第六章变压器(2)共33页
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10、第2讲 变压器 电能的传输页数:11
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第十一章 第2讲 变压器 电能的输送页数:65
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变压器基本知识PPT课件
相同： •
•
•
N1 I1 N2 I2 N1 I0
忽略I0:
N1I1 ≈ N2I2
I1 I2
N2 N1
1 Ku
KI
变压器的变流比
结论：
变压器的高压绕组匝数多， 而通过的电流小，因此绕 组所用的导线细；反之低 压绕组匝数少，通过的电 流大，所用的导线较粗。
第34页/共85页
2．变压器的外特性及电压变化率
第6页/共85页
变压器的结构
根据用途不同，变压 器的结构也有所不同， 大功率电力变压器的 结构比较复杂，而多 数电力变压器是油浸 式的。油浸式变压器 由绕组和铁芯组成器 身，为了解决散热、 绝缘、密封、安全等 问题，还需要油箱、 绝缘套管、储油柜、 冷却装置、压力释放 阀、安全气道、湿度 计、气体继电器等附 件，其结构如图1-2所 示。
第18页/共85页
3.额定电流I1N和I2N
根据变压器容许发热的条件而规定的满载电流 值。在三相变压器中额定电流是指线电流。
4.额定容量SN
变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在 功率，其单位为kV·A。
单相变压器的额定容量
SN
U 2N I2N 1000
kV
•
A
三相变压器的额定容量
SN
3U2 N I2 N kV • A 1000
第12页/共85页
3．变压器的主要附件
（1）油箱和冷却装置
油箱内装变压器油
扁形散热油管 或片式散热器 帮助散热
10 000 kV·A的电力变压器，采用风吹冷却或强迫油 循环冷却装置。 第13页/共85页
储油柜：
通过连接管与 油箱相通使变 压器油与空气 的接触面积大 为减小，减缓 了变压器油的 老化速度
机械制图第六章习题答案
用1：2画全下列各视图和剖视图，并标注出（1）和（2）图中轴径和键
槽的尺寸。
A
(3)轴和皮带轮
A─A
36页
A
第六章 标准件与常用件
6-3键、销、轴承的画法标注
2. 外花键：6×23f7×26a11×6d10 GB/T 1144—2001，请在视图上
进行标记。
3. 内花键：6×23H7×26H10×6H11 GB/T 1144—2001，请在视图
34页
第六章 标准件与常用件
6-2螺纹紧固件的规定画法与标注
2.70-2000-M16、 垫圈GB/T97.1-2002-16，采用规定画法以2：1比例在A3图纸上，
完成螺栓连接主、俯、左视图。
28 28
60
34页
第六章 标准件与常用件
1. 查表填写紧固件的尺寸； （1）六角头螺栓 GB5780—2000 M16×60
38
10.18
60
24
（2）双头螺柱 GB/T898—1988—M16×60
20
33页
38 60
第六章 标准件与常用件
6-2螺纹的规定画法与标注
2. 根据所注规格尺寸，查表写出各紧固件的规定标记：
（1）A级的I型六角螺母
上进行标记。
36页
第六章 标准件与常用件
6-3键、销、轴承的画法标注
4. 请画出第2题外花键与第3题内花键的联接图，其中，一个视图用全剖
视图、另一个用断面图。
36页
第六章 标准件与常用件
6-4 销、滚动轴承的画法
1. 根据下面的1：1图形，查表确定圆柱销的规格尺寸，写出 销的标记，完成销联接图。
(1)轴
Φ40 12
第六章pn结PPT课件
扩散电流与复合电流之比与 V 有关
J扩 exp qV
Jr
2KT
V ，J扩/Jr 迅速 ，低 V时, Jr > J扩
V ，J扩/Jr 迅速 ，高 V时, Jr < J扩
第42页/共68页
J/Js
实际pn结的电流电压特性
第43页/共68页
大注入情况
正向偏压较大时，注入的非平衡少子浓度接近 或超过该区多子浓度的情况
玻耳兹曼边界条件 －在耗尽层两端，载流子分布满足玻氏分布
第24页/共68页
2．正偏时载流子的运动和电流成分
J Jp
Jn
x
xp’
xp
xn
xn’
第25页/共68页
通过pn结的总 J： J = Jp扩（n 区边界）+ Jn扩（ p 区边界）
3．正偏下的电流密度 （推导自学）
qV
J Js e KT 1
Ge: Eg 小，ni2大，反向电流中扩散电流主要 Si: Eg 大， ni2小，反向电流中势垒产生电流主要
第39页/共68页
势垒区的复合电流
正向偏压，从n区注入p区的电子和从p区注入
n区的空穴，在势垒区内复合了一部分，构成
了另一股正向电流。
P
N
+
－
总正向电流密度
J正 ＝ J扩＋ Jr
Ε内
复合电流密度 Jr
