电工电子技术基础第三章申凤琴主编

1、第三章第三章 变压器变压器 第一节第一节 单相变压器单相变压器 第二节第二节 三相变压器三相变压器 第三节第三节 自耦变压器自耦变压器返回主目录返回主目录1基本结构基本结构（1）铁心）铁心 铁心构成了变压器铁心构成了变压器 的磁路，并作为绕的磁路，并作为绕组的支撑骨架。组的支撑骨架。 心式心式壳式壳式符号符号 （2）绕组）绕组 绕组构成变压器的绕组构成变压器的 电路。电路。2121NNEE 220EU m1144. 4fNE m2244. 4fNE KNNEEUU 2121201 （）空载运行及变压比（）空载运行及变压比 11EU t sinm 设设 则可根据电磁感应定律则可根据电磁感应定律一

2、次绕组一次绕组二次绕组二次绕组图图3-2（2）负载运行及变流比）负载运行及变流比 2211IUIU KNNUUII1121221 理想情况下：变压器一次侧视在功率与二次侧视在功率相理想情况下：变压器一次侧视在功率与二次侧视在功率相等，即等，即图图3-3 变压器负载运行变压器负载运行11iIU 22LIU L22211iZKKIKUIU 图图3-4102222021 UUK1021 KNN21010210012 KNN匝匝例例3-1解解2N1N 8 41 .668802302L2i RKR当当 4LR时时423022L2i NRKR根据题意，根据题意， 即即iiRR 4)(2301 .66222

3、 N576 .561 .66423022 N匝匝例例3-2 8LR当当 时时2N 设输出变压器二次绕组变动后的匝数为设输出变压器二次绕组变动后的匝数为解解N2N1UU和和（1）额定电压）额定电压 （V）3额定值额定值 额定电压额定电压 一次绕组加额定电压时，一次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。二次绕组的开路电压。N2U（2）额定电流）额定电流 （A）N2N1II和和根据变压器的允许发热条根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长期允许件而规定的绕组长期允许通过的最大电流值。通过的最大电流值。（3）额定容量）额定容量 （VA）NS变压器在额定工作状态下，二变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在

4、功率。忽略损耗次绕组的视在功率。忽略损耗时，额定容量时，额定容量N2N2N1N1NIUIUS 额定电压额定电压 根据变压器的绝缘强度和允根据变压器的绝缘强度和允许发热而规定的一次绕组的许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。正常工作电压。N1U例例3-2 某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数=230匝，二次绕组匝数匝，二次绕组匝数=80匝，原来配有阻抗为匝，原来配有阻抗为的扬声器，现在要改接为的扬声器，现在要改接为例例3-2 某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数=230匝，二次绕组匝数匝，二次绕组匝数=80匝，原来配

5、有阻抗为匝，原来配有阻抗为的扬声器，现在要改接为的扬声器，现在要改接为同名端同名端：指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生：指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性的感应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以端，常以 “” 或或 “” 标记。标记。瞬时极性瞬时极性始终始终相同的端子相同的端子同名端的判断方法：同名端的判断方法：（1）已知两个绕组的绕向）已知两个绕组的绕向假定两个绕组中各假定两个绕组中各有电流有电流 、 ，若它们产生的磁通若它们产生的磁通方向一致，则两方向一致，则两绕组的电流流入端绕组的电流流入端（或流出端）即

6、（或流出端）即为同名端。为同名端。2i1i图图3-5 直流法测定绕组同名端直流法测定绕组同名端 指针正偏指针正偏S迅速闭合迅速闭合指针反偏指针反偏设备外壳设备外壳AB%100%100%N22N2N2220 UUUUUUU 工程上，常用电压变化工程上，常用电压变化率率 来反映变压器二次侧来反映变压器二次侧端电压随负载而变化的情况。端电压随负载而变化的情况。%U 式中，式中， 是空载时二次绕组是空载时二次绕组的端电压，的端电压， 是负载时二次是负载时二次绕组的端电压。绕组的端电压。02U2U电压变化率反映了变压器带负载运行时性电压变化率反映了变压器带负载运行时性能的好坏，是变压器的一个重要性能指标

7、，能的好坏，是变压器的一个重要性能指标，一般控制在左右。一般控制在左右。 1纯电阻负载纯电阻负载2感性负载感性负载 3容性负载容性负载 图图3-6变压器在运行过程中会有变压器在运行过程中会有一定的损耗，主要分为铜一定的损耗，主要分为铜损耗损耗 和铁损耗和铁损耗 。 CuPFePFeCuPPP 变压器的输出功率变压器的输出功率 与输与输入功率入功率 之比称为效率，之比称为效率，用用 表示，即表示，即2P1P %100%100FeCu222212 PPPPPPPPP 2效率特性效率特性（1）损耗）损耗（2）效率）效率 （3）效率特性）效率特性 它表明当负载较小时，效率它表明当负载较小时，效率随负载

