第三章-变压器课件

第三章第三章 变压器变压器第一节第一节 变压器的工作原理、分类及结构变压器的工作原理、分类及结构一、变压器的工作原理一、变压器的工作原理 变压器的主要部件变压器的主要部件铁心和套在铁心上的两个绕铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。中分别感应电动势。（3-3-1 1）k匝比匝比忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有：忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有：二、变压器的分类二、变压器的分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。按用途分：电力变压器和特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。变压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。式变压器。（3-3-2 2）2电源变压器电力变压器控制变压器接触调压器三相干式变压器3三、变压器的结构简介三、变压器的结构简介铁心铁心变压器中主要的磁路部分，变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。分为铁心柱与铁轭两部分。单相芯式变压器单相芯式变压器1 1铁心柱铁心柱 2 2铁轭铁轭3 3高压线圈高压线圈 4 4低压线圈低压线圈三相芯式变压器三相芯式变压器1 1铁心柱铁心柱 2 2铁轭铁轭3 3高压线圈高压线圈 4 4低压线圈低压线圈4单相壳式变压器单相壳式变压器1 1铁心柱铁心柱 2 2铁轭铁轭 3 3绕组绕组绕组绕组变压器中的电路部分。变压器中的电路部分。1 1低压绕组低压绕组 2 2高压绕组高压绕组交叠式绕组交叠式绕组5油浸式电力变压器油浸式电力变压器1 1信号式温度计信号式温度计2 2吸湿器吸湿器3 3储油柜储油柜4 4油位计油位计5 5安全气道安全气道6 6气体继电器气体继电器7 7高压套管高压套管8 8低压套管低压套管9 9分接开关分接开关1010油箱油箱1111铁心铁心1212线圈线圈1313放油阀门放油阀门6变压器的额定值变压器的额定值额定容量为变压器的视在功率（用额定容量为变压器的视在功率（用SN 表示，单位表示，单位 kVA，VA）额定电压（一次和二次绕组上分别为额定电压（一次和二次绕组上分别为U1N 和和U2N ，单位单位V,kV）额定电流（一次和二次绕组上分别为额定电流（一次和二次绕组上分别为I1N 和和I2N ，单位单位 A,kA）单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器额定频率额定频率fN 我国的规定为我国的规定为50Hz7 例例3-13-1 有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，试求一次、二次绕组的额定电流。试求一次、二次绕组的额定电流。解解：联结联结8第第二节节 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行一、空载运行时的物理情况一、空载运行时的物理情况变压器匝数为变压器匝数为N1的一次绕组加上的一次绕组加上交流电压，变压器匝数为交流电压，变压器匝数为N2的二的二次绕组开路，这种情况即为变压次绕组开路，这种情况即为变压器的空载运行。器的空载运行。一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式其中，其中，i0 空载电流；空载电流；u20 二次绕组的空载电压；二次绕组的空载电压；r1 一次绕组的一次绕组的电阻。电阻。主磁通；主磁通；1 一次绕组漏磁通。一次绕组漏磁通。（3-3-8 8）（3-3-9 9）91 1、感应电动势与主磁通、感应电动势与主磁通空载运行时，忽略空载运行时，忽略i1R1和和e1 设：设：感应电动势感应电动势e1 和和e2 均滞后于均滞后于 的电角度的电角度90，其有效值为其有效值为E1和和E2的相量表达式的相量表达式（3-3-1010）（3-3-1111）（3-3-1212）（3-3-1313）（3-3-1515）（3-3-1414）102、空载电流、空载电流空载电流包含两个分量，一个是空载电流包含两个分量，一个是励磁分量励磁分量，作用是建立磁场，作用是建立磁场，产生主磁通产生主磁通无功分量无功分量；另一个是铁损耗分量，作用是供变；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁心损耗压器铁心损耗有功分量。