电机拖动基础第3章变压器幻灯片.ppt

第3章变压器,3.1变压器的工作原理与结构,3.2单相变压器的空载运行,3.3单相变压器的负载运行,3.4变压器的运行特性,3.5三相变压器,3.6自耦变压器和仪用互感器,电能,机械能,电能,？,电动机,变压器,问题:为什么将变压器的原边接到交流电源上，灯泡就会发光呢？,变压器就是按照“动电生磁，动磁生电”的电磁感应原理制成的。,灯泡将电能转换成了光能,变压器是一种将一个等级的交流电压变换成另一个等级的交流电压的静止交流电机。,变压器在电力系统中起着重要作用,变压器(transformer，Tr),它是由叠片组成的闭合铁心和环绕在铁心上的两个（或多个）绕组组成，两个绕组匝数不同。其中一个绕组与电源相接，其电压由电源电压决定，接受电源电能，称为一次绕组（又称原边绕组或初级绕组），其匝数用N1表示；另一个绕组与负载相接、其电压由变压器绕组匝数决定，并向负载提供电能，称为二次绕组（又称副边绕组或次级绕组），其匝数用N2表示。,它是由叠片组成的闭合铁心和环绕在铁心上的两个（或多个）绕组组成，两个绕组匝数不同。其中一个绕组与电源相接，其电压由电源电压决定，接受电源电能，称为一次绕组（又称原边绕组或初级绕组），其匝数用N1表示；另一个绕组与负载相接、其电压由变压器绕组匝数决定，并向负载提供电能，称为二次绕组（又称副边绕组或次级绕组），其匝数用N2表示。,3.1.1变压器工作原理,初级侧一次侧原边,次级侧二次侧副边,右手螺旋定则,法拉第电磁感应定律,交流电,楞次定律,图中各量规定正方向,若二次绕组与负载接通，则电动势e2在二次侧闭合电路内引起电流i2，在负载上的压降即是变压器二次侧端电压u2。这样，电源送入一次侧的电能u1i1，通过一、二次绕组磁耦合的联系，使负载上获得了电能u2i2。当然，二次侧是另一种等级的电压和电流。从而实现了能量的传输。,变压器变比,N1N2降压变压器,N1N2升压变压器,3.1.2变压器的分类,按用途分类,电力变压器,仪用互感器,特种变压器,按绕组数目分类,双绕组变压器单相,三绕组变压器三相,多绕组变压器,自耦变压器调压器,按铁心结构分类,芯式变压器,壳式变压器,按相数分类,单相变压器,三相变压器,按冷却方式分类,油浸式变压器,干式变压器,充气式变压器,按容量大小分类,小容量：10630kVA,中容量：8006300kVA,大容量：800063000kVA,特大容量：90000kVA以上,（一）电力变压器,试验、仪用等变压器,(二)特种变压器,电炉、整流变压器,干式变压器,油浸式变压器,电力变压器类别-冷却方式,强迫油循环电力变压器,电力变压器类别-相数,单相变压器,三相变压器,电力变压器类别-调压方式,有载调压变压器,无载调压变压器,电力变压器的用途：,本章研究对象：油浸电力变压器,3.1变压器的基本工作原理和结构,3.1.2基本结构,一、铁心,变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。,变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。,油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。,将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。,二、绕组,三、油箱,四、绝缘套管,此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。,一、铁芯变压器的磁路,电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成。减少涡流损耗，提高导磁系数。,铁心柱,铁轭,图3.1.3变压器的铁芯平面,铁芯结构心式、壳式,心式结构简单工艺简单应用广泛,壳式结构复杂，用在小容量变压器和电炉变压器,图3.1.4铁芯结构示意图,二、绕组变压器的电路,变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成。为便于制造、在电磁力作用下受力均匀以及机械性能良好，绕组线圈作成圈形。按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分为铁芯式和铁壳式两类基本型式根据高低压绕组在铁芯柱上排列方式不同可分为同芯式和交叠式,2.