模块一 变压器

1. 模块一 变压器

2. 电机的分类

3. 变压器是一种静止的电器。 变压器的功能：把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。 变压器在电力系统的重要作用：使电能经济的传输、合理的分配和安全的使用。（高压输电、低压用电） 电力系统的升、降压变压器叫做电力变压器。

4. 1.1变压器的基本结构、用途及分类 1.2变压器的工作原理 1.3单相变压器的运行原理 1.4变压器的空载和短路试验（实验一） 1.5变压器的运行特性 1.6变压器的极性及三相变压器的联结组 1.7三相变压器的并联运行 1.8其他用途变压器

5. 一、变压器的基本结构:铁心、绕组 铁心 原边 一次绕组 原绕组 副绕组 副边 二次绕组 负载 电源 1.1变压器的基本结构、用途及分类

6. 结构：铁心柱、铁轭； 材料： 0.35mm厚、表面涂绝缘漆的硅钢片叠成；冷轧、热轧硅钢片； 心式结构和壳式结构； 铁心柱截面和磁轭的截面； 冷却油道。 1.铁心

7. 铁心是变压器的磁路，它分为心柱和铁轭两部分。心柱上套绕组，铁轭将心柱连接起构成闭合磁路。为了减少交变磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，变压器铁心由厚度铁心是变压器的磁路，它分为心柱和铁轭两部分。心柱上套绕组，铁轭将心柱连接起构成闭合磁路。为了减少交变磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，变压器铁心由厚度 为 0.27mm、0.3mm、0.35mm 的冷轧高硅钢片叠装而成 心柱和铁轭截面

8. 单相铁心叠片 三相铁心叠片 为了进一步降低空载电流、空载损耗，铁心叠片采用全斜接缝，上层(每层 2 片～3 片叠片)与下层叠片接缝错开，如图 所示。

9. 作用:变压器的电路 材料:绝缘铜线或铝线绕制； 结构:同心式和交叠式两种； 排列位置:同心式--低压绕组在内、高压绕组在外（多用于电力变压器）。 交叠式—高、低压绕组交替放置在铁心柱上（多用于低电压、大电流的电焊、电炉变压器） 单相变压器 2.绕组（线圈）

10. 电源变压器 环形变压器 控制变压器

11. 三相变压器 二、三相变压器的基本结构 交叠式 1.铁心—磁路 2.绕组 变压器的电路，一般用绝缘扁铜线或扁铝线绕制而成。

12. 1—湿度计 2 —吸湿器 3—储油柜 4—油表 5—安全气道 6—气体继电器 7—高压套管 8—低压套管9 —分接开关10—油箱 11—铁心 12—绕组 13—放油阀门

13. 油浸式变压器

14. 连接发电机与电网的升压变压器 连接发电机的封闭母线 与电网相连的高压出线端

15. 三相干式变压器 接触调压器

16. 3.油箱和冷却装置 变压器油作用：冷却、绝缘介质； 油箱作用：散热 4.保护装置 气体继电器：变压器内部故障时，发信号或使断路器跳闸， 保护变压器。 防爆管道：防止故障时油箱体破裂。

17. 5.铭牌 （1）型号 （1）型号----选择变压器的主要依据 设计序号 额定容量（KVA） 相数代号：S-三相，D-单相 结构特征代号，表3.1 高压绕组电压等级（KV） 例：SL7 —500/35 三相油浸自冷式铝线电力变压器，额定容量500KVA，高压侧电压35KV

18. 5.铭牌 （2）额定值 额定容量SN：额定使用条件下，输出的视在功率。 U1N：规定加在原绕组的电压。 额定电压 U2N：原边加额定电压时副边的开路电压。 I1N： 额定电流 额定容量下，允许长期通过的电流。 I2N： 额定频率fN：我国标准工频为50Hz。

19. 额定容量、额定电压、额定电流之间的关系 单相变压器： 三相变压器：

20. （3）联结组别 Y,y D,d N,n （4）阻抗电压

21. 输配电技术 试验、控制用 变压器的三大作用 改变电压、改变电流、变换阻抗 三、变压器的用途

22. 四、变压器的分类 1.按用途分：电力、特种、仪用变压器 、控制变压器；试验、调压、产生脉冲变压器 2.按绕组数目分：双、三、多和自耦变压器 3.按铁心结构分：心式、壳式 4.按相数分：单、三相 5.按冷却方式分：油浸式、干式（空气冷却）

23. 1.2 变压器的基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和绕在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。 只要(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。

