第五章(少学时)

1、第五章：变压器第五章：变压器第第5 5章章 变压器变压器lIFB BH H/m10470 0r 0BB HH0 lNIH SB , 主磁通主磁通 漏磁通。漏磁通。 +NIfNSSB HO 初始磁化曲线初始磁化曲线 c Sc lc 0S0l0UI 根据全电流定律：根据全电流定律： Bc = Sc Hc = Bc c c Sc =B0 = S0 H0 = B0 0 0 S0 =铁心中：铁心中：气隙中：气隙中：H dl = I 左边左边 = Hc lcH0 l0 l0 0 S0 lc c Sc = ( ) l0 0 S0 lc c Sc = (RmcRm0) = Rm Rm = RmcRm0l0 0

2、 S0 lc c Sc =不是常数不是常数 Rmc、Rm0、Rm 铁心、空气隙、磁路的磁阻。铁心、空气隙、磁路的磁阻。 右边右边 = I = N I 或或 I = F （磁通势）磁通势） 磁路欧姆定律磁路欧姆定律: Rm = F = FRm或或 磁路中的气隙的影响磁路中的气隙的影响 因为因为 c 0 ，所以所以 Rm0 Rmc 当当F 一定时，一定时， 因因 Rm0 的存在，使的存在，使 大大减小。大大减小。l0 0 S0 lc c Sc =Rmc ,Rm0 = 若要保持若要保持 一定，则需增大磁通势一定，则需增大磁通势 F 。可见，磁路中应尽量减少非必要的空气隙。可见，磁路中应尽量减少非必要

3、的空气隙。 = FRmmRF SlNI mRF SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 分析与思考解答分析与思考解答 5.1.(1) 磁路的结构一定，磁路的磁阻是否一定即磁磁路的结构一定，磁路的磁阻是否一定即磁路的磁阻是否是线性的？路的磁阻是否是线性的？【答答】磁路的结构一定（即尺寸、形状和材料一定）磁路的结构一定（即尺寸、形状和材料一定）时，磁路的磁通并不一定。因为磁性材料的磁导率时，磁路的磁通并不一定。因为磁性材料的磁导率不不是常数（是常数（B 与与H 不是正比关系），即磁路的磁阻是非线不是正比关系），即磁路的磁阻是非线性的。性的。0 2lSNL00r5.2 电电 磁磁 铁铁 电磁

4、铁的常见结构形式电磁铁的常见结构形式 电磁铁的种类：电磁铁的种类： 直流电磁铁、交流电磁铁。直流电磁铁、交流电磁铁。 励磁励磁 线圈线圈 铁心铁心 衔铁衔铁 励磁励磁 线圈线圈 衔铁衔铁 铁心铁心 铁心铁心 励磁励磁 线圈线圈 衔铁衔铁 衔铁衔铁 铁心铁心 励磁励磁 线圈线圈 U S N N SIF U I N I URI =(1) 电压与电流的关系电压与电流的关系 (2) 线圈的功率：线圈的功率： P = R I 2 U S N N SIF 线圈通电后，产生主磁通。线圈通电后，产生主磁通。铁心和衔铁被磁化，在它们铁心和衔铁被磁化，在它们的两端形成的两端形成N极和极和S极，从而极，从而产生电磁

5、吸力产生电磁吸力F。 I 不变不变 F mRF 衔铁吸合后衔铁吸合后磁阻磁阻 u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通势）（磁通势）tiLdd 常数iNLeeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU IZEEIXIR)(jjXRZt, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRUU =E 忽略漏阻抗，有忽略漏阻抗，有U4.44 f N m= 则则 当当 U 、f 一定时，一定时， m 基本不变。基本不变。 (2

6、) 功率功率视在功率视在功率: S = U I无功功率无功功率: Q = S sin 有功功率有功功率: P = S cos = PCuPFe 铜损耗铜损耗 铁损耗铁损耗= RI2 +( PhPe )磁滞损耗磁滞损耗 涡流损耗涡流损耗 Fe2cosPRIUIP RUI22LXRUI IIRIRIP22RUIRIP22020)()(XXRRUI0R0XFePRIP2 5.1.(2) 恒定恒定(直流直流)电流通过电路时会在电阻中产生电流通过电路时会在电阻中产生功率损耗，恒定磁通通过磁路时会不会产生功率损耗？功率损耗，恒定磁通通过磁路时会不会产生功率损耗？ 【答答】恒定的磁通通过磁路时，不会在磁路中

