2017国网新增内容电机学电子课件

第二第二变压年月日星期三变压器的分类、基本一.分按绕组数目分单绕组（按相数分单相变压器、三相变压器和多相变压器按用途分电力变压器和特种变按冷却介质分干式变压器、油浸式 第二第二变压年月日星期三二.主要结1、基本结油浸式变压器的主要结构部铁心+绕套管 信号式储油柜4安全气体继高压低压分接油箱1112-绕组及13-放油年月日星期三

图2- 油箱盛装变压器油，机械支撑、冷却散热、保护2、铁电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢0.35(或0.5)mm厚、表面涂绝缘漆、含硅量较高的硅钢而成.(加硅-----提高磁导率;0.35(或0.5)mm---降低涡流损耗组成.3mm分类：心式、壳式(图2-2、图2-3)电力变主要为心年月日星期三

第二 变压 图2-2单相心式变压 图2-3三相心式变压1-铁心柱；2-铁轭；3-高压绕组；4-低压年月日星期三

第二 变压 第二第二变压年月日星期三3变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕制而成绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内组套装在低压绕组外层，以4变压器的引出线从油箱内穿过油箱盖时，须穿管，使带电引线与接地油箱绝缘。（瓷质 第二第二变压年月日星期三*额定容量额定视在功率。双绕组变压器，一、二次侧额定容量S1N额定电压UN：一次侧额定电压U1N，二次侧额定电U2N。额定电压均指线电U2N一次侧外加额定电压U1N次侧空载电压。（单位：V、 第二第二变压年月日星期三额定电流IN一次侧额定电流I1N，二次侧额定I2N额定电流均指线电流。容量、电流、电压之间单相变压

I

三相变压I

3 3I 额定频率fN我国规定为50Hz

3 3 §2.2变压器的空载运 空载运行系．系0．

( 2U．．2U． ．1年月日星期三

．0．0．第二 变压

1．2．II 1 §2.2变压器的空载运 一次侧（原边）遵循电动机惯例，二次侧（副边遵循发电主磁d.沿铁心闭合漏磁1仅与一（或2二次）绕组相交起电压降作用占(0.1— 第二 变压年月日星期三 §2.2变压器的空载运 空载运行时的电 假 0msin

eN

E14.44fN1E24.44fN1'j4.44fN '2j4.44年月日星期三

第二 变压§2.2压器的空载变比kE1 E2 Nku2NeL 1 f01 (N1*i0)1N11 设电流· 年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 空载时的电

E一次侧：u1i0R1-e1-二次侧：u2U1 I0R1E1E1U I0R1 j

1I

E1

=I0Z

E11Z1 R1 j1

空载空载运空载电流波年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 变压器空载运行时各物理量之间的相位年月日星期三

第二 变压§2.2压器的空载 1 3年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 考虑磁滞损耗时空载电流年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 等值电路及相 .

1.

.

.

2 年月日星期三

第二 变压§2.2压器的空载 d1Ndt e2N

d间的关dt 1 mrmjxm001Xm=Lm=2fN1年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 等值电路R XRXmm由于磁路具有饱和特性，所以 mm路饱和程度增大而减

,Z

不是常年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 由于RmR1XmX1，所以有时忽略漏阻抗，空载路只是一个Zm元件的电路。在1 I0于Zm 的大小。从运行角度讲，希望I0越小越好，所以变压器常采用高导磁材料，增大Zm，减小I0，提高运行效率年月日星期三

第二 变压 §2.2变压器的空载运 第二第二变压年月日星期三相量根据电动势平衡方程式，可作出变压器空载时·为参考相m 同相

·· R滞后90 10r与

··

0 0··滞后

90 E 0E20（4）R10

j· 0E110E11（5）1 §2.3变压器的负载运 第二第二变压年月日星期三负载运行时 §2.3变压器的负载运 负载时的.11r1

.1r(r11222222..r2r222222年月日星期三

第二 变压 §2.3变压器的负载运

势平衡方GF F =Fm I1N1+I2N2=I0N I1I2kZ1很小性1空载负 U1=U1

=m空m Rm空RmE1基本不变E1444fN1

=. .

1 I1=I0+( 年月日星期三

第二 变压 §2.3变压器的负载运 励磁电流 建立磁I1

I1L(负载分量抵消负载磁动势的动态平衡 i2F2L抵消＿达到新的F 结论２.的作用 年月日星期三

第二 变压 §2.3变压器的负载运 绕组的一.基本概年月日星期三

第二 变压 §2.3变压器的负载运 二.折算方1F=N

F'= *I'=

I' 22 222E 222

=年月日星期三

第二 变压 §2.3变压器的负载运 3、阻抗折2折算前22

(Z2+ZL折算则

" =I'(Z'+Z Z2'+ZZ2

'= 2=K I

2=KI

(Z

+ZL4、二次侧折算

22="2-"*Z2折算后："

2-

* k ="

2* *K2K

结论

I*1 ,U或E*K Z*K2 年月日星期三

第二 变压 §2.3变压器的负载运 5.基本方

1=I1 1-22 =I 22

+·222·1=·2221

I 22L· =I'Z22L0 1=-I'Z0年月日星期

第二 变压 §2.3变压器的负载运 变压器的相作相量图

12"1111)jX1112223

" )" 07)"0超前 年月日星期三

24)jX2第二 变压 §2.3变压器的负载运 已知:U2、I2、cos2、K和参数c、E1＝Ed、I E fU1＝I1Z1年月日星期三

第二 变压 §2.4变压器的等值电 第二变第二变压年月日星期三§2.4压器的等值2.4.1型等值2.3.2型等效2.4.3简化等效I1>>I0(短路时分析用电路 §2.5变压器的参数测 第二变第二变压年月日星期三§2.5压器的参数一.实验二.实验要注意:必须使用额定电压,使之符合正常使用况实验在1电压较易获2.安全三.实验参单相

0 I I0Z2Z2Rmm折算到高

K2U1 0mI2 K2mI20ZmZmRm§2.5压器的参数测变比 铁耗

1 2PFeBf(经 特性曲年月日星期三 §2.5变压器的参数测 短路实一.实验电年月日星期三

第二 变压 §2.5变压器的参数测 二.实验

1.实验的参数测定 Uk.Pk.I三.实验参 2Zk U Rk 2 ZkkXk 2RZkkk 234.5 rk 234.5k 234.5k 228 rk 228k 228年月日星期 第二 变压 §2.5变压器的参数测 年月日星期三年月日星期三第二变压短路电su%I1NZS750Cs

S750IKN(IK=IN时的短路电流符 I2 I I2 K K 功率关

I2rI2

CU CU

rr

xx rr'＝1 xx'＝ 特性曲 §2.6标幺 年月日星期三年月日星期三第二变压§2.6标幺表示符号:①:U*I*②:U基值:U1N、U2N、I1N、

=U2N =

SNU1N*I1N(单相变压器SN 3U1N*I1N(三相变压器优点①:可以用于不同变压器容量的比 UＫ Ｋb.Uk

I1NZU1

Z 1 I1

ZZK

＝Z §2.7变压器的运行特 年月日星期三年月日星期三第二变压§2.7压器的运行质量指标:电压变化率U经济指标电压变化２２

计算 +＊ 2 2*

负载系 电流的标幺 §2.7变压器的运行特 损耗与效一.铁心损耗(不变P

Ｐ＝Ｐ ｆＦｅ Ｆｅ

５０Ｐ１ 单位铁心重量５０一般,取 取１.３二.铜损耗(可变损

Ｂ

I2rI2r＝2CU CU CU 当 2r２ 年月日星期 第二 变压 §2.7变压器的运行特 三.效P21p1pFe

pFepCuP2pFepCu其 (I2 )2 2ICuI

P2 cos

P02 ) cos P2

100% 年月日星期 第二 变压 §2.7变压器的运行特 d0,则有变压器产生最大效率的条件

m

m为最佳负载数＝ Ｋ),

20 cos

) 年月日星期三

第二 变压 第二第二变压年月日星期三V§V三相变压器一.组式磁路变压器U二.心式磁路变压 V2 U关联三相变压器的电路系统—联结一.绕组的绕组首末端的标志绕组名首末高压绕O低压绕o 第二第二变压年月日星期三绕向(同名名端同同时在尾.高低压⑵同名端一在首,一在尾,高低压相电动势§2.8器的磁路系统、联接组、电动势波U1

