电机学--变压器基础知识详解.ppt

1、2020/9/24,1,1,第三章,变压器,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3-5 变压器参数测量 3-6 标么值 3-7 变压器的运行特性 3-8 三相变压器的磁路、联结组、电动势波形 3-9 变压器的并联运行 3-10 三相变压器的不对称运行,2020/9/24,2,2,3-5,变压器参数测量,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,变压器的参数有励磁参数和短路参数，只有已知参数， 才能运用前面所介绍的基本方程式、等值电路或相量 图求解各量。对制造好的变压器，其参数可通过实验 测得。 一、空载试验 二、短路试验 三、短路电压,2020/9/24,3,3,一、

2、空载实验 目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率 来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,4,Rm = 2,4,说明 二次侧开路，一次侧加额定电压。测量电压U1、空载 电流I0、输入功率P0和开路电压U20。 因变压器空载时无功率输出，所以输入的功率全部消 耗在变压器的内部，为铁芯损耗和空载铜耗之和。,X m X1,Q Rm R1,空载电流I0很小,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,pFeI02R1，故可忽略空载铜耗，认为P0pFe=I02Rm,100 %,I 0 I1,U 1 U 20,I

3、 0 % =,K =,P0 I0,U1 I0,U1 I0,X m = Zm2 Rm2,=,Zm =,2020/9/24,5,5, 测,U20 , I0和P0 ,画出,要求及分析： 1）低压侧加电压，高压侧开路； 为了便于测量和安全，空载实验一般在低压绕组上加电 压UN，高压绕组开路。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2)电电U1在0 1.2U N范围单方向调 I0 = f(U1 )和P0 = f(U1 )曲线 为何是一条曲线？,2020/9/24,6,关, 高, 小,数.,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,乘k,6 3）空载电流和空载功率必须是额定电压时的

4、值，并以此 求取励磁参数； Zm与饱和程度有关, 电压越高, 磁路越饱和，Zm越小, 所 以应以额定电压下测读的数据计算励磁参数. 4）若要得到高压侧参数，须折算； 注:测得的值为归算到低压侧的值,如需归算到高压侧时参 数应乘k2 k：高压侧对低压侧的变比,2020/9/24,7,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,7 5）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为 相值； P三 = P1 P2,2020/9/24,8,8,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,9,9,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,1

5、0,10,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,11,11,二、短路实验 目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计 算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,12,12,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,要求及分析 1）高压侧加电压，低压侧短路； 由于变压器短路阻抗很小，如果在额定电压下短 路，则短路电流可达（9.520）IN，将损坏变压器， 所以做短路试验时，外施电压必须很低，通常为 （0.050.15）UN，以限制短路电流。 得到的参数为高压侧参数,2020/

6、9/24,13,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,13 2)通过调节电压 ,让电流Ik 在0 1.3I 范围内变化 , 测出 对应的U k , Ik 和Pk ,画出Ik = f (U k )和Pk = f (U k )曲线; 抛物线 直线 短路阻抗Zk是常数 3）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很 少，忽略铁损，认为 Pk = PCu 。,2020/9/24,14,R1 R =,X 1 X 2 =,14 4）参数计算,对T型等效电路： 1 2 Rk 2 1 X k 2,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,U k I k Pk I k2 Z k2 Rk2,Z

7、 k = Rk = X k =,5）记录实验室的室温；,2020/9/24,15,15 6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。,T0 + 75 T0 + ,Z K (750 c)= R 2 K (750 c) + X K2 试验时的室温,R K ( 75 0 c ) = R K T0=234.5,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,以k,7）若要得到低压侧参数，须折算； 短路试验时电压加在高压侧，测出的参数是折算到高压 侧的数值，如需要求低压侧的参数应除以k2。 k：高压侧对低压侧的变比,2020/9/24,16,16 8）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为

8、相 值；,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,17,17,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,18,18,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,19,19,流I,2010年5月11日星期二,三、短路电压标在铭牌上的参数 短路电压，短路阻抗Zk75与一次侧额定电流I1N的乘积。 U1k = Z k 75 0 C I1 短路电压也称为阻抗电压。 通常用它与一次侧额定电压的比值来表示,Z k 75 0 C I1 U1 电机学 第三章 变压器,U1k =,2020/9/24,20,20 阻抗电压用

