比，与电磁负荷成反比。每柱容量正比，与电磁负荷成反比。每柱容量Sz。 【补】有三台心式变压器，容量都是【补】有三台心式

7、变压器，容量都是1000kVA，一台为普通单相，一台为普，一台为普通单相，一台为普通三相，一为三相自耦（串联绕组匝数：通三相，一为三相自耦（串联绕组匝数：公共绕组匝数公共绕组匝数=1:4）。分别求它们的每）。分别求它们的每柱容量。（柱容量。（500,333,67）13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定)(31,221012120212aaaaHdkafNXpqp其中 二、满足给定阻抗电压值的变压器二、满足给定阻抗电压值的变压器铁心直径的确定铁心直径的确定 阻抗电压是变压器的重要参数，而阻抗电压是变压器的重要参数，而它的大小与铁心直径有密切关系。它的大小与铁心直径有密切关系。在电机学

8、中已经推导出（见许实章在电机学中已经推导出（见许实章编的电机学）：编的电机学）：13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 即即再代入一系列公式，再代入一系列公式，得得从右式可以看出，从右式可以看出，电抗电压与铁心电抗电压与铁心直径的直径的4次方成次方成反比反比。4220112120268. 22DmxqpzNqpNxKBfuKaSDHUdkafNIu13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定4zzSKD 总结：在其它参数相同的情况下，电抗总结：在其它参数相同的情况下，电抗电压与铁心直径的电压与铁心直径的4次方成反比。次方成反比。 三、用简化公式估算铁心直径。三、用简化公式估算

9、铁心直径。 上式中，上式中，Kz约约0.01，容量单位是，容量单位是VA，D的单位是的单位是m。13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 总结：三种计算铁心直径的公式是统一总结：三种计算铁心直径的公式是统一的，所算出的数据相差不大，参见书上的，所算出的数据相差不大，参见书上P372的计算例题。的计算例题。13-1 变压器铁心尺寸的确定变压器铁心尺寸的确定 【补】已知一台普通三相变压器，【补】已知一台普通三相变压器，1000kVA,10kV/0.4kV，N1/N2=400/16，线圈高度线圈高度H=0.56m，线规为，线规为28.51/3.1511.212。请你以此为。请你以此为参照，

10、设计一台新的变压器，参照，设计一台新的变压器，1250kVA,10kV/0.4kV，使用原来的叠片，使用原来的叠片（D不变），求新变压器的线圈高度不变），求新变压器的线圈高度H，N1/N2和线规。和线规。（210.61/3.151412，0.7m13-3 变压器铁心结构型式变压器铁心结构型式 变压器铁心型式分为心式和壳式两大类。变压器铁心型式分为心式和壳式两大类。 一、心式铁心一、心式铁心 这种铁心一般有两个特点：一是铁心不这种铁心一般有两个特点：一是铁心不包围绕组，二是铁心垂直于水平面放置。包围绕组，二是铁心垂直于水平面放置。 1.普通心式铁心普通心式铁心 用硅钢片叠成，截面是阶梯状。柱与轭

11、用硅钢片叠成，截面是阶梯状。柱与轭之间有接缝。广泛采用。之间有接缝。广泛采用。13-3 变压器铁心结构型式变压器铁心结构型式 2.卷铁心卷铁心 用带料卷成环状或矩形，柱与轭之间没用带料卷成环状或矩形，柱与轭之间没有接缝，空载性能良好。只适用小变压有接缝，空载性能良好。只适用小变压器。器。 3.渐开线式渐开线式 柱用渐开线曲面形状的硅钢片叠成，叠柱用渐开线曲面形状的硅钢片叠成，叠片规格少，便于批量生产。柱与轭之间片规格少，便于批量生产。柱与轭之间有接缝。有接缝。13-3 变压器铁心结构型式变压器铁心结构型式 4.辐射式辐射式 其实应该属于壳式，不过是垂直于水平其实应该属于壳式，不过是垂直于水平面

