第一章变压器基本工作原理和结构
(1)由于电源电压和线圈电阻不变,所以电流I不变,铜损RI2不变.磁感应强度B不变,因为在lHNI=中与S无关,H不变,由B-H曲线可查知mB不变;
(2)在交流励磁的情况下,由公式mm44.444.4BSNfFNfEU==≈可知,当铁心截面积S加倍而其它条件不变,铁心中的磁感应强度mB的大小减半;线圈电流I和铜损RI2随B-H曲线中H的减小相应降低;
(3)由公式lBlHNI== ,线圈匝数N加倍,电源电压和线圈的电阻保持不变则线圈电流I和铜损RI2不变,磁场强度H加倍,磁感应强度B大小按B-H曲线增加;
(4)在交流励磁的情况下,由公式m44.444.4BSNfFNfEUm==≈可知,当线圈匝数N加倍而其它条件不变,铁心中的磁感应强度mB的大小减半;线圈电流I和铜损RI2按B-H曲线减小;
(5)由公式mm44.444.4BSNfFNfEU==≈可知,在电流频率f减半而其它条件不变的情况下,铁心中的磁感应强度mB的大小加倍(在铁心不饱和的前提下);线圈电流I和铜损RI2按B-H曲线增加;
(6)由公式mm44.444.4BSNfΦNfEU==≈可知,当电源电压的大小和频率减半而其它条件不变时,铁心中的磁感应强度mB,线圈中的电流I和铜损RI2均保持不变.
铁芯在变压器中起的作用是什么？
答:铁芯提供磁通路径和能量传递，为提高磁路的导磁系数和降低铁芯的涡流损耗，采用表面涂有绝缘物的薄的硅钢片来制造铁。
直流铁心线圈通直流来励磁（如直流电机的励磁线圈、电磁吸盘及各种直流电器的线圈）。因为励磁是直流，则产生的磁通是恒定的，在线圈和铁心中不会感应出电动势来，在一定的电压U下，线圈电流I只与线圈的R有关，P也只与I2R有关，所以分析直流铁心线圈比较简单。
1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？
答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生
同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有
dt d N e 01
1φ-=, dt d N e 0
22φ
-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1
≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,
故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 试从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？
答：由dt d N e 011φ-=, dt d N e 0
2
2φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以
1
1
22N U
N U =将增大。或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。 1-3 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？
答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中
产生感应电动势。
1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？
答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？
答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。
油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。
绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。 1-6变压器原、副方和额定电压的含义是什么？
答：变压器二次额定电压U 1N 是指规定加到一次侧的电压，二次额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。
1-7 有一台D-50/10单相变压器，V U U kVA S N N N 230/10500/,5021==，试求变压器原、副线圈的额定电流？
解：一次绕组的额定电流
A U S I N N N
76.4105001050311=?== 二次绕组的额定电流
A U S I N N N
39.2172301050322=?==
1-8 有一台SSP-125000/220三相电力变压器，YN ，d 接线，kV U U N N 5.10/220/21=，求①变压器额定电压和额定电流；②变压器原、副线圈的额定电流和额定电流。 解：①. 一、二次侧额定电压 kV U kV U N N 5.10,22021==
一次侧额定电流（线电流）
A
U S I N N N 04.3282203125000311=?=
=
二次侧额定电流（线电流）
A
U S I N
N N 22.6873230
3125000322=?==
② ② 由于YN ，d 接线
一次绕组的额定电压 U 1N ф=
kV
U N
02.1273
220
3
1==
一次绕组的额定电流A I I N N 04.32811==Φ
二次绕组的额定电压kV U U N N 5.1022==Φ
二次绕组的额定电流I 2N ф=
A
I N
26.39683
22
.68733
2==
第二章 单相变压器运行原理及特性
2-1 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？
答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自 的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理
区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质 磁路闭合。 2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。
3．在性质上，主磁通磁路饱和，υ0与I 0呈非线性关系，而漏磁通 磁路不饱和，υ1σ与I 1呈线性关系。
4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出， 起传递能
量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。
空载时，有主磁通0.φ和一次绕组漏磁通σφ1.
，它们均由一次侧磁动势0.
F 激励。
负载时有主磁通0.φ，一次绕组漏磁通σφ1.
，二次绕组漏磁通σφ2.
。主磁通0.
φ由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即2.
1.
0.
F F F +=激励，一次绕组漏磁通σφ1.
由一次绕组磁动势1.
F 激励，二次绕组漏磁通σφ2.
由二次绕组磁动势2.F 激励 .
2-2变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？
答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。
性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。
大小：由磁路欧姆定律
m R N I 1
00=
φ，和磁化曲线可知，I 0 的大小与主磁通υ0, 绕组匝数N 及磁路磁阻m
R 有关。就变压器来说，根据m fN E U Φ=≈11144.4，可知，11
44.4fN U m =
Φ， 因此，m Φ由电源电压U 1的
大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。
根据磁阻表达式
S l
R m μ=
可知，m R 与磁路结构尺寸S l ,有关，还与导磁材料的磁导率μ有关。变压器
铁芯是铁磁材料，μ随磁路饱和程度的增加而减小，因此
m R 随磁路饱和程度的增加而增大。
综上，变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率，绕组匝数，铁心尺寸及磁路的饱和程度有关。
2-3 变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？
答：要从电网取得功率，供给变压器本身功率损耗，它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。
2-4 为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各呈什么波形，为什么？
答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁化曲线），电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为尖顶波。
2-5 一台220/110伏的单相变压器，试分析当高压侧加额定电压220伏时，空载电流I 0呈什么波形？加110伏时载电流I 0呈什么波形，若把110伏加在低压侧，I 0又呈什么波形
答：变压器设计时，工作磁密选择在磁化曲线的膝点（从不饱和状态进入饱和状态的拐点），也就是说，变压器在额定电压下工作时，磁路是较为饱和的。
高压侧加220V ，磁密为设计值，磁路饱和，根据磁化曲线，当磁路饱和时，励磁电流增加的幅度比磁通大，所以空载电流呈尖顶波。
高压侧加110V ，磁密小，低于设计值，磁路不饱和，根据磁化曲线，当磁路不饱和时，励磁电流与磁通几乎成正比，所以空载电流呈正弦波。
低压侧加110V ，与高压侧加220V 相同， 磁密为设计值， 磁路饱和，空载电流呈尖顶波。 2-6 试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？当电源电压降到额定值的一半时，它们如何变化？我们希望这两个电抗大好还是小好，为什么？这两个电抗谁大谁小，为什么？
答：励磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。
电源电压降至额定值一半时，根据m fN E U Φ=≈11144.4可知，
11
44.4fN U m =
Φ，于是主磁通减小，磁路
饱和程度降低，磁导率μ增大，磁阻
S l
R m μ=
减小, 导致电感m m m R N R i i N N i N i L 2
1001100100=?===φψ增大，励磁电抗
m m L x ω=也增大。但是漏磁通路径是线性磁路， 磁导率是常数，因此漏电抗不变。
由
m x U I 1
0≈
可知,励磁电抗越大越好，从而可降低空载电流。漏电抗则要根据变压器不同的使用场合来考
虑。对于送电变压器，为了限制短路电流
K K x U I 1
≈
和短路时的电磁力,保证设备安全，希望漏电抗较大；对
于配电变压器，为了降低电压变化率：
)sin cos (2*
2*φφβK K x r u +=?,减小电压波动，保证供电质量，希望漏电抗较小。
励磁电抗对应铁心磁路，其磁导率远远大于漏磁路的磁导率，因此，励磁电抗远大于漏电抗。
2—7 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r 1很小，为什么空载电流I 0不大？如将它
接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？
答： 因为存在感应电动势E 1, 根据电动势方程：
)()(11.0.
