电机与电气控制技术：第一章 变压器

2024/9/7本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，着重分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况，对其他用途的变压器做简单介绍。通过学习，掌握变压器变电压、变电流、变阻抗的原理，掌握三相变压器的联结组别和并联运行条件；理解变压器铭牌数据含义；学会正确使用各种变压器。第一章变压器2024/9/7第五节其它用途的变压器

第四节

三相变压器

第三节单相变压器的负载运行

第二节单相变压器的空载运行

第一节变压器基本工作原理和结构

2024/9/7第一节变压器基本工作原理和结构

一、变压器的基本工作原理

2024/9/7二、变压器的应用与分类按用途不同主要分为:1）电力变压器2)特殊变压器3)仪用互感器4)试验变压器5)控制用变压器6)调压器2024/9/7三、电力变压器的基本结构

电力变压器主要由铁心、绕组、绝缘套管、油箱及附件等部分组成。

2024/9/7四、电力变压器的额定值与主要系列

（一）电力变压器的额定值1．额定容量SN

2．额定电压UN1和UN23．额定电流IN1和IN24．额定频率f2024/9/7（二）电力变压器的型号及主要系列2024/9/7第二节单相变压器的空载运行

一、空载运行时各物理量正方向的规定

2024/9/7二、感应电动势与漏磁电动势

（一）感应电动势

（二）漏磁电动势

2024/9/7三、空载运行时的电动势平衡方程式和电压比电动势平衡方程式：

电压比k：2024/9/7四、空载电流和空载损耗

空载电流一方面用来产生主磁通，另一方面用来补偿变压器空载时的损耗。为此，将分解成两部分，一部分为无功分量，另一部分为有功分量。2024/9/7五、变压器空载运行时的相量图2024/9/7第三节单相变压器的负载运行

一、负载运行时的各物理量

2024/9/7二、变压器负载运行时的基本方程式（一）磁通平衡方程式

2024/9/7（二）电动势平衡方程式2024/9/7三、变压器负载运行时的相量图2024/9/7四、变压器的作用（一）变换电压

（二）变换电流2024/9/7（三）变换阻抗

2024/9/7五、变压器的运行特性（一）变压器的外特性和电压变化率（二）变压器的效率特性2024/9/7第四节三相变压器

一、三相变压器的磁路系统）三相变压器有三相变压器组与三相心式变压器两种。（一）三相变压器组的磁路

2024/9/7二、三相变压器的电路系统

（二）三相心式变压器的磁路绕组名称首端末端中性点高压绕组A、B、CX、Y、ZN低压绕组a、b、cx、y、zn2024/9/7（一）三相变压器绕组的联结法

（二）三相变压器的联结组

三相变压器的联结组标号采用“时钟序数表示法”。2024/9/7（三）高低压绕组相电动势的相位关系

1、同名端与同名端的规定

2024/9/72、单相变压器的联结组a)II0联结组b)II6联结组2024/9/75）自该几何中心向低压侧相量图的a端点引一连线并延伸，其所指示钟面的序号，就是高低压绕组的联结组标号3、三相变压器联结组标号的确定1)按三相变压器高、低压绕组联结方式，画出高、低压绕组联结图

2)作出高压侧相电动势的相量图，并将相量图的A点置于钟面的“12”处

3)作出低压侧相电动势的相量图

4）把低压侧的相量图移向高压侧的相量图，并使两者的几何中心相重合2024/9/7（四）三相变压器的标准联结组及其相量分析1、Yy0联结组2024/9/72、Yd11联结组三相变压器常用联结组见书中表1-2

2024/9/7三、三相变压器的并联运行2024/9/7三相变压器并联运行的条件：1)并联运行的各台变压器的额定电压应相等，即各台变压器的电压比应相等3）并联运行的各台变压器的短路阻抗（或短路电压）的相对值要相等2）并联运行的各台变压器的联结组必须相等2024/9/7第五节其它用途的变压器

一、自耦变压器

自耦变压器的结构特点是一次、二次绕组共用一个绕组，如右图所示自耦变压器的输出视在功率（即容量）为2024/9/7

三相自耦变压器单相自耦调压器2024/9/7二、仪用互感器

（一）电压互感器

2024/9/7使用电压互感器时，应注意以下几点：2）电压互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以防高压绕组绝缘损坏时，铁心和二次绕组上带上高电压而触电。1）电压互感器在运行时二次绕组绝不允许短路，否则短路电流很大将互感器烧坏。为此在电压互感器二次侧电路中应串联熔断器作短路保护。3）电压互感器有一定的额定容量，使用时不宜接过多的仪表，否则将影响互感器的准确度。2024/9/7（二）电流互感器

2024/9/73）电流表内阻抗应很小，否则影响测量精度。使用电流互感器时，应注意以下几点：1）电流互感器运行时二次绕组绝不许开路。若二次绕组开路，则电流互感器成为空载运行状态，此时一次绕组中流过的大电流全部成为励磁电流，铁心中的磁通密度猛增，磁路产生严重饱和，这一方面铁心过热而烧坏绕组绝缘，另一方面，二次绕组中因匝数很多，将感应产生很高的电压，可能将绝缘击穿，危及二次绕组中的仪表及操作人员的安全。为此，电流互感器的二次绕组电路中绝不允许装熔断器。在运行中若要拆下电流表，应先将二次绕组短路后再进行。2）电流互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以免绝缘损坏时，高压侧电压传到低压侧，危及仪表及人身安全。2024/9/7三、弧焊变压器

4）短路电流不应过大，且焊接电流稳定。对弧焊变压器的要求：1）为保证容易起弧，空载电压在60～75V之间。为操作者安全，最高空载电压小于85V。2）负载运行时具有迅速下降的外特性，如图所示。一般在额定负载时输出电压约30V