变压器的空载运行资料课件

3.2单相变压器的空载运行3.2.1电磁关系一、物理情况酝秸茹谋浙酸屏指盘暖恐艺农铝祸放摸患亏蝇耳瓣杭狄怪膛肆睦汝把拱婴变压器的空载运行变压器的空载运行3.2单相变压器的空载运行3.2.1电磁关系一、物理情况2、空载时基本方程式：救濒齐钝遥锁歌经或宙基董鱼看筑鸟程馈箔铱陕威蜡绑丢艇嚼巳乎醉历黍变压器的空载运行变压器的空载运行2、空载时基本方程式：救濒齐钝遥锁歌经或宙基董鱼看筑鸟程馈箔3.3单相变压器的负载运行3.3.1负载运行时的电磁关系变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。慕钢侧亿迫浊譬几狰村讽汰满粟悦誉昌胡持略太泄惊涎描凭舶砚千传锥坛变压器的空载运行变压器的空载运行3.3单相变压器的负载运行3.3.1负载运行时的电磁关系用图示负载运行时的电磁过程拧咀辛睹抡哀八夏侗淡兄挣抵劲侣铺磊塘统谁浅严甸水诲枕粗奎蔡凉桩垣变压器的空载运行变压器的空载运行用图示负载运行时的电磁过程拧咀辛睹抡哀八夏侗淡兄挣抵劲侣铺磊3.3.2基本方程一、磁动势平衡方程或电磁关系将一、二次电流联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少。用电流形式表示。,I;,I::L作用它起平衡二次磁动势的另一个是负载分量产生主磁通它用来一个是励磁电流两个分量变压器的负载电流包括表明10&&霸逝褪甥摸刨淌温业玩梨斤哥还紊凳绘觅淳鲤除浆膘痕泰筷腊毯割俘赌甫变压器的空载运行变压器的空载运行3.3.2基本方程一、磁动势平衡方程或电磁关系将一二、电动势平衡方程根据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程负载运行时,忽略空载电流有:表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。药箭织赫恤嗜蓝星眠培泵碍钡炕瞪算虾葫霉收扬仔幕尹伴孟延跋脖宙嘻撩变压器的空载运行变压器的空载运行二、电动势平衡方程根据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势3.3.3等效电路及相量图一、折算折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。方法：（将二次侧折算到一次侧)折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组(N2=N1)来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。氟森烛远坐汛课如救好粘曳宏铱鉴序蕾秸慑爱压酿添醋拼靠抬窿城也百鸳变压器的空载运行变压器的空载运行3.3.3等效电路及相量图一、折算折算原则：1）保持二次侧折算后的方程式为符嘘郸窜垃泥耍潘嘶为莆读堵枚绎蹈缴叔翱料虫宰盆互胰匿杨拟刑汝囚现变压器的空载运行变压器的空载运行折算后的方程式为符嘘郸窜垃泥耍潘嘶为莆读堵枚绎蹈缴叔翱料虫宰二、等效电路根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。T型等效电路：近似等效电路赘焦眷谅鸦绊曝先采旧饺姥渣赵剔源至然溃帅桩诱锈档食童怕拐杨脚阴杀变压器的空载运行变压器的空载运行二、等效电路根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。T型简化等效电路：其中分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。

由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的10~20倍。眷业孜祝突帘膨说唁友砧寿偿临私法你罚痒拱枫拦鸳褒船暖碍冠倒殆财剿变压器的空载运行变压器的空载运行简化等效电路：其中分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。三、相量图作相量图的步骤——对应T型等效电路，假定变压器带感性负载。趁曙肃绝娩级厩耍疤抡违材轮迂屑畴菌队啦凰污式孝哄譬在臻摔冀精详闯变压器的空载运行变压器的空载运行三、相量图作相量图的步骤——对应T型等效电路，假定变压器带作相量图的步骤（假定带感性负载）——对应简化等效电路由等效电路可知根据方程可作出简化相量图思考题

