电机(变压器)9月14日始用

1、 本课程是工业电气及其自动化、电气技术和供用电技术等专业的一门专业基础课。 本课程的内容有直流电机、直流电动机的电力拖动、变压器、三相异步电动机、三相异步电动机的电力拖动、同步电机、驱动和微控电机、电动机的选择八个部分。IdlHL2.2.FSlRFm0NIHl 0iue 由于单相双绕组变压器的一种最基本的变压器，由于单相双绕组变压器的一种最基本的变压器，对单相双绕组变压器的研究是研究三相变压器等其对单相双绕组变压器的研究是研究三相变压器等其他变压器的基础。因此，这里将首先以单相双绕组他变压器的基础。因此，这里将首先以单相双绕组变压器为对象，论述变压器的基本理论和分析方法。变压器为对象，论述变压

2、器的基本理论和分析方法。然后，在推广到其他变压器。然后，在推广到其他变压器。返回所以所以发电厂工厂6.310.5 kV35500 kV610 kV380 V / 220 VG发电机升压变压器输电线降压变压器高压配电线降压变压器低压配电线发电厂区域变电所工厂(用户)输配电系统示意图 图图1-1所示为单相双绕组变压器所示为单相双绕组变压器,是一种最简是一种最简单也是最基本的变压器单也是最基本的变压器.图1-1 单相双绕组变压器(a) 心式变压器(b) 壳式变压器1 铁心；2 绕组(a)(b) 从原理上看，构成变压器的主要部件是从原理上看，构成变压器的主要部件是铁心铁心和和绕组绕组。 铁心是变压器的

3、磁路部分。为了减少铁铁心是变压器的磁路部分。为了减少铁心内的涡流损耗和提高磁路的导磁率，通常心内的涡流损耗和提高磁路的导磁率，通常铁心由宽度为铁心由宽度为0.30 0.35mm、表面图有绝缘表面图有绝缘漆的硅钢片叠成。按铁心的结构分，变压器漆的硅钢片叠成。按铁心的结构分，变压器有心式变压器和壳式变压器两种。有心式变压器和壳式变压器两种。仪用变压器仪用变压器（用在测量设备中）（用在测量设备中） 铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身 三相油浸式电力变压器的外形 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器 绕组是变压器的电路部分。一般用绝缘材绕组是变压器的电路部分。一般用绝缘材料涂包的绝缘扁铜（或铝

4、）线或圆铜（或铝）料涂包的绝缘扁铜（或铝）线或圆铜（或铝）线绕制而成。其中，输入电能端绕组称为一次线绕制而成。其中，输入电能端绕组称为一次绕组，简称一次侧，或称原绕组、原边；输出绕组，简称一次侧，或称原绕组、原边；输出电能端绕组称为二次绕组，简称二次侧，或称电能端绕组称为二次绕组，简称二次侧，或称副绕组、副边。电压较高的绕组称为高压绕组，副绕组、副边。电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的绕组称为低压绕组。对于降压变压电压较低的绕组称为低压绕组。对于降压变压器，原绕组为高压绕组，副绕组为低压绕组；器，原绕组为高压绕组，副绕组为低压绕组；对于升压变压器，原绕组为低压绕组，副绕组对于升压变压器，原

5、绕组为低压绕组，副绕组为高压绕组。通常，高压绕组用大写的为高压绕组。通常，高压绕组用大写的A、X表示，低压绕组用小写的表示，低压绕组用小写的a、x表示。表示。 此外，变压器的其他部件还有绝缘套管、此外，变压器的其他部件还有绝缘套管、油箱、散热器、变压器油、分接开关及继电保油箱、散热器、变压器油、分接开关及继电保护装置等。护装置等。 单相双绕组变压器的结构特点是：两个相单相双绕组变压器的结构特点是：两个相互绝缘的绕组绕制在同一铁心上，它们之间互绝缘的绕组绕制在同一铁心上，它们之间只只有有磁的耦合磁的耦合，而，而无电的直接联系无电的直接联系。 额定值是制造厂对电机（包括变压器）在额定值是制造厂对电

6、机（包括变压器）在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。通指定工作条件下运行时所规定的一些量值。通常，电机的额定值都标记在电机的铭牌和产品常，电机的额定值都标记在电机的铭牌和产品的说明书上。的说明书上。油浸式油浸式电力变压器电力变压器1信号式温度计信号式温度计 ；2吸湿器；吸湿器；3储油柜；储油柜；4油表油表6安全气道；安全气道；5气体继电器；气体继电器；7高压套管高压套管 ；8低压套管低压套管9分接开关；分接开关；10-油箱；油箱；11铁心；铁心；12线圈；线圈；13放油阀门放油阀门l额定容量额定容量SN（单位：单位：VA或或kVA） 额定容量是指变压器二次侧输出的视在功率。额定容量是指变压

7、器二次侧输出的视在功率。l额定容量额定容量Sn（单位：（单位：V*A或或KV*A）l额定电压额定电压U1N/U2N（单位：单位：V或或kV） 对于三相变压器，额定电压是指额定线电压。对于三相变压器，额定电压是指额定线电压。二次侧额定电压二次侧额定电压U2N是指当变压器一次侧外加额定是指当变压器一次侧外加额定电压电压U1N时二次侧的空载电压时二次侧的空载电压U20，即有即有U2N=U20。l额定频率额定频率fN（单位：单位：Hz） 额定频率的指变压器一次侧的电源频率。额定频率的指变压器一次侧的电源频率。返回dd tdd tddt1011101111rieeridtdNdtdNu1110 110

8、10 1101110 1UEEIrEjIxIrEI r jxEIZ 式中，式中，Z1 一次绕组的等值复阻抗一次绕组的等值复阻抗。等值阻抗等值阻抗Z1很小，尤其是电力变压器，由于变压很小，尤其是电力变压器，由于变压器的绕组电阻器的绕组电阻r1和漏电抗和漏电抗x1都很小，故空载电流都很小，故空载电流所引起的阻抗压降很小。因此有所引起的阻抗压降很小。因此有11eu或或11EU202ue2022UEjNFeIII1因为因为I远大于远大于IFe，若略去若略去IFe， 。II1当变压器一次侧外接电源电压当变压器一次侧外接电源电压U1恒定时恒定时铁心中的主磁通铁心中的主磁通m将近乎不变。而建立将近乎不变。而

9、建立该主磁通的电流的大小及波形取决于铁该主磁通的电流的大小及波形取决于铁心的饱和情况，即取决与铁心磁通密度心的饱和情况，即取决与铁心磁通密度Bm的大小。的大小。 磁路线形且不考虑空载磁路线形且不考虑空载损耗时空载电流的波形损耗时空载电流的波形图图2-1图图2-2 磁路饱和但不考虑空载损耗时空载电流的波形磁路饱和但不考虑空载损耗时空载电流的波形（1）空载电流）空载电流i0为一扭歪的尖顶波；为一扭歪的尖顶波；（2）空载电流）空载电流i0与主磁通与主磁通不同时过零点，不同时过零点，略超前时间相角略超前时间相角m：（3）空载电流空载电流i0可用一等效正弦波来替代，可用一等效正弦波来替代，其相角为其相角

10、为 。该等效正弦波超前主磁通。该等效正弦波超前主磁通 以以相角，称磁滞角。相角，称磁滞角。I0.图图2-4 变压器空载运行等效电路变压器空载运行等效电路式式中，中，Z1= r1 +j x1称称 一次绕组的漏阻抗。一次绕组的漏阻抗。 若将若将 看作电压看作电压 的一部分，用的一部分，用 表示。即表示。即 ，这部分压降当然也可视，这部分压降当然也可视为当空载电流为当空载电流 通过某电路参数时引起的通过某电路参数时引起的电压降。因为这部分压降是平衡主磁通感电压降。因为这部分压降是平衡主磁通感应的主电势应的主电势 ，所以这个主磁通参数称变，所以这个主磁通参数称变压器的励磁阻抗，用压器的励磁阻抗，用Zm表示。表示。1E1UeU1EUe1I1E10111011ZIEjxrIEU（2-8）mmmjxrZ 式中，式中，rm铁耗电阻，是对应于铁耗铁耗电阻，是对应于铁耗的等效电阻，的等效电阻， 等于铁耗。等于铁耗。 xm励磁电抗，是对应于建立励磁电抗，是对应于建立主磁通所需励磁伏安的等效电抗，主磁通所需励磁伏安的等效电抗， 等等于励磁伏安。于励磁伏安。mrI20mxI20于是于是（2-9）1010001001xI jrIxI jrIZIZIUmmm（2-10）10