第三章变压器完成ppt课件

1、第3章 变压器 3.1 变压器的基本工作原理、分类和结构3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的基本方程式3.4 变压器的等效电路及相量图3.5 等效电路的参数测定3.6 三相变压器3.7 变压器的稳态运行 变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能.3.8 自耦变压器与互感器本章小结第3章 变压器 各类变压器的图片各类变压器的图片第3章 变压器 平面式变压器干式变压器油浸式变压器电源变压器第3章 变压器 电源变压器电力变压器控制变压器接触调压器三相干式变压器第3章 变压器 3.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.1

2、 基本工作原理和分类一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZdtdNedtdNe2211 只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。第3章 变压器 3.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.1 基本工作原理和分类二、分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变

3、压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。 第3章 变压器 3.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.2 基本结构一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子散热器或冷却器）。 将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。二、绕组三、油箱四、绝缘套管此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器

4、。第3章 变压器 单相变压器的结构1铁心柱 2铁轭 3高压绕组 4低压绕组第3章 变压器 三相变压器的结构1铁心柱 2铁轭 3低压绕组 4高压绕组三相变压器高压绕组的分接头第3章 变压器 油浸式变压器的外形图1-铭牌 2-温度计 3-吸湿器 4-油位计 5-储油柜 6-安全气道 7-气体继电器 8-高压油管9-低压油管 10-分接开关 11-油箱铁心 12-放油阀门 13-线圈 14-接地板 15-小车第3章 变压器 3.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.3 型号与额定值一、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为如OSFPSZ-250000/220表

5、明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量250000kVA，高压额定电压220kV电力变压器。第3章 变压器 3.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.3 型号与额定值二、额定值三者关系：NNNNNNNNNNIUIUS:IUIUS:2211221133三相单相此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。)kV(UUNN21和额定电压指长期运行时所能承受的工作电压.,UU,U1NN1N电压对三相变压器指的是线二次的开路电压是指一次侧加电压是指加在一次侧的额定2)kVA(SN额定容量指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。)A(IINN21和额定电流指在额定容量下，允许长期通过的额定

6、电流。在三相变压器中指的是线电流第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.1 电磁关系一、空载运行时的物理情况1U1E1E20U0I)(2I11U2U1u2u02E10RI1U0I100NIF1E011E2E第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.1 电磁关系一、空载运行时的物理情况1性质上： 与 成非线性关系； 与 成线性关系；2数量上： 占99%以上， 仅占1%以下；3作用上： 起传递能量的作用， 起漏抗压降作用。0000I0I111主磁通与漏磁通的区别二、各电磁量参考方向的规定一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；

7、电强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应它的磁通之间符合右手定则。动势与感应它的磁通之间符合右手定则。第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.1 电磁关系三、感应电动势分析1、主磁通感应的电动势主电动势tmsin0设)90sin()90sin(20101011tEtfNdtdNemm那么mfNE1144.4有效值mfNjE1144.4相量同理，二次主电动势也有同样的结论。 可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通 。主电动势的大小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。090第3章 变压器 3.2 单相变压器

8、的空载运行3.2.1 电磁关系三、感应电动势分析2、漏磁通感应的电动势漏电动势漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即根据主电动势的分析方法，同样有mfNjE11144.411144.4fNE10011XI jILjE由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为常数,所以漏电抗 很小且为常数,它不随电源电压负载情况而变.1X第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.2 空载电流和空载损耗一、空载电流1、作用与组成2、性质和大小性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是感性无功性质也称励磁电流；空载电流 包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁场，产生主磁通

9、无功分量 ；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁心损耗有功分量 。0IrI0aI0大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数I0%来表示：%100%00NIII第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.2 空载电流和空载损耗一、空载电流3、波形由于磁路饱和，空载电流 与由它产生的主磁通 呈非线性关系。0i0t0i3211230i当磁通按正弦规律变化时，空载电流呈尖顶波形。当空载电流按正弦规律变化时，主磁通呈尖顶波形。实际空载电流为是正弦波，但为了分析、计算和测量的方便，在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。第3章 变压器 3.2 单相变压