12、放置。特大型变压器有时采用。面放置。特大型变压器有时采用。 二、壳式铁心二、壳式铁心 壳式铁心有两个特点：一是铁心包围绕壳式铁心有两个特点：一是铁心包围绕组，二是铁心平面与水平面平行。组，二是铁心平面与水平面平行。13-3 变压器铁心结构型式变压器铁心结构型式 画壳式铁心的磁路。说明四个边轭的磁画壳式铁心的磁路。说明四个边轭的磁通是心柱磁通的二分之一。如果把中间通是心柱磁通的二分之一。如果把中间相绕组反接，则内部的两个轭的磁通也相绕组反接，则内部的两个轭的磁通也是心柱磁通的二分之一。是心柱磁通的二分之一。 美国采用这种铁心。美国采用这种铁心。 三、铁心材料三、铁心材料 一般用冷轧有取向硅钢片，

13、如一般用冷轧有取向硅钢片，如Q11等。等。13-4 变压器绕组型式变压器绕组型式 变压器的绕组按照高、低压绕组是否同变压器的绕组按照高、低压绕组是否同心，可以分为同心式和交叠式两大类。心，可以分为同心式和交叠式两大类。 同心式：高、低压绕组呈同心圆套装在同心式：高、低压绕组呈同心圆套装在心柱上。心柱上。 交叠式：高、低压绕组沿轴向错开排列交叠式：高、低压绕组沿轴向错开排列在心柱上。在心柱上。13-4 变压器绕组型式变压器绕组型式 变压器绕组型式细分可分为四种：变压器绕组型式细分可分为四种： 一、圆筒式一、圆筒式 分层绕制。分层绕制。 二、螺旋式二、螺旋式 每匝线圈由多股导线并绕，与圆筒式类每匝

14、线圈由多股导线并绕，与圆筒式类似，但通常只有一层。解释单螺旋、双似，但通常只有一层。解释单螺旋、双螺旋、三螺旋、四螺旋。螺旋、三螺旋、四螺旋。13-4 变压器绕组型式变压器绕组型式 三、连续式三、连续式 分段绕制。分段绕制。 四、纠结式四、纠结式 分段绕制。分段绕制。 以两段纠结式绕组为例说明纠结式与连以两段纠结式绕组为例说明纠结式与连续式的不同之处。续式的不同之处。13-4 变压器绕组型式变压器绕组型式13-4 变压器绕组型式变压器绕组型式 总结：掌握圆筒式、螺旋式、连续式和总结：掌握圆筒式、螺旋式、连续式和纠结式绕组的线圈绕法。纠结式绕组的线圈绕法。13-5 变压器的主绝缘结构变压器的主绝

15、缘结构 一、变压器的试验电压一、变压器的试验电压 主绝缘：主要指绕组对铁心、大地的绝主绝缘：主要指绕组对铁心、大地的绝缘。缘。 纵绝缘：主要指绕组的匝间绝缘。纵绝缘：主要指绕组的匝间绝缘。 工频耐压试验主要考核主绝缘，冲击耐工频耐压试验主要考核主绝缘，冲击耐压试验主要考核纵绝缘。压试验主要考核纵绝缘。 试验电压的国家标准见表试验电压的国家标准见表13-9。试验电。试验电压一般为额定电压的压一般为额定电压的3-10倍。倍。13-5 变压器的主绝缘结构变压器的主绝缘结构 简单介绍工频耐压试验和冲击耐压试验简单介绍工频耐压试验和冲击耐压试验的方法和判断标准。的方法和判断标准。 工频耐压试验：电压加在

16、绕组的一个端工频耐压试验：电压加在绕组的一个端子和铁心上。子和铁心上。 冲击耐压试验：电压加在绕组的两个端冲击耐压试验：电压加在绕组的两个端子上。子上。13-5 变压器的主绝缘结构变压器的主绝缘结构 二、主绝缘结构二、主绝缘结构 油浸式变压器的主绝缘由油隙、绝缘筒、油浸式变压器的主绝缘由油隙、绝缘筒、撑条、绝缘端圈等组成。撑条、绝缘端圈等组成。 介绍这些结构。这些结构的推荐尺寸见介绍这些结构。这些结构的推荐尺寸见表表13-11和表和表13-12.13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 一、变压器的过电压及其特性一、变压器的过电压及其特性 内部过电压：由于分闸等人工操作引