有功分量。性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流空载电流主要是感性无功性质主要是感性无功性质也称励磁电流也称励磁电流；大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数关，用空载电流百分数I I0 0%来表示：来表示：3、漏磁通和漏电抗、漏磁通和漏电抗漏电动势漏电动势E 1漏电抗漏电抗X X1 是一次绕组的一个参数。是一次绕组的一个参数。（3-3-1818）（3-3-1616）（3-3-1717）11二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路其中，其中，Z 1 一次绕组漏阻抗一次绕组漏阻抗 Zm 变压器的励磁阻抗变压器的励磁阻抗 Xm 变压器的励磁电抗变压器的励磁电抗 Rm 变压器的励磁电阻变压器的励磁电阻取主磁通取主磁通 （磁化电流）磁化电流）为参考向量。为参考向量。（3-19a3-19a）（3-19b3-19b）（3-203-20）12其中，其中，X Xm m 是表征铁芯磁化性能的一个综合是表征铁芯磁化性能的一个综合参数，并随铁芯饱和程度的增加而减小。参数，并随铁芯饱和程度的增加而减小。R Rm m是表征铁芯发热而消耗有功功率的一个是表征铁芯发热而消耗有功功率的一个参数。参数。并且有并且有（3-213-21）（3-223-22）（3-233-23）13第第三节节 单相变压器的基本方程式单相变压器的基本方程式 变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运行状态，称为负载运行接上负载的运行状态，称为负载运行。一、负载运行时的物理情况一、负载运行时的物理情况由于电源电压恒定，即由于电源电压恒定，即U1=常数，则常数，则E1常数，常数，m常数。因此，常数。因此，达到达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。（3-243-24）14二、负载运行时的基本方程式二、负载运行时的基本方程式1 1、磁动势平衡方程式、磁动势平衡方程式2 2、电动势平衡、电动势平衡 方程式方程式说明，说明，负载时，一次绕组中的电流由两部分组成，一部分为维负载时，一次绕组中的电流由两部分组成，一部分为维持主磁通的励磁分量持主磁通的励磁分量 ；另一部分是用以补偿二次绕组磁动；另一部分是用以补偿二次绕组磁动势作用的负载分量势作用的负载分量 ，即一次电流的增量，即一次电流的增量 。（3-253-25）（3-263-26）15（3-273-27）（3-283-28）16第四节第四节 变压器的等效电路及相量图变压器的等效电路及相量图一、绕组归算一、绕组归算归算：归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时，将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时，对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。归算原则：归算原则：1 1）保持二次侧磁动势不变；保持二次侧磁动势不变；2 2）保持二次侧各功率或损耗不变。）保持二次侧各功率或损耗不变。二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即（一）电动势和电压的归算一）电动势和电压的归算则则（3-293-29）（3-303-30）（3-313-31）17（二）电流的归算（二）电流的归算（三）阻抗的归算（三）阻抗的归算阻抗归算的原则：阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。