24. 1.3 单相变压器的运行原理 一、变压器的空载运行 • --- 一次绕组接额定电压、额定频率的交流 电源，二次绕组开路的运行情况。 1 .原理图及正方向的规定 N1 N2

25. 1 .原理图及正方向的规定 1）在负载支路（变压器的原绕组对电源而言相当于负载），电流的正方向与电压的正方向一致；在电源支路（变压器的副绕组对电源而言相当于电源），电流的正方向与电动势的正方向一致。 2）磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定则。 3）感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则。

26. 2.理想变压器（空载运行时的电磁关系） 一、变压器的空载运行

27. 2.理想变压器（空载运行时的电磁关系） （1）感应电动势 设: 感应电动势有效值为：

28. 原绕组漏感应电动势有效值为： 感应电动势有效值为： 副绕组感应电动势有效值为：

29. (2)变比 变比的定义:一、二次绕组主电动势之比。 三相变压器变比指额定相电压之比。

30. （1）主磁通和漏磁通 性质：主磁通磁路由铁磁材料组成，具有饱和特性；漏磁通磁路由非铁磁材料组成，磁路不饱和。 数量：铁心磁导率大，磁阻小，主磁通（99 % ）远大于漏磁通（1%）。 作用：主磁通在二次绕组感应电动势，起传递能量的媒介作用；漏磁通仅在一次绕组中感应漏磁电动势， 仅起漏抗压降的作用。 3. 实际变压器

31. 二次侧 3. 实际变压器 (2)电动势 • 一次侧

32. （3）空载时的基本方程式

33. 相当于空心线圈和铁心线圈串联 （4）空载时的等效电路 rm为励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻； xm为励磁电抗，对应主磁通的等效电抗。

34. （5）空载运行的相量图 • ① 以 为参考相量 • ②作 • ③作 • ④作 • ⑤作

35. 一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载的运行状态。一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载的运行状态。 与空载运行不同：二次绕组有电流流向负载，电能从变压器的一次侧传递到二次侧，负载获得电能。 二、 单相变压器的负载运行

36. 1.负载运行的电磁关系

37. 2.磁通势平衡方程式 由于电源电压不变，变压器由空载到负载主磁通基本不变，产生磁通的磁动势不变，即空载时的磁动势等于负载时的磁通势。

38. 上式说明：一次电流由两个分量组成： ①励磁电流分量I0，用于建立主磁通； ②负载电流分量- I2/k，用于抵消二次磁动势的作用。

39. 变压器负载运行时， , 可以忽略不计。 一、二次电流关系为： 3.电流变换关系

40. 一次侧（原绕组）： 二次侧（副绕组）： 负载侧： 4.电动势平衡方程式

41. 5.变压器负载运行时的基本方程式组

42. 为了便于对变压器进行分析计算，用一个纯电路代替变压器，要求这个等效电路即能反映变压器内部的电磁过程，又能保证工程计算精度。为了便于对变压器进行分析计算，用一个纯电路代替变压器，要求这个等效电路即能反映变压器内部的电磁过程，又能保证工程计算精度。 变压器等效电路通过折算获得。 补充内容： 变压器参数折算

43. 折算的方法：用一个假想的二次绕组代替实际绕组。折算的方法：用一个假想的二次绕组代替实际绕组。 折算的目的：将两个独立电路连在一起；将铁心磁路的工作状况用电路来等效代替。 折算的原则：①保持二次侧的磁通势作用不变；②二次侧的各功率不变。

44. 折算的步骤： ①将绕组内阻和漏电抗作用以集中参数表示，并放在变压器外电路，得到变比为k的理想变压器； ②用匝数为N1的假想的二次绕组代替实际绕组，计算二次绕组的折算值。 ③折算后的值在原符号右上角加“`”表示。

45. （1）变压器的参数折算 1）电动势、电压的折算： ∵折算前后磁通不变，电动势与匝数成正比， ∴

46. 2）二次电流的折算： ∵折算前后磁势不变， ∴

47. 3）阻抗的折算： ∵折算前后变压器的铜损耗不变，无功损耗也不变， ∴

48. 折算后变压器的基本方程式组为 2）变压器的等效电路

49. 2）变压器的等效电路（“T”型） ∵ ∴变压器一、二次侧可以连在一起，得“T”型等效电路。

50. 3）等效电路的简化 ∵I0很小，可以略去不计， ∴励磁电路视为开路， 得简化等效电路 。 其中：