17、起。内部过电压：由于分闸等人工操作引起。 外部过电压：由于输电线遭受雷击引起。外部过电压：由于输电线遭受雷击引起。 两种雷电：感应雷，直击雷。两种雷电：感应雷，直击雷。 过电压的波形特点是幅值大、上式速度过电压的波形特点是幅值大、上式速度快，波头时间短，一般为快，波头时间短，一般为1.2us左右。左右。13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 二、在过电压作用下，变压器绕组内的二、在过电压作用下，变压器绕组内的电压分布电压分布 在工频电压的情况下，变压器绕组内电在工频电压的情况下，变压器绕组内电压分布是均匀的，而在过电压作用下，压分布是均匀的，而在过电压作用下，绕组内电压

18、分布是不均匀的，这是因为绕组内电压分布是不均匀的，这是因为过电压等效频率高，因此变压器绕组的过电压等效频率高，因此变压器绕组的分布参数的影响必须考虑。分布参数的影响必须考虑。13-6 变压器的过电压与纵绝缘结变压器的过电压与纵绝缘结构构考虑分布参数的变压器绕组电路：考虑分布参数的变压器绕组电路：13-6 变压器的过电压与纵绝缘结变压器的过电压与纵绝缘结构构 一、变压器空载分闸时的过电压一、变压器空载分闸时的过电压 由于变压器的绕组的电感大于等效电容，由于变压器的绕组的电感大于等效电容，对地电容又大于匝间电容，变压器空载对地电容又大于匝间电容，变压器空载分闸时的绕组电路简化如下：分闸时的绕组电路

19、简化如下：根据分闸前后，电根据分闸前后，电感和电容储能之和感和电容储能之和不变的原则，可以不变的原则，可以确定分闸后绕组对确定分闸后绕组对地最大电压地最大电压。13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 二、变压器遭雷击时的过电压二、变压器遭雷击时的过电压 1.变压器绕组的起始电位分布变压器绕组的起始电位分布 Cd：匝间等效电容，又称为纵电容。：匝间等效电容，又称为纵电容。 Cq：线圈对地电容，又称为主电容。：线圈对地电容，又称为主电容。13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 假定由于输电线遭受雷击，大量的电荷从假定由于输电线遭受雷击，大量的电荷从端

20、子端子A进入变压器绕组，由于这些等效电进入变压器绕组，由于这些等效电容的分流作用，使得开头几个等效电容上容的分流作用，使得开头几个等效电容上流过很大的电流，形成较大的电压降。流过很大的电流，形成较大的电压降。 定量的分析可以列出微分方程求解。定量的分析可以列出微分方程求解。 假定边界条件为：假定边界条件为： x=0，ux=0（线圈的末端（线圈的末端X处接地）处接地）x=1,ux=UA.（线圈的首段（线圈的首段A处电位为处电位为UA）。）。13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构dqAxCCashashaxUu,不同的不同的a所对应的所对应的ux的曲线如图的曲线如图13-1

21、7所示。所示。a越大，电位分布越不均匀。越大，电位分布越不均匀。 如果绕组末端如果绕组末端X不接地，则有不接地，则有,qxAdCchaxuUachaC 绕组电压分布见图绕组电压分布见图3-18。 2.过渡过程和电位的最终分布过渡过程和电位的最终分布 由由1知道，绕组各匝电位的初始分布是曲知道，绕组各匝电位的初始分布是曲线（双曲正弦函数），易知最终绕组各线（双曲正弦函数），易知最终绕组各匝电匝电13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 位分布是一条直线。位分布是一条直线。 在初始分布和最终分布之间有一个过渡在初始分布和最终分布之间有一个过渡过程，电压幅值和相位发生振荡，如图