归算后变压器负载运行时的基本方程式变为如下形式：归算后变压器负载运行时的基本方程式变为如下形式：（3-323-32）（3-333-33）（3-343-34）（3-35a3-35a）（3-35b3-35b）（3-35c3-35c）（3-35d3-35d）（3-35e3-35e）18二二、等效电路、等效电路右图中，二次绕右图中，二次绕组各量均已经归组各量均已经归算到一次绕组，算到一次绕组，即即图中图中a、b和和c、d分别是等电位点，分别是等电位点，可连接起来而不改变运行情况。可连接起来而不改变运行情况。于是作出变压器的于是作出变压器的T形等效电路形等效电路。（由前述的基本方程式也可得出（由前述的基本方程式也可得出该等效电路）该等效电路）19三三、相量图、相量图 根据根据T T形等效电形等效电路，可以画出相应路，可以画出相应的相量图。的相量图。四四、近似等效电路图、近似等效电路图考虑到考虑到 ,把励把励磁回路前移，如右图。认为在磁回路前移，如右图。认为在一定的一定的 以归算过的负载端电压以归算过的负载端电压以归算过的负载端电压以归算过的负载端电压 作为参考相量作为参考相量。励磁电流励磁电流 滞后于滞后于 的电角度为的电角度为 ；可画出相量；可画出相量 。20 Rk、Xk和和Zk分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。电源电压下，励磁电流为常数，不受负载变化影响。电源电压下，励磁电流为常数，不受负载变化影响。由于由于 ，可以进一步把励磁电流，可以进一步把励磁电流 忽忽略不计，即将励磁支路去掉，得下图。略不计，即将励磁支路去掉，得下图。21第五节第五节 等效电路的参数测定等效电路的参数测定一、空载试验一、空载试验通过测量空载电流和一、二次电压通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁耗和励磁阻抗。百分数、铁耗和励磁阻抗。变压器空载运行时，可以认为输入功率变压器空载运行时，可以认为输入功率p0完全用来抵偿铁耗。完全用来抵偿铁耗。从空载运行的等效电路得出从空载运行的等效电路得出（3-373-37）（3-383-38）（3-393-39）22二、负载试验二、负载试验 （又称短路试验）（又称短路试验）通过测量短路电流、短路电压通过测量短路电流、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、铜损和短路阻路电压百分数、铜损和短路阻抗。抗。高压侧加电压，低压侧短路；由于外加电压很小，主磁通很少，铁高压侧加电压，低压侧短路；由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损。损耗很少，忽略铁损。折算到折算到75时的数值时的数值（3-403-40）（3-413-41）（3-423-42）23标么值标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值（通常以额定值为基准值）比值（通常以额定值为基准值）,即即阻抗电压阻抗电压 负载试验时，当绕组中电流达到额定值，加负载试验时，当绕组中电流达到额定值，加在一次绕组上的短路电压。用一次侧额定电压的百分值表在一次绕组上的短路电压。用一次侧额定电压的百分值表示。示。阻抗电压阻抗电压的标么值的标么值其中其中,为短路阻抗的相对值为短路阻抗的相对值（3-433-43）（3-443-44）24第六节第六节 三相变压器三相变压器一、三相变压器的电路系统一、三相变压器的电路系统 联结组联结组1 1、联结法、联结法a)星形联结星形联结b)三角形联结三角形联结2 2、联结组、联结组a)I/I-0联结组联结组b)I/I-6联结组联结组单相：单相：25 决定三相变压器连接组号的步骤为：决定三相变压器连接组号的步骤为：1 1）按规定的绕组端子标志，连接成所规定的连接组，画）按规定的绕组端子标志，连接成所规定的连接组，画出连接图；出连接图；2 2）标明绕组的同名端和相电压的方向；）标明绕组的同名端和相电压的方向；3 3）判断同一相相电压的相位，画出高、低压绕组线电压）判断同一相相电压的相位，画出高、低压绕组线电压三角形，并将两个三角形重心重合；三角形，并将两个三角形重心重合；4 4）根据高、低压绕组线电压三角形重心重合后的对应中）根据高、低压绕组线电压三角形重心重合后的对应中性线位置，确定连接组标号。性线位置，确定连接组标号。