电路部分绕组用的是绝缘线包原端线圈:-接到电源电压上-符号：AX-一次线圈，一次绕组副端线圈：-接到负载上-符号：ax-二次线圈，二次绕组,24,为了画图简单和分析方便，图中将变压器一、二次绕组画在单独的铁心柱上，而实际的变压器一、二次绕组是放在同一铁心柱上的。,3.结构分类,壳式：-以铁心为壳,26,芯式：-以铁心为芯-用的最多,铁壳式变压器,变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来结构比较坚固、制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难通常应用于电压很低而电流很大的特殊场合，例如，电炉用变压器。这时巨大的电流流过绕组将使绕组上受到巨大的电磁力，铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能承受较大的电磁力。,图3.1.8壳式变压器的结构示意图,芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图,绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。,图3.1.9芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图,绕组的基本型式同心式,同芯式铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上，为便于绝缘，通常低压绕组在里面，高压绕组在外面，中间加绝缘纸筒绝缘,三相心式变压器外观示意图,高压,低压,绕组的基本型式交叠式,交叠式铁壳式变压器常用。高压绕组和低压绕组各分为若干个线饼，沿着铁芯柱的高度交错地排列着,图3.1.9交叠式绕组,三、油箱和冷却装置,变压器油冷却、绝缘绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱,油箱机械支撑、冷却散热、,变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。储油柜使变压器油与空气接触面较少，减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。呼吸,保护作用,当变压器出现故障时，产生的热量使变压器油汽化，气体继电器动作，发出报警信号或切断电源。如果事故严重，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。,平板式小容量排管式较大容量散热气式大容量强迫油循环大容量,气体继电器,冷却装置,油泵为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环风扇外部用变压器风扇吹风自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。,四、绝缘套管,绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。低压引比线一般用纯瓷套管，高压引线一般用充油或电容式套管套管外形常做成伞形，电压越高、级数愈多。,图3.1.21绝缘套管,五、保护装置,储油柜储油柜使变压器油与空气接触面变小，减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。气体继电器故障时,热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发出报警信号或切断电源安全气道（防爆筒）如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。吸湿器（呼吸器）内装硅胶（活性氧休铝），用以吸收进入储油柜中空气的水分净油器过滤油中杂质，改善变压器油的性能,3.1.4额定值,主要有：SN,UN1,UN2,IN1,IN2,fN等,额定电压,变压器在空载运行时，高、低压绕组电压的额定值(V、kV)。,额定电流,变压器在满载运行时，允许的电流(A、kA),三相变压器中UN1,UN2,IN1,IN2都为线有效值,额定容量,变压器视在功率的额定值(VA、kVA),单相双绕组变压器：,三相双绕组变压器：,视在功率包括有功功率和无功功率,有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar),功率因数角为有功功率与视在功率的夹角。