U1 U u1

u1

一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同U1

U1U2u2

Uu

U 一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电动势反第二 变压年月日星期三 第二第二变压年月日星期三二.时钟表高压线电低压线电、、 采用时钟表示法——

ab作为时钟的分针，指向12

3。 第二第二变压年月日星期三绕组联接与磁路系统对空载电形的影i03Ai03Bi03C同大小同方向Y绕组Y

Y0各相电路相关,三次谐波电流不能流通一.Yy联结原则：联结法影响i03能否流通；三相心式变压器变压器组影响三次谐波磁通的闭合磁YyI0–激磁电

i03B=I03msin3(t-

三相空载电流的三次谐波：三相同大小、同相一次侧Y无中性线，故三次谐波电流无法流通，i0中不 年月日星期三

第二 变压§2.8器的磁路系统、联接组、电动势波年月日星期三 三相变d相电势e由磁通变化(dt)引起，当Φ为正弦时，e为相滞后90度的正弦函数；若Φ非正弦时，e将发生畸变正弦波的磁通产生正弦波感应电势；平顶波的磁通产生顶波的E1=4.44N11,大故3(4-6%E1可能;E3,.三相变压器组不允许采用Yy联结(合成相电势幅值升高过危及绕组年月日星期三

第二 变压 年月日星期三

第二 变压§2.8器的磁路系统、联接组、电动势波三相心各磁路彼此联系（如图3A、3B、3C三相,三相心式变压器允许采用YyGB1094- 年月日星期三

第二 变压 二.Dy、YdYd联接三1e1i0(正弦波)(平顶波) ee(正弦波 3/Dy联接三

e(很小)

e3(i3 3 3YNyn联接(大型变压器),一般加第三绕组i0(尖顶波(正弦波e(年月日星期三

第二 变压 副绕组△,有3’抵消3→使1,e．原副有一侧为,无论组式,心式．原副方均Y,不宜用于三相组式,影响绝年月日星期三

第二 变压

§2.8器的磁路系统、联接组、电动势波 相线相线相

年月日星期三

第二 变压 §2.9变压器的并联运 第二第二变压年月日星期三§2.9变压器次侧分别接到公共母线上,同时对负载供作用:O提高供电可靠提高供电经济减小备用容理想并联运行的空载时无环各自承SN成正比,可同二.为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压以下条件各变压各台变压器的联结组标号应相同。（必须严格保证 §2.9变压器的并联运 年月日星期三年月日星期三第二变压变比不等的并联一.台变压器的联结组相电压比（变比）不同，

.U

U

△UZKI、ZKII为折算至二次侧的短路二.空载时变压器二次侧绕组构成的闭合回路中的环·1 · 一次侧环

=一次侧环

1C KI1CIII

KII变压器副绕组中的电流与△U方向 1 .

.

.

1

0.%联接组号的051.8%，短路阻抗不等时的并联等效电由等效.I .IIZI.I.

I.I. .

U U :

Z Z §2.9变压器的并联运 .I= ZkⅡI=IINI(ZkIZkⅡ.I=

要求各变压器的短抗角相等。一般来Z( NINⅡ .I.I Z ( NINⅡZkⅡZ Z

变压器容量相差越的变压器的最大容比不超过3：1 年月日星期 第二 变压 §2.9变压器的并联运 年月日星期三年月日星期三第二变压 §2.9变压器的并联运 年月日星期三年月日星期三第二变压推广到nIi Z

I i

iZ*KSiZ*K

ZKi

ni

SN

Si

SSN

=Iii实际希i

I*相差不超过10%，

Z*相差不超过10 §2.10三相变压器的不对称运 年月日星期三年月日星期三第二变压§2.10三相变压器的不2.10.1对称分原则：把一组不对称三相相量分解为三个对称三相相一.三组三相对称相量：（下页图2-正序分量

. . .I IB2I. .ICI. . .IAIBI §2.10三相变压器的不对称运 .负序分

I. .IBI. .IC2I. . .IAIBI 零序分. . .IAIBI

. . . .IAIBI 3IA年月日星期三

第二 变压 §2.10三相变压器的不对称运 图2-年月日星期三

第二 变压 §2.10三相变压器的不对称运 二.三组对称分量相加得到一个不对称的三相正弦·=++ =2I++ I·+2 三.一个不对称的三相正弦量系统可分解为三组对·

·+

+

·IA=IA

+IA+IA

IA=3(I ·=

I+

+

1

2·+

·

IA

3(IA I+2+

0 (··· 年月日星期三

第二 变压 §2.10三相变压器的不对称运 一.不对称条件及对称不对称 I

Ib

Ic

UaI正序分量

. 1 .

. . .负序分量

I

Ib2I3

I I. 1 .

. . .分量

I

I I I

I 2I. . . 1年月日星期三

IaIbIc I3 §2.10三相变压器的不对称运 对称的

. . . UAU

UB2U

UCU. .