01.
01.00.
10.
.
11.
.
1.
.
jx r I Z I r I x I j jx r I r I E E U m m m ++=+++=+--=σ 可知，尽管1r 很小，但由于励磁阻抗
m Z 很大，所以0I 不大.如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不
感应电动势，即01=E ，01=σE ，因此电压全部降在电阻上，即有11/r U I =，因为1r 很小，所以电流很大。
2—8 一台380/220伏的单相变压器，如不慎将380伏加在二次线圈上，会产生什么现象？
答： 根据
m fN E U Φ=≈11144.4可知，
11
44.4fN U m =
Φ，由于电压增高，主磁通m Φ将增大，磁密m B 将
增大, 磁路过于饱和，根据磁化曲线的饱和特性，磁导率μ降低，磁阻
m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律
m m R N I Φ=10可知,产生该磁通的励磁电流0I 必显著增大。再由铁耗3.12
f B p m Fe ∝可知，由于磁密m B 增
大,导致铁耗Fe p 增大，铜损耗12
0r I 也显著增大，变压器发热严重， 可能损坏变压器。
2—9一台220/110伏的变压器，变比22
1
==
N N k ，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？
答：不能。由
m fN E U Φ=≈11144.4可知，由于匝数太少，主磁通m Φ将剧增，磁密m B 过大,磁路过于饱和，
磁导率μ降低，磁阻
m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将
大增。再由3
.12
f B p m Fe ∝可知，磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增， 铜损耗12
0r I 也显著增大，变压器发热
严重，可能损坏变压器。
2-10 2-10 变压器制造时：①迭片松散，片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤，部对变压器性能有何影响？
答：（1）这种情况相当于铁心截面S 减小，根据
m fN E U Φ=≈11144.4可知知,
11
44.4fN U m =
Φ，因此,电源
电压不变,磁通
m Φ将不变，但磁密
S B m
m Φ=
，S 减小，m B 将增大，铁心饱和程度增加，磁导率μ减小。
因为磁阻
S l
R m μ=
，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10，当线圈匝数不变时，励磁电流将增
大。又由于铁心损耗3
.12
f B p m Fe ∝，所以铁心损耗增加。
（2）这种情况相当于磁路上增加气隙，磁导率μ下降，从而使磁阻
S l
R m μ=
增大。 根据
m fN E U Φ=≈11144.4可知,
1144.4fN U m =
Φ，故m φ不变，磁密S B m
m Φ=
也不变，铁心饱和程度不变。又
由于3
.12
f B p m Fe ∝，故铁损耗不变。根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=1
0可知，磁动势0F 将增大，当线圈匝数不变时，励磁电流将增大。 励磁阻抗减小，原因如下：
电感
m m m R N R i i N N i
N i L 2100110010
=?===
φψ, 激磁电抗m m m R N f L x 2
1
2πω==,因为 磁阻 m R 增大，所以励磁电抗减小。
已经推得铁损耗Fe p 不变，励磁电流0I 增大，根据m m Fe r r I p (2
0=是励磁电阻，不是磁阻m R ）
可知，
励磁电阻减小。励磁阻抗
m m m jx r z +=，它将随着 m m x r 和 的减小而减小。
（3）由于绝缘损坏，使涡流增加，涡流损耗也增加，铁损耗增大。根据
m fN E U φ11144.4=≈可
知,
1144.4fN U m =
Φ，故m φ不变，磁密S B m
m Φ=
也不变，铁心饱和程度不变。但是，涡流的存在相当于二
次绕组流过电流，它增加使原绕组中与之平衡的电流分量也增加，因此励磁电流增大，铁损耗增大。再由
m z I E U 011=≈可知，0I 增加，励磁阻抗m m m jx r z +=必减小。
2-11变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？
答：根据
m fN E U φ11144.4=≈可知,
11
44.4fN U m =
Φ,因此,一次绕组匝数减少,主磁通m Φ将 增加，磁密
S B m
m Φ=
，因S 不变，m B 将随m Φ的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率μ下降。因为磁阻
S l R m μ=
，所以磁阻增大。根据磁路欧姆定律
m m R N I Φ=10，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。 又由于铁心损耗
3.12
f B p m Fe ∝，所以铁心损耗增加。
励磁阻抗减小，原因如下。
电感
m m m R N R i i N N i
N i L 2100110010
=?===
φψ, 激磁电抗m m m R N f L x 2
1
2πω==,因为磁阻m R 增大，匝数1N 减少，所以励磁电抗减小。
设减少匝数前后匝数分别为1N 、'
1N ，磁通分别为m φ、'
m φ，磁密分别为
m B 、'm B ，电流分别为0I 、'0I ，磁阻分别为m R 、'm R ，铁心损耗分别为Fe p ， '
Fe p 。根据以上讨论再设，
)1(11'>=k k m m φφ，同理，)1(11'>=k B k B m m ， )1(22'>=k R k R m m ，)1(313'1<=k N k N ，
于是
3
2
11321'
1
'
''
0I k k k N k R k k N R I m m m m ==
=
φφ。又由于3
.12f B p m Fe ∝， 且m m Fe
r r I p (2
0=是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以m m m m Fe Fe r I r I B B p p 2
0'
2
'02
2
''
==，即 m m r k r k k k 23'2
22
12
1=，于是，123'2
2=m
m r k r k ，因12>k ，13 2—12 如将铭牌为60赫的变压器，接到50赫的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响？ 答：根据 m fN E U Φ=≈11144.4可知， 电源电压不变，f 从60Hz 降低到50Hz 后，频率f 下降到原来的（1/1.2）， 主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密m B 也将增大到原来的1.2倍， 磁路饱和程度增加， 磁导率μ降低， 磁 阻 m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将增大。 再由3 .12 f B p m Fe ∝讨论铁损耗的变化情况。 60Hz 时，3 .12 f B p m Fe ∝ 50Hz 时，3 .12' )2.11()2.1(f B p m Fe ∝ 因为，14.12.12.12.17.03 .12 ' ===Fe Fe p p ，所以铁损耗增加了。 漏电抗σσσπωfL L x 2==，因为频率下降，所以原边漏电抗 σ1x ，副边漏电抗σ2x 减小。又由电压变化率表 达式 [ ] 2* 2*12*2*12* 2* sin )(cos )()sin cos (??β??βσσx x r r x r u K K +++=+=?可知， 电压变化率u ?将随 σ1x ，σ2x 的减小而减小。 2-13变压器运行时由于电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁阻抗、铁损和铜损有何影响？ 答：根据 m fN E U Φ=≈11144.4可知, 11 44.4fN U m = Φ,因此,电源电压降低,主磁通m Φ将减小，磁密 S B m m Φ=，因S 不变，m B 将随m Φ的减小而减小，铁心饱和程度降低，磁导率μ增大。因为磁阻 S l R m μ=，所以磁阻减小。根据磁路欧姆定律 m m R N I Φ=10，磁动势0F 将减小，当线圈匝数不变时，励磁电流减小。 又由于铁心损耗3 .12 f B p m Fe ∝，所以铁心损耗减小。 励磁阻抗增大，原因如下。 电感 m m m R N R i i N N i N i L 2100110010 =?=== φψ, 励磁电抗m m m R N f L x 2 1 2πω==,因为 磁阻m R 减小，所以m x 增大。设降压前后磁通分别为m φ、' m φ，磁密分别为m B 、' m B ， 电流分别为0I 、'0I ，磁阻分别为m R 、'm R ，铁心损耗分别为Fe p 、' Fe p 。根据以上讨 论再设， )1(11'<=k k m m φφ，同理，)1(11'<=k B k B m m ，)1(22'<=k R k R m m ， 于是， 0211211 ' '' 0I k k N R k k N R I m m m m == = φφ。