变压器工作原理与应用

变压器工作原理首先强调一下纪律：1、手机调成振动或静音2、不大声喧哗或讨论3、不迟到早退谢谢大家配合！2015年1月23日变压器工作原理

变压器及其工作原理

变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。变压器虽然大小悬殊,用途各异,但其基本结构和工作原理却是相同的。2023/2/1三相铝线高压边额定电压10kv额定容量1000kv·A变压器型号：三相设计序号高压边额定电压6kv额定容量1250kv·A变压器型号：S9–

1250/6组合式冷却方式高压边额定电压35kv额定容量1600kv·A变压器型号：Zb-F-1600/35变压器工作原理例：SCB10型脱硫干式变压器干式电力变压器型号及含义SCB10—1600/6SC:三相固体成型（环氧树脂）B:低压箔式线圈10:设计序号1600kVA:额定容量6kV:额定高压电压变压器工作原理

变压器的铭牌参数：每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它数据，便于用户了解变压器的运行性能。电力变压器产品型号SL7－315/10产品编号额定容量315kV·A使用条件户外式额定电压10000/400V冷却条件ONAN额定电流18.2/454.7A短路电压4%额定频率50Hz器身吊重765kg相数三相油重380kg联接组别Yyno总重1525kg制造厂生产日期图1－4电力变压器铭牌示意图一次侧与二次侧电压电流比U1U2=N1N2I1I2=N2N1一次侧与二次侧电压比等于一次侧与二次侧绕组的匝数比即所绕的圈数比一次侧与二次侧电流比等于二次侧与一次侧绕组的匝数比即所绕的圈数反比根据此比例式子可以看出当一次输入电压一定时，二次侧的电压或高或低，不满足要求，设计时N2是不变的，N1有三个档位可以调节，当U2需要调大一点，只能N1变小一点。否则反之。2023/2/1二、仪用互感器

实现用低量程的电压表测量高电压。VR

N1（匝数多）保险丝

N2（匝数少）~u（被测电压）（一）电压互感器

2023/2/12）铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以防一次侧高压绕组绝缘损坏时，其带上高电压而触电；3）电压互感器有一定的额定容量，使用时不宜接过多的仪表，否则将影响互感器的准确度。注意：1）二次绕组绝不允许短路，否则短路电流很大，将互感器烧坏。为此应串联熔断器作短路保护；2023/2/1（二）电流互感器

实现用低量程的电流表测量大电流。（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2被测电流=电流表读数N2/N12023/2/1注意：1）二次绕组绝不许开路，否则一次绕组中流过的大电流使铁心过热而烧坏绕组绝缘； 二次绕组中因匝数很多，将产生高电压，可能将绝缘击穿，危及安全。

2）在运行中若要拆下电流表，应先将二次绕组短路后再进行。

3）铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以免绝缘损坏时，高压侧电压传到低压侧，危及仪表及人身安全。

4）电流表内阻抗应很小，否则影响测量精度。变压器主要技术数据含义定义：变压器二次绕组短接，一次绕组通额定电流（此时二次短接电流也达到二次额定电流），在一次侧施加的电压称阻抗电压Uz，通常以百分数表示。阻抗电压百分数Uz（%）=Uz/UNХ100%。阻抗电压Uz大小与变压器成本、性能及一二次绕组结构、系统稳定性和供电质量有关。阻抗电压大，承受动稳定能力强，但负载损耗大。为了便于设计线路上继电保护装置，Uz是固定的，不得任意更改。阻抗电压变压器主要技术数据含义即变压器在短路试验状态下从电源吸收的功率。即将变压器一组线圈短接，另一组线圈施加阻抗电压（使线圈产生额定电流），此时从电源线圈上所接的功率表上测出的功率，即为负载损耗。负载损耗主要是线圈导线的电阻损耗，线圈的附加损耗（包括导线的涡流损耗和不完全换位损耗），引线损耗及钢铁结构中的杂散损耗。当负载损耗计算值太小时，会使变压器体积和重量增大，从而使制造成本增大。负载损耗变压器主要技术数据含义空载损耗变压器损耗=空载损耗+负载损耗各种型号的变压器负载损耗相差不大，损耗的差别主要在于空载损耗，即铁芯部分产生的损耗，因此改善铁芯的设计结构和工艺水平尤为重要。铁芯中的有功损耗。变压器主要技术数据含义空载运行时所消耗的电流，它有两个分量：有功分量和无功分量。有功分量：空载运行时在一次线圈和铁芯中产生有功损耗的电流无功分量：空载运行时在铁芯中产生磁通的励磁电流从安全运行和经济运行上看，空载电流越小越好。随着铁芯结构的改进和硅钢片性能的改善，空载电流趋于下降。空载电流2023/2/1

解：变压比K=N1/N2=800/200=4

副边电压U2=U1/K=220/4=55V

原边电流I1=I2/K=8/4=2A

输入功率S1=U1I1=440V·A

输出功率S2=U2I2=440V·A

可见当变压器的功率损耗忽略不计时，输入功率与输出功率相等，这符合能量守恒定律。例1

已知一变压器N1=800，N2=200，U1=220V，I2=8A，负载为纯电阻，忽略变压器的漏磁和损耗，求变压器的副边电压U2，原边电流I1，输入和输出功率。变压器三相绕组接线有两种：1、星形联结