常用的连接组标号是：常用的连接组标号是：Yy0,Yd11(Yy0,Yd11(或或Dy11)Dy11)两类。两类。26Y y0 联结组联结组Yd11 联结组联结组27二、三相变压器的磁路系统二、三相变压器的磁路系统 铁心的结构形式铁心的结构形式 在对称运行时，三相主磁通是对称的，因此和三相电压一样，在对称运行时，三相主磁通是对称的，因此和三相电压一样，三个主磁通相量三个主磁通相量 之和等于零，即之和等于零，即 所以中间铁芯柱中总磁通等于零，因此可将中间铁芯柱省去。所以中间铁芯柱中总磁通等于零，因此可将中间铁芯柱省去。a)单相芯式铁心的合并单相芯式铁心的合并 b)铁心的演变铁心的演变 c)c)三相芯式铁心三相芯式铁心 28 不考虑铁耗时励不考虑铁耗时励磁电流波形确定磁电流波形确定三、三相变压器的电路系统和磁路系统对电三、三相变压器的电路系统和磁路系统对电动势波形影响动势波形影响 主磁通按正弦变化，磁主磁通按正弦变化，磁化电流波形为尖顶波，含化电流波形为尖顶波，含3次等奇次谐波次等奇次谐波：（3-453-45）29励磁电流中无三次励磁电流中无三次谐波的主磁通波形谐波的主磁通波形 当磁化电流作正弦变化时，主磁通的波形是平顶波，其中当磁化电流作正弦变化时，主磁通的波形是平顶波，其中谐波含量谐波含量主要是主要是3 3次谐波次谐波，同时也含奇次高次谐波：，同时也含奇次高次谐波：1.Yy1.Yy、YynYyn连接的三相变压器中的连接的三相变压器中的电动势波形。电动势波形。三次三次谐波电流在无中性线星形连谐波电流在无中性线星形连接的对称三相电路中，没有通路。接的对称三相电路中，没有通路。因此在一次侧无中性线星形连接的因此在一次侧无中性线星形连接的变压器，励磁电流中不含有三次谐变压器，励磁电流中不含有三次谐波，忽略其他高次谐波，励磁电流波，忽略其他高次谐波，励磁电流为正弦波。因为磁路的非线性，正为正弦波。因为磁路的非线性，正弦波的励磁电流激励出的主磁通必然是平顶波。该主磁通中弦波的励磁电流激励出的主磁通必然是平顶波。该主磁通中含含有有3 3次谐波分量。次谐波分量。3 3次谐波分量的大小及影响，取决于磁路系统次谐波分量的大小及影响，取决于磁路系统的结构，分三相组式变压器和三相芯式变压器两种情况：的结构，分三相组式变压器和三相芯式变压器两种情况：（3-463-46）30（1 1）三相组式变压器）三相组式变压器 三相组式变压器的磁路特点是三三相组式变压器的磁路特点是三相彼此独立。当励磁电流为正弦波、主磁通呈平顶波时，相彼此独立。当励磁电流为正弦波、主磁通呈平顶波时，主磁通中主磁通中3 3次谐波和基波一样，有通路。一次、二次绕组次谐波和基波一样，有通路。一次、二次绕组中感应电势分别是：中感应电势分别是：3 3 比基波磁通比基波磁通1 1 要小，但三次谐波磁通的交变频率为基波要小，但三次谐波磁通的交变频率为基波磁通磁通1 1的的3 3 倍，有：倍，有：（3-483-48）（3-473-47）31 因而，因而，一次、二次绕组相电势中的一次、二次绕组相电势中的3 3次谐波含量就相当大，次谐波含量就相当大，该比值有时可达到该比值有时可达到45%60%45%60%，甚至更大。相电动势的波形会甚至更大。相电动势的波形会发生畸变而成尖顶波。这种现象会引起危险的过电压，严发生畸变而成尖顶波。这种现象会引起危险的过电压，严重时有可能击穿绕组绝缘。重时有可能击穿绕组绝缘。但在线电动势中，由于相电动势的三次谐波分量相互抵但在线电动势中，由于相电动势的三次谐波分量相互抵消，仍呈正弦波。消，仍呈正弦波。（2 2）三相芯式变压器）三相芯式变压器 三相心式变压器的磁路彼此关联，三相心式变压器的磁路彼此关联，励磁电流的三次谐波分量由于没有回路在铁心中无法流通。励磁电流的三次谐波分量由于没有回路在铁心中无法流通。虽然它仍可以通过油路或空气形成闭合回路，但由于该磁虽然它仍可以通过油路或空气形成闭合回路，但由于该磁路的磁导率小，磁阻大，其数量是不大的。因此可以忽略路的磁导率小，磁阻大，其数量是不大的。因此可以忽略三次谐波磁通所产生的感应电动势。认为三次谐波磁通所产生的感应电动势。认为绕组中的电动势绕组中的电动势单独由磁通的基波分量所感应产生，呈正弦波单独由磁通的基波分量所感应产生，呈正弦波。但以三倍。但以三倍于基波频率交变的三次谐波磁通，会在油箱中产生涡流损于基波频率交变的三次谐波磁通，会在油箱中产生涡流损耗，致使油箱局部过热，降低变压器的效率。