电机拖动第三章变压器

电机拖动第三章变压器第一页，共一百四十八页，2022年，8月28日第二页，共一百四十八页，2022年，8月28日第三页，共一百四十八页，2022年，8月28日第四页，共一百四十八页，2022年，8月28日电炉变压器(专用)给电炉(如炼钢炉)供电。

第五页，共一百四十八页，2022年，8月28日电焊变压器(专用)给电焊机供电。

第六页，共一百四十八页，2022年，8月28日整流变压器(专用)：给直流电力机车供电。

第七页，共一百四十八页，2022年，8月28日2、仪用试验用变压器：用在测量设备中，如互感器。第八页，共一百四十八页，2022年，8月28日3、电子变压器：用在电子线路中。第九页，共一百四十八页，2022年，8月28日除了按以上用途分类外，变压器还可以按相数/绕组数目/铁心形式/冷却方式等特征分类。按相数分：单相/三相/多相等按绕组数：双绕组/自耦/三绕组/多绕组铁心形式：心式/壳式冷却方式：干式/油浸式等第十页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-1变压器的结构和工作原理一、主要结构一般变压器的主体部分由一个铁心和高、低压两套绕组组成。

第十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日跟电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，跟负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈，两线圈由绝缘导线绕制，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．U1n1n2U2U1U2电路中的符号第十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日一、主要结构一般变压器的主体部分由一个铁心和高、低压两套绕组组成。1.铁芯是变压器的磁路部分，分叠片式和渐开线式两种.叠片式一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。

看大图第十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日第十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油道(纵向/横向)。

第十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日第十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日2.绕组（线圈）是变压器的电路部分。一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。根据绕组与铁心的配置方式不同有心式和壳式之分。第十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日第十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日

3.除了电磁部分，还有油箱/冷却装置/绝缘套管/调压和保护装置等部件。

看大图器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。油箱有许多散热油管，以增大散热面积。为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。储油柜通过装有干燥剂的呼吸器与大气相连，使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。第十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日二、基本工作原理第二十页，共一百四十八页，2022年，8月28日第二十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日第二十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日二、基本工作原理当一次绕组（原边、原绕组、初级绕组）接交流电压后，原边电流i0在铁心中产生一个交变的主磁通Φ，Ф在一次绕组和二次绕组（副边、副绕组、次级绕组）中分别产生感应电势e1和e2

e1=－N1dФ/dte2=－N2dФ/dt如果略去绕组电阻和漏抗压降，则U1/U2≈E1/E2=N1/N2=k，k定义为变压器的变比。工作原理：原边绕组从电源吸取电功率，借助磁场为媒介，通过电磁感应，将电功率传递到副边绕组，再传送给负载。第二十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日实际接线图

第二十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日三、额定值(1)额定电压U1N/U2N单位为V或者kV。U1N为正常运行时1次侧应加的电压。U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。三相变压器中，额定电压指的是线电压。(2)额定容量SN单位为VA/kVA/MVA

SN为变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。(3)额定电流I1N/I2N单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。对单相：I1N=SN/U1N

，I2N=SN/U2N

对三相：第二十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日(3)额定频率fN单位为Hz,我国规定，fN=50Hz

此外，铭牌上还会给出型号/三相联接组号/连接图/阻抗电压Uk/运行方式/冷却方式/重量等数据。第二十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日第三章变压器

3-2单相变压器的空载运行本节主要内容：分析变压器运行的物理过程。分析电压/电流/磁势/磁通/感应电势/功率/损耗等物理量之间的关系。建立变压器的等效电路模型和相量图。利用等效电路分析变压器的运行性能。第二十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日

一、空载运行物理分析1次侧接额定电压U1N，2次侧开路的运行状态称为空载运行（i2=0）。空载时1次侧绕组中的电流i0为空载电流，磁势F0=I0N1是励磁磁势。

F0产生的磁通分为两部分，大部分以铁心为磁路（主磁路），同时与1次绕组N1和2次绕组N2匝链，并在两个绕组中产生电势e1和e2，是传递能量的主要媒介，属于工作磁通，称为主磁通Φ。第二十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日另一部分磁通仅与1次绕组匝链，通过油/空气形成闭路，属于非工作磁通，称为1次侧的漏磁通Ф1σ。铁心由高导磁硅钢片制成，导磁系数μ为空气的导磁系数的2000倍以上，所以大部分磁通都在铁心中流动，主磁通约占总磁通的99％以上，而漏磁通占总磁通的1％以下。由于磁通在交变，根据电磁感应定律，感生电势为：

第二十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日二．空载电流i0

(励磁电流

im)产生主磁通所需要的电流，用表示。空载运行时，空载电流就是励磁电流，即励磁电流包括两个分量，一个是磁化电流,一个是铁耗电流。（忽略铜耗）第三十页，共一百四十八页，2022年，8月28日若铁心中主磁通的幅值使磁路达到饱和,则需由图解法来确定，如图2-6(a)和(b)所示。磁化电流用于激励铁心中的主磁通，属于无功电流。对已经制成的变压器，的大小和波形取决于主磁通和铁心磁路的磁化曲线

当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，磁化电流与磁通成正比。1．忽略空载损耗时的空载电流:第三十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日由于铁心中存在铁心损耗，故激磁电流中除无功的磁化电流外，还有一个与铁心损耗相对应的铁耗电流。铁耗分为磁滞损耗和涡流损耗。

于是用复数表示时，激磁电流为:相应的相量图如图2-5所示2．考虑空载损耗时的空载电流第三十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日三、感生电势表达式推导：

是主磁通的最大值；

第三十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日

这就是电机学重要的4.44公式。说明感应电势E1与主磁通Φm、频率f、绕组匝数N成正比。第三十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日由于漏磁通主要经非磁性材料闭合，非磁性材料有φ1σ∝i0，

原边漏电抗原边漏阻抗

第三十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日四、基本电势方程

第三十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日五、变压器的变比k和电压比K：(1)变比k:指变压器1/2次绕组的电势之比k=E1/E2=(4.44fN1Φm)/(4.44fN2Φm)=N1/N2变比k等于匝数比。1次绕组的匝数必须符合一定条件：

U1≈4.44fN1Φm≈4.44fN1BmS

N1≈U1/4.44fBmS(2)电压比K:指变压器的电压之比第三十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日第三十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日第三十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日理想铁心线圈模型第四十页，共一百四十八页，2022年，8月28日理想铁心线圈并联到串连转换目的：方便；原则：消耗的功率不变，产生的电势不变。串联后不再是实际的理想铁心线圈的电阻元件和电抗元件，而变成了等效的铁耗电阻（又叫激磁电阻）、激磁电抗。第四十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日六、变压器空载运行的平衡方程式归纳电流平衡磁势势平衡激磁之路压降原边电压平衡方程副边电压平衡方程七、变压器空载等效电路图第四十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日八、变压器空载等效电路变压器空载运行时，可视为由两个线圈的串联运行：1、一个是空心线圈，其阻抗Z1=R1+jx1σ，等于原边漏阻抗，是常数；2、另一个是理想铁心线圈，内有并联的电阻元件R和电抗元件X，化为串联模拟阻抗Zm=Rm+jXm，称为激磁阻抗。3、激磁阻抗不是常数，随铁心饱和度的增加而减小。九、变压器空载相量图第四十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日第四十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日第四十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-3单相变压器的负载运行第四十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日第四十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-3单相变压器的负载运行一、物理过程1、变压器接通负载副边电流副边磁势主磁通变化电势改变原边电流改变新的平衡第四十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日二、变压器负载运行的方程式：1．磁动势平衡方程式

第四十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日2．电动势平衡方程式第五十页，共一百四十八页，2022年，8月28日综上所述，得出变压器负载运行时的电磁关系示意图第五十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日