10、器的空载运行3.2.2 空载电流和空载损耗二、空载损耗对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与电流频率的1.3次方成正比，即空载损耗约占额定容量的0.2%1%，而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。变压器空载时，一次侧从电源吸收少量的有功功率 ，用来供给铁损 和绕组铜损 。由于 和 均很小，所以 ，即空载损耗近似等于铁损。0PFePP 00I1RFeP120RI3 . 12fBPmFe第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图一、电动势平衡方程和

11、变比1、电动势平衡平衡方程（1一次侧电动势平衡方程0111010110111IZEXI jRIERIEEUmfNEU11144. 4忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有1111444444fN.UfN.Em可见，影响主磁通 大小的因素有电源电压 、电源频率 和一次侧线圈匝数 。m1U1f1N第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图一、电动势平衡方程和变比1、电动势平衡平衡方程（2二次侧电动势平衡方程220EU2、变比定义NNUUUUNNEEk212012121对三相变压器，变比为一、二次侧的相电动势之比，近似为额定相电压之比，具体为Y，

12、d接线NNUUk213NNUUk213D，y接线第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图二、空载时的等效电路和相量图1、等效电路mmmZIjXRIE001)(一次侧的电动势平衡方程为101XI jE基于 表示法， 感应的 也用电抗压降表示，由于 在铁心中引起 ，所以还要引入一个电阻 ，用 等效 ，即1EFepmRmRI20Fep01101011)()(IjXRIjXRZIEUmm空载时等效电路为mRmX1X1R第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图二、空载时的等效电路和相量图1、等效电路m

13、mmZXR,励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱和特性，所以 不是常数，随磁路饱和程度增大而减小。mmmjXRZ11,XXRRmm由于 ，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只是一个 元件的电路。在 一定的情况下， 大小取决于 的大小。从运行角度讲，希望 越小越好，所以变压器常采用高导磁材料，增大 ，减小 ，提高运行效率和功率因数。 mZmZ0I0ImZ1U0I第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图二、空载时的等效电路和相量图2、相量图根据前面所学的方程，可作出变压器空载时的相量图：（1以 为参考相量mm（2） 与 同相， 滞后 ，ma

14、rIII000090aI0rI0aI0rI00I（3） 滞后 ， ；1E090m21,EE1001,XI jIR（4）1E1E2E10XI j01IR1U（5）1U第3章 变压器 3.2 单相变压器的空载运行小结（1一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定.（2主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（3空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（4电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的

15、大小随磁路的饱和而减小。第3章 变压器 3.3 单相变压器的基本方程式变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。3.3.1 3.3.1 负载运行时的物理情况负载运行时的物理情况由于电源电压恒定，即U1=常数，则E1常数，m常数。因而，达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。第3章 变压器 11IR11E22IR22E1U1I2I2U111INF222INF010INF01E1E负载运行时的电磁关系02211NINI2121INNI第3

16、章 变压器 3.3 单相变压器的基本方程式3.3.2 基本方程一、磁动势平衡方程空载时,由一次磁动势 产生主磁通 ,负载时,产生 的磁动势为一、二次的合成磁动势 。由于 的大小取决于 ，只要 保持不变，由空载到负载， 基本不变，因此有磁动势平衡方程0021FF01U1U00F021FFF或012211INININ用电流形式表示LIIkIIINNII102021201)()(说明:变压器的负载电流分成两个分量,一个是励磁电流 ,用来产生主磁通,另一个是负载分量 ,用来抵消二次磁动势的作用。电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少.0IkIIL/21第3章 变压器

17、 3.3 单相变压器的基本方程式3.3.2 基本方程一、磁动势平衡方程负载运行时,忽略空载电流有:1221211NNkIIkII或说明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝数不同，不仅能变电压，同时也能变电流。二、电动势平衡方程根据基尔霍夫电压定律可写出一二次侧电动势平衡方程和漏电抗。和漏电抗。分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻121212ZZRRXX、 、 、 、和mmZIE1111111111jUEI RI XEI Z222222222jUEI RI XEI Z1212/EENNk第3章 变压器 3.4 变压器的等效电路及相量图目的：用一个等效的电路代