9、额定电压百分比表示时有:,Z K U1 I1,u1k U1,= Z K*,100% =,I1 Z K U 1,100% =,U k =,上式表明，阻抗电压就是变压器短路并且短路电流达额定 值时所一次侧所加电压与一次侧额定电压的比值，所以称 为短路电压。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,短路电压电抗(无功)分量百分值 :,短路电压电阻(有功)分量百分值 :,100%,ukR % =,I1 Rk 750 C U1,100%,ukX % =,I1 X k U1,2020/9/24,21,21,Z K U1 I1,u1k U1,= Z K*,100% =,I1 Z K U 1,10

10、0% =,U k =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小，而短路阻 抗又直接影响变压器的运行性能。 从正常运行角度看，希望它小些，这样可使漏阻抗压 降小些，副边电压随负载波动小些；但从限制短路电 流角度，希望它大些，变压器发生短路时，相应的短 路电流就小些。,2020/9/24,22,例：U1 U1、Ub,22,在电力工程中，对电压 、 电流 、 阻抗和功率等物理量 的计算，常常采用其标么值。 先选定一个物理量的同单位某一数值作为基准值 （简称基值）然后取该物理量的实际值与该基准值 相比所得的比值即称为该物理量的标么值，即,3-6 标么值

11、一、定义,实际值：有名值,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,某物理量实际值 该物理量基准值,标么值 =, 标幺值在其原符号右上角加“*”号表示。, 基值采用下标“b”。,2020/9/24,23,23,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,二、基值的确定 1. 基值的选取是任意的，通常以额定值为基准值。 2. 各侧的物理量以各自侧的额定值为基准； 线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准 值； 单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相 值为基准值； 例如：变压器一、二次侧：S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N 三相变压器基值：Sb=SN=

12、3UNIN=3UNIN,2020/9/24,24,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,24 注意：存在有相互关系的四个物理量（U、I、Z、S） 中，所选基值的个数并不是任意的，当某两个物理量 的基值已被确定，其余物理量的基值跟着确定。 例如单相变压器，选定一次侧的额定电压U1N和额定 电流I1N作为电压和电流的基值： 一次侧阻抗的基值即：Z1b=Z1N=U1N/I1N 一次侧功率的基值即：S1b=S1N=U1NI1N,2020/9/24,25,为Z,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,25 3.U和E的基准值为UB；R、X、Z的基准值为ZB；P、Q和S 的基准值

13、为SB。 4.系统（如电力系统）装有多台变压器（电机），选择 某一特定的Sb作为整个系统的功率基值。系统中各变压 器标幺值均换算到以Sb作为功率基值时的标幺值。 5.百分值=标么值100%,2020/9/24,26,Z =,U =,；I =,26 三、变压器一、二次侧相电压、相电流、漏阻抗的标幺 值,I2 I2,* 2,I1 I1,* 1,U2 U2,* 2,U1 U1,* 1,=,=,；I,；U,漏阻抗的标幺值：,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,Z1I1 U1,Z1 Z1,* 1,Z1 U1 /I1,=,=,Z,Z2 I2 U2,Z2 Z2,* 2,Z2 U2 /I2,=

14、,=,=,2020/9/24,27,27,于1,四、应用标幺值的优缺点 1、应用标幺值的优点 额定值的标幺值等于1。采用标幺值时，不论变压器 的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的 范围内，便于分析和比较。 如电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.030.10， 如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内，就应 核查一下是否存在计算或设计错误。,例如 2010年5月11日星期二,p138 I0*、 zk*的范围 电机学 第三章 变压器,2020/9/24,28,U2 =,28 采用标幺值时，原、副边各物理量不需进行折算， 便于计算。 如副边电压向原边折算，采用标幺值：,*,U2 U2,kU2

15、kU2,U2 U1,= U2*,=,=,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,为U,注意基值选择，应选一次侧基值 采用标幺值能直观地表示变压器的运行情况。 如已知一台运行着的变压器端电压和电流为为35kV、 20A，从这些实际数据上判断不出什么问题 但如果已知它的标幺值为Uk*=1.0、Ik*=0.6，说明 这台变压器欠载运行。,2020/9/24,29,一次侧有U1 = 3U1 U =,Z = 1,R =,29 相电压和线电压标幺值恒相等，相电流和线电流标 幺值恒相等；, 某些意义不同的物理量标么值相等,* 1,3U1 3U1,U1 U1,= U1*,=,2010年5月11日星

16、期二,电机学 第三章 变压器,* 0,I,* m,I0*2,P0*,* m,Zk* = U k*,Rk* = Pk*,P* = cos,Q* = sin ,2020/9/24,30,Z =,Rm =,I0,30,例1：证明,* 0,I,Zm* = 1,=,=,=,= 1 * I0,I1 I0,I1 U1 / Zm,Zm U1 / I1,Zm Z1,* m,*,I,P0*,例2：证明 Rm =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,*2 0,*2,*,2 =,=,=,P0*,P0 S (I0 / I1 ),P0 = 2 2 I0U1 I1 / I1,Rm I02 = 2 I0U1

17、/ I1,Rm Z1,Rm Z1,2020/9/24,31,Z =,Rk =,X =,*,Pk S,= Pk*,=,=,=,31 采用标幺值时，变压器的短路阻抗标幺值与额定电流下 的短路电压标幺值相等，即有：,* k,Uk U1N,Zk U1N /I1N,Zk Z1N,= U*k,=,=,=,I1NZk U1N,短路阻抗电压,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,I12 Rk U1 I1,Rk U1 /I1,Rk Z1,Ukr U1,I1 Rk U1,Rk U1 /I1,= Ukr*,=,=,=,* k,Ukx U1,I1 X k U1,X k U1 /I1,X k Z1,=,=

18、,=,短路阻抗电压 的电阻分量,= Ukx* 短路阻抗电压,的电抗分量,2020/9/24,32,32,2、缺点 标么值没有单位，物理意义不明确。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,33,33,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,34,34,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,35,35,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,36,U (2)若一台变压器为Y,y0联接,另一台为Y,d11联结,问并联时的 空载环流. 解: 以一台变压器的额定容量作为基值

19、，在电压比相差不大时,可以证 明，以第一台变压器的额定电流作为基值时，环流的标幺值 为,I&C*,),1 K1,)k,* I I2 1,=,1 KII +,=,1 )k KII S S ,U1( ,Z2 ,1 K1 Z2 ,1 1 U1( )k K1 KII U1 Z2 ,U&1*k* S 1 * ZKII SSII,U&1( U1 (,&,式中, k为平均电压比, k = k1k2 ， k * 为电压比差的标幺值，,2020/9/24,132,U&1 (, 0.075,ZKII,I =,（2）上式中的 ，实, 0.075,+,)k,1 K II,1 K1,= (,k II k1 k1 k I

20、I,k * =,于是：,0.005 5000 6300,= 0.0386,0.07 +,IC* ,),300 2,132 1 K,1 K,=0.518U2 =U2(1) U2(2) =U1(,U2 = 2sinU2,*,U 2 = 0.518 于是环流 IC 为：,= 4,=,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,即环流为第I台变压器额定电流 的3.86。 1 1 ) K1 K II,质是空载时第一台变压器和第 二台变压器的二次电压差。当 Y，y0与Y,d11并联时，二次空 载电压的大小相等，但相位差 30度，其电压差 U& 20,0.0518 5000 6300,*,0.07

21、+,* C,U20* S 1 S 2,ZK* 1,即空载环流达到变压器 额定电流的4倍，故不同 组号的变压器绝对不允 许并联运行。,2020/9/24,133,Z KII,Z KI,I = 1,133 例2上例的两台变压器，若组号和电压比均相同，试计算并 联组的最大容量。,0.075 0.070,* *,= 1.071,=,=,* 1 * II,I I,解：,阻抗标幺值小的先达到满载， 第一台变压器的阻抗标幺值,Smax = (5000 + 0.934 6300)KVA = 10884KVA,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,小，故先达到满载。,当,时，,* 1,1 1.07

22、1,= 0.934,I =,不计阻抗角的差别时，两台 变压器所组成的并联组的最,大容量 Smax 为：,并联组的利用率为：,= 0.963,10884 5000 + 6300,=,II,Smax S 1 + S,2020/9/24,134,Z KII = 0.07,134,Z K* 1 = 0.075,*,I = 1,0.07 0.075,= 0.9333,I1* =,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,Smax = (6300 + 0.9333 5000)KVA = 10966KVA,= 0.97,10966 5000 + 6300,=,II,Smax S 1 + S,202

23、0/9/24,135,135,3.10,三相变压器的不对称运行,流(,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,120,不对称运行状态的主要原因： 外施电压不对称。三相电流也不对称。 各相负载阻抗不对称。当初级外施电压对称，三相电 流不对称。不对称的三相电流流经变压器，导致各相 阻抗压降不相等，从而次级电压也不对称。 外施电压和负载阻抗均不对称。 从而造成三相电流不对称，即各相电流(或电压，电 势)大小有可能不同，相位也不依差差120，谓之不对 称情况。 分析方法： 三相变压器对称运行，转化为单向问题来处理；三 相变压器不对称运行，用对称分量法和叠加原理。,2020/9/24,136

24、,136,原则：把一组不对称三相相量分解为三个对称三相相 量之和。 一、三组三相对称相量：,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,复数算子,=ej120=e-j240,120 120,=cos120+jsin120 2=ej240=e-j120 3=ej360=ej0=1,2020/9/24,137,I B = I A,137,. + I A,2,. + . +,. + . + I C = I A,1、正序分量 正序系统：三相系统大小相等，相位依次为AABC 差120,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,. + I A,. + + I B,. + + I C,=

25、0,2020/9/24,138,I C = I A,138,2、负序分量 负序系统：三相系统大小相等，相位依次为AACB 差120,2,. . ,. . I B = I A,. I A,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,. . . I A + I B + I C = 0,2020/9/24,139,139,3、零序分量 零序系统：三相系统大小相等，相位均相同。,. 0 . 0 . 0 I A = I B = I C 2010年5月11日星期二,. 0 . 0 . 0 . 0 I A + I B + I C = 3 I A 0 电机学 第三章 变压器,2020/9/24,140

26、,140,二、三组对称分量相加得到一个不对称的三相正弦量系 统,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,141,141,三、一个不对称的三相正弦量系统可分解为三组对称分量,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,142,142,抗Z,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3.10.2 三相变压器各相序的等效电路 前述分析变压器时均是假定电源和负载为三 相对称系统，也即正序系统，所以变压器的正序 阻抗Z+就是变压器的短路阻抗，即Z+=ZK 1、正序阻抗和等效电路 正序阻抗：正序电流所遇到的阻抗， 相序为：A B C 等

27、效电路：,2020/9/24,143,143,2、负序阻抗和等效电路 负序系统的电磁本质与正序系统相同。 负序阻抗：负序电流所遇到的阻抗,A C B 电机学 第三章 变压器,相序为： 等效电路： 2010年5月11日星期二,2020/9/24,144,144,一、磁路结构对零序励磁阻抗的影响 零序阻抗：零序电流所遇到的阻抗； 等效电路：由零序电流本身特点，其产生零序磁通与 线圈的连接方式和铁心结构有关。,电机学 第三章 变压器,漏磁通仅与各相绕组自 身交链而与其它绕组无 关。各相绕组的电阻和 漏电抗与电流的相序无 关，与正序时一样。,零序激磁阻抗Zm0与 磁路的结构有关。 2010年5月11日

28、星期二,2020/9/24,145,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,Z m0,很小，且,K,m,Z, Z, Z,0 m,近Z抗Z,145 、组式变压器： 各相磁路独立，三相零序电流产生的三相同相位 的零序磁通可沿各相自己的铁心闭合，其磁路为 主磁路，因此零序激磁阻抗与正序激磁阻抗相同 、心式变压器： 各相磁路互相关联，三相零序磁通不能沿铁心闭 合，只能沿油箱壁闭合，其磁阻大，因而零序激 磁阻抗Zm0比较小，接近Zk的大小,2020/9/24,146,146,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,二、不同联接组对零序等效电路的影响 零序电流在变压器绕组中的流通

29、零序电流能否流通与三相绕组的连接方式有关。 Y接法中三相同相位的零序电流无法流通（Y接法 的一侧电路应是开路，即从该侧看进去零序阻抗 Z0=） YN接法可以沿中线流通（零序等效电路中YN一侧 应为通路） D接法线电流不能流通零序电流，但其闭合回路能 为零序电流提供通路，如果另一方有零序电流， 通过感应也会在D接法绕组中产生零序电流。（在 零序等效电路中，D连接一侧相当于变压器内部短 接，但从外部看进去应是开路。）,2020/9/24,147,147,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,(1) YN，d接法的零序等效电路 初级、次级侧均能流通零序电流，但不能流向次级侧负载电路 d

30、连接是闭合绕组，等效电路的次级侧为短路 Z0 YN，d接法的零序阻抗是一很小的阻抗。电源有较小的UA0，会 引起较大的零序电流，导致变压器过热。应有保护措施监视中 线电流。,2020/9/24,148,148,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,果Z,（2）Y，yn接法的零序等效电路 Z0 零序电流由次级侧有中线电流引起 初级侧无零序电流，但感应零序（相）电势，有较大 零序阻抗。 如果Z0较大，较小的中线电流会造成相电压较大的不 对称。其不对称的程度还与变压器的磁路有关。,2020/9/24,149,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,149 Y，d Y,y,2

31、020/9/24,150,150 YN，d和D，yn接法如YN、yn中有零序电流，d、D 中也感应零序电流。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,151,151 YN，y和Y，yn接法当YN、yn中有零序电流，y、Y 中也不会有零序电流。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,152,152,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,. I c = 0,. I b = 0 . . U a = I ZL,3.10.3 Yyn联结三相变压器的单相负载运行 单相运行是不对 称运行中的一种特 殊情况。例如，三 相电流中要照

32、明， 只用其中一相。 分析：根据不对称条件，列端点方程： . . I a = I,2020/9/24,153,1 .,1 .,I c = I a,1 .,. + . + . . ,153 1、不对称三相电流,零序分量 2010年5月11日星期二,正序分量 负序分量,I c = I a 2,. + . + I b = 2 I a . . I b = I a,. + I a = Ia 3 . I a = I a 3,. 0 . 0 . 0,I a = I b = I c = I a 3 电机学 第三章 变压器,2020/9/24,154,154 2、对称的一次侧三相电压,2010年5月11日星期二

33、,电机学 第三章 变压器,. + . U A = U A . + . U B = 2 U A . + . U C = U A,. . . U A = U B = U C = 0 . 0 . 0 . 0 U A = U B = U C = 0,2020/9/24,155,155,二、相序电路 2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,0,2020/9/24,156,路),2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,抗Z,156 Y，yn单相负载时零序励磁阻抗Zm0对负载电流影响： 三相变压器组，负载阻抗ZL0(单相短路)，其短路电 流IK大约只有正序励磁电流的三倍。 三相心式变

34、压器，Zm0要小得多，负载电流的大小，主要 由负载阻抗ZL的大小来决定，可以带一单相负载。,2020/9/24,157,157,3.10.4 中性点移动,了a,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,1、中性点移动定义： 单相负载时，二次侧相电压的中点相对与对称三相电 源相电压的中点移动了Ia0Zm0，这种现象称中点移动。 a相单相负载时，引起中点移动，使a相电压降低，降 低了a相单相负载能力，而b、c相电压升高。 2、中点移动的原因： 二次侧有正序、负序、零序电流；一次侧因没有中线， 只有正序、负序电流零序励磁电动势一二次侧零 序电动势,2020/9/24,158,& & &+

35、0,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,158 U&a = U& A+ E&a0 Ub = U B Ea Uc = UC Ea 电压中性点移动。带负 载相电压降低了，另外 两相的电压受到危险的 过电压，应避免。,& & &+ 0,2020/9/24,159,159,3.12 500kV,35kV,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,三绕组变压器 220kV,2020/9/24,160,160,要2,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,一、用途 变压器每相有高、中、低压三个绕组，套在同一铁心 柱上，其中一个绕组接电源，另外两个绕组便有两个 等级的电

