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注册电气工程师复习课件-变压器 二、变压器的基本结构：二、变压器的基本结构：1. 铁心铁心: 硅钢片叠成硅钢片叠成1. 铁心铁心:2. 绕组绕组: 铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222 一次绕组和二次一次绕组和二次绕组；或高压绕组绕组；或高压绕组和低压绕组和低压绕组 铁心柱、铁轭铁心柱、铁轭单相心式变压器单相心式变压器铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122单相壳式变压器单相壳式变压器3. 其他其他: 油箱、油、油枕、保护设备等油箱、油、油枕、保护设备等图例图例低低压压绕绕组组高高压压绕绕组组1. 按用途分类按用途分类: 电力变压器、电炉变压器、电焊变压器、电力变压器、电炉变压器、电焊变压器、整流变压器、电源变压器整流变压器、电源变压器……2. 按相数分类按相数分类:三相变压器、单相变压器三相变压器、单相变压器3. 按每相绕阻的个数分类：双绕阻变压器、按每相绕阻的个数分类：双绕阻变压器、三绕阻变压器、自耦变压器。

三绕阻变压器、自耦变压器4. 按冷却方式分类：干式、油浸式按冷却方式分类：干式、油浸式5. 按结构形式分类：按结构形式分类： 心式变压器和壳式变压器心式变压器和壳式变压器三、变压器的分类三、变压器的分类图例图例四、变压器的额定值四、变压器的额定值1. 额定电压额定电压 U1N / U2N 指指空载电压的额定值的额定值 即当即当 U1 = U1N 时时, U20 = U2N※ 三相变压器是指线电压三相变压器是指线电压2. 额定电流额定电流 I1N / I2N 指满载电流值，即长期工作所允许的最大指满载电流值，即长期工作所允许的最大电流※ 三相变压器是指线电流三相变压器是指线电流线线 圈圈变压器内部变压器内部返回返回电源用变压器电源用变压器返回返回单相变压器单相变压器隔离变压器隔离变压器返回返回S9 型配电变压器型配电变压器（（10kV））返回返回大型电力油浸变压器大型电力油浸变压器返回返回大大型型电电力力油油浸浸变变压压器器返回返回树脂浇注干式变压器树脂浇注干式变压器返回返回特种变压器特种变压器返回返回 指视在功率的额定值。

指视在功率的额定值※ 单相变压器：单相变压器： SN = U2N I2N = U1N I1N※ 三相变压器：三相变压器： 3. 额定功率额定功率(额定容量额定容量) SN※ 输出的额定有功功率：输出的额定有功功率： PN = U2 I2N cos 24. 额定频率额定频率 fN 一般：一般： fN = 50Hz（工频）（工频）SN =√3 U2N I2N =√3 U1N I1Ne2e1e1σΦi0Φ1σ变压器的工作原理变压器的工作原理一、空载运行一、空载运行注意：注意：各量的参考方向各量的参考方向 +u1－ +u2－ 施加施加 u1→ i0→ N1 i0Φ1σΦe1e2→e1σ→u20R1i01. 一次侧电路一次侧电路u1 = R1i0－－e1－－e1σU1 = R1I0－－ E1－－E1σE1σ=－－jX1I0E1 = －－j4.44 f N1Φm U1 = －－E1 + (R1 + jX1) I0= －－E1 + Z1I0忽略忽略Z1 ，则：，则： U1 ≈－－E1 = j4.44 f N1Φm 2. 二次侧电路二次侧电路u20 = e2U20 = E2 =－－j4.44 f N2Φm 3. 一次侧与二次侧的电压关系一次侧与二次侧的电压关系:= k◆◆电压比：电压比： 一般取高压绕组的电压与低压绕组的一般取高压绕组的电压与低压绕组的电压之比，电压之比，——电压比电压比≈ U1U20E1E2=N1N2即：即： k＞＞1。