8、的增大而迅速上升，随负载的增大而迅速上升，当负载达到一定值时，效率当负载达到一定值时，效率随负载的增大反而下降，随负载的增大反而下降，当当铜损耗与铁损耗相等时，其铜损耗与铁损耗相等时，其效率最高效率最高。图图3-7第二节第二节 三相变压器三相变压器 一、三相变压器的种类和结构一、三相变压器的种类和结构1 . 种类种类 图图3-8 三相变压器组三相变压器组图图3-9 三相心式变压器三相心式变压器 2 .结构结构图图3-10 电力变压器外型电力变压器外型椭圆形油箱椭圆形油箱结构结构长方形波纹长方形波纹油箱结构油箱结构图图3-10电力变压器铭牌电力变压器铭牌 电电 力力 变变 压压 器器产品型号产品

9、型号 S7-500/10 标准代号标准代号额定容量额定容量 500kVA 产品代号产品代号额定频率额定频率 50Hz 出厂序号出厂序号相数相数 3相相联接组联接组 Y，yn0阻抗电压阻抗电压 4冷却方式冷却方式 油冷油冷使用条件使用条件 户外户外 二、电力变压器的铭牌及主要参数二、电力变压器的铭牌及主要参数变压器厂变压器厂 年年月月 高压侧电压高压侧电压(kV)变压器容量变压器容量(kVA)S 7500/101型号型号设计序号设计序号三相变压器三相变压器N2N1UU和和 高压侧额定电压高压侧额定电压 据变压器的绝缘强度和允许据变压器的绝缘强度和允许发热而规定的一次绕组的正发热而规定的一次绕组的

10、正常工作电压值。常工作电压值。N1U 低压侧额定电压低压侧额定电压 变压器空载时，高压侧加变压器空载时，高压侧加额定电压后，低压侧的端额定电压后，低压侧的端电压。电压。N2U2额定电压额定电压 额定电压额定电压均指均指 线电压！线电压！额定电流额定电流 据变压器的允许发热而规定据变压器的允许发热而规定的允许绕组长期通过的最大的允许绕组长期通过的最大电流值。电流值。N2N1II和和3额定电流额定电流线电流！线电流！N2N1II和和额定电流均指？额定电流均指？ 额定容量额定容量 变压器在额定工作状态变压器在额定工作状态下，下，二次绕组二次绕组的视在功的视在功率，常以率，常以kVA为单位。为单位。

11、NSNS4额定容量额定容量1000N2N2NIUS 单相变压器的额定容量为单相变压器的额定容量为（kVA）10003N2N2NIUS 三相变压器的额定容量为三相变压器的额定容量为（kVA）5联接组别联接组别Y y n 0二次侧连接成星形二次侧连接成星形一次侧接成星形，中性点不引线一次侧接成星形，中性点不引线二次侧中性点接地，并引出二次侧中性点接地，并引出 线线n表示一、二次侧绕组线电压的相表示一、二次侧绕组线电压的相位差（位差（011共十二个时钟数码）共十二个时钟数码）三、三相变压器的用途三、三相变压器的用途 目前我国交流输电的电压为目前我国交流输电的电压为110kV、220kV、330kV及

12、及500kV等多种等多种 。主要用于主要用于输、配电系统输、配电系统。包括升压变压器、降压变压器和配电变压器。包括升压变压器、降压变压器和配电变压器。 cos3UIP 据据 cosP在输送在输送 和和 一定时一定时节约输电线材料，节约输电线材料，减小输电线路的损耗，减小输电线路的损耗，UI输电线的截面积输电线的截面积第三节第三节 自耦变压器自耦变压器把一次绕组和二次绕组合二为一，如图所示，就成为只把一次绕组和二次绕组合二为一，如图所示，就成为只有一个绕组的变压器，这种变压器称为自耦变压器。有一个绕组的变压器，这种变压器称为自耦变压器。特点：特点：一、二次绕组之间不仅有磁耦合，一、二次绕组之间不仅有磁耦合，而且还有电的直接联系。而且还有电的直接联系。图图3-12 原理图原理图自耦变压器的原理与普通变压器一样自耦变压器的原理与普通变压器一样 。KNNUU 21201KNNII11221 优点：结构简单，节省优点：结构简单，节省用铜量，且效率较高，用铜量，且效率较高，自耦变压器的变压比一自耦变压器的变压比一般不超过般不超过2，变压比愈，变压比愈小，其优点愈明显。小，其优点愈明显。缺点缺点：一次侧电路与二次侧电：一次侧电