变压器基础知识

6变压器考试大纲6.1了解三相组式变压器及三相芯式变压器结构特点6.2掌握变压器额定值的含义和作用6.3了解变压器变比和参数的测定方法6.4掌握变压器工作原理6.5了解变压器电势平衡方程式及各量含义6.6掌握变压器电压调整率的含义6变压器6.7了解变压器在空载合闸时产生很大冲击冲击电流的原因6.8了解变压器的效率计算及变压器具有最高效率的条件6.9了解三相变压器联结组和铁心结构对谐波电流、谐波磁通的影响6.10了解用变压器组接线方式及极性判断三相变压器连接组别的方法6.11了解变压器的绝缘系统及冷却方式、允许升温6.1三相组式变压器及三相芯式变压器结构特点

一、

基本结构变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。

变压器铁芯的作用是构成磁路。为减小涡流损耗，铁芯用0.35～0.35mm厚的硅钢片交错叠装而成，在硅钢片表面涂有绝缘漆并经氧化处理形成绝缘层。

绕组（线圈）的作用是构成交流电的通路，通以励磁电流建立磁场。变压器接电源一边的绕组，称为一次绕组；接负载一边的绕组称为二次绕组。

变压器的铁芯、一次绕组和二次绕组之间是彼此绝缘的。

6.1三相组式变压器及三相芯式变压器结构特点6.2变压器额定值的含义和作用

1.额定容量：指变压器的视在功率。对三相变压器指三相容量之和。单位：伏安（VA）千伏安（kVA）2.额定电压：指电源加到原边绕组上的电压，是副边绕组开路即空载运行时副绕组的端电压。对于三相变压器一般指线电压值。单位：伏（V）千伏（kV）6.2变压器额定值的含义和作用

3.额定电流：由和计算出来的电流，即为额定电流对单相变压器：

对三相变压器：6.2变压器额定值的含义和作用

3.额定电流：由和计算出来的电流，即为额定电流对单相变压器：

对三相变压器：6.2变压器额定值的含义和作用

4.额定频率

：我国规定标准工业用电频率为50赫（Hz）有些国家采用60赫。此外，额定工作状态下变压器的效率、温升等数据均属于额定值。6.3变压器变比和参数的测定方法1.变压器的空载运行变压器一次绕组接电源，二次绕组开路，负载电流为零，这种情况即为变压器的空载运行。和为一、二次绕组的匝数分别绕在两个铁心柱上。6.3变压器变比和参数的测定方法2.变压器的负载运行

一次侧接交流电源，二次侧接负载，二次侧中便有负载电流流过，这种情况称为负载运行。

6.3变压器变比和参数的测定方法

3.变压器等效电路参数的测定（1）空载实验用大写字母表示高压端,小字母表示低压端.空载试验可在任一边作.但考虑到空载试验所加电压较高,其电流较小,为试验的安全和仪器仪表选择方便,一般在低压侧作。如下图所示:测定方法:在原边侧加副边侧开路，读取、、、。6.3变压器变比和参数的测定方法（2）短路试验

因短路试验电流大,电压低,一般在高压侧作，从等效电路可见,外加电压仅用来克服变压器本身的漏阻抗压降,所以当很低时,电流即到达额定,该电压为。

在

时,读取

、计算短路参数。

6.3变压器变比和参数的测定方法短路试验时使电流达到额定值时所加电压称为阻抗电压或短路电压。阻抗电压用额定电压百分比表示时有:阻抗电压百分比是铭牌数据之一，

是变压器的主要参数，阻抗电压的大小反映变压器在额定负载下运行时，漏阻抗压降的大小。6.4变压器工作原理变压器的一次绕组（一次绕组）与交流电源接通后，经绕组内流过交变电流产生磁通，在这个磁通作用下，铁芯中便有交变磁通，即一次绕组从电源吸取电能转变为磁能，在铁芯中同时交（环）链原、副边绕组（二次绕组），由于电磁感应作用，分别在原、二次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器利用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。6.5变压器电势平衡方程式及各量含义1.磁动势方程式负载后作用于主磁路上的磁势有两个和而励磁磁势，维持不变，与空载时相同，负载时，作用于铁心上的磁动势是一、二次绕组的合成磁动势，且为空载时的磁动势，即激磁磁动势。6.5变压器电势平衡方程式及各量含义上式表明负载后，一次侧电流由两部分组成，一部分维持主磁通的。另一部分用来抵消二次侧的负载分量，能量由一次侧传到二次侧。6.5变压器电势平衡方程式及各量含义1、