18、替实际的变压器。一、绕组归算一、绕组归算归算：将变压器的二次或一次绕组用另一个绕组来等效，同时，对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。归算原则：1保持二次侧磁动势不变；2保持二次侧各功率或损耗不变。二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即（一电动势和电压的归算（一电动势和电压的归算12NN那那么么221222ENNkENN22EkE 2020EkE22UkU 第3章 变压器 （二电流的归算（二电流的归算22IIk （三阻抗的归算（三阻抗的归算阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。阻抗归算的原则

19、：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。222222I RI R22222222IRRk RI 222222IXI X 22222222IXXk XI 第3章 变压器 折算后的方程式为111111111ZIEXI jRIEU222222222ZIEXI jRIEU021III12EE01IZEmLZIU223.4 变压器的等效电路及相量图第3章 变压器 二、等效电路根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。T型等效电路：近似等效电路3.4 3.4 变压器等效电路及相量图变压器等效电路及相量图第3章 变压器 3.变压器等效电路及相量图二、等效电路简化等效电路：其中sssssjXRZXXXRRR

20、2121分别为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。 由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的1020倍。第3章 变压器 3.3.变压器等效电路及相量图变压器等效电路及相量图三、相量图作相量图的步骤对应T型等效电路， 假定变压器带感性负载。0190)6Em超前0)7 I)()8201III11)11IjX1)12 U22 I ) 223RI )224IXj )12)5EE1)9E21 U)11)10RI第3章 变压器 3.变压器等效电路及相量图三、相量图作相量图的步骤假定变压器带感性负载）-对应简化等效电路112121222I

21、jXRIUUIIZIUSS由等效电路可知根据方程可作出简化相量图第3章 变压器 3. 等效电路的参数测定3.5.1 空载实验一、目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁耗和励磁阻抗。二、接线图三、要求及分析1低压侧加电压，高压侧开路；FepPXR011,)3即和忽略WAVV*曲线和画出和测出向调节范围内单方在电压)()(,2 . 10)2101000201UfPUfIPIUUUN第3章 变压器 3.5 3.5 等效电路的参数测定等效电路的参数测定3.5.1 空载实验三、要求及分析5空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此求取励磁参数；6若要得到高压侧参

22、数，须折算；7对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；%100%100120NNIIIUUK2220001mmmmNmRZXIPRIUZ4求出参数第3章 变压器 3.5 3.5 等效电路的参数测定等效电路的参数测定3.5.2 短路实验一、目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。二、接线图三、要求及分析1高压侧加电压，低压侧短路；WAV*;)()(,3 . 10,)2曲线和画出和测出对应的范围内变化在让电流通过调节电压sssssssNSUfPUfIPIUII3同时记录实验室的室温；4由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为

23、 。CusPP 第3章 变压器 3.5 3.5 等效电路的参数测定等效电路的参数测定3.5.2 短路实验5参数计算222121sssNSNssSNsNsssRZXIPIPRIUIUZ对T型等效电路：ssXXXRRR212121216温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。8对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；7若要得到低压侧参数，须折算；四、短路电压：短路时，当短路电流为额定值时一次所加的电压，称为短路电压，记作NCSSNIZU1750短路电压也称为阻抗电压。第3章 变压器 3.5 等效电路的参数测定3.5.2 短路实验四、短路电压：短路电压常用百分值表示。%100%u :1

24、751s0NCSNUZI短路电压百分值%100%u :)(1751s0NCSNURI分量百分值有功短路电压电阻%100%u :)(11sNSNUXI分量百分值无功抗短路电压电 短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影响变压器的运行性能。 从正常运行角度看，希望它小些，这样可使副边电压随负载波动小些；从限制短路电流角度，希望它大些,相应的短路电流就小些。第3章 变压器 3.5.3 标么值 标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值,即基准值实际值标么值 一、定义二、基准值的确定1、通常以额定值为基准值。 2、各侧的物理量以各自侧的额定值为基准； 线值以额定线值