又由于 3 .12f B p m Fe ∝，且 m m Fe r r I p (20=是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以 m m m m Fe Fe r I r I B B p p 20'2 '02 2 '' ==， 即 m m r r k k k '222121=，于是， 1'2 2 =m m r r k 因12 m m r r >' ，显然，励磁电阻将增大。励磁阻抗 m m m jx r z +=，它将随着m m x r 和的增大而增大。简单说：由于磁路的饱和特性，磁密降低的程度比励磁电流小，而铁耗 3.12 f B p m Fe ∝= m r I 2 0，由于铁耗降低得少，而电流降低得大，所以励磁电阻增大。 2-14两台单相变压器， V U U N N 110/220/21=，原方匝数相同，空载电流II I I I 00≠，今将两台变压器原线 圈顺向串联接于440V 电源上，问两台变压器二次侧的空载电压是否相等，为什么？ 答：由于空载电流不同,所以两台变压器的励磁阻抗也不同（忽略11,x r ），两变压器原线圈顺向串联，相当于两个励磁阻抗串联后接在440V 电源上。由于两个阻抗大小不同，各自分配的电压大小不同，也就是原边感应 电势不同，由于变比相同，使副边电势不同,既是二次的空载电压不同。 2-15变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的表达式，并写出电动势平衡方程？ 答：一次绕组有主电动势. 1E ，漏感电动势σ.1E ，一次绕组电阻压降11.r I ，主电动势.1E 由主磁通. 0φ交变产生，漏感电动势σ. 1E 由一次绕组漏磁通σφ1. 交变产生。一次绕组电动势平衡方程为.111. 1. 1. )(jx r I E U ++-=；二 次绕组有主电动势. 2E ，漏感电动势. 2. σE ，二次绕组电阻压降22.r I ，主电动势.2E 由主磁通. 0φ交变产生，漏 感电动势. 2. σE 由二次绕组漏磁通σφ2. 交变产生,二次绕组电动势平衡方程为.222. 2. 2. )(jx r I E U +-=。 2-16变压器铁心中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？ 答：空载时的励磁磁动势只有一次侧磁动势10. 0.N I F =，负载时的励磁磁动势是一次侧和二次侧的合成磁动势，即2. 1. 0. F F F +=,也就是22. 11.10.N I N I N I +=。 2-17试绘出变压器“T ”形、近似和简化等效电路，说明各参数的意义，并说明各等效电路的使用场合。 答：“T ”形等效电路 r 1 ，x 1——一次侧绕组电阻，漏抗 r 2’, x 2’ ——二次侧绕组电阻，漏抗折算到一次侧的值 r m , x m ——励磁电阻，励磁电抗 近似等效电路： r k = r 1 +r 2’ -----短路电阻 x k= x 1 +x 2’ ----------短路电抗 r m , x m -----励磁电阻，励磁电抗 简化等效电路 r k , x k --短路电阻，短路电抗 2-18 对二次电压的影响？容性负载时，二次端电压与空载时相比，是否一定增加？ 答： 两种简化相量图为：图（a ）为带阻感性负载时相量图，(b)为带阻容性负载时相量图。 从相量图可见，变压器带阻感性负载时，二次端电压下降（1'2U U <），带阻容性负载时，端电压上升 （1' 2U U >）。 r 1 x 1 r ’ x ’ 'L Z .U . 'L Z r K x K .U 'L K r I ? 1 x I j 1? （a ） (b) 从相量图（b ）可见容性负载时，二次端电压与空载时相比不一定是增加的。 2-19变压器二次侧接电阻、电感和电容负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同，为什么？ 答：接电阻负载时，变压器从电网吸收的无功功率为感性的，满足本身无功功率的需求；接电感负载时，变压器从电网吸收的无功功率为感性的，满足本身无功功率和负载的需求，接电容负载时，分三种情况：1）当变压器本身所需的感性无功功率与容性负载所需的容性无功率相同时，变压器不从电网吸收无功功率，2）若前者大于后者，变压器从电网吸收的无功功率为感性的；3）若前者小于后者，变压器从电网吸收的无功功率为容性的。 2—20 空载试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载功率、空载电流、空载电流百分数及激磁阻抗是否相等？如试验时，电源电压达不到额定电压，问能否将空载功率和空载电流换算到对应额定电压时的值，为什么？ 答： 低压侧额定电压小，为了试验安全和选择仪表方便，空载试验一般在低压侧进行。 以下讨论规定高压侧各物理量下标为1，低压侧各物理量下标为2。空载试验无论在哪侧做，电压均加到 额定值。根据m fN E U Φ=≈44.4可知， 11144.4fN U N m = Φ； 2 2244.4fN U N m = Φ，故 12 222122121=?==ΦΦKN N U KU N U N U N N N N m m ，即21m m Φ=Φ。因此无论在哪侧做，主磁通不变，铁心饱和程度不变， 磁导率μ不变，磁阻 S l R m μ= 不变。 根据磁路欧姆定律m m R IN F Φ==可知，在m R 、m Φ不变时， 无 论在哪侧做，励磁磁动势都一样，即0201F F =，因此202101N I N I =， 则K N N I I 1 1202 01= =，显然分别在高低压侧做变压器空载试验，空载电流不等，低压侧空载电流是高压侧空载电流的K 倍。 空载电流百分值 (%)100(%)10101?= N I I I ， (%)100(%)20202?=N I I I ， 由于N N KI I KI I 120102,==， 所以(%)01I =(%)02I ，空载电流百分值相等。 空载功率大约等于铁心损耗，又根据3 .12f B p m Fe ∝，因为无论在哪侧做主磁通都相同，磁密不变，所以 铁损耗基本不变，空载功率基本相等。 励磁阻抗 02220111,I U z I U z N m N m == ，由于N N KU U KI I 210102,==，所以 221m m z K z =，高压侧 励磁阻抗1m z 是低压侧励磁阻抗2m z 的2 K 倍。 不能换算。因为磁路为铁磁材料,具有饱和特性。磁阻随饱和程度不同而变化， 阻抗不是常数，所以不能换算。由于变压器工作电压基本为额定电压，所以测量 空载参数时，电压应加到额定值进行试验，从而保证所得数据与实际一致。 2-21短路试验时希望在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路功率、短路电流、短路电压百分数及短路阻抗是否相等？如试验时，电流达不到额定值对短路试验就测的、应求的哪些量有影响，哪些量无影响？如何将非额定电流时测得U K 、P K 流换算到对应额定电流I N 时的值？ 答：高压侧电流小，短路试验时所加电压低，为了选择仪表方便，短路试验一般在高压侧进行。 以下讨论规定高压侧各物理量下标为1，低压侧各物理量下标为2。 电源加在高压侧，当电流达到额定值时，短路阻抗为 2 ' 212' 211)()(x x r r z K +++=，铜损耗为 )(' 21211r r I p N cu +=，短路电压111K N KN z I U =，短路电压百分值为 (%)100(%)11 11?= N K N K U z I U 电源加在低压侧，当电流达到额定值时，短路阻抗为 2 2' 122' 12)()(x x r r z K +++=，铜 损耗为)(2' 1222r r I p N cu +=，短路电压222K N KN z I U =，短路电压百分值为 (%)100(%)22 22?= N K N K U z I U ， 根据折算有 12' 122'21,r K r r K r = =，12'122 '21,x K x x K x ==，因此 短路电阻 22 2212' 211)( K K r K r K r K r r r =+=+=， 短路电抗 22221 2' 211)( K K x K x K x K x x x =+=+=， 所以高压侧短路电阻、短路电抗分别是低压侧短路电阻、短路电抗的2 K 倍。 于是，高压侧短路阻抗也是低压侧 短路阻抗的2 K 倍； 由 N N I K I 2!1 = 推得21cu cu p p =，高压侧短路损耗与低压侧短路损耗相等； 而且 21K K KU U =，高压侧短路电压是低压侧短路电压的K 倍； 再由N N KU U 21=推得(%)(%)21K K U U =，高压侧短路电压的百分值值与低压侧短 路电压的百分值相等 。 因为高压绕组和低压绕组各自的电阻和漏电抗均是常数，所以短路电阻、短路电抗 K K x r ,也为常数，显然短路阻抗恒定不变。电流达不到额定值，对短路阻抗无影响， 对短路电压、短路电压的百分数及短路功率有影响，由于短路试验所加电压很低，磁 路不饱和，励磁阻抗很大，励磁支路相当于开路，故短路电压与电流成正比，短路功 率与电流的平方成正比，即K K N KN I U I U =，22k K N KN I p I p =，于是可得换算关系K K N KN I U I U =， 2 2k K N KN I p I p =。 2—22 当电源电压、频率一定时，试比较变压器空载、满载（0 20>?）和短路三种情况下下述各量的大小 （需计及漏阻抗压降）： （1）二次端电压U 2；（2）一次电动势E 1；（3）铁心磁密和主磁通m Φ。 答：（1）变压器电压变化率为)sin cos (2* 2* ??βk k x r u +=?，二次端电压 N U u U 22)1(?-=，空载时，负载系数β=0，电压变化率0=?u ，二次端电压为N U 2； 满载（o 02>?）时，负载系数β=1，电压变化率0>?u ，二次端电压2U 小于N U 2； 短路时二次端电压为0。显然，空载时二次端电压最大，满载（o 02>?）时次之，短 路时最小。 （2）根据一次侧电动势方程11. 1. 111. 1. 1. )(Z I E jx r I E U +-=++-=可知，空载时I 1 最 小，漏电抗压降11. Z I 小，1E 则大；满载时N I I 11=，漏电抗压降 11. Z I 增大，1E 减 小；短路时1I 最大，漏电抗压降11. Z I 最大，1E 更小。显然，空载时1E 最大，满载时 次之，短路时最小。 （3）根据m fN E Φ=1144.4知， 11 44.4fN E m = Φ，因为空载时1E 最大，满载时次之， 短路时最小，所以空载时m Φ最大，满载时m Φ次之，短路时m Φ最小。 因为磁密 S B m m Φ= ，所以空载时m B 最大，满载时m B 次之，短路时m B 最小。 2-23为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损，短路损耗可近似看成铜损？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？ 答：空载时，绕组电流很小，绕组电阻又很小，所以铜损耗I 02r 1很小,故铜损耗可以忽略，空载损耗可以近似看成铁损耗。测量短路损耗时，变压器所加电压很低，而根据11. 1. 111. 1. 1. )(Z I E jx r I E U +-=++-=可知， 由于漏电抗压降11. Z I 的存在，1E 则更小。又根据m fN E Φ=1144.4可知， 11 44.4fN E m = Φ，因为1E 很小， 磁通就很小，因此磁密 S B m m Φ= 很低。再由铁损耗3 .12f B p m Fe ∝，可知铁损耗很小，可以忽略，短路损耗 可以近似看成铜损耗。负载时，因为变压器电源电压不变，1E 变化很小（)11U E ≈，主磁通几乎不变，磁密就几乎不变，铁损耗也就几乎不变，因此真正的铁损耗与空载损耗几乎无差别，是不变损耗。铜损耗与电流的平方成正比，因此负载时的铜损耗将随电流的变化而变化，是可变损耗，显然，负载时的铜损耗将因电 流的不同而与短路损耗有差别。 2-24 变压器电源电压不变，负载（02>?）电流增大，一次电流如何变，二次电压如何变化？当二次电压过低时，如何调节分接头？ 答：根据磁动势平衡方程10. 22. 11. N I N I N I =+可知， K I I N N I I I 2 . 0. 122.0. 1.)(-+=- +=，当负载电流（即2I ） 增大时，一次电流一定增大。又电压变化率)sin cos (2* 2* ??βk k x r u +=?，其中 N I I 22 = β，负载电流增大 时，β增大。因为02>?，所以0>?u 且随着β的增大而增大，于是，N U u U 22)1(?-=将减小。 因为变压器均在高压侧设置分接头，所以，变压器只能通过改变高压侧的匝数实 现调压。二次电压偏低时，对于降压变压器，需要调节一次侧（高压侧）分接头，减少匝数，根据 m fN E U Φ=≈11144.4可知，主磁通 1144.4fN U m ≈ Φ将增大，每匝电压m f N U Φ≈44.41 1 将增大，二次电压 m fN U Φ=2244.4提高。对于升压变压器，需要调节二次侧（高压侧）分接头，增加匝数，这时，变压器主 磁通、每匝电压均不变（因一次侧电压、匝数均未变），但是由于二次侧匝数增加，所以其电压 m fN U Φ=2244.4提高。 2-25有一台单相变压器，额定容量为5千伏安，高、低压侧均有两个线圈组成，原方每个线圈额定电压均为U 1N =1100伏，副方均为U 2N =110伏，用这台变压器进行不同的连接，问可得到几种不同的变化？每种连接原、副边的额定电流为多少？ 解：根据原、副线圈的串、并联有四种不同连接方式： 1）原串、副串： 1011021100 22221=??== N N U U K A U S I A U S I N N N N N N 73.2211025000 2273.21100 25000 22211=?== =?== 2）原串、副并： 201101100 2221=?== N N U U K A U S I A U S I N N N N N N 45.45110 5000 273.2110025000 22211=== =?== 3）原并、副串： 511021100 221=?== N N U U K A U S I A U S I N N N N N N 73.2211025000 2545.41100 5000 2211=?== === 4）原并、副并： 10110110021=== n N U U K A U S I A U S I N N N N N N 45.451105000 545.41100 5000 2211=== === 2-26 一台单相变压器，S N =20000kV A ， kV U U N N 11/3 220/21= ，f N =50赫，线圈为铜线。 空载试验（低压侧）：U 0=11kV 、I 0=45.4A 、P 0=47W ； 短路试验（高压侧）：U k =9.24kV 、I k =157.5A 、P k =129W ；试求（试验时温度为150C ）： （1）折算到高压侧的“T ”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定2,2' 21'21k k x x x r r r === =）； （2）短路电压及各分量的百分值和标么值； （3）在额定负载，1cos 2=?、)0(8.0cos 22>=??和)0(8.0cos 22<=??时的电压变化率和二次端电压，并对结果进行讨论。 （4）在额定负载， )0(8.0cos 22>=??时的效率； （5）当)0(8.0cos 22>=??时的最大效率。 解：（1）低压侧励磁阻抗Ω =?==29.2424.4510113 00I U z m 低压侧励磁电阻 Ω=?== 8.224.4510472 3 2 0I p r m 低压侧励磁电抗Ω=-=-=21.2418.2229.242222 2 m m m r z x 变比 547 .1111 3 22021== =N N U U K 折算到高压侧的励磁电阻Ω=?==30408.22547.112 2' m m r K r 折算到高压侧的励磁电抗 Ω=?==3.3216121.241547.1122' m m x K x 高压侧短路阻抗Ω =?==67.585.1571024.93 K K k I U z 高压侧短路电阻 Ω =?== 2.55.1571012932 k k k I P r 高压侧短路电抗 Ω=-=-=44.582.567.58222 2 k k k r z x 折算到C o 75时短路电阻 Ω =?++=++= 448.62.51523575 235152357523575k C k r r o 折算到C o 75时短路阻抗Ω=+=+=8.5844.58448.62 22 27575k C k C k x r z o o "T"型等效电路原副边的电阻 Ω== = =224.32448 .62 75' 21C k o r r r "T"型等效电路原副边的电抗 Ω=== =22.29244.582' 21k x x x 基准阻抗 Ω= ??=== 32420 1020000)3 10 220(3 2 3 2 1111N N N N N S U I U z 励磁电阻标幺值 77 .33242030401' * '===N m m z r r 励磁电抗标幺值 87 .39324203.321611' * '===N m m z x x 短路电阻标幺值 008.032420 448 .6175* 75== = N C k C k z r r o o 短路电抗标幺值 0724.03242044 .581* === N k k z x x "T"型等效电路原副边电阻的标幺值 004.02008 .02 *75*2*1== = =C k o r r r "T"型等效电路原副边电抗的标幺值0362 .020724 .02* *2 * 1 ====k x x x (2) 短路电压的标幺值 0729.03 24208 .58*751751751*==== = C k N C k N C k N k o o o z z z U z I u 短路电压有功分量的标幺值 008 .0*751751751*=== = C k N C k N C k N ka o o o r z r U r I u 短路电压无功分量的标幺值 0724.0* 111*==== K N k N k N kr x z x U x I u 短路电压的百分值 (%)29.7(%)100(%)100(%)* 751751=?=?= C K N C k N k o o z U z I u 短路电压有功分量的百分值 (%)8.0(%)100(%)100(%)*751751=?=?= C K N C k N ka o o r U r I u 短路电压无功分量的百分值 (%)24.7(%)100(%)100(%)*11=?=?= K N k N kr x U x I u (3) 额定负载时,负载系数1=β ①0sin 1cos 22==??时， 电压变化率和二次端电压分别为： 008.01008.01)sin cos (2* 2*=??=+=???βk k x r u kV U u U N 912.1011)008.01()1(22=?-=?-= ②6.0sin )0(8.0cos 222=>=???时， 电压变化率和二次端电压分别为 04984.0)6.00724.08.0008.0(1)sin cos (2*2*=?+??=+=???βk k x r u kV U u U N 452.1011)04984.01()1(22=?-=?-= ③6.0sin )0(8.0cos 222-=<=???时， 电压变化率和二次端电压分别为 03704.0)6.00724.08.0008.0(1)sin cos (2*2*-=?