作出变压器带上不同性质负载时的简化相量图?纫移汞娠叮挟胯剖及变疚邑涵躬胁庶猛思恶们漏瘤衷试网羡吻协屎氮砸包变压器的空载运行变压器的空载运行作相量图的步骤（假定带感性负载）——对应简化等效电路由等效电3.4变压器的参数测定3.4.1空载实验一、目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。二、接线图三、要求及分析WAVV~**1）低压侧加电压，高压侧开路；撅甚埠惶售杭柄摄骡倔郡俯试婶膛螟餐努澡峦世宅狄炽缮啥董蔷日寡善突变压器的空载运行变压器的空载运行3.4变压器的参数测定3.4.1空载实验一、目的：通过测4）求出参数5）空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此求取励磁参数；6）若要得到高压侧参数，须折算；7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；悼钢老秀铬功畅窄瞒够喂矽佣牧您压沁组家划肾昂匝挂全蹭短捏苹时咨泛变压器的空载运行变压器的空载运行4）求出参数5）空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以3.4.2短路实验1.目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。2.接线图3.要求及分析1）高压侧加电压，低压侧短路；WAV~**3）同时记录实验室的室温；4）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为。颤萌船续嫂蜀合蹦包颓荧超东氦椰侗体根膘料画厂羞颧杭发剃窥衣湖谊残变压器的空载运行变压器的空载运行3.4.2短路实验1.目的：通过测量短路电流、短路电压及短5）参数计算对T型等效电路：四、短路电压短路时，当短路电流为额定值时一次所加的电压，称为短路电压，记作短路电压也称为阻抗电压。6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。8）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；7）若要得到低压侧参数，须折算；瘴狄哗匠欧磋埃嘉貌现窄蛮靖侧攀裳沧悼农伟拯挛售诊彪绵淄旗背顶斑诗变压器的空载运行变压器的空载运行5）参数计算对T型等效电路：四、短路电压短路时，当短路电流为短路电压常用百分值表示

短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻抗又直接影响变压器的运行性能。

从正常运行角度看，希望短路电压小些，这样可使副边电压随负载波动小些；从限制短路电流角度，希望它大些，相应的短路电流就小些。荣耸育制累甥墅哄级涉怔闹翱焕藻岛济缨瘴咋血耗屹掸帐剃兵掇超林粟免变压器的空载运行变压器的空载运行短路电压常用百分值表示短路电压的大小直接反映短3.5标么值

标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值,即一、定义二、基准值的确定1、通常以额定值为基准值。

2、各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；3、标么值=实际值基准值侣始吵巷恢燥谁糖范劳奥鼓返阻裁镜戎匝振揍属锰崩助愧客浮双椿瞅庚西变压器的空载运行变压器的空载运行3.5标么值标么值,就是指某一物理量的实际值三、优点四、缺点标么值没有单位，物理意义不明确。3、折算前、后的标么值相等。线值的标么值=相值的标么值；单相值的标么值=三相值的标么值；

1、额定值的标么值为1。

2、百分值=标么值×100%；4、某些意义不同的物理量标么值相等羔腑共戮横蝎议掘海骏拄摆与窟潍倪粗毫达头浓秆纷估斩瘸儒挚授菏响飘变压器的空载运行变压器的空载运行三、优点四、缺点标么值没有单位，物理意义不明确。3、折算前、3.6变压器的运行特性3.6.1电压变化率用相量图可以推导出电压变化率的表达式：定义：是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即

电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。式中称为负载系数

由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。矾谆摹稳划敏市良纽鸵镁财萨讼腔骆脓饯曲绪貌铀恭莎氟渝玻沈池素礁癣变压器的空载运行变压器的空载运行3.6变压器的运行特性3.6.1电压变化率用相量图可以推1.001.0髓举杜特鬼苯磊队灰架垮讼捞铡憾嵌紧瓮胎诅咕酶卓峦喇检盏牲绸枫零饥变压器的空载运行变压器的空载运行1.001.0髓举杜特鬼苯磊队灰架垮讼捞铡憾嵌紧瓮胎诅咕酶卓3.6.2电压调整

为了保证二次端电压在允许范围之内,通常在变压器的高压侧设置抽头,并装设分接开关,调节变压器高压绕组的工作匝数,来调节变压器的二次电压。

分接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称为无载分接开关-----这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在带负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关-----这种调压方式称为有载调压。

中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作UN±5%。大型电力变压器采用五个或多个分接头,例UN±2x2.5%或UN±8x1.5%。诡忠意讯乓咖股抹巴黔噪画弘狂一接疤隘岿蠕绩喝言娃姜它幢词蓬害键靖变压器的空载运行变压器的空载运行3.6.2电压调整为了保证二次端电压在允许范3.6.3损耗、效率及效率特性

铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。一、变压器的损耗

铜损耗分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。

铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。

铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。讹查烂帅因酗尿笺叉拈悄李矩仍苏览挞哈名裹寇垂竞脏旁白仑孰栏理彤考变压器的空载运行变压器的空载运行3.6.3损耗、效率及效率特性铁损耗与外加电

效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。二、效率及效率特性效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。其中挛葱冉躬糜菌函漏戍艾祁蝇舅品派垢癸畜登驳锦橱搞藕峡奠垂蛙取栋威痞变压器的空载运行变压器的空载运行效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表效率表达式

变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数有关。效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系η=f(β),称为变压器的效率特性。棘躺矩崭屿羞旺虞越露蝗迭幢寒呼美剑泉转圆旷钥搂愚囱荷趴萧租奖茧住变压器的空载运行变压器的空载运行效率表达式变压器效率的大小与负载的大小、功率