7、产生恒定的磁通通过磁路时，不会在磁路中产生功率损耗，即直流磁路中没有铁损耗。功率损耗，即直流磁路中没有铁损耗。 这是因为铁心损耗包括涡流损耗和磁滞损耗，其中这是因为铁心损耗包括涡流损耗和磁滞损耗，其中涡流损耗是由交流磁场在铁心中感应出的涡流而产生的涡流损耗是由交流磁场在铁心中感应出的涡流而产生的功率损耗，而磁滞损耗是因为铁心被反复磁化时的磁滞功率损耗，而磁滞损耗是因为铁心被反复磁化时的磁滞现象而引起的功率损耗。由于恒定磁通既不会在铁心中现象而引起的功率损耗。由于恒定磁通既不会在铁心中产生涡流又不会使铁心交变磁化，所以恒定磁通通过磁产生涡流又不会使铁心交变磁化，所以恒定磁通通过磁路时不会产生功率

8、损耗。路时不会产生功率损耗。(1) 变化变化 f 变化变化 电磁吸力用平均值衡量。电磁吸力用平均值衡量。 m 不变不变 Fm 、 F不变。不变。(2) 衔铁吸合后衔铁吸合后磁阻磁阻 起动电流起动电流 工作电流。工作电流。 m 不变不变 磁通势磁通势 励磁电流励磁电流 Of t F fm 平均吸力平均吸力 mRF M3 例例5.2.1 一个铁心线圈，加上一个铁心线圈，加上12V直流电压时，直流电压时，电流为电流为1A；加上；加上110V交流时，电流为交流时，电流为2A，消耗，消耗的功率为的功率为88W。求后一种情况线圈的铜损耗、。求后一种情况线圈的铜损耗、铁损耗和功率因数。铁损耗和功率因数。解：

9、解：(1) 线圈施加直流电压时：线圈施加直流电压时： UIR = 121=12(2) 线圈施加交流电压时：线圈施加交流电压时： PCu = RI2=1222 W =48 WPFe = PPCu=(8848) W =40W PU Icos = 881102= 0.4 5.2.(1) 额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小相同的直流电压？相同的直流电压？ 【答答】如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小相等的直流电压会把线圈烧毁。相等的直流电压会把线圈烧毁。 这是因为交流铁心线圈上施加的交流电压绝大部分被这是因为交流铁心线圈

10、上施加的交流电压绝大部分被感应电动势所平衡（感应电动势所平衡（UE），漏阻抗上的电压很小，因而），漏阻抗上的电压很小，因而励磁电流很小。励磁电流很小。 如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感应电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上，应电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上，该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电流，该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电流，使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护装置将使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护装置将动作跳闸。动作跳闸。 5.2.(2) 教材中图教材中图

11、5.2.1 所示交流铁心线圈，电压的有所示交流铁心线圈，电压的有效值不变，而将铁心的平均长度增加一倍。试问铁心中的效值不变，而将铁心的平均长度增加一倍。试问铁心中的主磁通最大值主磁通最大值m 是否变化（分析时可忽略线圈的漏阻是否变化（分析时可忽略线圈的漏阻抗）？抗）？ 如果是直流铁心线圈，铁心中的主磁通如果是直流铁心线圈，铁心中的主磁通的大小是否的大小是否变化？变化？U4.44 f Nm=【答答】增加交流铁心的长度是不会改变铁心中的主磁增加交流铁心的长度是不会改变铁心中的主磁通最大值通最大值m的。因为在忽略漏阻抗时，的。因为在忽略漏阻抗时，即即m的与磁路的几何尺寸无关。的与磁路的几何尺寸无关。