-??=+=???βk k x r u kV U u U N 407.1111)03704.01()1(22=?+=?-= (4) 一次侧额定电流 A U S I N N N 5.157310 220102000033 11=??== 于是满载时的铜损耗 kW r I P C K N KN o 9507.159448.65.1572 7521=?== 效率 (%) 7.98(%)100)9507.1591478.020******** .1591471((%)100)cos 1(222 0220=??++???+-=?+++-=KN N KN P P S P P β?ββη (5)最大 ,负载系数为 542.09507.15947 0=== KN m P P β 最大效率为 (%) 99(%)100)7.428.020000542.047 21((%) 100)2cos 21(0 20 max =??+???- =?+- =P S P N m ?βη 2-26 一台单相变压器，S N =20000kV A ， kV U U N N 11/3 220/21= ，f N =50赫，线圈为铜线。 空载试验（低压侧）：U 0=11kV 、I 0=45.4A 、P 0=47W ； 短路试验（高压侧）：U k =9.24kV 、I k =157.5A 、P k =129W ；试求（试验时温度为150C ）： （1）折算到高压侧的“T ”形等效电路各参数的欧姆值及标么值（假定2,2' 21'21k k x x x r r r === =）； （2）短路电压及各分量的百分值和标么值； （3）在额定负载，1cos 2=?、)0(8.0cos 22>=??和)0(8.0cos 22<=??时的电压变化率和二次端电压，并对结果进行讨论。 （4）在额定负载， )0(8.0cos 22>=??时的效率； （5）当)0(8.0cos 22>=??时的最大效率。 解：（1）低压侧励磁阻抗Ω =?==29.2424.4510113 00I U z m 低压侧励磁电阻 Ω=?== 8.224.4510472 3 2 0I p r m 低压侧励磁电抗Ω=-=-=21.2418.2229.242222 2 m m m r z x 变比 547 .1111 3 22021=== N N U U K 折算到高压侧的励磁电阻 Ω=?==30408.22547.112 2' m m r K r 折算到高压侧的励磁电抗 Ω=?==3.3216121.241547.1122' m m x K x 高压侧短路阻抗Ω =?==67.585.1571024.93 K K k I U z 高压侧短路电阻 Ω =?== 2.55.1571012932 k k k I P r 高压侧短路电抗 Ω=-=-=44.582.567.58222 2 k k k r z x 折算到C o 75时短路电阻 Ω =?++=++= 448.62.51523575 235152357523575k C k r r o 折算到C o 75时短路阻抗Ω=+=+=8.5844.58448.62 22 27575k C k C k x r z o o "T"型等效电路原副边的电阻 Ω== = =224.32448 .62 75' 21C k o r r r "T"型等效电路原副边的电抗 Ω=== =22.29244.582' 21k x x x 基准阻抗 Ω= ??=== 32420 1020000)3 10 220(3 2 3 2 1111N N N N N S U I U z 励磁电阻标幺值 77 .33242030401' * '===N m m z r r 励磁电抗标幺值 87 .39324203.321611' * '===N m m z x x 短路电阻标幺值 008.032420 448 .6175* 75== = N C k C k z r r o o 短路电抗标幺值 0724.03242044 .581* === N k k z x x "T"型等效电路原副边电阻的标幺值 004.02008 .02 *75*2*1== = =C k o r r r "T"型等效电路原副边电抗的标幺值0362 .020724 .02* *2 * 1 ====k x x x (2) 短路电压的标幺值 0729.03 24208 .58*751751751*==== = C k N C k N C k N k o o o z z z U z I u 短路电压有功分量的标幺值 008 .0*751751751*=== = C k N C k N C k N ka o o o r z r U r I u 短路电压无功分量的标幺值 0724.0* 111*==== K N k N k N kr x z x U x I u 短路电压的百分值 (%)29.7(%)100(%)100(%)* 751751=?=?= C K N C k N k o o z U z I u 短路电压有功分量的百分值 (%)8.0(%)100(%)100(%)*751751=?=?= C K N C k N ka o o r U r I u 短路电压无功分量的百分值 (%)24.7(%)100(%)100(%)*11=?=?= K N k N kr x U x I u (3) 额定负载时,负载系数1=β ①0sin 1cos 22==??时， 电压变化率和二次端电压分别为： 008.01008.01)sin cos (2* 2*=??=+=???βk k x r u kV U u U N 912.1011)008.01()1(22=?-=?-= ②6.0sin )0(8.0cos 222=>=???时， 电压变化率和二次端电压分别为 04984.0)6.00724.08.0008.0(1)sin cos (2*2*=?+??=+=???βk k x r u kV U u U N 452.1011)04984.01()1(22=?-=?-= ③6.0sin )0(8.0cos 222-=<=???时， 电压变化率和二次端电压分别为 03704.0)6.00724.08.0008.0(1)sin cos (2*2*-=?-??=+=???βk k x r u kV U u U N 407.1111)03704.01()1(22=?+=?-= (4) 一次侧额定电流 A U S I N N N 5.157310 220102000033 11=??== 于是满载时的铜损耗 kW r I P C K N KN o 9507.159448.65.1572 7521=?== 效率 (%) 7.98(%)100)9507.1591478.020******** .1591471((%)100)cos 1(222 0220=??++???+-=?+++-=KN N KN P P S P P β?ββη (5)最大 ,负载系数为 542.09507.15947 0=== KN m P P β 最大效率为 (%) 99(%)100)7.428.020000542.047 21((%) 100)2cos 21(0 20 max =??+???- =?+- =P S P N m ?βη 2-27 一台单相变压器，S N =1000kV A ，kV U U N N 3.6/60/21=，f N =50赫， 空载试验（低压侧）：U 0=6300kV 、I 0=19.1A 、P 0=5000W ； 短路试验（高压侧）：U k =3240kV 、I k =15.15A 、P k =14000W ；试计算： 1． 1． 用标么值计算“T ”形等效电路参数； 2． 2． 短路电压及各分量的标么值勤和百分值； 3． 3． 满载且)0(8.0cos 22>=??时的电压变化率及效率； 4． 4． 当)0(8.0cos 22>=??时的最大效率。 解：1、 A U S I N N N 67.16601000 11=== A U S I N N N 73.1583.6100022=== 3 .8345.0)73.1581.19(10005 )()(31.873.1581.191 112*2**22200 2*0 * 0* 20 * 0* =-========= m m m N N m N m r Z x I I S P I P r I I I Z kW I I P P V I I U U k N K kN k N k kN 95.16)15.1567.16(14)( 356515.1567 .1632402 211====?== 第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律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。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=1 1 dt d N e Φ-=2 2 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 电子变压器工作原理图 电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。 下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4 构成整流桥 把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻 R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0．45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1．25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。