(第1节 变压器的结构、第2节运行特性、第3节三相变压器)

1、 4.升压时，电流减小，功率不变；升压时，电流减小，功率不变； 降压时，电流增大。降压时，电流增大。 0.350.5mm硅硅钢片钢片 油箱、油、油枕、绝缘导管、保护设备等。油箱、油、油枕、绝缘导管、保护设备等。 用硅钢片叠成。用硅钢片叠成。 铁芯形式：口字型、铁芯形式：口字型、EI型、型、F型、型、C型。型。 芯式变压器芯式变压器 铁心铁心 绕组绕组 两种结构变压器两种结构变压器 壳式变压器壳式变压器 铁心铁心 绕组绕组 u2 e1 e2u1 1 2 i2i1一次绕组一次绕组 二次绕组二次绕组 一次绕组接交流电源，二次绕组未接负载的工作状态。一次绕组接交流电源，二次绕组未接负载的工作状态。1.

2、变压器的空载运行和电压变换变压器的空载运行和电压变换 （1）空载运行：）空载运行：空载运行：空载运行：I I2 2 = 0 = 0I I0 0：空载电流、励磁电流：空载电流、励磁电流I I1 1 = = I I0 010%10%I I1N1N二次侧电压二次侧电压 为空载电压为空载电压记为记为U20K1, U1U20 降压变压器降压变压器KNNEEUU2121201K变压器的电压比（变比）变压器的电压比（变比）K1, U1U20 升压变压器升压变压器 u2 e1 e2u1ZL 1 2 i2i1I1I2N2N1= =1k 变压器的额定电流标注在铭牌上（变压器的额定电流标注在铭牌上（ I1N / I

3、2N）。）。 U1I1I2U2|ZL |ZL |U1等等效效忽略忽略 Z1、Z2 、I0 ，则，则 = U1U2I2I1 = N1N2= k = kU2I2/ kU2I2= k2|ZL| = U1I1|ZL| = k2 | ZL | 例例 有一台额定容量为有一台额定容量为10KVA10KVA、额定电压为、额定电压为3300/220V3300/220V的单相变的单相变压器。压器。(1)(1)试计算一、二次的额定电流。试计算一、二次的额定电流。(2)(2)接入接入220V220V、40W40W的灯泡，满载时可接几盏灯？的灯泡，满载时可接几盏灯？?85 . 0cos,40220)3(接接几几盏盏的的

4、镇镇流流器器），满满载载时时可可接接一一个个耗耗电电的的荧荧光光灯灯（每每盏盏荧荧光光灯灯，接接入入WWV 例例22变压器工作的电路如图所示：已知信号源的电压变压器工作的电路如图所示：已知信号源的电压。求求负负载载上上的的电电压压匝匝数数比比一一、二二次次绕绕组组的的负负载载电电阻阻内内阻阻2210.101,50,1,10UNNRRVULSU2I2 U2 = f ( I2) U2 I2OU2Ncos 2 =1cos 2 = 0.8 (感性感性)cos 2 = 0.8 (容性容性) U = U20U2 U20100% 电力变压器：电力变压器： U = 2% 3% 2.电压调整率电压调整率: 从空

5、载到满载从空载到满载,二次电压变化的二次电压变化的数值与空载电压的比值。数值与空载电压的比值。 I2N U2 (1) 铜损耗：一、二次绕组中流过电流时，在绕组铜损耗：一、二次绕组中流过电流时，在绕组 电阻上产生的损耗。电阻上产生的损耗。 PCu = R1I12 + R2I22 (2) 铁损耗：铁芯中涡流损耗铁损耗：铁芯中涡流损耗Pe 和磁滞损耗和磁滞损耗Ph组成。组成。 PFe = PhPe 不变损耗不变损耗%100PPP%100PP2212 FecuP 满载的满载的80，效率最高。，效率最高。 可变损耗可变损耗 电力变压器电力变压器 当当 I2 = ( 60% 80% ) I2N 时，时，

6、= max 小型电力变压器小型电力变压器 = 80% 90% 大型电力变压器大型电力变压器 = 98% 99% 额定输出功率额定输出功率P2N = U2NI2Ncos 2 = SN cos 2 P2N = U2I2Ncos 2 忽略忽略 U 时时! ：S1 = U1I1 S2 = U2I2 P1 = U1I1cos 1 P2 = U2I2cos 2 例例 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，

7、求变压器的电压比、空载和满载时的二 次电压。次电压。 ZL = 0.966 时正好满载，时正好满载，求该变压器的电流。求该变压器的电流。 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 U% ) = 230(1 0.03) = 223 V k = = = 43.5 U1N U2N 10000 230 解解 变压器的电压比为变压器的电压比为 I2 = = A = 224 A U2 ZL 223 0.966 I1 = = A = 5.15 A I2 k 224 43.5

8、解解 忽略电压调整率，则忽略电压调整率，则 P2 = SNcos 2 = 101030.8 W = 8 kW P = PFePCu = (300400) W = 700 W P1 = P2P = (8 000700) W = 8.7 W 例例 一变压器容量为一变压器容量为 10 kVA，铁损为，铁损为 300 W， 满载时铜损为满载时铜损为 400 W，求该变压器在满载情况下向功率，求该变压器在满载情况下向功率 因数为因数为 0.8 的负载供电时输入和输出的有功功率及效率的负载供电时输入和输出的有功功率及效率。 P1P2 =100% 8 8.7 = 100% = 92% A Xa xB Yby

9、C Zc z 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。 AXaxBYbyCZcz 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。 联结方式联结方式 高压绕组高压绕组 低压绕组低压绕组 YY YY YYKNNUUUppll 21212133U:YY连连接接PlplIIU3,U: 接接XAZBYCPlplIIU ,3U:Y接接KNNUUUYppll333U:212121 连接连接三相变压器变比指相电压之比。三相变压器变比指相电压之比。（三）变压器的额定值（三）变压器的额定值1.额定电压额定电压UN一次额定电压一次额定

10、电压U1N是指额定运行情况下一次绕组应当施加的电是指额定运行情况下一次绕组应当施加的电压。压。二次额定电压二次额定电压U2N是指一次侧为额定电压时二次侧的空载电压。是指一次侧为额定电压时二次侧的空载电压。即即U2N= U20/U1=U1N。2.额定电流额定电流IN一次额定电流一次额定电流I1N是指在是指在U1N的作用下一次绕组允许长期通过的作用下一次绕组允许长期通过的最大电流。的最大电流。二次额定电流二次额定电流I2N是指一次为额定电压是指一次为额定电压U1N时二次绕组允许长时二次绕组允许长期通过的最大电流。期通过的最大电流。三相变压器的额定电压、额定电流是指其线电压、线电流。三相变压器的额定电压、额定电流是指其线电压、线电流。3. 3. 额定容量额定容量额定容量是指输出的额定视在功率。额定容量是指输出的额定视在功率。