pn结的正向电 流电压关系式
其中：
Js
qDp Lp
pno
qDn Ln
npo
第26页/共68页
对于p＋n结：
J
q
Dp pn0
qV
(e KT
1)
Lp
对于pn＋结：
变压器基础知识培训教材
1）。初始磁导率：它是磁性材料的磁导率（B/H）在磁化曲线始端的极限值，我 们常使用到的功率变压器磁芯的初始磁导率都在2300左右，而电感磁芯的初始磁导率 则有不同的等级，有5K，7K，10K，12K甚至15K的(用ui表示）；
2）。饱和磁感应强度：是磁芯磁化到饱和状态的磁通密度（写为Bs),单位为T； 一般功率磁芯的Bs为500mT,而高导磁芯的Bs约为400mT左右（注：T称为特斯拉）；
四。温度等级：
90度--Y级 105度--A级 120度--E级 130度--B级
第7页
155度--F级 180度--H级 200度--H+级 220度--C级 目前一般的骨架材料都能达到B级，即130度的要求；
五。认识骨架脚位：
通常骨架都有一个辨别第一脚的方式： 1。有一个明显的缺口； 2。有数字标识，如1； 3。有一个明显的斜角； 4。1脚对应的骨架顶端有突点或暗号； 5。不明显的用色点或其它方式表示（如EEL19 的1脚与2脚拉开距离）；
胶带（漆包线） 铁芯（磁芯） 骨架
第1页
二。变压器种类：
按用途可分为： 1。电源变压器：为电子设备提供电源，如整流/隔离/灯丝等变压器； 2。音频变压器：用于音频放大电路及音响设备中，如话筒/线间/匹配等变压器； 3。开关电源变压器：用于开关电源中的变压器，如反激/正激/半桥/正桥等变压 器； 4。特种变压器：主要指具备特殊功能的一些变压器，如电力变压器等； 按工作频率可分为： 1。工频变压器：指工作频率为50或60HZ的变压器，俗称低频变压器； 2。中频变压器：指工作频率为400~1000HZ的变压器； 3。音频变压器：指工作频率在20KHZ以下的变压器； 4。高频变压器：指工作频率在20KHZ以上的变压器； 其分类方法有多种，如按铁芯结构、按相位、按绝缘等级、按升降压方式等；
2）。饱和磁感应强度：是磁芯磁化到饱和状态的磁通密度（写为Bs),单位为T； 一般功率磁芯的Bs为500mT,而高导磁芯的Bs约为400mT左右（注：T称为特斯拉）；
四。温度等级：
90度--Y级 105度--A级 120度--E级 130度--B级
第7页
155度--F级 180度--H级 200度--H+级 220度--C级 目前一般的骨架材料都能达到B级，即130度的要求；
五。认识骨架脚位：
通常骨架都有一个辨别第一脚的方式： 1。有一个明显的缺口； 2。有数字标识，如1； 3。有一个明显的斜角； 4。1脚对应的骨架顶端有突点或暗号； 5。不明显的用色点或其它方式表示（如EEL19 的1脚与2脚拉开距离）；
胶带（漆包线） 铁芯（磁芯） 骨架
第1页
二。变压器种类：
按用途可分为： 1。电源变压器：为电子设备提供电源，如整流/隔离/灯丝等变压器； 2。音频变压器：用于音频放大电路及音响设备中，如话筒/线间/匹配等变压器； 3。开关电源变压器：用于开关电源中的变压器，如反激/正激/半桥/正桥等变压 器； 4。特种变压器：主要指具备特殊功能的一些变压器，如电力变压器等； 按工作频率可分为： 1。工频变压器：指工作频率为50或60HZ的变压器，俗称低频变压器； 2。中频变压器：指工作频率为400~1000HZ的变压器； 3。音频变压器：指工作频率在20KHZ以下的变压器； 4。高频变压器：指工作频率在20KHZ以上的变压器； 其分类方法有多种，如按铁芯结构、按相位、按绝缘等级、按升降压方式等；
变压器理论知识培训课件精选全文
18
41、
变压器基础知识
画册内页
变压器发展趋势
1.高电压大容量变压器 2.高电压直流换流变压器 3.解体变压器 4.过负荷能力强 5.抗短路能力强 6.联络变压器向全自冷方向发展 7.线圈热点温度的检测 8.智能变压器方向发展 9.户内变压器
19
41、
变压器基础知识
画册内页
变压器选用标准
我国电力变压器的标准为GB1094,等同或等效IEC60076标准、美国 标准ANSI.IEEE; 通常选用标准有:
画册内页
电力变压器主要性能参数
8. 额定性能参数
8.1 空载损耗：从电压较低的绕组施加额定电压和额定频率的正弦 波，其他绕组开路时测量的损耗；
8.2 负载损耗：在变压器一侧绕组中通过额定频率和正弦波的额定 电流，另一侧绕组短路时的损耗；
8.3 空载电流：该绕组流过的稳态电流称之为空载电流；
8.4短路阻抗：由漏磁引起的变压器内部电压降，一侧绕组短路， 另一侧施加电压，当加压侧电流达到额定电流时，所施加电压占该 侧额定电压的百分数称为短路阻抗用“%”表示。
14
41、
变压器基础知识
画册内页
电力变压器主要性能参数
1.额定容量： 是指某一个绕组的视在功率的规定值（kVA或MVA）和该绕组的
额定电压，一起决定其额定电流。