此电子变压器电路工作时，A点工作电压约为12V；B点约为25V；C点约为105V；D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电子变压器电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。 运行培训教案 主变压器结构、各部件作用 运行部 二〇一〇年八月 主变压器结构、各部件作用 一、变压器的基本结构与分类 变压器是一种改变交流电源的电压、电流而不改变频率的静止电气设备，它具有两个（或几个）绕组，在相同频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个（或几个）系统的交流电压和电流而借以传送电能的电气设备。通常，它所连接的至少两个系统的交流电压和电流值是不相同的。 由此可见，变压器是一种通过电磁感应而工作的交流电气设备。主变压器系统由线圈、铁芯、主变油箱、变压器油、调压装置、瓦斯继电器、油枕及油位计、压力释放器、测温装置、冷却系统、潜油泵等组成。另外，主变压器还安装了气相色谱在线监测装置，每周对变压器油进行溶解气体检测，以便判断设备运行状况。 变压器的分类有多种方法：按用途不同可分为电力变压器、工业用变压器及其他特种用途的专用变压器；按绕组与铁芯的冷却介质不同可分为油浸式变压器与干式变压器；按铁芯的结构型式不同可分为心式变压器与壳式变压器；按调压方式不同可分为无励磁调压变压器与有载调压变压器；按相数不同可分为三相变压器与单相变压器；按铁芯柱上的绕组数不同可分为双绕组变压器与多绕组变压器；按不同电压的绕组间是否有电的连接可分为独立绕组变压器与自耦变压器等等。 二、变压器的各部件作用 我厂500kV主变压器由日本三菱公司生产，共19台（一台备用）型号为SUW的单相、双卷、油浸式水冷无载分接升压壳式变压器组，三台单相变压器以Y0/△—11型接线组成与发电机组成单元接线，额定容量3×214MVA，额定电压550/18kV，无载分接范围550—4×％，阻抗电压15％。高压侧出线经高压套管与SF6绝缘封闭母线联接，变压器中性点三相经穿墙套管联接在 B 相主变室经电缆接地；变压器的冷却方式为强迫油循环水冷（ODWF）；每台单相变压器共三组冷却器，运行方式为两台优先、一台备用。主变压器高压侧中性点直接接地方式，低压侧经软连接辫与离相封闭母线联接，高压侧通过SF6管道母线与500kV电缆联接。 表1.主变压器主要参数 变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将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. 3.1 变压器的基本工作原理和结构 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 变压器的参数测定 3.5 变压器的运行特性 隐形专家改编于2009-05 3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.1.1 基本工作原理和分类 一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套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。 1 u 1 e 2 e 2u 1i 2 i Φ 1 U 2 U 1 u 2u L Z 1 2 12d Φe =-N dt d Φe =-N dt 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。 二、分类 按用途分：电力变压器和电子变压器。 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。 按铁心结构分：心式变压器、壳式变压器、环形变压器。 按工作频率分：低频（工频）与高频变压器 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，用厚为 0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成或卷绕而成。 二、绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 三、胶心 胶心也可称骨架，用塑料压制而成，用来固定线圈。 四、固定夹 固定夹也可称牛夹，用铁板冲压而成，用来将变 压器固定在底板上。 第一章 变压器的结构与工作原理 一、填空：（每空1分） 1. ★★一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到 380V 上，则此时Φm ,0I , Fe p 。（增加，减少或不变） 答：Φm 增大，0I 增大， Fe p 增大。 2. ★一台额定频率为60HZ 的电力变压器接于50HZ ，电压为此变压器的5/6倍额定电压 的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度 ，励磁电流 ，励磁电抗 ，漏电抗 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。 3. 三相变压器理想并联运行的条件是（1） ， （2） ，（3） 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4. ★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ，U= ， 空载电流将 ，空载损耗将 。 答：E 近似等于U ，U 等于IR ，空载电流很大，空载损耗很大。 5. ★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6. ★一台变压器，原设计的频率为50HZ ，现将它接到60HZ 的电网上运行，额定电压 不变，励磁电流将 ，铁耗将 。 答：减小，减小。 7. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。 8. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。 答：负载电流的变化。 9. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流 将 ，变压器将 。 答：增大很多，烧毁。 二、选择填空（每题1分） 1. 三相电力变压器磁势平衡方程为 。 A ：原，副边磁势的代数和等于合成磁势 B ：原，副边磁势的时间向量和等于合成磁势 C ：原，副边磁势算术差等于合成磁势 变压器 变压器图片 变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。 英文名称：Transformer 编辑本段变压器的简介 电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。 树脂浇注干式变压器 磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。 编辑本段变压器与变频器的区别： 变频器：通过它调整能够达到所需要的用电频率（50hz,60hz等），来满足我们对用电的特殊需要。 变压器变频器 变压器：一般为“降压器”，常见于小区附近或工厂附近，它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压，满足人们的日常用电。 补充变压器工作原理： 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。 变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 第一章变压器的基本原理和结构 1.1变压器的基本原理 变压器的基本组成部分是由绕在共同磁路上的两个或者两个以上的绕组所有构成，图1-1表示单相变压器。当图中的一次绕组加上交流电压U1时，一次绕组里就有交流电流i1流过，此时一次绕组将产生一个磁动势F1=N1i1，这个磁动势就会在铁心中产生一个磁通φ，显然这个磁通也是交变的，所以他将在二次绕组（也包括一次绕组）中感应出一个电动势E2。当二次侧接上负载时，在E2的作用下，负载中将有电流I2流过。这就是变压器将电能从一次侧传递到二次侧的工作过程。 变压器工作原理图 变压器工作的目的不仅在于实现能量从一次侧传递到二次侧，而是通过传递过程实现电压和电压和电流的改变。 1.2变压器的基本结构 1.2.1变压器的内部结构主要有：铁心、线圈、器身绝缘、引线、变压器油组成。 1.2.2变压器外部结构主要有：邮箱、散热器、储油柜、高压套管、低压瓷套、分接开关、压力释放阀、分机及控制柜、测温装置、放油阀组成等。 第二章各种牵引变压器介绍 2.1 单相牵引变压器 单相牵引变压器是之一种将三相电力系统（一次侧）变为适用于电力机车牵引用但相电压牵引变压器。适用于电气化铁路BT供电方式或直接供电方式的牵引变电所。根据供电网及变电所分布情况，将原边分别接110KV或220KV三相电力系统A2B2C,次边a接触网供电，b接钢轨并接地。单相牵引变压器接线如下图： 2.2 平衡牵引变压器 变压器尤其适用于做电气化铁道BT供电方式或直接供电方式的牵引变电所的主变压器。 平衡变压器的原边接于110KV三相工业电力系统，中性点N可以接地，次边27.5KV二相分别接上、下行接触网供电。O端接钢轨并接地。 次边线圈由a1、a2、b3、b4、b5、c6、c7线圈组成，二相引出端α、β与接地端O间的αo、βo幅值相等，相位差为90°，次边线圈的电压向量图似底脚水平延伸的A字形，线圈连接中含有a1、b4、c7组成的正三角形。原边线圈A1、A2、C3是星型（YN）接，N 为中性点可供接地系统用。如图1 图1 图中（A1）（B1）（C1）是原边线圈。（A）（B）（C）为原边端子。