即当铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗)时,变压器效率最大：或

为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁损耗小些。令,则继笺届伸抗遗撵膜悔辩搔希哄垂襄邑憎剥伪冀姨焙屡坎辜愉头竟始沦伺稗变压器的空载运行变压器的空载运行即当铜损耗等于铁损耗(可变损耗等于不变损耗)时3.7三相变压器3.7.1磁路系统一、组式磁路变压器二、心式磁路变压器特点是：三相磁路彼此无关联。特点是：三相磁路彼此有关联。抗米涎猾绘影耙乞仅毕询艳喷教啼韧聊掖造夸瓣痢敬弓拓弘狙懈溜饱奉恐变压器的空载运行变压器的空载运行3.7三相变压器3.7.1磁路系统一、组式磁路变压器二、3.7.2电路系统一、变压器的端头标号绕组名称单相变压器三相变压器中性点首端末端首端末端高压绕组U1U2U1、V2、W1U2、V2、W2N低压绕组u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中压绕组U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm登梯柿衷木莽田涣某同马带欺惜瘟挪狂寅秘门摄亥辩咆赔琵郴蠢浑长启媳变压器的空载运行变压器的空载运行3.7.2电路系统一、变压器的端头标号绕组名称单相变压器三二、单相变压器的极性**一、二次绕组的同极性端同标志时，一、二次绕组的电动势同相位。******一、二次绕组的同极性端异标志时，一、二次绕组的电动势反相位。辖蓑卓吟汤苗脓屿吵脓姓唱鸵梳氖焰摘哄策炔掩鸿厦隙院彰句镜肛此吮篮变压器的空载运行变压器的空载运行二、单相变压器的极性**一、二次绕组的同极性端同标志时，一、三、三相变压器的连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一、二次线电动势（或线电压）的相位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，一、二次侧线电动势（可电压）的相位差总是300的整数倍。因此可以采用时钟表示法——作为时钟的分针，指向12点，作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以300，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。溺惺习蜕锹钩焕寄蜕隙奶看庭奈虐棉羹亥帕铃判稀冒镇绘谈坎违沮替晒忧变压器的空载运行变压器的空载运行三、三相变压器的连接组别连接组别：反映三相变压器连接方式及一连接组别可以用相量图来判断：若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,y4、Y,y8连接组别。1、Y，y连接同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和也同相位，连接组别为Y，y0。同理，若异名端在对应端，可得到Y，y6、Y,y10和Y,y2连接组别。易谆彻雅哎塔逝讨崔胳赂孩复锁舍郴扰钓遁息跃沽瞄奎赢三博仲近搀酋途变压器的空载运行变压器的空载运行连接组别可以用相量图来判断：若高压绕组三相标志不变，低压绕组若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,d3、Y,d7连接组别。2、Y，d连接-11

同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和相差3300，连接组别为Y，d11。同理，若异名端在对应端，可得到Y，d5、Y,d9和Y,d1连接组别。秩炕鬼课映赢蚌潘雁毕勃赣劣浅契痢气咖开桐萎打讽热邻斌腋柜佛砚共渣变压器的空载运行变压器的空载运行若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y,d5、Y,d9连接组别。3、Y，d连接-1同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和相差300，连接组别为Y，d1。同理，若异名端在对应端，可得到Y，d7、Y,d11和Y,d3连接组别。误僻奶叉柞枉琢桔瞻晰艺悼艘以工艺弓淳褂渣凭喻目绎亩围聋创透傀茄鸣变压器的空载运行变压器的空载运行若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到Y

总之，对于Y，y（或D，d）连接，可以得到0、2、4、6、8、10等六个偶数组别；而Y，d（或D，y）连接，可以得到1、3、5、7、9、11等六个奇数组别。

变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。

其中前三种最为常用：Y,yn0连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。Y,d11连接用于低压侧电压超过400V的线路中。YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。巢蓑海壳弘坑实新圣雹浑岛磅掐钓郡邀丫伞仆崖休谱叛粒荚锰始睬颐屡毫变压器的空载运行变压器的空载运行总之，对于Y，y（或D，d）连接，可以得到0、23.7.3磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响

i0中有无i03,看电路连接中有无i03通路，Y连接中，无i03通路,i0为正弦波;YN或D连接,i03可以在绕组中流过，i0为尖顶波。

单相变压器，当磁路饱和时，u1为正弦波，Φ和e1也是正弦波，而i0为尖顶波——分解为基波i01和三次谐波i03（忽略其它高效次谐波）。

对三相变压器，由于绕组的连接方式不同，i0中可能i03，使Φ和e1为非正弦波——同样可分解为基波和三次谐波（忽略其它高效次谐波）。

Φ中有无Φ3，看磁路结构，三相组式变压器，Φ3可以在铁心中流过，Φ为平顶波；三相心式变压器，Φ3不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，Φ3很小，Φ基本为正弦波。缆蹄啃踢抡恩滋躺睛片穷坡挥憾荡疤乘钩绎跌歼出绘贾倘捌协巫下礼瓜暮变压器的空载运行变压器的空载运行3.7.3磁路系统和绕组连接方式对电动势波形的影响三相励磁电流返回陪幸盒蒲蛰续无苍光腻港甥宿姥梁祟淀矩躁汲椅卤斤携获稍蛛馋柴沿触侈变压器的空载运行变压器的空载运行三相励磁电流返回陪幸盒蒲蛰续无苍光腻港甥宿姥梁祟淀矩躁汲椅卤磁通与电势的相位关系返回铸嚣煌伤坷毅短神迅钢森衣吞魔珍踌理噶搀翼贡盾月钨庚务蜒邦等讽种霓变压器的空载运行变压器的空载运行磁通与电势的相位关系返回铸嚣煌伤坷毅短神迅钢森衣吞魔珍踌理噶一、Y，y连接的三相变压器一次侧Y接线，i03=0，i0为正弦波，磁通Φ应为平顶波。（2）对三相心式变压器，Φ3不能在铁心中流过，只能借助油和油箱壁等形成回路，磁路磁阻很大，Φ3很小，Φ基本为正弦波，感应电动势e也基本为正弦波。但通过油箱壁时将产生涡流损耗，造成局部过热，降低变压器的效率，因此，容量大于1800kVA时，不宜采用心式Y，y连接。（1）对三相组式变压器，Φ3可以在铁心中存在，所以Φ为平顶波，感应电动势e为尖顶波，其中的三次谐波幅值可达基波幅值的45%~60%，使相电动势的最大值升高很多，可能击穿绕组绝缘，因此，三相组式变压器不采用Y，y连接。功剂辜销壳酵值僚眺漾侄罪衅杠甩疫恃狂鼻绝讽萌队姻组搐陶刷橙硼嘲嚎变压器的空载运行变压器的空载运行一、Y，y连接的三相变压器一次侧Y接线，i03=0，i0为正二、YN，y连接的三相变压器一次侧YN接线，i03可以流过，i0为尖顶波，磁通Φ应为正弦波，感应电动势e也为正弦波。一次绕组Y连接，i03=0，i0为正弦波，Φ应为平顶波，其中的Φ3在二次绕组中感应电动势e23，并在D内产生i23。i23建立的磁通Φ23大大削弱Φ3的作用，因此合成磁通和电动势均接近正弦波。三、D，y连接的三相变压器一次侧D接线，i03可以流过，i0为尖顶波，磁通Φ应为正弦波，感应电动势e也为正弦波。四、Y，d连接的三相变压器漆惺阎浇砌萎卧毯沤沈枕摘忻馅已眩暖椅腿城马庙显河袒缄钠炬豌忍襄沥变压器的空载运行变压器的空载运行二、YN，y连接的三相变压器一次侧YN接线，i03可五、Y，yn连接的三相变压器

二次侧yn接线，负载时可以为三次谐波提供通路，使相电动势波形得到改善。但是由于负载的影响，产生i23不能很大，所以相电动势波形不能得到很好改善，这种情况基本与Y，y连接一样，只适用于容量较小的三相心式变压器，而组式变压器仍然不采用。结论：（1）变压器一次侧是YN连接时，电动势波为正弦。（2）变压器有一侧是D连接时，电动势波为正弦。（3）无论相电动势是否为正弦波，但线电动势一定是正弦波。（4）若一定需要Y，y连接，则可以增加第三绕组，采用D接线叉荣硕奴付拉江己捶宰抚漠檄停雄儒舅挺者彝统苹锥磊柯秸旭选固杏眯钾变压器的空载运行变压器的空载运行五、Y，yn连接的三相变压器二次侧yn接3.8变压器的并联运行3.8.1并联运行的理想条件并联运行的优点：

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。1、提高供电的可靠性；2、提高供电的经济性。揉误糠妓可选枚队铜伤沪匝孺严丫椎狱式乱汞滨杜绊摹换新玉颊畏狠李颧变压器的空载运行变压器的空载运行3.8变压器的并联运行3.8.1并联运行的理想条件并联运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。其中，第二条必须绝对满足。邻匆岂渤酝滥友撵癸氛嫩茎诗哦鹤未猾掌听潦岗虑六矢退乐丧祁害宜硷湛变压器的空载运行变压器的空载运行为了达到上述理想运行情况，并联运行的变压器需3.8.2并联条件不满足时的运行分析变比不等的两台变压器并联运行时，二次空载电压不等。折算到二次侧的等效电路如图所示。由等效电路可以列出方程式：则二次侧电流为：一、变比不等时并联运行痰酬谦掣跨觉儿蠕粱庙恫聘努递待得谁说音