《变压器》复习提纲.doc

变压器复习提纲第1章1.变压器的用途：实现不同等级交流电压的变换；【P12图1-1】2.变压器的结构：铁心磁路部分； 绕组电路部分；接电源侧称原方、初级、一次侧；接负载侧称副方、次级、二次侧；3.变压器的工作原理：两个互相绝缘的绕组套在同一个铁心，交变磁通同时交链原、副绕组并感应电势，感应电势与绕组匝数成正比，改变原、副绕组的匝数比可实现变压。4.额定值：视在功率； 规定的电源电压； 原方接时副方的空载（开路）电压； 单相变压器：； 三相变压器：；注：对三相变压器：、指线值第2章讨论对象为单相变压器，所有分析结果适用于对称运行的三相变压器中任一相。因此注：在三相变压器中，公式中各量（除求额定值公式外）均指相值。2.11.空载运行原方接交流电源，副方开路；此时，产生磁通的电流，称为励磁电流；2.原、副方感应相电势：、变比：空载时、升压变压器；降压变压器：；本课程采用降压变压器进行分析讨论。2.21.负载运行原方接交流电源，副方接负载；，只要电源电压（频率）不变，从空载到负载，磁通及产生它的励磁电流基本不变。2.为了获得一个原副方连在一起的变压器等值电路，需进行绕组折算； 折算方法：可把原方的量折算到副方也可相反；折算原则：保持折算前后磁势不变、功率不变； 折算规律：当把副方的量折算到原方时，电势、电压乘以k、电流除以k、阻抗乘以k2。 、； ； 、3.折算后的方程式和等值电路（注：副方的量需加“”）： 其中：原绕组的漏阻抗，对应原方绕组电阻和漏磁通； 其中：副绕组的漏阻抗，对应副方绕组电阻和漏磁通； 其中：励磁阻抗 与方程式对应的T型等值电路如【P26图2-6】；只占的百分之几，当变压器电流接近时，可忽略，从而得到简化等值电路如【P27图2-9】： 其中：短路阻抗； 复数：；模：注：简化等值电路特点：相量；有效值2.3变压器等效电路中的电阻、电抗或阻抗称为变压器的参数，可通过空载、短路试验来测定。1.空载试验可测：变比k；励磁参数；交变磁通在铁心中的铁耗；试验方法：低压侧加电压，高压侧开路；测取、计算参数：； 铁耗=空载损耗=不变损耗（不随负载而变的损耗）注：空载试验常在低压侧做，励磁参数折算回高压侧需乘以k2；应采用额定电压点的数据计算励磁参数；对三相变压器，计算公式中各量均为相值，试验测量的量一定是线值及三相功率之和，要先化为相值再代入公式计算。2.短路试验可测：短路参数；绕组中的铜耗；试验方法：高压侧加左右电压，低压侧短路；测取、计算参数：； 铜耗=短路损耗=可变损耗（随负载而变的损耗） 额定电流时的注：短路试验常在高压侧做，不需折算回高压侧，但需进行温度换算（若忽略温度影响则不需换算）；应采用额定电流点的数据计算短路参数；对三相变压器，计算公式中各量均为相值，试验测量的量一定是线值及三相功率之和，要先化为相值再代入公式计算。2.4标幺值（相对值）=实际值/基值 原方基值：线电压基值、相电压基值； 线电流基值、相电流基值； 阻抗基值；副方基值：线电压基值、相电压基值； 线电流基值、相电流基值； 阻抗基值；原、副方功率基值：标幺值特点：同一个电量线值与相值的标幺值相等，如：； 同一个电量折算前后的标幺值相等，如：； 某些不同的物理量具有相同的数值；如：短路电压百分值=短路阻抗标幺值：； 其中：短路试验时，原绕组为额定电流时原方所加的电压； 短路电阻标幺值=额定短路损耗标幺值： 其中： 在简化等值电路中，由于，称为负载系数。例1：一台三相变压器，Y，d接法，空载试验在低压侧进行，额定电压时的空载电流，空载损耗；短路试验在高压侧进行，额定电流时的短路电压，短路损耗（不考虑温度变化的影响）。求（1）变比k；（2）折算到高压侧的励磁参数和短路参数；（3）短路参数的标幺值。解：（1）原方Y接：副方d接：（2）（3） 【或：】 【或：】2.51.变压器的外特性【P32图2-15】；电压变化率定义：当时，电压变化率计算公式： 可见：与负载大小成正比；且短路阻抗的标幺值越大，越大； 其中：额定负载时， 感性负载、容性负载、纯阻负载； 感性负载、容性负载、纯阻负载但比感性负载小；2.变压器的效率特性【P34图2-16】效率计算公式： 其中：额定负载时，; 当可变损耗小于不变损耗时，；当可变损耗大于不变损耗时，；当可变损耗=不变损耗时，效率达最大值 其中： ； 即注：效率公式中不能漏写和。例2：一台变压器，空载损耗，短路损耗，。试求：在额定负载下、功率因数为（超前）时的、。解：（超前） ，额定负载第3章3.1三相变压器的磁路系统：组式变压器（三相变压器组）三相磁路互相独立【P36图3-1】；心式变压器三相磁路互相相关【P37图3-2】；3.2 三相变压器的电路系统：1.