12、如果是直流铁心线圈，磁路（铁心）的长度增加一如果是直流铁心线圈，磁路（铁心）的长度增加一倍，在相同的磁通势作用下，由于磁阻增加了，主磁通倍，在相同的磁通势作用下，由于磁阻增加了，主磁通就要减小。就要减小。 5.2.(3) 两个匝数相同（两个匝数相同（N1=N2 ）的铁心线圈分别接到）的铁心线圈分别接到电压相等（电压相等（U1=U2）而频率不同（）而频率不同（f1f2）的两个交流电源）的两个交流电源上时，试分析两个线圈中的主磁通上时，试分析两个线圈中的主磁通1m 和和2m 的相对大的相对大小（分析时可忽略线圈的漏阻抗）小（分析时可忽略线圈的漏阻抗）U4.44 f Nm=【答答】根据根据 得知得知

13、1m 2m 。15.4 变压器的基本结构变压器的基本结构 用硅钢片叠成。用硅钢片叠成。 高压绕组和低压绕组同心地套在铁心上。高压绕组和低压绕组同心地套在铁心上。 油箱、油、储油柜、绝缘套管、保护设备等。油箱、油、储油柜、绝缘套管、保护设备等。 三相变压器、单相变压器。三相变压器、单相变压器。 双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器。双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器。 干式干式变压器变压器、油浸式油浸式变压器变压器。 心式变压器、壳式变压器。心式变压器、壳式变压器。 心式变压器心式变压器 铁心铁心 绕组绕组 壳式变压器壳式变压器 铁心铁心 绕组绕组 S9 型型 10 kV 三相油浸配电变压

14、器三相油浸配电变压器 树脂浇注干式变压器树脂浇注干式变压器 1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心(1) 空载运行情况空载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的。产生的。(2) 带负载运行情况带负载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N 1u

15、 dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心中有载时，铁心中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次绕组磁次、二次绕组磁通势共同产生的通势共同产生的合成磁通。合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 2121NNEE根据根据KVL：1111111111jEIXIREEIRU 变压器

16、一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，比较可忽略不计，则则1E1R1I1U1E+一次侧一次侧一次侧一次侧KNNEEUU 2121201根据根据KVL：2m220224440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+ 一般取一般取高压绕组的电压与低压绕组的电高压绕组的电压与低压绕组的电

17、 压之比，压之比， 规定规定: : 当当 U1 = U1N 时时, U1N U2N即：即：k1U20 = U2N 如铭牌上标注如铭牌上标注:电压电压 10000 / 230V变压器铭牌参数：变压器铭牌参数：额定电压额定电压变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值绕组允许的电压值一次绕组的额定电压一次绕组的额定电压一次绕组加上额定电压时，二次侧空载时的电压一次绕组加上额定电压时，二次侧空载时的电压 一般一般 U2N 比满载时的电压高比满载时的电压高 5% 10% 。 122222)%100UUU%UV20220R)(22IfU 2 U2I2

18、U20I2N2 O2 例例5.3.1 某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为 10 000/230 V 接在接在 10 000 V 的交流电源上向一电感性负载供电，电压的交流电源上向一电感性负载供电，电压 调整率为调整率为 0.03，求变压器的电压比、空载和满载时的二，求变压器的电压比、空载和满载时的二 次电压。次电压。 解解 变压器的电压比为变压器的电压比为 空载时的二次电压为空载时的二次电压为 U20 = U2N = 230 V 满载时的二次电压为满载时的二次电压为 U2 = U2N (1 VR ) = 230(1 0.03) V = 223 V k = = = 43.5 U1N

19、 U2N 10 000 230 【答答】因为变压器的电压比等于一、二次绕组感应因为变压器的电压比等于一、二次绕组感应电动势之比，也即匝数之比：电动势之比，也即匝数之比：空载时：空载时： U1E1，E2 = U20 = U2N ，而负载时：，而负载时： U1E1， E2U2 ，显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电，显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电压比精确度较高。压比精确度较高。=N1N2E1E2k = 5.3.(1) 在求变压器的电压比时，为什么一般都用空在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时一、二次绕组电压之比来计算？载时一、二次绕组电压之比来计算？2222ZUIZ 1m11

20、44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可很小可忽忽略。略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势 U2|ZL |I2 = 2230.966= 224A= 5.15A I2kI1 =例例5.3.1 某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为10000/230V，接在接在10000V的交流电源上

21、向一电感性负载供电，的交流电源上向一电感性负载供电，电压调整率为电压调整率为0.03。当。当|ZL |=0.966时，变压器正时，变压器正好满载。求该变压器的电流。好满载。求该变压器的电流。空载电压：空载电压：=230V满载电压满载电压:=230(10.03) V = 223VU20 = U2N U2 = U2N (1U ) PCu【答答】因为空载时二次绕组的电流因为空载时二次绕组的电流I2 等于零，因此不等于零，因此不存在电流比的关系。而在满载和接近满载时，一、二次存在电流比的关系。而在满载和接近满载时，一、二次绕组的电流远远大于空载电流，在磁通势平衡方程中，绕组的电流远远大于空载电流，在磁

22、通势平衡方程中，忽略空载电流时才得到一、二次绕组电流与匝数成反比，忽略空载电流时才得到一、二次绕组电流与匝数成反比，即即 这一关系。这一关系。= =N2N1I1I21k返返 回分析与思考题集回分析与思考题集上一题上一题下一题下一题 5.3.(2) 为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成为什么说变压器一、二次绕组电流与匝数成反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么反比，只有在满载和接近满载时才成立？空载时为什么不成立？不成立？【答答】满载时变压器的二次侧电压满载时变压器的二次侧电压U2 不等于额定电压不等于额定电压U2N 。因为变压器的二次侧额定电压。因为变压器的二次侧额定电压U2 定义

23、为空载电压定义为空载电压（一次侧为额定电压时）（一次侧为额定电压时）U20 的，即的，即U2N = U20 = E2 。变压。变压器满载（器满载（I2 = I2N）时，）时， ，因而，因而U2U2N 。U2= E2 Z2I2返返 回分析与思考题集回分析与思考题集上一题上一题下一题下一题 5.3.(3) 满载时变压器的电流等于额定电流，这时的满载时变压器的电流等于额定电流，这时的二次侧电压是否也等于额定电压？二次侧电压是否也等于额定电压？22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带

24、负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ + 一只电阻为一只电阻为 8的扬声器（喇叭），需要的扬声器（喇叭），需要把电阻提高到把电阻提高到 800才可以接入半导体收音机的输才可以接入半导体收音机的输出端。问：应该利用电压比为多大的变压器才能出端。问：应该利用电压比为多大的变压器才能实现这一阻抗匹配。实现这一阻抗匹配。解：解：例例5.3.3 = 10RL = k2 R RRLk = 8008上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回：信号源信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如图，交流信号源的电动

25、如图，交流信号源的电动势势 E= 120V，内阻，内阻 R 0=800 ，负载为扬声器，其等效电阻为负载为扬声器，其等效电阻为RL=8 。（。（1）当）当RL折算到原折算到原边的等效电阻边的等效电阻 时，求时，求变压器的匝数比和信号源输出变压器的匝数比和信号源输出的功率；（的功率；（2）当将负载直接）当将负载直接与信号源联接时与信号源联接时,信号源输出信号源输出多大功率？多大功率？0LRR W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：为：KNNEEUU 21212011m144.4NfE 2m244. 4NfE K

26、NNII11221 102211NiNiNiZKZ2 一次绕组的视在功率一次绕组的视在功率： S1 = U1I1二次绕组的视在功率二次绕组的视在功率： S2 = U2I2变压器的额定容量变压器的额定容量：SN = U2NI2N = U1NI1N输入功率：输入功率：P1 = U1I1cos 1输出功率：输出功率：P2 = U2I2cos 2变压器的损耗变压器的损耗：P = P1 P2= PCu + PFe不变损耗不变损耗PFe = Ph+Pe铁损耗：铁损耗：上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回铜损耗：铜损耗： PCu = R1I12 + R2I22可变损耗可变损耗FeCu2

27、212PPPPPP 一变压器容量为一变压器容量为10kVA，铁耗为，铁耗为300W，满载时的铜耗为满载时的铜耗为400W。求该变压器在满载时向。求该变压器在满载时向功率因数为功率因数为 0.8 的负载供电时输入和输出的有功的负载供电时输入和输出的有功功率及效率。功率及效率。解：解：例例5.3.4忽略电压变化率，则忽略电压变化率，则P2 = SN cos 2= 101030.8 W = 8 kWP = PCu + PFe= (300 + 400) W = 0.7 kWP1 = P2 + P = (8 + 0.7) kW = 8.7 kWP1P2=100%88.7=100% = 92 %上一节上一

28、节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回 5.3.(5) 例例5.3.4 中的变压器，当负载变化使得变压器中的变压器，当负载变化使得变压器的电流为额定电流的的电流为额定电流的0.8倍时，其铁损耗倍时，其铁损耗PFe 和铜损耗和铜损耗PCu 应为下述几种情况总的哪一种？应为下述几种情况总的哪一种？(a)PFe和和PCu均不变；均不变； (b) PFe= 3000.8W、PCu= 400 0.8W ；(c) PFe= 3000.8W、PCu 不变；不变；(d) PFe 不变、不变、PCu= 400W0.82W ；(e) pFe不变、不变、pCu= 4000.8W 。【答答】因为铁损耗是与负

29、载大小无关的不变损耗，因为铁损耗是与负载大小无关的不变损耗，铜损耗是正比于电流平方的可变损耗，因此，当变压器铜损耗是正比于电流平方的可变损耗，因此，当变压器的电流为额定电流的的电流为额定电流的0.8 倍时，倍时， (d) 的答案是正确的。的答案是正确的。2(2) 三相绕组的联结方式：三相绕组的联结方式：GB: Y,yn Y,d YN,d Y,y YN,y(1) 三相电压变换的方式：三相电压变换的方式： 采用采用三台单相变压器三台单相变压器、三相心式变压器三相心式变压器。常用的三种常用的三种高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法ABCXYZabczyxU1 U2u1 u2V1 V2v1

30、 v2W1 W2w1 w2 特点：三相之间只有电的联系，没有磁的联系。特点：三相之间只有电的联系，没有磁的联系。 U1U2u1u2V1V2v1v2W1W2w1w2 特点：三相之间既有电的联系，又有磁的联系。特点：三相之间既有电的联系，又有磁的联系。 ABCXYZabczyx高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法:y/Yn三相配电变压器三相配电变压器: Y /动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）A31

31、1PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133（三相配电变压器）（三相配电变压器）A311PUU CB1UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明） 变压器额定容量变压器额定容量(KVA)S:三相三相D:单相单相 N1N1N2N2NIUIUSN1N1N2N2N33IUIUSN2N2NIUS容量：容量： 21PP 一次侧输入功率：一次侧输入功率： cos222IUP 输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质 某三相变压器某三

32、相变压器SN=50kVA，U1N/U2N=10000/400 V，Y/D联结，向联结，向2=cos 2 =0.9的的感性负载供电，满载时二次绕组的电压为感性负载供电，满载时二次绕组的电压为380V。求：求：(1) 满载时一、二次绕组的线电流、相电流；满载时一、二次绕组的线电流、相电流； (2) 输出的有功功率。输出的有功功率。解：解：例例5.5.1(1)= 2.9 AI1N =SN3 U1N 501033 10000=I2N =SN3 U2N 501033 400= 72.2 AI1p = I1N = 2.9 AI2p = I2N3 I2N3 = 41.7 A(2)P2 =3 U2 I2 co

33、s 2 =3 38072.20.9W= 42.8 kW 某三相变压器某三相变压器SN=50kVA，U1N/U2N=10000/400 V，Y/D联结，向联结，向2=cos 2 =0.9的的感性负载供电，满载时二次绕组的电压为感性负载供电，满载时二次绕组的电压为380V。求：求：(1) 满载时一、二次绕组的线电流、相电流；满载时一、二次绕组的线电流、相电流； (2) 输出的有功功率。输出的有功功率。解：解：例例5.5.1【答答】 Y,y 接法时：接法时：3 U1p3 U2p= = = 10U1lU2l3 N13 N2N1N2=10。 5.5.(1) 三相变压器一、二次绕组的匝数比为三相变压器一、

34、二次绕组的匝数比为分别求该变压器在分别求该变压器在Y,y、Y,d、D,d 和和D,y 接法时一、二次接法时一、二次绕组的线电压的比例。绕组的线电压的比例。 U1p3 U2p= = = 103U1lU2l N13 N2 D,y 接法时：接法时：3 U1p U2p= = = 103U1lU2l3 N1 N2 Y,d 接法时：接法时：U1pU2p= = = 10U1lU2lN1N2D,d 接法时：接法时：*5.6 仪用互感器仪用互感器U1 U2= = ku N1 N2 国产互感器：国产互感器： U2N = 100 V 空载运行的降压变压器。空载运行的降压变压器。 u1 Vu1u2电压表电压表被测电压

35、被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1（匝数多（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少（匝数少）u（被测电压）（被测电压）电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理 在测量交变电流的在测量交变电流的大电压时，为能够安全大电压时，为能够安全测量在火线和地线之间测量在火线和地线之间并联一个变压器并联一个变压器( (接在接在变压器的输入端变压器的输入端) )，这，这个变压器的输出端接入个变压器的输出端接入电压表，由于输入线圈电压表，由于输入线圈的匝数大于输出线圈的的匝数大于输出线圈的匝数，因此输出电压小匝数，因此输出电压小于输入电压，电压互感于输入电压，电压互感器就是降压变压器。器就是降压变

36、压器。电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1（匝数多（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少（匝数少）u（被测电压）（被测电压） 短路运行的升压变压器。短路运行的升压变压器。 I1 I2 = = ki N2 N1 国产互感器：国产互感器： I2N = 5 A Ai2i1N1 N2 1 2 匝匝电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1（被测电流）（被测电流）ARi1i2电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理 在测量交变电流的在测量交变电流的大电流时，为能够安全大电流时，为能够安全测量在火线测量在火线( (或地线或地线) )上上串联一个变压器串

37、联一个变压器( (接在变接在变压器的输入端压器的输入端) )，这个变，这个变压器的输出端接入电流压器的输出端接入电流表，由于输入线圈的匝表，由于输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数数小于输出线圈的匝数, ,因此输出电流小于输入因此输出电流小于输入电流。电流。电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1（被测电流）（被测电流）ARi1i2为什么电流互感器二次侧不能开（断）路？为什么电流互感器二次侧不能开（断）路？ 电流互感器二次侧不许开路运行。接在电流互感器电流互感器二次侧不许开路运行。接在电流互感器副线圈上的仪表线圈的阻抗很小，相当于在副线圈短路副线圈上的仪表线圈的阻抗很小，相当

38、于在副线圈短路状态下运行。状态下运行。 如果在运行中时副线圈断开，副边电流等于零，那如果在运行中时副线圈断开，副边电流等于零，那么起去磁作用的磁通势消失，而原边的磁通势不变，原么起去磁作用的磁通势消失，而原边的磁通势不变，原边被测电流全部成为励磁电流，这将使铁芯中磁通量急边被测电流全部成为励磁电流，这将使铁芯中磁通量急剧，铁芯严重发热以致烧坏线圈绝缘。剧，铁芯严重发热以致烧坏线圈绝缘。 另外副线圈开路会感应出很高的电压，这对仪表和另外副线圈开路会感应出很高的电压，这对仪表和操作人员是很危险的所以电流互感器二次侧不许断开。操作人员是很危险的所以电流互感器二次侧不许断开。221011NiNiNi

39、*5.7 自耦变压器自耦变压器手柄手柄 接线柱接线柱 调压器调压器 手柄手柄 绕组绕组 接触臂接触臂 I+ +U2I1E1E2U1 I2 降压自耦变压器降压自耦变压器 升压自耦变压器升压自耦变压器 I N1N2+ +U1I1E1E2 U2I2忽略漏阻抗，则忽略漏阻抗，则= U1 U2E1 E2=N1 N2= k KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+*5.8 三绕组变压器三绕组变压器 有三个绕组和三个电压等级。有三个绕组和三个电压等级。 三绕组三绕组变压器变压器 = k12 U1 U2= N1 N2= k13 U1 U3= N1 N3= k23 U2 U3= N2 N3 各绕组间的电压关系各绕组间的电压关系 N1N3N2I1I2U1I3U2U3ZL3ZL2 各绕组间的电流关系各绕组间的电流关系 在满载或接近满载时，在满载或接近满载时，I0 可忽略不计，则可忽略不计，则 N1I1 + N2I2 + N3I3 = N1I0 N1I1 + N2I2 + N3I3 = 0 容量容量 SN = U1NI1N 工作时应当保证各个绕组的视在功率不超过工作时应当保证各个绕组的视在功率不超过 其绕组容量。其绕组容量。 AXax Aax 同极性端用同极性端用“”表示表示。增加增加 联接联接 23 Nf.Um24