变压器负载运行的方程式归纳：电流平衡磁动势平衡激磁压降原边电压平衡副边电压平衡负载电压平衡第五十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日三、变压器的折算：用一个匝数与原绕组相等的新的副绕组来替代实际的旧的副绕组，而保持原有的电磁关系和能量关系不变。新副绕组的各种物理量就称为副边的折算值。保持绕组替代前后：1.由磁势保持不变，即得2.由视在功率不变，即得同理可得3.由铜耗不变，即得同理可得4.由无功功率不变，即得同理可得第五十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日折算后的基本方程组为第五十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日四、等效电路1、T形等效电路

第五十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日第五十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日变压器的T形等效电路图第五十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日变压器的近似Γ形等效电路图第五十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日变压器的简化等效电路图第五十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日五、相量图

画法第六十页，共一百四十八页，2022年，8月28日第六十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日第六十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-4变压器参数的测定一、空载试验接线图：如图。通常在低压边加电源电压U0。为减少测量误差，测量仪表按测高阻抗的要求布置。测量：用调压器先将电压调至1.2UN，然后逐渐下调，依次分别读取U0、I0和p0，作出I0=f(U0)和p0=f(U0)。第六十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日目的：测定励磁参数Rm、Xm。第六十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日计算：在曲线上查出U0=U2N所对应的I0和p0，可算出将这些计算值乘以K2，就得到折算到高压边的激磁阻抗值：

其中，K由U0＝U2N时，与对应的高压边电压值U1相除计算得出。第六十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日第六十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日二、短路试验

接线图：如图，通常在高压边加电压UK。仪表按测低阻抗的要求布置。测量：为了防止直接短路时的大电流烧毁变压器绕组，短路试验在低于高压侧额定电压下进行。调节外加电压UK从零开始缓慢上调，使短路电流IK从0开始逐渐增加到1.2IN，依次分别测取IK、UK和pK，作出IK=f(UK)和pK=f(UK)曲线。第六十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日目的：测定短路参数RK、XK和ZK。第六十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日计算：在曲线上取IK=IN，查出对应的UK和pK，可算出第六十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日

温度换算（修正）：将室温θ下测定的短路电阻RKθ值，换算到基准工作温度75℃时的数值。换算公式为当时，称为短路电压（阻抗电压），在使用时常以相对于的百分数表示，即

第七十页，共一百四十八页，2022年，8月28日短路电压uk是变压器的重要参数，其大小主要取决于变压器的设计参数。uk的选择涉及到变压器成本/效率/电压稳定性/短路电流大小等等因素。

正常运行时，希望uk小些，使得端电压随负载波动的幅值较小，压降小。但发生突然短路时，希望uk大些，以降低短路电流。短路电压的有功电压分量和无功电压分量为

第七十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日第七十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日对于变压器参数测定的几点注意1、空载试验一般在低压侧加电压，高压侧开路。短路试验一般在高压侧加电压，低压侧短路。目的是安全，表计容易选取。2、空载试验用低压侧数据计算励磁阻抗，必须求出折算到高压侧的阻抗值作为变压器励磁阻抗值。短路试验是用高压侧数据计算短路阻抗，不必折算。3、空载试验也可以在高压侧加电压，低压侧开路。结果不必折算。同样的，短路试验也可以在高压侧短路，结果必须折算。4、空载的定值：一般变压器在额定电压时，空载电流I0=(2-10)%IN，大型变压器不到1%；空载损耗p0=（0.2-1)%SN。5、短路定值：一般变压器在额定电流时，，短路阻抗压降UK=(4-10)%；短路损耗pk=（0.4-4)%SN，大型变压器不到1%

。第七十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日一台单相变压器,在时开路和短路数据如下在开路和短路试验数据如下试验名称电压电流功率备注开路试验11KV45.5A47KW电压加在低压侧短路试验9.24KV157.5A129KW电压加在高压侧试求：(1)归算到高压侧时激磁阻抗和短路阻抗的值(2)已知，画出T形等效电路。【练习1】第七十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日解一次和二次绕组的额定电流为