一、负载运行一、负载运行e2e2σe1e1σ+u1－i1ZLi2ΦΦ1σΦ2σ+u2－ 施加：施加：u1 →i1 →N1 i1Φ1σΦ →e1σ e1e2→→u2→i2→N2 i2→Φ2σ→e2σ变压器的运行分析变压器的运行分析①① 磁通守恒，磁通守恒，磁链守恒磁链守恒;②② 从电磁关系分析从电磁关系分析: N2i2 N1i1N1I1 + N2I2 = N1I0 N1i0 →Φ U1N 4.44 f N1Φm ≈N1I1 + N2I2 = 0 在满载或接近满载时，在满载或接近满载时，I0 可忽略不计可忽略不计◆◆ 电动势平衡方程：电动势平衡方程：一次侧：一次侧：二次侧：二次侧： U2 = E2 + E2σ－－R2I2≈－－E1U1 = －－E1 + (R1 + jX1) I1= －－E1 + Z1I1= E2－－(R2 + jX2) I2= E2－－Z2I2≈E2U2 = ZLI2四、等效电路四、等效电路+U1－－ZLI1 变压器的运行分析变压器的运行分析R1 X1－－E1+－－E2+X2 R2I2－－ U2 +PFe I02Rm =励磁产生铁损耗。

该损耗可以用等效励磁产生铁损耗该损耗可以用等效电阻电阻 Rm 来代替励磁电阻：励磁电阻：励磁阻抗：励磁阻抗： Zm = Rm + j Xm E1 = －－ ZmI0 有：有：2. 二次绕组的折算二次绕组的折算(1) 折算条件：折算条件： N2I2 不变、不变、P2 不变 (2) 用一个匝数为用一个匝数为 N1 的假想绕组代替的假想绕组代替 N2，， 使：使：E2´ = E1(3) 折算后的二次绕组电流：折算后的二次绕组电流：N1I2 ´ = N2I2I2´=N2N1I2=I2k(4) 折算后的二次绕组电动势和电压：折算后的二次绕组电动势和电压：匝数相同匝数相同:E2´= E1=k E2输出功率不变输出功率不变:U2´I2´ = U2 I2U2´=I2I2´U2= k U2(5) 折算后二次绕组的阻抗：折算后二次绕组的阻抗：有功功率不变有功功率不变:R2´I2´2 = R2 I22R2´= R2 I22I2´2= k2 R2无功功率不变无功功率不变:X2´I2´2 = X2 I22X2´= X2 I22I2´2= k2 X2同理同理:Z2´ = k2 Z2ZL´ = k2 ZL◆◆ 折算实质上是在二次绕组功率和磁通势保持不折算实质上是在二次绕组功率和磁通势保持不变的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种变的条件下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。

线性变换3. T 型等效电路：型等效电路：+U1－－ZLI1R1 X1－－E1+－－E2+X2 R2I2－－ U2 +Rm XmE2´X2´ R2´U2´ I2´ZL´+U1－－I1R1 X1－－E1 = E2´+－－ U2´ +Rm XmX2´ R2´ I2´ZL´I04. Γ型等效电路：型等效电路：R2´ X2´I2´－－ U2´ +ZL´+U1－－R1 X1I1Rm XmI0+U1－－I1R1 X1－－E1 = E2´+－－ U2´ +Rm XmX2´ R2´ I2´ZL´I0R1、、X1很小很小E1 ≈ U1 5. 简化等效电路：简化等效电路：※ 该电路用于满载该电路用于满载 或接近满载运行或接近满载运行 时的分析时的分析I1≈－－I2´R1+ R2´X1 + X2´ZL´+U1－－－－U2´+I0 很小，很小，I1 ≈ I2 3.4 变压器的参数测定（测出等效电路）变压器的参数测定（测出等效电路） 一、空载试验一、空载试验▲ 测量测量: k、、PFe、、Zm低压侧低压侧高压侧高压侧AWV注意：功率表的注意：功率表的结构与接法。

结构与接法V+U1－－▲实验数据：实验数据： U1N、、I0、、P0、、U201. 铁损耗铁损耗: P0 = PFe + PCu = RmI02 + R1I02 PFe≈P0 2. 励磁阻抗模：励磁阻抗模： |Zm |≈| Z1+Zm |=U1NI03. 励磁电阻：励磁电阻： Rm≈R1 + Rm=P0I024. 励磁电抗励磁电抗: Xm =√|Zm |2－－Rm25. 电压比电压比:U20U1Nk =二、短路试验二、短路试验高压侧高压侧低压侧低压侧▲实验方法：实验方法： 逐渐增加逐渐增加 U1 ，使电，使电流达到额定值：流达到额定值：I1 = I1N U1 =(5%~10%)U1NVWA+U1－－▲实验数据：实验数据：US = U1、、IS = I1N 、、PS 2. 短路阻抗模：短路阻抗模： |ZS | =USIS1. 铜损耗铜损耗: PCu≈ PFe + PCu = Ps电流为额定值电流为额定值时的短路损耗时的短路损耗(3) 无功功率：无功功率：Q1 = U1I1sin 1Q2 = U2I2sin 2Q1=√3 U1I1sin 1Q2=√3 U2I2sin 22. 损耗损耗　　　　　　　　　　　　　　P1－－P2 = PCu + PFe(1) 铜损耗：铜损耗： PCu = R1I12 + R2I22 = R1I12 + R2´I2´2 = RS I12 = RS I2´2 = β2 PS由于由于: : PCu∝∝I2—— —— 可变损耗。