,型号、相数、温升、组号、效率等,例31三相变压器Y，y接，SN=180kVA，UN1/UN2=10/0.4kV,求IN1、IN2、,3.1.5变压器的型号,变压器的型号由汉语拼音字母和数字按确定的顺序组合起来构成。例如：SL1000/10S表示三相；L表示铝线；1000表示额定容量为1000kVA；10表示高压侧额定电压10kV。,3.1.6变压器的图形符号,型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为,如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量250000kVA，高压额定电压220kV电力变压器。,六、理想变压器1.变压器的运行过程原端线圈加电压电流i1（电阻上铜损）磁势F1磁场、磁通（主、漏磁通）电势（原端、副端，必须交变，铁芯铁损）副端电流i2（电阻上铜损）最后：电磁平衡,41,第一部分电机原理,第三章变压器,2.无用的因素,（1）铜损-原因：绕组有电阻（2）铁损-原因：铁心有磁阻（3）漏磁-原因：绕组的耦合程度不够,2.无用的因素主磁通和漏磁通的区别（1）作用不同-主磁通传递能量,交链原副方-漏磁通只消耗磁势，只起磁压降作用（2）特性不同-主磁通和电流非线性关系（B、H，铁芯）-漏磁通和电流线性关系（空气）,43,44,3.理想变压器的条件无铜损-绕组电阻为0无铁损-铁心磁阻为0，即磁导为无穷大无漏磁通，原、副全耦合-耦合系数为1，或者漏磁系数为0,45,4.正方向原则：-只有定出来正方向，才能列出电压平衡方程式。-一般采用电动机惯例主要内容：（1）电压源方向电流方向（2）电流方向磁通方向（右手定则）（3）磁通方向感应电势方向（右手定则）,关键：在电流磁通电势的情况下，电流方向即电势方向！,46,相量图和相量法求解电路,(1).正弦量和相量之间的关系；(2).正弦量的相量差和有效值的概念(3).R、L、C各元件的电压、电流关系的相量形式(4).电路定律的相量形式及元件的电压电流关系的相量形式。,复数相量法是建立在用复数来表示正弦量的基础上的，因此，必须掌握复数的四种表示形式及运算规则。,复数的四种表示形式,1.代数形式A=a+jb,复数的实部和虚部分别表示为：ReA=aImA=b。,2.复数的三角形式：,两种表示法的关系：,3.根据欧拉公式可将复数的三角形式转换为指数表示形式,4.极坐标形式,注意：要熟练掌握复数的四种表示形式及相互转换关系，这对复数的运算非常重要。,2.复数的运算,(1)加减运算采用代数形式比较方便。,复数的加、减运算满足实部和实部相加减，虚部和虚部相加减。复数的加、减运算也可以在复平面上按平行四边形法用向量的相加和相减求得,(2)乘除运算采用指数形式或极坐标形式比较方便。,即复数的乘法运算满足模相乘，辐角相加。除法运算满足模相除，辐角相减,(3)旋转因子：由复数的乘除运算得任意复数A乘或除复数,相当于A逆时针或顺时针旋转一个角度，而模不变，故把,称为旋转因子,故+j,j,-1都可以看成旋转因子。,3.复数运算定理,定理1,式中K为实常数。,定理2,定理3,若,正弦量,1.正弦量电路中按正弦规律变化的电压或电流统称为正弦量，以电流为例，其瞬时值表达式为：,注意：激励和响应均为正弦量的电路称为正弦电路或交流电路。研究正弦电路的意义：（1）正弦电路在电力系统和电子技术领域占有十分重要的地位。由于：a）正弦函数是周期函数，其加、减、求导、积分运算后仍是同频率的正弦函数；b）正弦信号容易产生、传送和使用。（2）正弦信号是一种基本信号，任何复杂的周期信号可以分解为按正弦规律变化的分量。因此对正弦电路的分析研究具有重要的理论价值和实际意义。,2.正弦量的三要素（1）Im幅值(振幅、最大值)：反映正弦量变化过程中所能达到的最大幅度。（2）角频率：为相位变化的速度，反映正弦量变化快慢。它与周期和频率的关系为：,rad/s,（3）y初相角：反映正弦量的计时起点，常用角度表示。需要注意的是：1）计时起点不同，初相位不同，图给出了同一个正弦量在不同计时起点下初相位的取值。2）一般规定初相位取主值范围，即|y|。3）如果余弦波的正最大值发生在计时起点之后，如图所示，则初相位为负，如果余弦波的正最大值发生在计时起点之前，则初相位为正。4）对任一正弦量，初相可以任意指定，但同一电路中许多相关的正弦量只能对于同一计时起点来确定各自的相位。,3.相位差相位差是用来描述电路中两个同频正弦量之间相位关系的量。设,则相位差为：,上式表明同频正弦量之间的相位差等于初相之差，通常相位差取主值范围，即：|如果上式中0，称u超前i，或i滞u，表明u比i先达到最大值；如图（a）所示。如0，称i超前u，或u滞后i,表明i比u先达到最大值。如=p，称i与u反相，如图（b）所示；如=0，称i与u同相，如图（c）所示。,注意：两个正弦量进行相位比较时应满足同频率、同函数、同符号，且在主值范围比较。,4.正弦电流、电压的有效值周期性电流、电压的瞬时值随时间而变，为了衡量其平均效应，工程上采用有效值来表示。周期电流、电压有效值的物理意义如图所示，通过比较直流电流I和交流电流i在相同时间T内流经同一电阻R产生的热效应，即令：,从中获得周期电流和与之相等的直流电流I之间的关系：,这个直流量I称为周期量的有效值。有效值也称方均根值。,即正弦电流的有效值与最大值满足关系：,同理，可得正弦电压有效值与最大值的关系：,若一交流电压有效值为U=220V，则其最大值为Um311V；需要注意的是：（1）工程上说的正弦电压、电流一般指有效值，如设备铭牌额定值、电网的电压等级等。但绝缘水平、耐压值指的是最大值。因此，在考虑电器设备的耐压水平时应按最大值考虑。（2）测量中，交流测量仪表指示的电压、电流读数一般为有效值。（3）区分电压、电流的瞬时值i、u，最大值IMm、Um和有效值I、U的符号。,相量法的基础正弦稳态线性电路中，和各支路的电压和电流响应与激励源是同频率的正弦量，因此应用基尔霍夫定理分析正弦电路将遇到正弦量的相减运算和积分、微分运算，在时域进行这些运算十分繁复，通过借用复数表示正弦信号可以使正弦电路分析得到简化。,1.正弦量的相量表示构造一个复函数,对A(t)取实部得正弦电流：,上式表明对于任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的复数函数，即：,A(t)还可以写成,称复常数,为正弦量i(t)对应的相量，它包含了i(t)的两个要素I,Y。任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应的相量，即：,注意：相量的模为正弦量的有效值，相量的幅角为正弦量的初相位。同样可以建立正弦电压与相量的对应关系：,2.相量图在复平面上用向量表示相量的图称为相量图。如已知相量,则对应的相量图如图所示。辐角为零的相量称为参考相量。,3.相量法的应用(1)同频率正弦量的加减,设,则,从上式得其相量关系为：,故同频正弦量相加减运算可以转变为对应相量的相加减运算,（2）正弦量的微分、积分运算,即,对应的相量为,即,对应的相量为,以上式子说明正弦量的微分是一个同频正弦量，其相量等于原正弦量i的相量,乘以,正弦量的积分也是一个同频正弦量，其相量等于原正弦量i的相量,除以,例如图所示RLC串联电路，由KVL得电路方程为,根据正弦量与相量的关系得以上微积分方程对应的相量方程为：,因此引入相量的优点是：（1）把时域问题变为复数问题；（2）把微积分方程的运算变为复数方程运算；需要注意的是：1）相量法实质上是一种变换，通过把正弦量转化为相量，而把时域里正弦稳态分析问题转为频域里复数代数方程问题的分析；2）相量法只适用于激励为同频正弦量的非时变线性电路。3）相量法用来分析正弦稳态电路。,电路定律的相量形式1.电阻元件VCR的相量形式,设图（a）中流过电阻的电流为,则电阻电压为：,其相量形式：,以上式子说明：电阻的电压相量和电流相量满足复数形式的欧姆定律：,图为电阻的相量模型图。,电阻电压和电流的有效值也满足欧姆定律：UR=RI电阻的电压和电流同相位，即：u=i,2.电感元件VCR的相量形式设图中流过电感的电流为,对应的相量形式分别为：,以上式子说明：（1）电感的电压相量和电流相量满足关系：,其中XL=L=2fL，称为感抗，单位为(欧姆)，图为电感的相量模型图。,（2）电感电压和电流的有效值满足关系：,表示电感的电压有效值等于电流有效值与感抗的乘积。,（3）电感电压超前电流,相位，即：,3.电容元件VCR的相量形式,设图中电容的电压为：,则对应的相量形式分别为：,以上式子说明：（1）电容的电压相量和电流相量满足关系：,其中XC=1/C，称为容抗，单位为(欧姆)，图为电容的相量模型图。,（2）电容电压和电流的有效值满足关系：,表示电容的电压有效值等于电流有效值与容抗的乘积。,（3）电容电压滞后电流,相位，即：,4.基尔霍夫定律的相量形式同频率的正弦量加减可以用对应的相量形式来进行计算。因此，在正弦稳态电路中，KCL和KVL可用相应的相量形式表示。,对电路中任一结点，根据KCL有,得KCL的相量形式为：,同理对电路中任一回路，根据KVL有,对应的相量形式为：,上式表明：流入某一节点的所有正弦电流用相量表示时仍满足KCL；而任一回路所有支路正弦电压用相量表示时仍满足KVL。,变压器原绕组接交流电源，副绕组开路，负载电流为零的工作状态称为空载运行。,3.2.1空载运行电磁关系,主磁通与漏磁通,励磁电流,很小,漏感电动势,电磁关系,一、空载运行时的物理情况,1）性质上：与成非线性关系；与成线性关系；2）数量上：占99%以上，仅占1%以下；3）作用上：起传递能量的作用，起漏抗压降作用。,主磁通与漏磁通的区别,二、各电磁量参考方向的规定,一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例。,强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。,注意：空载时的磁场仅由一次电流确定,思考：主磁通与漏磁通的区别？考虑三方面：作用、数量、性质,电压方程式,3.2.2电压、电动势和磁通的关系,1.电势瞬时值,将e1、e2写成电势相量表达式，将磁通设为参考相量,绕组感应电动势的大小，与电源频率、绕组的匝数N以及主磁通的大小成正比。,结论,由于漏磁通的路径主要是空气，磁路不饱和，因此漏磁通与i0成正比。,2.分析漏磁通的影响,漏电感,漏电抗,3.电压方程,I0Z1为原绕组漏抗压降，而且很小，可以忽略不计，则有：,4.变压器的变比,变压器原副方相电势之比称变比,变比又称匝数比,影响主磁通大小的因素是电源电压U1、电源频率f和原方线圈匝数N1，与铁心材质及几何尺寸基本无关。,3.2.3空载电流和空载损耗,1.空载电流,磁化电流,铁心损耗电流,2.磁化电流（不考虑铁耗）,当为正弦波,iu为尖顶波,用一等效正弦波代替i0，与同相位，为纯无功电流。,考虑铁耗,用一等效正弦波i0代替尖顶波i0，并超前。,当为正弦时i0为畸形尖顶波,磁化电流,铁心损耗电流,3.空载损耗,铁心损耗：铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗。,p0=I02R1+pFe=pcu1+pFepcu1Rm,变压器采用高导磁材料，增大励磁阻抗Zm（Xm)，降低空载励磁电流I0，提高运行效率和功率因数,因R1Rm,X1Xm略Z1，则I0大小取决Zm等效电路图只有Zm,3.2单相变压器的空载运行,3.2.3空载时的电动势方程、等效电路和相量图,二、空载时的等效电路和相量图,2、相量图,根据前面所学的方程，可作出变压器空载时的相量图：,（1）以为参考相量,（2）与同相，滞后，,（3）滞后，；,（4）,（5）,3.2单相变压器的空载运行,小结,（1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定.,（2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。,（3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。,（4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。,变压器原绕组接通电源,副绕组接负载的工作状态称为负载运行。,空载运行时原边电流I1I0很小,副边I2=0。,负载运行时,原副边都有电流。,负载时副边回路电流I2的数值反映了负载ZL的大小，称为负载电流。,3.3.1负载运行的概念,交流电压,3.3.2负载运行的电磁关系,负载时磁势平衡方程,空载时，由F0I0N1产生,励磁电流分量,负载分量,变比,3.3.3基本方程式,原边漏磁通的影响,副边漏磁通的影响,（1）一次侧电压方程为,（2）二次侧电压方程为,（3）磁通势平衡方程式,（4）励磁电流与一次侧感应电势关系,（5）原副方电压关系,（6）负载的伏安关系,3.3.4绕组折算,1.问题的提出,需求：,实际：,绕组折算：以匝数为N1的绕组取代实际二次侧绕组,折算后用“”来表示,副绕组向原绕组折算,2.折算原则：(1)折算前后二次绕组对一次绕组的影响不变，即不变。即磁通势不变。,不变,(2)折算前后一次绕组对二次绕组的影响不变，即功率传递关系不变。,(1).二次电流的折算,结论：折算前后磁通势不变，即不变。,3.绕组的折算,(2).二次侧电动势的折算,结论：折算前后磁通势不变，即不变。,(3).二次阻抗的折算,二次侧铜耗：,二次侧有功功率：,阻抗角,二次侧无功功率：,(4).二次电压的折算,折算后的物理量用“”来表示。,折合算法仅仅作为一个方法来使用，不改变变压器运行的物理本质。,这种保持绕组磁动势不变而假想改变它的匝数与电流的方法称折算法。,保持二次绕组磁动势不变，而假想它的匝数与一次绕组相同的折算法称为二次侧折算到一次侧。,实际绕组的各个量称实际值或折算前的值，假想绕组的各个量称折算值。,实际值与折算值也就是折算前的值与折算后的值之间有一定的关系，称折算关系。,折算后变压器的六个基本方程,总结,副绕组折算到原绕组,电压、电势扩大到k倍；,电流缩小到1/k倍；,阻抗扩大到k2倍。,原绕组折算到副绕组,电压、电势缩小到1/k倍；,电流扩大到k倍；,阻抗缩小到1/k2倍。,4.简化等效电路,短路电抗,短路电阻,短路阻抗,二.相量图,阻抗参数已知，U2,I2,2已知,根据基本方程式,电感性负载相量图,例3-3单相变压器，UN1/UN2220/110kV，高压侧漏电抗为0.3，折算到低压侧后大小为A.0.3B.0.6C.0.15D.0.075,例3-4单相变压器,UN1/UN2220/110kV,短路阻抗Zsh=0.01+0.05负载阻抗为0.6+0.12，从一次侧看进去的总阻抗为：A.0.61j0.17B.0.16j0.08C.2.41j0.53D.0.64j0.32,将电阻换算到值75C,短路电压,短路电压百分值，反映额定运行时变压器的电压损耗,短路电压,3.3.6变压器的参数测定及标么值,短路实验,空载实验,1.参数测定,(1)空载实验(升压变压器）,实验线路：,低压侧加额定电压，高压侧开路,表中读数分别为U0、I0、p0和U20,实验操作：,(2)短路实验（降压变压器）,实验线路,高压侧加低压，低压侧短路，使I1=IN1,表中读数分别为Ush、IshIN1、psh、室温tC,三相变压器均在对称条件下运行，各相电压、电流大小相等，相位互差120。可以把三相变压器看成三个单相变压器组合.,3.5.1磁路系统,三相变压器的磁路系统按铁芯结构分类，可分为磁路系统彼此无关和磁路系统彼此相关两类。,1.磁路系统彼此无关（组式变压器）,由三台完全相同的单相变压器组成，各自磁路独立。,2.磁路系统彼此相关（心式变压器）,每相磁通借助另外两相磁路闭合。,3.5.2电路系统,1.三相绕组的联结方法,(1)首末端表示,ABC表示高压绕组的首端,XYZ表示高压绕组的末端,abc表示低压绕组的首端,xyz表示低压绕组的末端,绕组的首末端可以任意指定。,(2)联结方法,星形接法Y和三角形(D)接法两种,Y接将末端联结在一起,D接将三相绕组串联起来,三相绕组联结的表达方式,高压绕组用大写Y和D表示,低压绕组用小写y和d表示,变压器一，二次绕组有四种连接方式,Y，y；Y，d；D，y和D，d,(3)变压器的连接原则,三相变压器每个绕组的电压和电流称为相电压和相电流,三相变压器从三相电源输入的电压和电流以及向负载输出的电压和电流称为线电压和线电流,2.变压器的联结组别,(1)同名端（同极性端）,流入同名端的电流产生的磁通方向一致，用“”表示。,首端为同名端时，原副方电势同相位；首端为异名端时，原副方电势反相位。,用时钟的分针代表高压绕组电动势相量，始终指向钟面上的12点；用时钟的时针代表低压绕组电动势相量，它们构成的钟点数即为联结组号。,(2)时钟表示法,相量每差30度就差1点,(3)联结组的判断方法,三相变压器的联结组标号,低压线电动势的相位关系,1）Y，y接法的联结组号,a.画高压方相电动势相量图；确定EAB相量。,b.将Aa重合，画低压方相电动势相量图。注意与高压方相电动势的关系：与高压方哪相电动势同相或反相。,c.根据时钟表示法判断连接组号。,Y，y12,Y，y6,a,b,c,2)Y，d接法的联结组号,a,c,b,Y，d11,3)D,d接法的连接组号,A,B,C,a,b,c,D，d12,A,B,C,a,b,c,D，d6,4)D,y接法的连接组号,A,B,C,D，y11,小结：三相变压器联结组号判断,1、画出高压方的相电动势相量图，顶点ABC应为顺时针排列。,2、将Aa重合画出低压方的相电动势相量图，顶点abc应为顺时针排列。注意与高压方相电动势的关系：与哪一相电动势同相或反相。,三相变压器中UN1,UN2,IN1,IN2都为线电压有效值,变压器原副方相电压之比称变比,注意事项,计算阻抗标么值值时，阻抗基值的选择：,原方阻抗基值,副方阻抗基值,注意事项,空载和短路实验中,电压、电流表的读数为线电压/电流的有效值，功率表的读数为三相有功功率的和。,等效电路中的参数都为相值,高低压共用一部分绕组的变压器称为自耦变压器。,1.特点,(1)高低压绕组既有磁的联系，又有电的联系。,(2)能量传递，既有通过磁场传递的，又有直接传递的。,3.6.1自耦变压器,2.高低压方电压关系,与双绕组变压器一样,降压自耦变压器的变比k大于1,3