耗，致使油箱局部过热，降低变压器的效率。32 三相芯式变压器三相芯式变压器中三次谐波磁通中三次谐波磁通的路径的路径2.Dy2.Dy和和YdYd联接的三相变压器中电动势的波形联接的三相变压器中电动势的波形 Dy Dy联接的三相变压器，因一次绕组为三角形联接，三次谐波联接的三相变压器，因一次绕组为三角形联接，三次谐波可在一次绕组中流通，于是可在一次绕组中流通，于是励磁电流含有励磁电流含有3 3次谐波分量，主磁通、次谐波分量，主磁通、一次、二次绕组中感应电动势的波形都会接近正弦波一次、二次绕组中感应电动势的波形都会接近正弦波。Yd Yd联接的三相变压器中，一次绕组中的励磁电流不存在联接的三相变压器中，一次绕组中的励磁电流不存在3 3次谐次谐波分量，但主磁通以及一次、二次绕组的感应电动势中会含有波分量，但主磁通以及一次、二次绕组的感应电动势中会含有3 3次谐波分量次谐波分量 。在三角形联接的二次绕组，。在三角形联接的二次绕组，3 3次谐波电次谐波电势会产生势会产生3 3次谐波环流次谐波环流 。原边绕组中不存在三次谐波电流，原边绕组中不存在三次谐波电流，33三相变压器绕组三相变压器绕组Y,d联结时，电联结时，电流流I23的作用的作用无法抵消无法抵消 对铁心中磁通的影响，对铁心中磁通的影响，便会在铁心中产生三次谐便会在铁心中产生三次谐波磁通波磁通 。二次绕组所组成的回路对。二次绕组所组成的回路对3 3次谐波电流，电抗比电次谐波电流，电抗比电阻大得多。阻大得多。产生的磁通产生的磁通 在相位上几乎与在相位上几乎与 相反，其作用必相反，其作用必然削弱铁芯中的然削弱铁芯中的3 3次谐波磁通次谐波磁通 ，从而大大削弱绕组中的三次，从而大大削弱绕组中的三次谐波电动势，使其趋近于正弦波。谐波电动势，使其趋近于正弦波。由以上的分析可以看出，由以上的分析可以看出，为了改善绕组中感应电动势的波形，为了改善绕组中感应电动势的波形，最好使原边、副边绕组中的一个为三角形最好使原边、副边绕组中的一个为三角形()()连接。连接。34第七节第七节 变压器的稳态运行变压器的稳态运行1 1、变压器的电压调整率、变压器的电压调整率 变压器二次侧的端电压随负变压器二次侧的端电压随负载变化的程度用电压调整率载变化的程度用电压调整率u来表示。来表示。电压调整率电压调整率u规定为：一次规定为：一次侧加额定负载电压、负载功率侧加额定负载电压、负载功率因数为一定值，空载与负载时因数为一定值，空载与负载时二次侧端电压之差，用二次侧二次侧端电压之差，用二次侧额定电压的百分值表示额定电压的百分值表示，即，即 变压器的近似等变压器的近似等效电路相量图效电路相量图（3-493-49）35电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。它大小反映了供电电压的稳定性。式中式中 为负载系数为负载系数 可见，电压变化率不仅决定于变压器的短路参数，和负载功可见，电压变化率不仅决定于变压器的短路参数，和负载功率系数大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。率系数大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。在实际变压器中，在实际变压器中，X Xk k比比R Rk k大得多，负载为纯电阻时，大得多，负载为纯电阻时，很小；感性负载时，很小；感性负载时，说说明二次端电明二次端电压随负载电流压随负载电流 增增大而下降，因为大而下降，因为 ，故，故 越越大，大，（3-523-52）36当I2=I2N,=1时就越大；当就越大；当表示二次端电压随负载电流的增加而升高；同样，表示二次端电压随负载电流的增加而升高；同样，角角绝对值越绝对值越大，大，的绝对值越大。的绝对值越大。37 铜耗也分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗是在电流在一、二铜耗也分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜耗大小与负铜耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。