电压比归算到高压侧时的激磁阻抗和短路阻抗

第七十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日换算到（2）T行等效电路图第七十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日第七十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-5标么值标么值=实际值/基值，即X*=X/XB。在工程和科技计算中，各物理量X与选定的同单位的基值XB之比，称为该物理量的标么值X*。如电压、电流、阻抗、功率等物理量，可用标么值表示

基值一般取额定值，如变压器：原边电压基值：U1B=UIN原边电流基值：I1B=I1N原边阻抗基值：Z1B=Z1N=U1N/I1N原副边功率基值：S1B=S2B=SN第七十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日原边：电流标么值电压标么值阻抗标么值副边：电流标么值电压标么值阻抗标么值第七十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日1、便于性能描述和相互比较。例如，不论变压器大小、形状，其两个主要性能指标的大小一般为I0*=0.02，Uk*=0.05。2、直观明了，直接反映变压器运行状态，例如I1*=1.5

，说明过载了。3、使用标么值后，原副边物理量折算前后的标么值相等，无须折算。例如：

4、某些物理量有相同的标么值。例如：第八十页，共一百四十八页，2022年，8月28日第八十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日原边：电流标么值电压标么值阻抗标么值副边：电流标么值电压标么值阻抗标么值3-5标么值第八十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日一台单相变压器,在时开路和短路数据如下在开路和短路试验数据如下试验名称电压电流功率备注开路试验11KV45.5A47KW电压加在低压侧短路试验9.24KV157.5A129KW电压加在高压侧试求：(1)归算到高压侧时激磁阻抗和短路阻抗的值(2)已知，画出T形等效电路。【练习1】第八十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日解一次和二次绕组的额定电流为

电压比归算到高压侧时的激磁阻抗和短路阻抗

第八十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日换算到（2）T行等效电路图第八十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日对于例3-1的单相20000KVA变压器，试求出激磁阻抗和短路阻抗的标幺值从【例题3-1】可知，一次和二次绕组电压分别为127KV和11KV，额定电流分别为157.5A和1818.2A。由此可得激磁阻抗标幺值归算到低压侧时

解：第八十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日归算到高压侧时

由于归算到高压侧的激磁阻抗是归算到低压侧的Ｋ的平方倍而高压侧的阻抗基值亦是低压侧的K的平方倍，所以从高压侧或低压侧算出的激磁阻抗标幺值恰好相等；故用标幺值计算时，可以不在进行归算第八十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日（2）短路阻抗的标幺值

若短路试验在额定电流下进行，亦可以把实试验数据化成标幺值来计算，即第八十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日第八十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日原边：电流标么值电压标么值阻抗标么值副边：电流标么值电压标么值阻抗标么值3-5标么值第九十页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-6变压器的工作特性一、外特性指U1=U1N、cosφ2=常数时，U2=f(I2)的关系曲线。用电压变化率（或电压调整率）来表示第九十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日变压器非额定运行时，若负载系数则：第九十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日分析影响电压降落的因素：

1、在感性负载时，φ2＞0，cosφ2＞0，sinφ2＞0，Δu＞0，表明U2=f(I2)是下降的；2、在容性负载时，φ2＜0，cosφ2＞0，sinφ2＜0；若｜I1NRKsinφ2｜>｜I1NXKcosφ2｜，则Δu＜0，表明U2=f(I2)是上翘的。