N 为中性点引出线端子。（a1）（a2）（b3）（b4）（b5）（c6）（c7）为次边线圈。 2.3 VV 牵引变压器 这种变压器通常在BT供电或直供方式中采用。 根据这种变压器的运行原理，它有两种结构形式，一种是三柱式，另一种是四柱式；三柱式既在变压器油箱中铁心为三柱结构，两个旁柱安装线圈，中柱没有线圈只作为磁路；四柱式既为两个单相变压器 变压器工作原理: 当一个交流电压U1接到初级绕组的线圈时，由于交流电的强度和极性是不停地正、负交替变化，因此初级绕组的线圈所产生的磁力线数目也不停改变。由于磁场强度的不断变化，促使缠绕在同一铁芯上的另一端线圈产生感应电动势U2 .变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 理想变压器: 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁芯损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比） U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和. https://www.doczj.com/doc/1412955223.html,/view/30130.htm https://www.doczj.com/doc/1412955223.html,/s/blog_4876e83b0100ru0s.html 变压器(transformer)是一种电磁设备，其功能大致可分为以下作用：Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 1可以随意把交流电压值或电流值增加或减少Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 2用作阻抗匹配的设备：变压器可用来匹配不平衡的阻抗。例如某个放大器的输出阻抗是20欧，而接往4欧的扬声器，这时必须用一个变压器以正确的匝数比率来匹配此二个阻抗。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 3用做信号传输，有些信号要求有电的隔离，这时用变压器就有用了。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 4用与振荡电路作反馈元件Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 变压器就是利用线圈的互感原理把电压改变。事实上一个电感器的磁场变化可以促使在近距 第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律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。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类：升压变压器、降压变压器； 按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器； 按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等； 按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式 第一章变压器的结构与工作原理 一、填空：（每空1分） 1.★★一台单相变压器额定电压为380V/220V，额定频率为50H Z,如果误将低压侧接到 380V上，则此时①m , I o , p F。__________________ 。（增加，减少或不变） 答：①m增大，I 0增大，p Fe增大。 2.★一台额定频率为60HZ的电力变压器接于50HZ电压为此变压器的5/6倍额定电压 的电网上运行，此时变压器磁路饱和程度___________ ，励磁电流___________ ，励磁电抗__________ ，漏电抗 ____________ 。 答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减小，漏电抗减小。____ 3.三相变压器理想并联运行的条件是（1）_____________________________________ （2 ）_______________________________________________________________________ （3）____________________________________ 。 答：（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地 分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。 4.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于E= ____________ ,U= ___________ 空载电流将____________ ，空载损耗将___________ 。 答：E近似等于U , U等于IR，空载电流很大，空载损耗很大。 5.★变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 6.★一台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电网上运行，额定电压 不变，励磁电流将______ ，铁耗将____ 。 答：减小，减小。 7.变压器的副端是通过 __________________ 对原端进行作用的。 答：电磁感应作用。 8.引起变压器电压变化率变化的原因是 _____________________ 。 答：负载电流的变化。 9.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流 将__________ ，变压器将 ____________ 。 答：增大很多，烧毁。 二、选择填空（每题1分） 1._______________________________ 三相电力变压器磁势平衡方程为。 变压器的基本工作原理Orga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall pla n objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 变压器的基本工作原理 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查 和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、变压器的种类： 1. 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2. 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式 变压器。 3. 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型 铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 4. 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 5. 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器 二、变压器工作原理： 变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁 通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。 当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。 三、变压器的主要部件结构作用： (2) 变压器组成部件：器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置（即分接开关，分为无励磁调压和有载调压）、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜、净油器及测温装置等）和出线套管。 (3) 变压器主要部件的作用： （1）铁芯：作为磁力线的通路，同时起到支持绕组的作用。变压器通常由含硅量较高，厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁 变压器的用途与分类 变压器是变控电源电压的一种电气设备，为适应不同的使用目的和工作条件，变压器的类型很多，通常安变压器的不同用途、不同容量、绕组个数、相数、调压方式、冷却介质、冷却方式、铁心形式等等进行分类，以满足不同行业对变压器的需求。 一、按用途分类 ①电力变压器 ②电炉变压器 ③整流变压器 ④工频试验变压器 ⑤矿用变压器 ⑥电抗器 ⑦调压变压器 ⑧互感器 ⑨其他特种变压器 二、按容量分类 ①中小型变压器：电压在35KV以下，容量在10-6300KVA ②大型变压器：电压在63-110KV，容量在6300-63000KVA ③特大型变压器：电压在220KV以上，容量在31500-360000KVA 三、按相数分类 变压器按相数分类可分为单相变压器和三相变压器 四、按绕组数量分类 ①双绕组变压器 有高压绕组和低压绕组的变压器 ②三绕组变压器 有高压绕组、中压绕组和低压绕组的变压器 ③自耦电力变压器 自耦电力变压器的特点在于一、二绕组之间不仅有磁耦联系而且还有电的直接联系。采用自耦变压器比采用普通变压器能节省材料、降低成本、缩小变压器体积和减轻重量，有利于大型变压器的运输和安装。 