25、为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值； .,.,.UBBBSSQPZZXREU的基准值为和的基准值为和的基准值为和3、第3章 变压器 3.5.3 标么值三、优点3、折算前、后的标么值相等。线值的标么值=相值的标么值； 单相值的标么值=三相值的标么值； 1、额定值的标么值为1。 2、百分值=标么值100% ；4、某些意义不同的物理量标么值相等*0*1IZm2*0*0*IPRm*SNsUZ*SNsPR NNPcos*NNQsin*四、缺点标么值没有单位，物理意义不明确。第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.1 磁路系统一、组式磁路变压器二、芯

26、式磁路变压器特点是：三相磁路彼此无关联。特点是：三相磁路彼此有关联。1W2Ww1V2Vv1U2Uu1U2U1u2u1V2V1v2v1W2W1w2wuvw第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.2 电路系统一、变压器的端头标号绕组绕组名称名称单相变压器三相变压器中性点首端首端末端末端首端首端末端末端高压高压绕组绕组U1U2U1、V2、W1U2、V2、W2N低压低压绕组绕组u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中压中压绕组绕组U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.2 电路系统二、单相变压器的极性*1U2U1u2u*1U2U1u2

27、u1U2U1u2u)I , I(I/I012连接组别为)I ,I(I/I66连接组别为一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。*1u2u1U2U1u2u*1U2U*1U2U1u2u一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.2 电路系统三、三相变压器的连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势或线电压的相位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势可电压的相位差总是300的整数倍。因此可以采用时

28、钟表示法 作为时钟的分针，指向12点， 作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以300，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。UVEuvE第3章 变压器 3.6 三相变压器第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.2 电路系统连接组别可以用相量图来判断：若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,y4、Y,y8连接组别。1、Y，y连接UVEuvE同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 也同相位，连接组别为Y，y0。同理，若异名端在对应端，可得到Y，y6、Y,y10和Y,y2连接组别。第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.

29、2 电路系统若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Yd3、Yd7连接组别。2、Y，d连接1UVEuvE 同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 相差3300，连接组别为Yd11。同理，若异名端在对应端，可得到Yd5、Yd9和Yd1连接组别。第3章 变压器 3.6三相变压器3.6.2 电路系统若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,d5、Y,d9连接组别。2、Y，d连接2UVEuvE同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势 和 相差300，连接组别为Y，d1。同理，若异名端在对应端，可得到Y，d7、Y,d11和Y,d3连接组别。第3章

30、变压器 3.6 三相变压器3.6.2 电路系统 总之，对于Y，y或D，d连接，可以得到0、2、4、6、8、10等六个偶数组别；而Y，d或D，y连接，可以得到1、3、5、7、9、11等六个奇数组别。 变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。 其中前三种最为常用：Y,yn0 连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y,d11连接用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。第3章

31、 变压器 3.6 三相变压器3.6.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响 i0中有无i03 ，看电路连接中有无i03通路，Y连接中，无i03通路， i0为正弦波；YN或D连接， i03可以在绕组中流过， i0为尖顶波。 单相变压器，当磁路饱和时，u1为正弦波，和e1也是正弦波，而i0为尖顶波分解为基波i01和三次谐波i03忽略其它高效次谐波）。 对三相变压器，由于绕组的连接方式不同，i0 中可能i03 ，使和e1为非正弦波同样可分解为基波和三次谐波忽略其它高效次谐波） 。 中有无3 ，看磁路结构，三相组式变压器， 3可以在铁心中流过， 为平顶波；三相心式变压器， 3不能在铁心中流过，只

32、能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3很小， 基本为正弦波。第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响1、Y，y连接的三相变压器一次侧Y接线，i03=0，i0为正弦波，磁通应为平顶波。（2对三相芯式变压器，3不能在铁芯中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大， 3很小， 基本为正弦波，感应电动势 e 也基本为正弦波 。但通过油箱壁时将产生涡流损耗，造成局部过热，降低变压器的效率，因而，容量大于1800kVA时，不宜采用芯式Y，y连接。（1对三相组式变压器，3可以在铁心中存在，所以为平顶波，感应电动势e 为尖顶波，其中的三次谐波幅值可

