第二章变压器的基本作用原理与理论分析

第一篇变压器1第二章

变压器的基本作用原理

与理论分析

22-1电力变压器的基本结构和额定值一、电力变压器的基本结构电力变压器

50Hz

容量可达几十万KVA电压可达几十万V

按电压分：升压变压器和降压变压器3按绕组分

双绕组变压器：一个初级绕组，一个次级绕组三绕组变压器：容量较大，三种不同电压自耦变压器：初次级绕组合二为一按冷却方式分油浸式变压器：采用变压器油用于加强绝缘和散热干式变压器：在不允许用油处使用，容量相对较小所有变压器的基本原理都是相同的4各种专用变压器：试验用高压变压器；电炉用变压器；电焊用变压器；晶闸管线路中的变压器；测量用电压互感器和电流互感器56

基本结构

铁芯，带有绝缘的绕组，变压器油，油箱，绝缘套管

铁芯：铁芯即为磁路，通过交变磁通；电工钢片迭成，0.35mm，之间涂有绝缘漆；

绕组：铁芯式和铁壳式，电力系统用铁芯式；单相：高低压绕组分成两部分分别套在两边的铁芯柱上；三相：每个柱上有一相高低压绕组；低压绕组靠近铁芯，高压绕组套在低压外面789二、额定值（一）额定容量SN（二）额定电压UN（三）额定电流IN（四）额定频率fN10

[例2-1]一台DJ-240/6型单相油浸自冷式变压器的额定容量SN=240kVA，额定电压U1N/U2N=6.3kV/0.23kV。求变压器一、二次绕组的额定电流。11

[例2-2]

一台SCL-800/10型环氧树脂浇注三相铝线干式变压器的额定容量SN=800kVA，额定电压U1N/U2N=10kV/0.4kV。求变压器一、二次绕组的额定电流。12132-2

变压器的空载运行14一、变压器空载运行时的

电磁物理现象151617二、电磁量的正方向18三、感应电动势、

电压变比1920四、励磁电流21（一）磁路饱和对励磁电流大小的影响

（二）磁路材料性质对励磁电流大小的影响22（三）磁路饱和对励磁电流波形的影响232425（四）磁滞现象对励磁电流的影响26（五）涡流对励磁电流的影响27五、励磁特性的电路模型2829六、漏磁通与漏电抗30七、电路方程、等效电路

和相量图3132

[例2-3]

一台三相电力变压器，Y,y0接法，额定容量SN=100kVA，额定电压U1N/U2N=6kV/0.4kV，每相参数：一次绕组漏阻抗Z1=r1+jx1=(4.2+j9)

，励磁阻抗Zm=rm+jxm=(514+j5526)。试计算：

（1）励磁电流及其与额定电流的比值；

（2）空载损耗；

（3）一次绕组相电压、相感应电动势及漏阻抗压降。33（一）分析方法

（二）重点342-3

变压器负载运行35一、负载运行时的电磁物理现象36二、基本方程式（一）磁动势平衡方程式（二）电压平衡方程式3738三、绕组归算（一）次级电流的归算值（二）次级电动势和电压的归算值（三）次级电阻的归算值（四）次级漏抗的归算值（包括负载阻抗）39四、归算后的基本方程式、

等效电路和相量图404142五、近似等效电路和

简化等效电路434445[例2-4]一台三相电力变压器的额定容量SN=800kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，已知初级绕组每相电阻r1=0.73

，漏电抗x1=3.5，次级绕组每相电阻r2=0.0013，漏电抗x2=0.0062，励磁支路rm=81.2，xm=2505。变压器Yy0联接，次级侧接三相对称负载运行，每相负载阻抗ZL=0.17+j0.08。试计算：(1)变压器初、次级侧电流和励磁电流；(2)负载端电压；(3)输入及输出的有功功率和无功功率。462-4

标幺值47一、标幺值的定义

二、基值

三、标幺值的优点48

[例2-5]一台三相电力变压器的额定容量SN=800kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，已知初级绕组每相电阻r1=0.73

，漏电抗x1=3.5，次级绕组每相电阻r2=0.0013，漏电抗x2=0.0062，励磁支路rm=81.2，xm=2505。变压器Y,y0联接，次级侧接三相对称负载运行，每相负载阻抗ZL=0.17+j0.08。试用标幺值计算：(1)变压器初、次级侧电流和励磁电流；(2)负载端电压；(3)输入及输出的有功功率。492-5

等效电路参数的测定50一、空载试验5152二、短路试验5354[例2-6]SCL-1000/10型干式铝线电力变压器的额定数据为：SN=1000kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，D,y联接。在低压侧进行空载试验，测得U0=400V，I0=36A，P0=2800W；在高压侧进行短路试验，测得Uk=600V，Ik=I1N，Pk=7530W，环境温度为20C。试求变压器的参数。

552-6

变压器的运行特性56一、次级端电压的变化5758二、变压器的效率59[例2-7]例2-6中SCL-1000/10型干式铝线电力变压器，额定数据为：SN=1000kVA，U1N/U2N=10/0.4kV，D,y联接。已知变压器在额定电压下的空载损耗p0=2800W，短路电压有功分量ua*=0.009