36、压输出。这种变压器用于需要2种不同电压 等级的负载。 发电厂和变电所通常出现3种不同等级的电压，所以 三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。,2020/9/24,161,161,二、绕组的布置和额定容量 三绕组降压变压器，高压绕组都放在最外面，中压侧绕组 放在中间，低压绕组靠近铁心柱。 三绕组升压变压器，高压绕组都放在最外面，中压绕组靠 近铁心柱，低压绕组放在中间。,2010年5月11日星期二,降,升 电机学 第三章 变压器,2020/9/24,162,162,2、额定容量 额定容量是指容量最大绕组容量 三绕组变压器的容量配合,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,高压绕组 10

37、0 100 100,中压绕组 100 50 100,低压绕组 100 100 50,表中容量的配合关系，指各绕组传递功率的能力。,2020/9/24,163,163,3、变比,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,设三绕组变压器绕组1、2、3的匝数分别为N1、N2、N3， 则三绕组变压器各绕组间的变比为 k12=N1/N2U1/U2 k13=N1/N3U1/U3 k23=N2/N3U2/U3 源2 下的空载电压。,2020/9/24,164,164,三、工作原理和简化电路 主磁通，与三个绕组同时交链 漏磁通：自漏磁通只交链一个绕组 互漏磁通：同时交链两个绕组,路径？受饱和影 响吗

38、？,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,165,165,三绕组变压器简化等效电路 X123 X213 X312所对应的磁通，即包含自漏磁通，又包含 互漏磁通，可通过对三绕组变压器作短路试验求得， 其值为常数。,312 213,312 213,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,166,166,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,167,167,真实漏电抗,等效电抗,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,果X,P167 例3.10 观察结果X213 排在中间位置的绕组的等效电

39、抗最小，甚至为负值，负 电抗是电容性质，但并不是变压器绕组真具有电容性。 因为等效电抗是各种不同电抗的组合，并不表示漏抗。,2020/9/24,168,168 3.10,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,169,169,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,170,170,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,171,171,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,172,172,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,173

40、,173,3.13 自耦变压器 一般双绕组变压器，原副方只有磁联系； 自耦变压器：原，副绕组有共同部分的 变压器称为自耦变压器。,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,2020/9/24,174,1 2,K =,S = U1 I1 = U 2 I 2,+,= 1 + K,2,1,174 当为普通双绕组变压器时,改为自耦变压器后，电压比Ka：,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,K a =,),= U2 I2 (电磁容量）+U2 I1（传导容量）,1 Ka 1,)U1 I1 = U2 I2 (1+,1 Ka 1,= (1+,2 Sa = U1a I1a = U 2a

41、 I 2a,2020/9/24,175,侧,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,175 自耦变压器的特点 Sa = U 2 I2 + U 2 I1 = S + S 自耦变压器的视在功率由两部分组成，一部分功率SN与普 通双绕组变压器一样由电磁感应关系传递到二次侧, 称为 电磁功率； 另一部分功率SN ，通过直接传导作用由一次传到二次， 称为传导功率，传递这部分功率无需耗费变压器的有效材 料。 所以自耦变压器有重量轻，价格低，效率高的优点。,2020/9/24,176,176,),= (1+,1 Ka 1,)U1 I1 = U 2 I2 (1+,1 Ka 1,Sa,)Sa,1 K

42、a,S = (1,自耦变压器的特点,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,调压器 量 量 Ka越接近于1，传导功率所占的比例越大，经济效果越显 著。 自耦变压器常用于高、低压比较接近的场合，在工厂和 实验室中自耦变压器常用来做调压器。,2020/9/24,177,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,177 自耦变压器的缺点在于： 一、二次绕组的电路直接连在一起，造成高压侧的电 气故障会波及到低压侧，这是很不安全的 因此要求自耦变压器在使用时必须正确接线，且外壳 必须接地，并规定安全照明变压器不允许采用自耦变 压器结构形式。,2020/9/24,178,178,流/,2010年5月11日星期二,电机学 第三章 变压器,3.14 仪用互感器 电压互感器和电流互感器 1、互感器属测量装置，按变压器原理工作。 2、电力系统中的大电流/高电压有时无法直接用普通 的电