2.电压方程式

由主磁通在一、二次绕组中分别感应电势和，漏磁通在一、二次绕组中感应漏电势，此外，一、二次侧绕组还分别有电阻压降，根据基尔霍夫定律及负载运行示意图中各量正方向的规定，可列写一、二次侧电压方程如下：式中——一、二次侧绕组漏磁抗； ——一、二次侧绕组漏电阻；——一、二次侧绕组漏电抗。6.5变压器电势平衡方程式及各量含义归纳起来变压器的基本方程式为：按磁路性质不同，分为主磁通和漏磁通两部分。并分别用不同的电路参数表征，漏感磁通感应电势用和表征。主磁通感应电势用表征，和为常数，不为常数。

6.6变压器电压调整率的含义1.变压器的外特性

在电源电压不变的情况下，变压器二次侧接入负载后，一、二次绕组都有电流通过，必然产生一、二次侧的内阻抗压降，从而使二次电压随负载的增减而变化。二次电压从随二次电流变化的特性曲线称为变压器的外特性。

6.6变压器电压调整率的含义2.电压调整率一般情况下，外特性曲线近似一条略向下倾斜的直线，且倾斜的程度与负载的功率因数有关，对于感性负载，功率因数愈低，下倾愈烈。从空载到满载（），二次电压变化的数值与空载电压的比值称为电压调整率，即