. . . .UAUBUC二.相序电

UAUBUC 电路图（零序电路一次侧为Y形联结，无图2-年月日星期三 §2.10三相变压器的不对称运 第二第二变压年月日星期三Z1+=Z1-

Z2=Z2=Z2Zm+=Z- 三相变压器组：三相磁路彼此独立 Zm0=Zm=Zm三相芯式变压器：零序磁路（经气隙闭合）路不同Zm0..三.负载电.. 等效电.-Ua+=UA++I -Ua-=Ia-m-Ua0=Ia0(Z2+Zm

图2- .

. . .Ua(UaUaUa)UAIaZKIa.Ia(Z2Zm §2.10三相变压器的不对称运 由（一）中不对称条件及对称分量表I=I=I0=1

(三相序等效电路串联 此式代入前式（红色） .UaIaZI0

3I ZrA2 2

2Z

+Z +3 +Z0年月日星期三

第二 变压 §2.10三相变压器的不对称运 第二第二变压年月日星期三故单相负

3·-I=-·=-3I+ 2ZK+Z2+3ZL+Zm三相变压器组中，Z0很大，等于

，如忽略绕组漏阻ma I - I a

U+UA L L3 即使负载阻抗Z很小1

很大，负载电流也不大。如为单，等于正序励磁电流的三K路，ZL=0I=K

A0Z0m结论：Yyn联结三相变压器组的不能担负单相负载，三相变组不采用Yyn联结四.三相电压与图2-37Yyn联结三相变压器的相负载相量

图2-37Yyn联结三相变压器的相负载相量 §2.12三绕组变压 第二第二变压年月日星期三§2.12三绕组绕组排列产品：YNYmd-12- YNYmy-12-降压变：高压为一次，低压、中压为（心式）排列见图2-高压：最中压：中间（降压变里边（升压变

铁低压：中间（升压变里边（降压变）降（升）压变绕组布

图3-基本方程一.磁动势+·+·= N

=N+

·+ +·N +·N3= 1+ + 1

= +'+'=K12 K13N =

NK13= 12 N N二.电动势平衡方程（采用互感与自感概念自感：L1、L2、 互感：M12=M21、M13=M31、M23=磁场分析仅与两个绕组交链引入互感系数MB、自感漏磁通磁通仅与一个绕组交链引入自感系数•=

+jL +j

'•

+j

'• 1 1 =I1R1+jX •+jX12'I2'+jX 'I1 2 -•2'=I2'R2'+jL2'I2'+j ' +1 2 =I

'+ '

'+jX

'

+

'• 12 22 -•'=• '+jL•'+j

+j

'• =I

'+jX I'+jX '

+

'• •'=-(•+•'

23 §2.12三绕组变压 由前面U+ =I -IU+ =I -I 123 312221·+221

'=I1(

123

+jX

123

)-'

213

'+

)213)= - 123 213其 = - '- '+ 123 12 13 23X213'X2-X12'-X23'+X13X312'

3-

13'-

23'+X12年月日星期三

第二 变压 §2.12三绕组变压 三、三绕组变压器的等效电1、简化等效电路如图2-2、折算

= = N N

I' N1= = 2 U2'=U2K12 U3'=K13U

'= (N1)2=N N

K12

X332=X33K13X12

'=X12

N1N

=X12K12年月日星期三

= =

= = 第二 变压§2.12三绕组变压 图2- 三绕组变压器的等效电假定绕组2、3的匝数都已折算到一次侧绕组的匝数年月日星期三

第二 变压 §2.12三绕组变压 四、参数测量：（Z1、Z2′、Z3通过三次短路试验第一次：U加在1上，2短路，32ZK12=Z1+Z2′=R1+jX1+R2′+jX′=RK12+2第二次：U加在1上，3短路，23ZK13=Z1+Z3′=R1+jX1+R3′+jX′=RK13+3第三次：U加2上,3短路,1Z′=Z′+Z′=R′+jX

第二 变压

§2.12三绕组变压 联立求解R123

(2

1 + 13- 23')X121 ( + - 1 1 1 23 213' 312'==

( 1 + 23'- 1 ) 213212( 1 + 23'- 1 21212( 1 + 23'- 1 ) 3121212( 13+ 23'- 1 12

第二 变压

§2.12三绕组变压 五、额定容量实际三绕组变压器各绕组可额定容量指三个绕组中容量最大的一组的容量三个绕组容量配合有高压绕中压绕低压绕三个绕组容量均为100%的仅作升压

第二 变压

§2.13耦变

.

2.22IU2a2

第二 变压

§2.13自耦变压 基本分原方电EAx EAa Ea4.44NAafm4.44Naxf4.44fm(NAaNax副方感应电动势有效Eax 4.44