可变损耗(2) 铁损耗：铁损耗： PFe= Rm I02 由于由于: : PFe∝∝Φm、、f 等，等， 当当 U1 、、f 均不变时，均不变时， PFe不变不变 —— 不变损耗不变损耗3. 效率效率P1P2η=×100%= P0   I20(0.4~0.6) I2N3.6 三相变压器三相变压器联结组：联结组：联结方式联结方式 + 联结组号联结组号联结组号：联结组号：表示高低压绕组相应线电动势之间相差表示高低压绕组相应线电动势之间相差1. 联结组的表示方式联结组的表示方式(1) 单相电动势的相位关系单相电动势的相位关系EUEu**U1U2u1u2EUEu**相位关系相位关系:EUEuEUEuU1U2u1u2(2) 三相变压器的联结组三相变压器的联结组时钟表示法：时钟表示法：高压绕组的线电动势（任取一个）高压绕组的线电动势（任取一个）作分针，指向作分针，指向12点；低压绕组对应的线电动势作时点；低压绕组对应的线电动势作时针，它们所确定的钟点数即为联结组号针，它们所确定的钟点数即为联结组号。

2. 联结组判断方法联结组判断方法(1) 由联结图确定联结方式；由联结图确定联结方式；(2) 在联结图上标出高、低压绕组的线电动势和相在联结图上标出高、低压绕组的线电动势和相 电动势；电动势；(3) 画出高压绕组的电动势相量图画出高压绕组的电动势相量图 星形联结时相电动势画成星形联结时相电动势画成 Y 形，三角形联结形，三角形联结时相电动势画成时相电动势画成 △△形(4) 画出低压绕组的电动势相量图画出低压绕组的电动势相量图 先画相电动势相量，再画线电动势相量先画相电动势相量，再画线电动势相量5) 判断联结组号，写出联结组判断联结组号，写出联结组 找出某个对应的高、低压绕组的线电动势找出某个对应的高、低压绕组的线电动势的相位差，确定钟点数的相位差，确定钟点数※※ 典型的联结组：典型的联结组：Y,yn0、、Y,d11、、YN,d11※ ※ 三角形联结的两种方式：三角形联结的两种方式：U V W顺顺接接逆逆接接U V WU1 V1 W1N例例1：：判断按下图方式联结的三相变压器的联结组。

判断按下图方式联结的三相变压器的联结组EUEVEW***u1 v1 w1EuEvEwEWEUEVNUVWEUVEuEvuvwEwEuvEuv联结组号联结组号: Y,d1例例2：：判断按下图方式联结的三相变压器的联结组判断按下图方式联结的三相变压器的联结组U1 V1 W1* * *N* * *u1 v1 w1EuEvEwEUEVEWEUEVEWUVWEUV =EuEvEwNuvwEuv联结组号联结组号: D,y7例例3：：判断按下图方式联结的三相变压器的联结组判断按下图方式联结的三相变压器的联结组U1 V1 W1N* * *u1 v1 w1* * *EUEVEWEuEvEwEUEVEWNUVWEUVEuEvEwuvwEuv =Euv 联结组号联结组号: Y,d11◆ ◆ 各种的应用场合各种的应用场合 (1) Y,yn0 联结组：二次侧组成三相四线制联结组：二次侧组成三相四线制。

用于配电变压器时可兼供动力和照明负载用于配电变压器时可兼供动力和照明负载 (2) Y,d11 联结组：用于二次侧电压超过联结组：用于二次侧电压超过400 V 的线路中的线路中 (3) YN,d11 联结组：用于高压输电线路中，联结组：用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地使电力系统的高压侧可以接地※ ※ 变压器的某一侧接成三角形，对运行有利变压器的某一侧接成三角形，对运行有利此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢。