变压器及其原理

关于变压器及其原理23.1变压器的原理、结构及额定值3.1.1变压器的原理变压器的主要部件是一个铁芯和套在铁芯上的两个线圈，如图3.1所示。3.1.2变压器的结构

(1)铁芯（2）绕组

(3)油箱

(4)绝缘套管第2页,共68页，2024年2月25日，星期天3图3.1

变压器工作原理图第3页,共68页，2024年2月25日，星期天4图3.2

三铁芯柱式变压器第4页,共68页，2024年2月25日，星期天5图3.3

硅钢片的排法第5页,共68页，2024年2月25日，星期天6图3.4

铁芯柱截面第6页,共68页，2024年2月25日，星期天7图3.5

交叠式绕组第7页,共68页，2024年2月25日，星期天8图3.6

35kV充油式绝缘套管第8页,共68页，2024年2月25日，星期天9图3.7

油浸式电力变压器第9页,共68页，2024年2月25日，星期天103.1.3变压器的额定值3.2变压器的空载运行本章分析变压器的基本原理和运行性能时，先分析单相变压器，再分析有关三相变压器的特殊问题。

3.2.1空载运行时的物理情况第10页,共68页，2024年2月25日，星期天11图3.8

单相变压器空载运行第11页,共68页，2024年2月25日，星期天123.2.2感应电动势和变比第12页,共68页，2024年2月25日，星期天13第13页,共68页，2024年2月25日，星期天14第14页,共68页，2024年2月25日，星期天153.2.3空载电流3.2.4电动势平衡方程式第15页,共68页，2024年2月25日，星期天16图3.9

空载运行时的空载电流、主磁通及其感应电动势第16页,共68页，2024年2月25日，星期天173.2.5等效电路3.2.6相量图第17页,共68页，2024年2月25日，星期天18图3.10

变压器空载时的等效电路第18页,共68页，2024年2月25日，星期天19图3.11

变压器空载时的相量图第19页,共68页，2024年2月25日，星期天20３.３变压器的负载运行3.3.1磁通势平衡关系3.3.2基本方程式3.3.3折算法(１)电动势的折算(2)电流的折算(3)阻抗的折算(４)电压的折算第20页,共68页，2024年2月25日，星期天21图3.12

单相变压器负载运行第21页,共68页，2024年2月25日，星期天22第22页,共68页，2024年2月25日，星期天23第23页,共68页，2024年2月25日，星期天24第24页,共68页，2024年2月25日，星期天253.3.4等效电路3.3.5相量图

第25页,共68页，2024年2月25日，星期天26图3.13

变压器负载运行示意图第26页,共68页，2024年2月25日，星期天27图3.14

变压器的“T”形等效电路第27页,共68页，2024年2月25日，星期天28图3.15

变压器的“Г”形等效电路第28页,共68页，2024年2月25日，星期天29图3.16

变压器的简化等效电路第29页,共68页，2024年2月25日，星期天30图3.17

感性负载时变压器的相量图第30页,共68页，2024年2月25日，星期天313.４变压器参数的测定从上节可知，当用基本方程式、等效电路或相量图分析变压器的运行性能时，必须知道变压器的参数。这些参数直接影响变压器的运行性能，在设计变压器时，可根据使用的材料及结构尺寸把它们计算出来，而对已制成的变压器，可用试验的方法求得。第31页,共68页，2024年2月25日，星期天323.4.1空载试验3.4.2短路试验第32页,共68页，2024年2月25日，星期天33第33页,共68页，2024年2月25日，星期天34图3.18

变压器空载试验接线图第34页,共68页，2024年2月25日，星期天35图3.19

变压器短路试验接线图第35页,共68页，2024年2月25日，星期天363.５变压器的运行特性表征变压器运行性能的主要指标有两个：一是电压变化率，二是效率。3.5.1电压变化率(1)负载时二次侧端电压的变化(2)电压变化率第36页,共68页，2024年2月25日，星期天37第37页,共68页，2024年2月25日，星期天38图3.20

变压器的外特性第38页,共68页，2024年2月25日，星期天39图3.21

感性负载下变压器的简化相量第39页,共68页，2024年2月25日，星期天403.5.2效率(1)变压器的损耗(2)效率的计算(3)效率特性第40页,共68页，2024年2月25日，星期天413.６三相变压器的连接组别电力系统均采用三相制，所以三相变压器被广泛用于输配电及各种电气设备。电力系统中三相电压是对称的，三相变压器各相的参数是相同的，通常所接负载亦对称（即三相负载阻抗相同），这时三相变压器的一、二次绕组均为三相对称电路。第41页,共68页，2024年2月25日，星期天423.6.1三相变压器的磁路系统3.6.2三相变压器的连接组别（1）单相变压器的连接组别（2）三相变压器的连接组别

第42页,共68页，2024年2月25日，星期天43图3.23

单相绕组的极性第43页,共68页，2024年2月25日，星期天44图3.24

不同标号或绕法时，一、二次绕组电动势的相位关系第44页,共68页，2024年2月25日，星期天45图3.25Y接法第45页,共68页，2024年2月25日，星期天46图3.26

第一种D接法第46页,共68页，2024年2月25日，星期天47图3.27

第二种D接法第47页,共68页，2024年2月25日，星期天48图3.28

Y，y0

连接组别第48页,共68页，2024年2月25日，星期天49图3.29

Y，y6连接组第49页,共68页，2024年2月25日，星期天50图3.30

Y，y4连接组第50页,共68页，2024年2月25日，星期天51图3.31

Y，d11连接组别第51页,共68页，2024年2月25日，星期天523.7变压器的并联运行3.7.1变压器理想并联运行和条件1)一、二次绕组额定电压分别相等(变比相等);2)连接组别相同;3)短路阻抗的相对值相等。3.7.2连接组别对并联运行的影响第52页,共68页，2024年2月25日，星期天53图3.32

变压器并联运行线路第53页,共68页，2024年2月25日，星期天54图3.33

Y,y0与Y，d11并联时二次侧电压差第54页,共68页，2024年2月25日，星期天553.7.3变比不等时的并联运行3.7.4短路阻抗相对值不等时的并联运行1)由已知条件可写出2)由于uk较小的变压器先达满载,为保证各变压器都不过载,而总输出负载又能最大,则u第55页,共68页，2024年2月25日，星期天56图3.34

变比不等的两变压器的并联运行第56页,共68页，2024年2月25日，星期天57图3.35

短路阻抗不等的两变压器并联运第57页,共68页，2024年2月25日，星期天58第58页,共68页，2024年2月25日，星期天593.8自耦变压器和仪用互感器前面以普通双绕组电力变压器为例,阐述了变压器的基本理论。尽管变压器的品种繁杂,规格甚多,但其基本理论都是相似的,这里不再一一讨。本节仅介绍较为常用的自耦变压器和仪用互感器的工作原理及特点。第59页,共68页，2024年2月25日，星期天603.8.1自耦变压器(1)工作原理(2)容量关系(3)自耦变压器的主要特点和用途第60页,共68页，2024年2月25日，星期天61图3.36

自耦变压器的结构示意图第61页,共68页，2024年2月25日，星期天62图3.37

公共部分合并的双绕组单第62页,共68页，2024年2月25日，星期天63图3.38

自耦变压器原理图第63页,共68页，2024年2月25日，星期天643.8.2仪用互感器(1)电流互感器(2)电压互感器

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