33、达基波幅值的45%60%，使相电动势的最大值升高很多，可能击穿绕组绝缘，因而，三相组式变压器不采用Y，y连接。第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响2、YN，y连接的三相变压器 一次侧YN接线，i03可以流过，i0为尖顶波，磁通应为正弦波，感应电动势 e 也为正弦波 。 一次绕组Y连接， i03=0， i0为正弦波，应为平顶波，其中的3在二次绕组中感应电动势e23，并在D内产生i23。 i23建立的磁通23大大削弱3的作用，因此合成磁通和电动势均接近正弦波。3、D，y连接的三相变压器 一次侧D接线，i03可以流过，i0为尖顶波，磁通应为正弦波，感

34、应电动势 e 也为正弦波 。4、Y，d连接的三相变压器第3章 变压器 3.6 三相变压器3.6.3 磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响5、Y，yn连接的三相变压器 二次侧 yn 接线，负载时可以为三次谐波提供通路，使相电动势波形得到改善。但是由于负载的影响，产生i23不能很大，所以相电动势波形不能得到很好改善，这种情况基本与Y，y连接一样，只适用于容量较小的三相心式变压器，而组式变压器仍然不采用。结论：（1变压器一次侧是YN连接时，电动势波为正弦。（2变压器有一次侧是D连接时，电动势波为正弦。（3无论相电动势是否为正弦波，但线电动势一定是正弦波。（4若一定需要Y，y连接，则可以增加第三绕

35、组，采用D接线。第3章 变压器 3.7 变压器的稳态运行3.7.1 变压器的电压调整率用相量图可以推导出电压变化率的表达式：定义：是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即 电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。)sincos(2*2*ssXRU式中NII22称为负载系数 由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。%100%100%100N12N1N22N2N2220UUUUUUUUUu第3章 变压器 3.7变压器的稳态运行3.7.1变压器的电压调整率.,cossi

36、n.,)0(;,)0()0(2*2*222载时高说明二次电压比空为负值时当也可能为负值可能为正时带阻容性负载时低这时二次端电压比空载为正值时和阻感性负载当变压器带阻性负载URXUUss 变压器的近似等效电路相量图*2U)(*2I1.001.01cos28 .0cos28 . 0)cos(2第3章 变压器 电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一, ,它大小反映了供电电压的稳定性。它大小反映了供电电压的稳定性。1N21N21Ncossin100%kkIRIXuU 式中式中 N11/ II为负载系数为负载系数 可见，电压变化率的大小与负载大小、性质及

37、变压器的本身可见，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。参数有关。当I2=I2N, =1时)(2fu第3章 变压器 3.7 变压器的稳态运行3.7.2损耗、效率及效率特性 铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。1、变压器的损耗 铜损耗也分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。 铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构

38、部件中引起的涡流损耗等。 铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。第3章 变压器 3.7 变压器的稳态运行变压器的稳态运行3.7.3 损耗、效率及效率特性 效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。2、效率及效率特性效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。%10012PPCuFeCuFeppPppPp211122222220cos)(NSNSNNCuFeSPPPIIpPp其中第3章 变压器 3.7 变压器的稳态运行变压器的稳态运行3.7.3 损耗、效率及效率特性%100)cos1 (20220SNNSNPPSPP变压器效率的大小与负载的大小、功率因

39、数及变压器本身参数有关。效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系=f(),称为变压器的效率特性。0max第3章 变压器 3.7 变压器的稳态运行变压器的稳态运行3.7.3 损耗、效率及效率特性 即当铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗)时,变压器效率最大：:, 0率的条件则有变压器产生最大效令dd02PPSNm或SNmPP0%100)2cos21 (020maxPSPNm为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁损耗小些。第3章 变压器 3.8 3.8自耦变压器和互感器自耦变压器和互感器3.8.1自耦变压器自耦变压器的外形结构和电路原理图自耦变压器的外形结构和电路原理图第3章 变压器 3.8自耦变压器和互感器3.8.1自耦变压器原副边共用一部分绕组的变压器, ，其一次、二次绕组之间既有磁的耦合，又有电的联系。 1、电压、电流关系212121wwEEUUaa电压比：磁势方程：102211wIwIwIAXa1UI1I2I2U02211wIwI222111IkIwwIA合成电流