电力变压器的电压调整率一般为2％～3％。6.炭7变压器雾在空载联合闸时防产生很仪大冲击董冲击电沉流的原泡因在变压请器副绕京组开路够的情况询下，把蜜原边线创圈接到牧电网成暴为空载蛛合闸。区由于变但压器铁迁心存在株饱和现奶象，当座变压器红空载合铜闸时，烫会出现亏冲击电斧流，此优电流与誓主磁场报的建立婚有关。当电压外的初相丸角口时合闸峰即建立回了稳态准磁通，猎合闸电登流也没雪有瞬变图过程就杰进入了罪稳态空粪载。6.7变压讽器在势空载骂合闸絮时产旦生很未大冲狗击冲搬击电播流的搜原因当电压鄙的初相问角劳时合闸园，变压抗器中的绣磁通除坝了稳态详分量，衣还有暂泛态分量讽，在合商闸后半织个周波获，磁通厌达到最川大值，娱为稳态初值的2倍，鸦加上律铁心扔的磁完饱和闸特性撒，故炮合闸爽电流盆增加尼的倍殊数远牙远超量过磁肯通增拣加的努倍数误。冲谨击电痛流的翁数值龟最大管可以急达到寒额定铅电流脱的6~8倍。解决处的办甲法是缴在变盛压器昨的原葱边串寒联一判个合鸦闸电溉阻，妥合闸动完后财将电品阻切通除。6.鲜8变压已器的愉效率岔计算崖及变驻压器压具有终最高鞋效率戴的条趴件1.变压重器的早损耗变压诱器运仅行时条将产签生损莫耗，躬变压耐器的扮损耗怀分两稿大类铜耗：横基本铜滨耗和杂逝散铜耗铁耗料：基脂本铁骨耗和出杂散地铁耗基本冷铜耗青：一贪、二杜次绕义组内圾电流独所引芦起时赔的直孙流电扰阻损府耗。杂散铜吼耗：主甜要是由州漏磁通怕所引起各的集肤还效应，雨使绕组层的有效冶电阻增伐大而增映加的铜盈耗。以伤及漏磁剧场在结扑构部件久中引起命的涡流凳损耗等夜。6.速8变压键器的祝效率起计算妙及变逝压器俭具有励最高滑效率捕的条神件铜耗与排负载电坟流的平形方成正刚比。因蚁此也称滤为可变悔损耗。铜耗与柔绕组的滑温度有肚关，一报般都用77度时名的电涛阻值圣来计晴算。基本铁触耗：变来压器铁旷心中的罚磁滞与猴涡流损昌耗。杂散铁柴耗：主五要是铁着心接连里处由于添磁通密晕度分布忌不均匀倒所引起含的损耗喉，和主录磁通在他铁轭夹旅件，油谋箱等结慨构部件活中所引水起的涡妙流损耗惊。铁耗草可近似阴认为魄与豪或成正肥比。由缎于变压在器一侧幻玉电压保季持不变陡。故铁凡耗可视巡寿为不变胡损耗。拘（F不变的奶前提下侄）。6.8变压家器的痛效率效计算番及变颂压器样具有蹦最高抗效率蚁的条划件因变压喘器无转船动部分阔，一般疤效率都门很高，况大多数究在95招%以上。池大型变絮压器可谜达99仆%。测量变屈压器的祝效率一畜般不采丑用直接厦测、的方吵法，俗因与夺相差龟很小招。测元量仪迷器本葡身的租误差孟就可豆能超昂出次挂范围准，一佛般用彩间接遇法测敲量变排压器沈的效撤率。瓣即测别出各轿种损卵耗，谜再计袖算效低率。6.雅8变压器靠的效率演计算及躺变压器透具有最除高效率逮的条件当变压恋器的可优变损耗治与不变尤损耗相抢等时，帮产生最春大效率列，此时对应最断大效率舱时负载词电流的戒标幺值渠为6.倘9三相变臣压器联蜜结组和诞铁心结毅构对谐访波电流聪、谐波疾磁通的路影响考虑铁拍心磁路版的饱和小，不会迹同时为限正弦，门一个为乞正弦，窜另一个种就为非叼正弦，部如为正弓弦，电售流I为尖究顶波晚，电忠流中解除基运波分鸡量外澡，还刚有3次谐波墓分量。6.为9三相变浅压器联爹结组和听铁心结粪构对谐乒波电流归、谐波予磁通的仰影响1.Y，y联结组三次谐生波电流舅构成零箭序对称茄组,不能标存在殃于无老中线候的星碑形连字接的浙三相潮电路究中,所以当银正弦电镰压施加途于Y连接的硬变压器绞时,电流遭接近竖正弦梅波,主磁通膨为平顶咳波,其中三与次谐波役磁通的第大小及糟对电势旅波形的答影响还询要看磁久路系统荐的结构.6.粘9三相变防压器联配结组和浸铁心结谣构对谐负波电流禁、谐波事磁通的讲影响（1）三相柴变压器者组组成注磁路供系统喜的特是点是坛互相爪独立,彼此无弓关,所以三标次谐波目磁通和垃基波一磨样可以烂存在于探各相磁子路中,在一,二次侧袄绕阻中版每相感诸应电势似为:三次谐毕波频率,所以阳感应姻的三颗次谐触波电醋势相百当大雁，可泳达基烈波的50福%，结果午使相电歇势波形披严重畸攀形，幅瞎值很高圆，可使僻绕阻绝见缘击穿蛮，所以辨三相变汁压器组军不允许谣采用Y，y联结喝。6.9三相变命压器联筛结组和类铁心结贫构对谐周波电流顶、谐波腔磁通的柔影响（2）三相疯心式变谊压器心式磁北路特点敏是互相窗联系，点彼此相秘关，而余三次谐际波磁通献，也是吓零序对伤称组，屈由于磁庸路构成忌三相行更星形磁侧路，三络个同相杰，同大卵小的磁帆通不能去沿铁心臣磁路闭读和，这良和三次愚谐波电哑流不能选在Y接三相准电路中轮流通相含似，但醉他们可鼻以经油赚箱壁等惜形成闭界路，由都于这些取磁路的习磁阻很咱大，使意三次谐四波磁通况大为削关弱，所预以相电暑势中也窄接近正飞弦波。上但三相屠谐波磁习通沿油含箱闭和神，引起子附加涡刑流损耗笑，降低柿变压器亏效率，甜因此，雁对心式片变压器Y，y接仅搞在容盛量为160墨0千伏安举以下的糖中，小吼容量的威变压器费中采用旗。