电机自学报告 - 副本

1、第一章 变压器的用途、分类与结构1-1 变压器的用途与分类1. 变压器的用途为了使用发电厂发出的电能，需要用升压变压器把发电机端电压升高到较高的输电电压，而当电能送到用电地区，还要用降压变压器把电压降低为配电电压，然后再送到各用电分区，最后再经配电变压器把电压降到用户所需要的电压等级，供用户使用。2. 变压器的分类变压器的种类很多，一般分为电力变压器和特种变压器两大类。电力变压器按用途分类： 升压变压器； 降压变压器； 配电变压器； 联络变压器。按变压器的结构分类： 双绕组变压器； 三绕组变压器； 自耦变压器。1-2 电力变压器的主要结构部件 双绕组变压器图中是把两个线圈套在同一个铁芯上构成的

2、，这两个线圈都叫做绕组。接到交流电源的为一次绕组，接到负载的称为二次绕组。变压器的铁芯和绕组是变压器的主要部分，统称为变压器器身。1. 油浸式电力变压器2. 干式电力变压器1-3 变压器的发热与温升变压器运行时，绕组里有铜损耗，铁心里有铁损耗以及各种附加损耗。这些损耗，一方面影响变压器运行时的效率，一方面转变为热能，除导致变压器本身的温度升高外，还把热量散发到周围的介质里去。运行中的变压器，各部分温度的高低对绝缘材料有很大的影响：温度太高，会损坏绝缘材料，使它失去绝缘能力。决定变压器运行时温度高低的因素一是变压器产生的总损耗；二是变压器的散热能力。当变压器的发热量与散热量相等时，变压器各部分的

3、温度就达到了稳定值。这是变压器中某部分的温度与周围冷却介质温差称为该部分的温升。1-4 变压器的额定数据每台变压器都有一个名牌包含：额定容量，额定线电压，额定线电流，频率，相数，绕组联结图与联结组标号，漏阻抗标幺值或阻抗电压，运行方式，冷却方式，变压器的总重量，变压器油的重量，变压器器身的重量。第二章 变压器的运行分析2-1 变压器各电磁量正方向常用的惯例正方向如图：在一、二次绕组绕向情况下，电流 和电动势 等规定正方向都与主磁通 规定正方向符合右手螺旋关系。漏磁通 正方向与主磁通 一致。漏磁电动势 与 正方向一致。这种情况下：2-2 变压器空载运行1. 主磁通、漏磁通主磁通的路径是铁心，漏磁

4、通的路径比较复杂。不考虑铁心磁路饱和，主磁通写成瞬时值：2. 主磁通感应电动势主磁通在一次绕组感应电动势瞬时值为 ；主磁通在二次绕组中感应电动势瞬时值为 。其中 分别是一、二次绕组感应电动势幅值。3. 漏磁通感应电动势一次绕组漏磁通感应电动势瞬时值为：4. 空载运行电压方程一次绕组回路电压方程：二次绕组开路电压：变压器的变化k：变比k也等于一、二次绕组匝数比。空载时：5. 励磁电流 铁心饱和的影响 呈非线性关系： 铁损耗的影响铁心磁路除了饱和外，还有磁滞现象，即磁化曲线不是单一的，上升、下降特性不重合，呈磁滞回线。6. 变压器空载运行的相量图7. 变压器空载运行的等效电路2-3 变压器负载运行

5、1. 负载时磁动势及一、二次电流关系变压器负载运行时，二次绕组回路电压方程为 负载时各磁动势相量和为 此式可写成：经过验算可知变压器负载运行时， ，可以认为一、二次电流关系为2. 负载时二次电压、电流的关系二次绕组回路电压方程为：3. 变压器的基本方程式：关系总结如下：4. 折合算法保持绕组磁动势值不变，而假想改变其匝数和电流。可将磁动势平衡方程式变成很简单的电流平衡关系电压、电流、电动势折合时，只变大小，相位不变；各参数折合时，只变大小，阻抗角不变。并且，折合算法不改变变压器的功率传递关系。5. 等效电路根据折合算法后的基本方程式，可以得到如图等效电路（称为T型等效电路）。变压器负载运行时，

6、简化等效电路如图：以短路阻抗表示的简化等效电路：6. 相量图相量图的画法要视变压器所给定的及求解的具体条件而定。但是每一步或者每画一个响亮，都应依据相应的基本方程式。 上图为负载运行时变压器相量图，可以轻蹙体现六个基本方程式。图a为感性负载，图b为容性负载。上图为简化相量图，图a为感性负载，图b为容性负载。从图中可以看出，短路阻抗的电压降，形成一个三角形ABC，称为短路阻抗三角形，对同一台变压器，三角形的大小与负载电流成正比。额定电流是的三角形，称为短路三角形。7. 功率关系变压器一次侧输入的有功功率等于铁损耗加上传给二次侧的电磁功率，再加上一次侧铜损耗。变压器二次侧输出有功功率等于一次侧传给

7、二次侧的电磁功率减去二次侧的铜损耗。变压器一次侧输入的电功率减去本身各种损耗，包括铁损耗，一、二次铜损耗才是二次侧输出给负载的电功率。无功功率：如果变压器二次侧接的是感性负载，则一次侧从电源吸收滞后性无功功率，减去励磁电抗，一、二次漏电抗上需要的无功，余下的则供给二次侧负载所需要的无功功率。2-4 标幺值采用标幺值的优点： 采用标幺值表示电压、电流时，可以直观地看出变压器的运行情况。 三相变压器中，由于绕组联结的不同，其线值与相值不相等，但用标幺值表示则是相等的。 在折合算法时，同一量折合前后标幺值一样。 负载时， 为负载系数，反映了负载的大小。 采用标幺值表示时，所有电力变压器的各阻抗值都在一个较小的范围内。 可以简化某些公式。2-5 变压器参数的测定1. 变压器的空载试验线路图：图a是单向变压器，图b为三相变压器；试验操作步骤：二次绕组先短路，一次绕组再加电压，电压从零逐渐升高，到 为止，停止升压，再测量 及输入功率 。短路试验时的等效电路：对于单向变压器： 短路阻抗： 短路电阻： 短路电抗：2-6 变压器的运行性能1. 变压器的电压调整率电压调整率：采用标幺值表示： 负载时的电压调整率，可以用简化等I型哦啊电路及其相量图求得。图a为感性负载，图b为容性负载电压关系式：对于电力变压器求电压调整率的一般方法：实际运行中