星形联结记作：“Y”或“y”2、三角形联结

三角形联结记作：“D”或“d”变压器工作原理2023/2/1原边：Y

YN

D(△)副边：yynd

星形三角形各种连接组别适用范围各种连接组别适用范围1、Y，yn0

（1）三相负荷基本平衡，其低压中性电流不至超过低压绕组额定电流25%时。（2）供电系统中谐波干扰不严重时。（3）用于10kV配电系统.2、Y，zn0

用于多雷地区

各种连接组别适用范围3、D，yn11

（1）、由单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压绕组额定电流25%时。（2）、供电系统中存在着较大的“谐波源”，3n次谐波电流比较突出时。（3）、用于10kV配电系统，需要提高低压侧单相接地故障保护灵敏度时。4、Y，d11

用于35kV配电系统

因此我们最常用的就是Yyn0和Dyn11这两种联结组别2023/2/1三相变压器Yyn联结线电压之比：ACBbca+–+–+–+–2023/2/1三相变压器YNd联结线电压之比：ACBabc+–+–+–GB:Yyn、Yd、YNd、Yy、YNy最常用的三种变压器并列运行条件1、电压相同、变比相同。变比差值不超过0.5%2、连接组别相同。联结方式、极性、相序必须相同3、阻抗电压相等。差别不易超过10%4、容量差别不宜过大。不易超过3：1三、变压器的并联运行3.1并联运行的理想条件并联运行的优点：1.提高供电的可靠性；2.提高供电的经济性。并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。并联运行的理想情况是：1.空载时各变压器绕组之间无环流；2.负载后，各变压器的负载系数相等；3.负载后，各变压器的负载电流与总的负载电流同相位。为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需满足以下条件：1.各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；2.各变压器的连接组别相同；3.各变压器的短路阻抗（短路电压）的标么值相等，且短路阻抗角也相等。为了保证空载时环流不超过额定电流的10%，通常规定并联运行的变压器的变比差不大于1%。1.当变压器的变比不等时，在空载时，环流就存在。变比差越大，环流越大。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗，这是很不利的。2.连接组别不同时并联运行连接组别不同时，二次侧线电压之间至少相差300，则二次线电压差为线电压的51.8%，由于变压器的短路阻抗很小,这么大的电压差将产生几倍于额定电流的空载环流，会烧毁绕组，所连接组别不同绝不允许并联。3.短路阻抗标么值不等时并联运行由等效电路可知：等效电路如图所示。可见，各台变压器所分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比。为了充分变压器的容量，理想的负载分配，应使各台变压器的负载系数相等，而且短路阻抗标值相等。变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容量均能充分利用。为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不超过3：1。变压器工作原理额定容量SN：它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在功率，单位有：伏安（V•A）或千伏安（kV•A）或兆伏安（MV•A）。一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器；800~6300kVA的为中型电力变压器；8000~63000kVA为大型电力变压器；

90000kVA及以上的为特大型电力变压器；变压器工作原理额定电压U1N/U2N

均指线值电压。原边额定电压U1N是指电源加在原绕组上的额定电压；副边额定电压U2N是指原边加额定电压副边空载时副绕组的端电压，单位有：伏（V）或千伏（kV）。变压器工作原理额定电流I1N/I2N

均指线值电流。原、副边额定电流是指在额定容量和额定电压时所长期允许通过的电流，单位有：安（A）

额定频率fN

指工业用电频率，我国规定为50Hz。变压器工作原理变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系为：单相变压器：三相变压器：变压器主要技术数据含义变压器额定容量

变压器容量以视在功率S计算，变压器额定容量等级为固定的S=√3UI由此公式可知，当变压的额定容量已知，想要知道一次侧和二次侧的电流，可由S=√3UI计算的出。比如容量500KVA的变压器，一、二次侧额定电流为：5001.732х10S1.732хU==28.868A5001.732х0.4

=721.71AI1=I2=2023/2/1变压器的选用举例：一小区有300户居民，进小区的额定电压为10KV，请选择合适的变压器。结构：干式的，可移动组合式的额定容量：300*2000V·A=600KV·A额定电压：10KV型号：Zb-F-630/10分为三相U，V，W，加零线给居民用电变压器温升过高的原因当变压器在负载正常和冷却方式正常情况下，或负载不变，油温不断上升时，则视为变压器内部故障。油温显著上升的故障原因：（1）、变压器一、二次绕组匝间或层间短路。此时三相电压和三相电流表现为不平衡。（2）、分接开关故障：接触不良、位置错误、开关烧毁、过电压下短路，每次倒分接头时至少转动开关手柄10次以上，消除接触部分氧化膜及油垢。（3）、铁芯硅钢片绝缘损坏。（4）、过载。变压器缺油的危害油位过低时，气体继电器动作。油位过低时，变压器绕组暴露出油面，温度升高，绕组接触空气，吸收空气中的潮气，降低绝缘水平，严重时导致变压器烧毁。变压器的安装变压器安装分室外安装和室内安装，室外安装有柱上安装和地上安装两种安装方式，地上安装又有地上变台安装（安装在水泥台上）和箱变两种形式。变压器容量在315KVA及以下可采用柱上安装方式