6.施9三相变本压器联帆结组和笔铁心结党构对谐冤波电流碑、谐波卵磁通的挪影响2.稳Y，d或D，y联结组（1）D，y联结半组D，y联结认组的喂三相奔变压榆器，垮因一约次侧益为接，三车次谐波快电流可街在班接的贵电路中串流通，慈所以主喊磁通为椅正弦波缺，由它两感应的它一二次敏侧相电幸势e都接近洞正弦波吩。6.愧9三相瓦变压苍器联知结组腿和铁辜心结谱构对柿谐波蜓电流薯、谐恰波磁漆通的器影响（2）Y，d联结组Y，d联结向组的三相练变压器岛，因一吩次侧电妙流无三脖次谐波抬分量，夹所以主蜡磁通和穗一，二积次侧相禾电动势谱出现电坚动势出刮现三次锡谐波分碧量。只要变叨压器有先一侧采转用“角喊形”接部，就能唤保证主支磁通及射电势波垫形为正谅弦波。稿在大容立量变压油器中，球当一、龄二侧都搏是“Y”联结时渐，可另娘加一个拣接成“栋角形”孝的小容胃量第三挠侧。供驱改善电证势波形兽之用。6.9三相勒变压云器联律结组纷和铁镰心结岔构对毫谐波举电流折、谐店波磁饭通的尾影响综上所画述：三级相变压欠器的相委电势波狱形与绕透组接法补和磁路泄系统有漏密切的港关系。误只要变遮压器有江一侧是走角接。卷就能保缘瑞证主磁蓝通及电结势波形隐为正弦划波。6.晨10三相变肢压器组猜接线方爪式及极睡性端判浮断三相两变压器企组别的主方法1.联结方欲法在三蹈相变吃压器狗中用锡大写详字母A、B、C表示高瞒压端首返端，X、Y、Z表示康尾端浪，小乏写字眉母a、b、c表示忘低压劣端首僵端，x、y、z表示乳尾端极，连仍接可糟采用场星型渠（Y连接）筋用Y（或y）表示无，角缝型（婆连接狱）用D(或d)表示档。三相变歇压器的民原、副扬绕组的做连接方宵法有星今（Y）形连接污和三角傻（D）形连颂接两喇种。6.味10三相变跨压器组茂接线方酱式及极薄性端判突断三相缝变压器板组别的巾方法2.联结揭组根据贱变压躁器原曲、付叹方对什应的骂线电照压之送间的稼相位枯关系洲，把浸变压爷器绕惕组的马连接稍分成剖不同认的组领合称现为绕制组的盟联结灰组。谈实践形与理择论证发明，厦变压舒器高启、低因压方听相对屑应的归线电井压的感相位祸差总片是30度的猎倍数罪。因隐此采数用“斤时钟茧表示题法”女来表刚示这涨种相选位差症是很天简明额的。“时钟乞表示法依”：把扫高压边梯线电压颤作为长纲针始终般指向“12”。而敢低压导边相顷对应殊的线谅电压减作为榆短时斯，短窝针指倍向的娇数字壶称为歇三相浪变压内器连字接组睁的组论号。6.1绢0三相变石压器组慕接线方梢式及极庄性端判咱断三相滥变压器留组别的番方法3.同名无端无论败单相醉变压次器的纷高、铲低压址绕组辩还是显三相昏变压币器同继一相源的高婶、低柄压绕爹组都顷是绕炕在同趣一铁营心柱慨上的圆。它干们是惰被同乏一主暴磁通弯所交珍链，牲高、采低压果绕组猪的感亡应电采势的赵相位盾关系意只能耕有两狠种可弱能，摩一种乒同相掌，一涌种反炕相(差18蜜0度)。当电疼流从仍线圈虑的同耗极性抱端流跟入（或流出核）时，弊产生的谈磁通的凝方向相干同；当申磁通变隶化（增恰大或减勤小）时垄，在同禽极性端叠感应电冬动势的窃极性也叔相同。6.1地0三相照变压榨器组谨接线堵方式闷及极泛性端疑判断寇三相浪变压旁器组吵别的哈方法4.国家标房诚准联结革组Yy界n0、Y塔d11、Ynd11、Yny0、Y粉y05.变压济器绕旨组的骗极性乞及其者测定进行杨绕组粘极性具测定团时，徒首先任用万色用表回的欧妙姆档悼确认御出哪锡两个某出线端端属炼于同傻一线乘圈的米端子识，然霜后再性辨认咸不同烂线圈故的同目极性蚕端。6.慨10三相旅变压稀器组筋接线拣方式旅及极向性端楚判断虹三相青变压旦器组泰别的浙方法（1）交流其测定法实验合电路陕如图早所示弓，首田先用涉一段觉粗导蓬线将夺一、灶二次鼠绕组孔中各挎选出咐的一蝇个端周子（左如端叨子1和3）联接库起来，违然后在惯一个绕便组的端怕子上（捉一般取先高压绕素组）加谣上一较脱低的交闲流电压革，用电份压表测蓝量一、莲二次绕沟组另外援两端子偏（即2和4）之乏间的扰电压和两绕组恐电压、饱。若，则被短接开的两个孔端子（1和3）为同丙名端谅；反适之，挠则为蛙异名端，握而这猫时即请可判炮定端倒子1和4或2和3为同话名端笑。6.1岩0三相变洲压器组腹接线方午式及极是性端判保断三相逗变压器倦组别的难方法（2）直流音测定法实验电社路如图润所示。歉在端子1、2间串桑联接汗入一截个直泼流电祖源E和开关S，在另羽一绕敏组的撞两端途子（3和4）串糕接一刑个直励流毫倡安表废。当壳电源E和毫驴安表枝的极配性如凳图所喉示时却，在S合上鹿的瞬拣间，播若毫吧安表追的指最针正借向摆狠动，主则表炕明接员表正径极的高端子3和接电核源正极刊的端子1为同名逮端；若瞧表针反逐向摆动鞠，则端惕子1和4为同晌名端弃。6.1洽1变压器复的绝缘兴系统