第九十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日感性负载第九十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日容性负载第九十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日1．变压器的损耗铁耗铜耗基本铁耗附加铁耗：片间绝缘损伤、绝缘损伤、结构件涡流，占基本铁耗的15~20%。基本铜耗附加铜耗：集肤效应和绕组导线的临近效应引起铁耗等于不变损耗等于空载损耗：因为变压器的铁耗是由于变压器的主磁通引起的，变压器在工作时，主磁通变化不大，所以称铁耗为不变损耗。铜耗等于可变损耗等于短路损耗：因为变压器的铜耗是由于变压器原边和副边的工作电流引起的，变压器在工作时，电流随之变化，所以称铜耗为可变损耗。变压器的损耗二、变压器的损耗和效率特性第九十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日变压器的效率特性指U1=U1N，cosφ2=常数时，η=f(β)的关系曲线。变压器的效率大都在95%以上，大型变压器甚至可达99%。因为变压器功率较大，不宜通过直接测量P1和P2来计算效率，而是用测量空载损耗和短路损耗的方法来计算效率。2．变压器的效率第九十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日①效率大小与负载大小、性质及空载损耗和短路损耗有关。②最大效率：

第九十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日第九十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百零一页，共一百四十八页，2022年，8月28日若将此变压器高压方接入110kV电网、低压方接一对称三角形联接的负载，每相阻抗为16.37+j7.93Ω，试求低压方电流、电压、高压方电流及从高压方看进去的功率因数。第一百零二页，共一百四十八页，2022年，8月28日以电压作为参考矢量第一百零三页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百零四页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百零五页，共一百四十八页，2022年，8月28日作业:第一百零六页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百零七页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百零八页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百零九页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百一十页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百一十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-7三相变压器三相变压器对称运行时，可任取一相来研究。因此，前面单相变压器的各种分析方法及所得结论，均适用于三相变压器的任一相。本节讨论三相变压器的特殊问题：电路系统（绕组联接方式）、磁路系统以及它们对电势波形的影响。一、三相变压器的绕组联接法和联接组1.三相绕组的联接法三相绕组通常可以接成星形（Y形）或三角形（△形）。原副边绕组可有Y/Y、Y/△、△/Y和△/△等多种配合。其中Y接有中点引出线用Y0表示。第一百一十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日

高压绕组的电势和低压绕组的电势同相位，即A与a同极性，称为同名端，两个端点旁记上同样的打点标志。把相量作为时钟的长针（分针），作为短针（时针），则(a)用I/I-12表示，(b)用I/I-6表示。这种用钟表指针表示变压器高低压绕组电势相位关系的方法称为钟表示法。2.高低压绕组的同名端和时钟表示法第一百一十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日3.三相变压器的联接组根据三相绕组的联接方法，分别画出高低压边的三相电势相量图（将A点与a点重合在一起）。以线电势为分针，为时针，用时钟的点数作为组号，由此确定变压器的联接组。第一百一十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百一十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日改变绕组的联接方法（Y或△）、出线端名称（a、b、c）或同名端标志，可得到不同的联接组。可以证明：采用Y/Y或△/△联接方法，可获得所有偶数联接组。采用Y/△或△/Y联接方法，可获得所有奇数联接组。为避免混乱和便于使用，我国规定Y/Y-12、Y/Y0-12、Y0/Y-12、Y/△-11，Y0/△-11五种连接组别为电力变压器的标准联接组别。第一百一十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日二、三相变压器的磁路系统1.三相组式变压器：即由三台相同的单相变压器，其绕组按一定接线方法联接成三相变压器。三相磁路各自独立，彼此无关。2.三相芯式变压器：它有三个铁芯柱，彼此关联，每相磁通都经另外两铁芯柱而闭合。三相芯式变压器使用材料少，价格低，占地面积小，因而得到广泛应用。第一百一十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日三、三相变压器的绕组联接法和磁路系统对电势波形的影响1.Y/Y联接法三相变压器Y/Y联接时，各相的三次谐波电流同相位，当无中线引出时，它们无法流通，故励磁电流近似于正弦波，磁通则为平顶波，而平顶波又可分解为基波和三次谐波（忽略3倍次以上高次谐波）。Y/Y连接的三相变压器，励磁电流正弦波，磁通平顶波。第一百一十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日（1）三相组式变压器Y/Y联接各相磁路独立，φ3较大且频率f3=3f1，所以感应电势e3的幅值可达基波e1幅值的45~60%；同时e3与e1的幅值相重叠，以致使相电势的最大值升高很多，绕组相电势畸变严重。因此有可能将绕组绝缘击穿。（注意：三次谐波电势只是在相电势中存在，线电势中相互抵消，不存在三次谐波。）第一百一十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日（2）三相心式变压器Y/Y联接

三相磁路彼此关联，φ3不能沿铁心闭合，只能借助变压器油和油箱壁形成回路，因而φ3被大大削弱，使相电势的三次谐波被削弱，接近于正弦波。但由于铁心三次谐波的泄漏，会对周围铁构件形成铁耗，变压器工作时的效率降低。因此变压器容量不能太大。所以说，三相心式变压器Y/Y联接时，虽然绕组相电势也有三次谐波，也会引起波形畸变，但不严重。第一百二十页，共一百四十八页，2022年，8月28日结论：1、三相组式变压器不能采用Y/Y联接法。2、容量较大（>1800kVA）和电压较高（>35kV）的三相心式变压器，也不宜采用Y/Y联接法。第一百二十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日2、△/Y联接法原边绕组△接时，原边励磁电流中允许3次谐波电流在其内部环流，所以主磁通和相电势近似正弦波。3、Y/△联接法原边绕组Y接时，原边励磁电流中3次谐波分量无法流通，因而主磁通近似平顶波，主磁通和相电势中产生3次谐波。在原边和副边感应3次谐波电势。但是，副边3次谐波电势产生3次谐波环流，产生3次谐波磁通，削弱主磁通中的3次谐波磁通。主磁通和相电势接近正弦波。第一百二十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日4、△第三绕组超高压/大容量Y/Y联接的电力变压器，常加一个△第三绕组，提供3次谐波励磁电流的通路。以改善电势波形。第一百二十三页，共一百四十八页，2022年，8月28日结论：

原副绕组有一边联接成△形，就能使相电势接近于正弦波，有利用变压器安全运行。

第一百二十四页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百二十五页，共一百四十八页，2022年，8月28日3-9其它用途的变压器一、自耦变压器：1、概念：它的铁心上只有一个绕组，作降压使用时，原绕组的一部分兼作副绕组，所示。（公共绕组、串联绕组）

第一百二十六页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百二十七页，共一百四十八页，2022年，8月28日2、变比

U1/U2=NAx/Nax=k第一百二十八页，共一百四十八页，2022年，8月28日原副边既有磁的耦合，又有电的直接联系。自耦变压器比普通变压器省材料，因此成本低，损耗小，效率高。自耦变压器用作交流电动机降压起动和实验室调压设备等；还可用于电力系统中作联络变压器。第一百二十九页，共一百四十八页，2022年，8月28日二、仪用互感器1、概述互感器属测量装置，按变压器原理工作。电力系统中的大电流/高电压有时无法直接用普通的电流表和电压表来测量，必须通过互感器将待测电量按比例减小后测量。互感器具有2种作用：将高电量转换为能用普通标准仪表测量的电量1A/5A和100V；将仪表与高压电路隔离,保证仪表及人身安全。第一百三十页，共一百四十八页，2022年，8月28日第一百三十一页，共一百四十八页，2022年，8月28日2.电流互感器它的原绕组只有一匝或数匝，与被测量电路串联；副绕组匝数很多，与电流表（或功率表和保护继电器的电流线圈）组成闭合回路。因此，它相当于运行于短路工作状态。为了减小测量误差，铁心磁密很低，一般取B≈0.1T，忽略励磁电流，根据磁势平衡关系可得副边额定电流为1A或5A。电流表的表盘按原边电流刻度，以便直读。励磁电流是误差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过1%。第一百三十二页，共一百四十八页，2022年，8月28日在工程中，50A以上的交流电路就应配用电流互感器。注意事项：（1）副边绕组一端必须可靠接地；（2）工作时，副绕组绝