五、按变压器的调压方式分类 按调压方式可分为无载调压变压器和有载调压变压器 六、按变压器的冷却介质分类 按冷却介质可分为油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器、充胶式变压器和填砂式变压器等 七、按变压器的冷却方式分类 ①油浸自冷式变压器 ②油浸风冷式变压器 ③油浸强迫油循环风冷却式变压器 ④油浸强迫油循环水冷却式变压器 ⑤干式变压器 八、按铁心结构分类 ①心式变压器 ②壳式变压器 九、其他分类 ①按导线材料分类 有铜导线变压器和铝导线变压器 ②按中性绝缘水平分类 有全绝缘变压器和半绝缘变压器 ③按所连接发电机的台数分类 可分为双分裂与多分裂式变压器，双分列式变压器又可分为沿轴向分裂与沿辐向分裂变压器 ④按高压绕组有无电的联系分类 可分为普通电力变压器和自耦变压器 一.变压器的工作原理 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 变压器原理图（图3.1.2） 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 设 一次绕组的二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通 请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗， 其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器 描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化， 则有 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 二.变压器的结构简介 1.铁心 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成 铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用 铁心结构的基本形式有心式和壳式两种 心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组 绕组是变压器的电路部分， 它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成 变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44f N?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻 第1章 变压器的基本知识与结构 1、1变压器的基本原理与分类 一、变压器的基本工作原理 变压器就是利用电磁感应定律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。 变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组与副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=11 dt d N e Φ-=22 则 k N N e e u u ==≈212121 变比k:表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比,就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多,可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类:升压变压器、降压变压器; 按相数分类:单相变压器与三相变压器; 按线圈数分类:双绕组变压器、三绕组变压器与自耦变压器; 按铁心结构分类:心式变压器与壳式变压器; 按调压方式分类:无载(无励磁)调压变压器、有载调压变压器; 按冷却介质与冷却方式分类:油浸式变压器与干式变压器等; 按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器与特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1,铁心与绕组就是变压器的主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部。 1、2电力变压器的结构 一、铁心 1、铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0、35～0、5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2、铁心形式 铁心就是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构 。 二、绕组 1、绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 变压器 第一节变压器的工作原理、分类及结构 一、结构 1．铁心 如图，分铁心柱、磁轭两部分。 材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。 工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。 2．绕组 分同心式和交叠式两大类。 交叠式如右图。 同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。 材料：铜（铝）漆包线，扁线。 工艺：绕线包、套线包。 3．其它部分 油箱（油浸式）、套管、分接开关等。 4．额定值 额定容量S N 额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N 对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133== 注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。 [讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Y ,d 接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。 自己看[例3-1]。 总结：熟悉变压器额定值的规定。 二、变压器的工作原理 按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有 dt d N e dt d N e φφ2211,-=-= 定义变比 2 1 21N N E E k = = 工作原理： （1） 变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能； （2） 变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比； （3） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比； （4） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。 总结：牢记变压器的四条原理。 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。为什么？ 又， 11144.4N f E U m Φ=≈ 文件编号：TP-AR-L5642 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 变压器的基本工作原理 (正式版) 变压器的基本工作原理(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、变压器的种类： 1.按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸 （自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2.按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压 器、密封式变压器。 3.按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁 芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁 芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔 变压器。 4.按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、 多相变压器。 5.按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器 二、变压器工作原理： 变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。 当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。变压器基本工作原理
12v电子变压器工作原理
主变压器结构、各部件作用
单相变压器的基本工作原理和结构
第一章变压器的结构与工作原理试题
变压器工作原理
变压器的基本原理和结构
变压器的工作原理及结构
变压器基本工作原理
第一章变压器的结构与工作原理试题及答案
变压器的基本工作原理
变压器的基本结构
变压器的工作原理是什么
变压器基本工作原理
变压器原理
变压器的基本工作原理(正式版)
相关主题
文本预览