连接方式：Y接X、Y、Z接在一起，从A、B、C引出【P39图3-4（a）】；D接A=Y、B=Z、C=X，从A、B、C引出【P39图3-4（b）】；2.三相变压器的联结组表示三相变压器原、副方的连接方式，及采用时钟表示原、副方对应线电势的相位差。 如：Y，d3原方Y接副方接，原方线电势比副方对应线电势超前。3. 采用相量图（位形图）判别连接图的联结组别（标号）：（1）连接图中，画在同一列的原、副方相电势，如果不是同相就是反相；其中：同相原、副方同名端均标在首端反相原方同名端标在首端、副方同名端标在末端（2）相量图中，同相或反相的电势相量是平行的，即连接图中画在同一列的原、副方相电势相量一定是平行的；（3）相量图中：Y接X、Y、Z是同一点；D接A、Y是同一点，B、Z是同一点，C、X是同一点。（4）相量图中：原、副方的A、B、C；a、b、c排列顺序都必须是顺时针的。（5）相量图中：把原、副方相量三角形的重心重合，从重心指向A作为时钟12点，重心指向a表示短针，短针所指时钟点数就是联结组别；（6）利用联结组的规律可对联结组别进行验证；规律：若原方绕组接法不变：副方每反一次相，标号减6；副方每左移一相，标号减4Y，y接法标号为偶数，Y，d接法标号为奇数；例3：画出相量图判别如【P40图3-6（a）】三相变压器的联结组解：相量图中:原方X、Y、Z是同一点，A、B、C顺时针排列。副方与平行、与平行、与平行；a、y是同一点；b、z是同一点；c、x是同一点；a、b、c顺时针排列。令相量三角形ABC与abc重心重合如【P40图3-6（b）】）；从三角形重心O标出和；可判别如图三相变压器的联结组为：Y，d113.31. 关于励磁电流与磁通波形的一些规律：若非正弦（即有）则磁通正弦（无）【P22图2-2】 若正弦（即无）则磁通非正弦（有）【P41图3-7】 、均是三相同相的量，故：电路系统：Y接不能流通，YN接和D接才能流通；磁路系统：在组式能流通，心式不能流通；2.希望正弦e正弦Y，y接：原、副方Y接无有组式能流通非正弦； 心式不能流通正弦（但小量走油箱壁会发热）；结论1：组式不能接Y，y；心式可接Y，y，但SN1800KVA； Y，d接： 副方d接有通路正弦；结论2：无论组式、心式，无论大型、小型均能接Y，d；结论3：若Y，y接又需大型，可加装一套接成d的附加绕组，不带负载，只提供通路。3.41.变压器并联运行条件： 原、副方额定电压分别相等，即变比相等，允许有1%误差； 连接组相同，必须严格保证； 短路阻抗标幺值（即短路电压百分值）相等，允许有10%误差；2.两台变压器并联运行：负载系数与成反比：；若，则，负载完全合理分配；实际上往往，则小的一台变压器首先满载（）；并联组的实际负载分配为：；3.求解两台变压器并联运行的负载分配： 已知：、知求、方法： 联立求解： 解得、；则：、；不允许任一台变压器过载，求及利用率的方法： 令小的变压器=1； 如：，则设 联立求解： 利用率=例4：两台并联运行变压器额定电压、联结组均相等，试计算：（1）当输出为3000kVA时，每台变压器承担的负载是多少？（2）在不允许任何一台变压器过载的情况下，并联组最大输出负载是多少？此时并联组的利用率是多少？解：（1）联立求解： 得：；【或：】（2）小的变压器首先满载，第台变压器先满载，设；并联组利用率=3.51.对称分量法：正序、负序、零序三组三相分别对称的系统，可合成一组三相不对称的系统【P47图3-14】；同理：一组三相不对称系统也可分解为正序、负序、零序三组三相分别对称的系统；2.引入复算因子，任何相量乘以a会逆时针旋转（超前）。； ； ； 则正序系统：；负序系统：；零序系统：3.若已知对称分量、，由方程组【A】可求、： 【A】 反之，若已知、，由方程组【B】可求对称分量、： 【B】4. Y，yn连接三相变压器带单相负载【P48图3-18】：画正、负、零序的A相简化等值电路（原方折算到副方且不加撇）【P49图3-19】其中正序电路：以前讨论的均是正序电路，故 就是原来的电源电压，；负序电路：由于没有负序电源，故，用短路表示，；零序电路：由于原方Y接，零序电流不能通过，故，用开路表示。 由于副方接，零序电流有通路，故需用T型等值电路描述。其中与与正序阻抗没区别，但励磁阻抗与磁路结构有关，组式变压器零序磁通与正序磁通一样通行，故；心式变压器三相零序磁通不能流通只能经油箱壁闭合，故较小，；已知副方三相不对称电流：、，求副方电流对称分量：代入方程组【B】： 即据、及可画A相等效电路如【P50图3-20】，可忽略与，则：由A相等效电路得： （1） 其中：由各相序等效电路得：；即原、副方相电压相等： （2） 由方