载电流平方成正比，故也称为可变损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁耗与外加电压大小主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。变压器的损耗主要是铁耗和铜耗两种。变压器的损耗主要是铁耗和铜耗两种。铁耗包括基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗为磁滞损耗和涡流损铁耗包括基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗为磁滞损耗和涡流损耗。耗。2 2、变压器的效率、变压器的效率38式中式中 变压器的效率也是指其输出的有功功率与输入的有功功率之变压器的效率也是指其输出的有功功率与输入的有功功率之比，用百分值表示比，用百分值表示。在用上式计算变压器效率时，假定：在用上式计算变压器效率时，假定：1 1）以额定电压下的空载损耗）以额定电压下的空载损耗 作为铁损作为铁损 ，并假定铁耗不，并假定铁耗不随负载变化。随负载变化。2 2）以额定电流时的负载损耗）以额定电流时的负载损耗 作为额定电流时的铜耗作为额定电流时的铜耗 ，并认为铜耗与负载系数并认为铜耗与负载系数 的平方成正比的平方成正比,即不考虑即不考虑 39 对铜耗的对铜耗的影响，故有影响，故有 。3)3)计算计算 时，忽略了负载运行时的二次电压的变化，即时，忽略了负载运行时的二次电压的变化，即（3-543-54）成为：）成为：把（把（3-553-55）式对）式对 或或 求导，并使：求导，并使：得：得：变压器的铜耗恰好等于铁耗时，有最大效率变压器的铜耗恰好等于铁耗时，有最大效率 ，一般取：，一般取：最大效率大致发生在：最大效率大致发生在：4041例例3-2 page843-2 page84一台三相变压器，SN为5600kVA，Y/-11 连接，变压器空载短路实验数据如下：求：(1)计算变压器参数及其标么值；(2)求满载且2 cos=0.8时的电压变化率和效率。解：（1）变压器参数：实验名称线电压/V线电流/A三相功率/W电源加压侧空载63007.46800低压边短路55032418000高压边额定相电压：42电压比：空载相电流：空载相损耗：励磁参数：（二次侧）归算到一次侧43短路相电压：短路相损耗：短路参数：44额定负载损耗：(2)阻抗电压百分值：阻抗电压的有功分量：阻抗电压的无功分量：(3)额定负载和 的效率、电压调整率：45 的电压调整率 二次电压：的电压调整率 二次电压：46（4）产生最高效率时的负载系数及最高效率47第八节第八节 自耦变压器与互感器自耦变压器与互感器一、自耦变压器一、自耦变压器 自耦变压器仅有一个绕组，其一次、自耦变压器仅有一个绕组，其一次、二次绕组之间既有磁的耦合，又有电的二次绕组之间既有磁的耦合，又有电的联系。联系。1 1、工作原理、工作原理 实质上，自耦变压器就是利用一个实质上，自耦变压器就是利用一个绕组抽头的办法来实现改变电压的一种绕组抽头的办法来实现改变电压的一种变压器。变压器。额定容量额定容量电压比电压比在不计励磁电流的条件下在不计励磁电流的条件下482 2、容量关系、容量关系 自耦变压器的通过容量有两部分组成：一部分是通过绕组公共自耦变压器的通过容量有两部分组成：一部分是通过绕组公共部分的电磁感应作用，由一次侧传递到二次侧的电磁容量部分的电磁感应作用，由一次侧传递到二次侧的电磁容量 ；另一部分是通过绕组串联部分的电流直接传导到负载的传导容另一部分是通过绕组串联部分的电流直接传导到负载的传导容量量3 3、自耦变压器的优缺点、自耦变压器的优缺点优点：效率高、用料省、重量轻、体积小。优点：效率高、用料省、重量轻、体积小。缺点：当变比缺点：当变比K 较大时。经济效果不显著。内部绝缘和过压保护要较大时。经济效果不显著。内部绝缘和过压保护要 加强。加强。49二、互感器二、互感器1 1、电压互感器、电压互感器2 2、电流互感器、电流互感器电压互感器电压互感器 测量高电压时，使用电压互感器，将电测量高电压时，使用电压互感器，将电压降低，使测量更加安全。压降低，使测量更加安全。电压比误差相位误差。电压比误差相位误差。电流互感器电流互感器 测量高压线路的电流时，或者测量大电流时，使用电流互测量高压线路的电流时，或者测量大电流时，使用电流互感器测量更加安全，更加方便。感器测量更加安全，更加方便。50第三章第三章 结结 束束51