22、过程，电压幅值和相位发生振荡，如图13-9和和13-19所示。所示。 三、变压器的过电压保护三、变压器的过电压保护 可以采取两方面措施。一是降低进入变可以采取两方面措施。一是降低进入变压器的冲击电压的幅值，比如在输电线压器的冲击电压的幅值，比如在输电线13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 上方装置避雷线。二是加强变压器本身上方装置避雷线。二是加强变压器本身的电气强度。下面着重谈谈如何加强变的电气强度。下面着重谈谈如何加强变压器的电气强度。压器的电气强度。 1.装设静电屏装设静电屏 如图如图13-21，由于静电屏的作用，使得大，由于静电屏的作用，使得大量的电荷较为均匀地

23、分布在金属屏上，量的电荷较为均匀地分布在金属屏上，使得绕组的匝间电压的分布趋于相等。使得绕组的匝间电压的分布趋于相等。13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 2.采用纠结式绕组采用纠结式绕组 纠结式绕组与连续式绕组相比，段间等纠结式绕组与连续式绕组相比，段间等效电容大，从而系数效电容大，从而系数比较小，绕组遭到比较小，绕组遭到冲击电压时，段间电压的分布比较均匀。冲击电压时，段间电压的分布比较均匀。 以两段纠结式绕组，每段匝数以两段纠结式绕组，每段匝数n为例，说为例，说明纠结式绕组的一个纠结单元（两段）明纠结式绕组的一个纠结单元（两段）的等效电容大约是连续式绕组的的等效电

24、容大约是连续式绕组的n倍。倍。13-6 变压器的过电压与纵绝缘变压器的过电压与纵绝缘结构结构 四、变压器的纵绝缘结构四、变压器的纵绝缘结构 1.圆筒式线圈圆筒式线圈 包括匝间绝缘、层间绝缘、油道等。包括匝间绝缘、层间绝缘、油道等。 解释图解释图13-23的层间分级绝缘。的层间分级绝缘。 2.连续式线圈连续式线圈 包括匝间绝缘、段间绝缘、油道等。包括匝间绝缘、段间绝缘、油道等。13-7 线圈的设计计算线圈的设计计算 一、线圈的匝数计算一、线圈的匝数计算 根据额定电压等数据算出后取整。根据额定电压等数据算出后取整。 先求出每匝电压：先求出每匝电压： ei=4.44fBmAFe 再分别根据二次侧和一

25、次侧的额定电压再分别根据二次侧和一次侧的额定电压算出绕组的匝数。一次绕组一般还带有算出绕组的匝数。一次绕组一般还带有分接头，还要算出分接的匝数。分接头，还要算出分接的匝数。13-7 线圈的设计计算线圈的设计计算 二、导线的选择二、导线的选择 根据额定电流等数据算出导线截面积，根据额定电流等数据算出导线截面积，再根据导线规格选（附录二有导线规格再根据导线规格选（附录二有导线规格表）。表）。 截面积小于截面积小于10mm2时，一般用圆线，大时，一般用圆线，大于于10mm2时，用扁线。用扁线的空间利时，用扁线。用扁线的空间利用率高。用率高。13-7 线圈的设计计算线圈的设计计算 三、圆筒式线圈计算三

26、、圆筒式线圈计算 主要是层数及每层匝数的计算，线圈轴主要是层数及每层匝数的计算，线圈轴向和幅向尺寸的计算。向和幅向尺寸的计算。 四、连续式、螺旋式和纠结式线圈计算四、连续式、螺旋式和纠结式线圈计算 主要是段数和每段匝数的计算，线圈轴主要是段数和每段匝数的计算，线圈轴向和幅向尺寸的计算。向和幅向尺寸的计算。 参见参见P372的计算例题。的计算例题。13-8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算222010112121124,xxNN fLDXDHH 一、同心式双绕组电抗电压计算一、同心式双绕组电抗电压计算 结合图结合图13-26，再次介绍变压器的漏磁路。，再次介绍变压器的漏磁路。DHUNfI

27、UXIuxNNNNx1120212413-8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算13-8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算12022112)(31rararaD 对应图对应图13-26（a） 对应图对应图13-26（b）22222222211211211112022221111)()(2)(31rNNNarNNNarararararaDbaabaaaabbbbaa13-8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算总结：同心式绕组的电抗电压与绕组匝数总结：同心式绕组的电抗电压与绕组匝数的平方成正比，与绕组的幅向尺寸成正比，的平方成正比，与绕组的幅向尺寸成正比，与绕组的轴向尺寸成反比

28、。与绕组的轴向尺寸成反比。二、交叠式（交错式）绕组电抗电压计算二、交叠式（交错式）绕组电抗电压计算结合图结合图13-27，介绍交错式绕组的漏磁场分，介绍交错式绕组的漏磁场分布。布。13-8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算avavxnraaraDDHnNL)(61, ,2210222013-8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算 设绕组总匝数设绕组总匝数N，分成，分成n个单元，可以计个单元，可以计算出每个单元的漏抗为算出每个单元的漏抗为avavxnraaraDDHfnNX)(61, ,421022202DnHUNfIuxNNx222024绕组的绕组的电抗电电抗电压为：压为：13-

29、8 变压器的阻抗电压计算变压器的阻抗电压计算 【补补】交流电焊机一般采用交叠式绕组，交流电焊机一般采用交叠式绕组，壳式铁心。通过调节高、低压绕组的间壳式铁心。通过调节高、低压绕组的间距距(a0)来调节阻抗电压，最终调节电焊机来调节阻抗电压，最终调节电焊机电弧的强弱。电弧的强弱。 总结：交错式绕组的电抗电压与绕组匝总结：交错式绕组的电抗电压与绕组匝数的平方成正比，与绕组的轴向尺寸成数的平方成正比，与绕组的轴向尺寸成正比，与绕组的幅向尺寸成反比。正比，与绕组的幅向尺寸成反比。13-9 负载损耗的计算负载损耗的计算cNrAlRRmIp7575752, , 负载损耗主要指额定电流时绕组的铜损耗负载损耗

30、主要指额定电流时绕组的铜损耗和附加损耗。具体包括绕组的直流电阻损和附加损耗。具体包括绕组的直流电阻损耗、绕组中的涡流损耗、绕组中的环流损耗、绕组中的涡流损耗、绕组中的环流损耗以及漏磁场在结构件中引起的损耗。耗以及漏磁场在结构件中引起的损耗。 一、绕组的电阻损耗一、绕组的电阻损耗 绕组在绕组在75C的直流电阻损耗的直流电阻损耗13-9 负载损耗的计算负载损耗的计算 考虑到考虑到 代入，得代入，得 该式可以解释一些问该式可以解释一些问题。题。cNrcccNNVJplAVAJI275, ,13-9 负载损耗的计算负载损耗的计算 对于铜线对于铜线 15=0.01710-6m，75=0.02110-6m

31、 至于铝线，电阻率是铜的至于铝线，电阻率是铜的1.6倍。倍。 二、绕组导体中的涡流损耗二、绕组导体中的涡流损耗 对交流电，绕组导体中的电流密度分布对交流电，绕组导体中的电流密度分布是不均匀的。其交链的漏磁场越大，频是不均匀的。其交链的漏磁场越大，频率越高，导体的电流密度越不均匀，涡率越高，导体的电流密度越不均匀，涡流损耗越大。流损耗越大。变压器变压器中的趋肤效应。中的趋肤效应。13-9 负载损耗的计算负载损耗的计算 涡流损耗对直流电阻损耗的比值称为涡涡流损耗对直流电阻损耗的比值称为涡流损耗系数：流损耗系数：Kw1。书上有计算公式，做。书上有计算公式，做一般了解即可。一般了解即可。 三、线圈中的

32、环流损耗三、线圈中的环流损耗 当一匝线圈由多根当一匝线圈由多根股线并绕时股线并绕时，如果这如果这些些股线所处的位置不同股线所处的位置不同，则各股线的电则各股线的电流可能不相同流可能不相同，产生环流损耗。，产生环流损耗。13-9 负载损耗的计算负载损耗的计算 可以通过换位的方式来减少环流损耗。可以通过换位的方式来减少环流损耗。股线换位后，各股线的阻抗趋于相同，股线换位后，各股线的阻抗趋于相同，则电流也趋于相同。换位方式有标准换则电流也趋于相同。换位方式有标准换位、两组特殊换位、交叉均匀换位等。位、两组特殊换位、交叉均匀换位等。 简介标准换位。简介标准换位。 四、结构损耗四、结构损耗 由漏磁通在钢

33、铁结构件中产生的损耗。由漏磁通在钢铁结构件中产生的损耗。13-9 负载损耗的计算负载损耗的计算 五、减少变压器中附加损耗的措施。五、减少变压器中附加损耗的措施。 包括采用小截面导线、换位、铝制油箱包括采用小截面导线、换位、铝制油箱等。等。 采用导线换位，既可以减少环流损耗，采用导线换位，既可以减少环流损耗，也可以减少涡流损耗。也可以减少涡流损耗。13-10 变压器的空载损耗及空变压器的空载损耗及空载电流载电流 一、空载损耗一、空载损耗 p0=Kp0(phezGz+pheeGe) Kp0：铁心附加损耗系数，在：铁心附加损耗系数，在1.11.2。 phez和和phee见附录七。见附录七。 二、空载

34、电流二、空载电流 空载电流包括有功分量和无功分量。空载电流包括有功分量和无功分量。13-10 变压器的空载损耗及空变压器的空载损耗及空载电流载电流NNRRSpIII000 有功分量有功分量 无功分量无功分量 NJeeeJzzzFeeeFezzxxSqAnqAnqGqGKI00其中，其中，K0 x为磁化电流附加系数。对热轧为磁化电流附加系数。对热轧硅钢片，硅钢片，K0 x=1.0，对冷轧有取向硅钢片，对冷轧有取向硅钢片，K0 x=1.11.3.13-10 变压器的空载损耗及空变压器的空载损耗及空载电流载电流 空载电流空载电流20200 xRIII13-11 变压器的电磁力变压器的电磁力 一、概述

35、一、概述 以同心式绕组为例，说明漏磁场的分布以同心式绕组为例，说明漏磁场的分布和绕组的受力。和绕组的受力。 轴向漏磁场产生径向力，使两个线圈沿轴向漏磁场产生径向力，使两个线圈沿径向有分离的趋势；径向漏磁场产生轴径向有分离的趋势；径向漏磁场产生轴向力，使两个线圈沿轴向受压缩。向力，使两个线圈沿轴向受压缩。 电磁力方向的规律：使电感、电容增大。电磁力方向的规律：使电感、电容增大。13-11 变压器的电磁力变压器的电磁力)1 (2)1 (2121maxXRkTLRkeZUeZUi 二、变压器线圈的电磁力计算二、变压器线圈的电磁力计算 1.变压器短路电流计算变压器短路电流计算 电机学中已经讨论过，变压

36、器突然短路电机学中已经讨论过，变压器突然短路时，如果电源电压的初相角恰好等于变时，如果电源电压的初相角恰好等于变压器的阻抗角，则半个周期后将出现最压器的阻抗角，则半个周期后将出现最大电流：大电流：13-11 变压器的电磁力变压器的电磁力 即即i)1 (2)1 (2)1 (211maxxRxRxRuukNuuNkuukeZIeZZUeZUi考虑到电网不是无穷大，短路时考虑到电网不是无穷大，短路时U1不是恒定的，不是恒定的，因此有因此有)1 (2)1 (2maxxRxRuuZZNuuZkNeuuIeuZIi13-11 变压器的电磁力变压器的电磁力 2.同心式绕组电磁力的计算同心式绕组电磁力的计算 用虚位移法计算用虚位移法计算)32(221, ,210121120122aaarHNLLiWgWfxmm13-11 变压器的电磁力变压器的电磁力220max112max12012()12fxxiNLfiraH)32()(21210122112m