2. 额定电压： 是指当施加在其中一个绕组上的电压为额定值时，在空载情况下，
所有绕组同感应出各自的额定值。
3. 额定电流： 由变压器的额定容量和额定电压计算出的流经绕组或线路端的电
20
4二、
变压器品控培训内容简介
画册内页
1、变压器基础知识 2、变压器各部件结构设计、工艺流程和关键品控点
电力系统中各元件电抗标幺值讲课文档
3.2 无限大容量电力系统及其三相短路分析 3.2.1 无限大容量电力系统概念
无限大容量电力系统是指容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系 统发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压基本不变，可将该电力系统视为无限大 容量电力系统。
3.2.2 无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程 1．发生三相短路时的物理过程
(3-20) (3-21)
(3-22)
第12页，共33页。
§ 3.3.2 采用标幺制法计算短路电流
3．标幺制法计算步骤 （1） 画出计算电路图，并标明各元件的参数（与计算无关的原始数据一概 除去）； （2） 画出相应的等值电路图（采用电抗的形式），并注明短路计算点，
元件编号
对各元件进行编号（采用分数符号：标幺电抗 ）；
（3）电力线路的短路功率
Mk
Uc2 Z
UC 2 XL
UC 2 x0 •l
(3-27)
式中，M k 电力线路短路功率；UC：线路所在处的平均额定电压；x0，l为
线路单位长度电抗及线路长度。
电力系统中各元件电抗标幺值
第1页，共33页。
电力系统中各元件电抗标幺值
第2页，共33页。
§3.1 短路概述
电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。
短路就是指不同电位导电部分之间的不正常短接。
3.1.1 短路原因及后果
1．短路原因
（1）短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏。 （2）误操作及误接。 （3）飞禽跨接裸导体。 （4）其它原因。 2．短路后果
电力系统发生短路，短路电流数值可达几万安到几十万安。 （1）产生很大的热量，很高的温度，从而使故障元件和其它元件损坏。
变压器培训资料共33页
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
变压器培训资料 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
41、学问是异常珍贵的东西，42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
变压器培训资料 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
41、学问是异常珍贵的东西，42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
变压器的基本结构及主要部件
第30页/共42页
变压器的主要部件 -- 压力释放器
10.压力释放器（阀）
压力释放器装于变压器的顶部。变 压器一旦出现故障，油箱内压力增加到一 定数值时，压力释放器动作，释放油箱内 压力，从而保护了油箱本身。在压力释放 过程中，微动开关动作，发出报警信号， 也可使其接通跳闸回路，跳开变压器电源 开关。此时，压力释放器动作，标志杆升 起，并突出护盖，表明压力释放器已经动 作。当排除故障后，投入运行前，应手动 将标志杆和微动开关复归。压力释放器动 作压力有15、25、35、55kPa等各种规格， 根据变压器设计参数选择。
波纹油枕采用膨胀器的位置指示作为油位指示。
敞开式储油柜
波纹膨胀器储油柜 第23页/共42页
变压器的主要部件 -- 储油柜（3）
第24页/共42页
储油柜油位变化示意图
第25页/共42页
变压器油温与油位指示对应位置图
第26页/共42页
变压器的主要部件 -- 呼吸器
7.呼吸器
呼吸器又叫吸湿器，由油封、容器、干燥剂 组成。容器内装有干燥剂（如硅胶）；当油枕 内的空气随着变压器油体积膨胀或缩小时，排 出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干 燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用， 从而保障了油枕内的空气干燥而清洁。呼吸器 内的干燥剂变色超过二分之一时应及时更换。
为高压绕组，接到低压电网的绕组为低压绕
组。
大型电力变压器采用同心式绕组。它是
将高、低压绕组同心地套在铁芯柱上。通常
低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外侧。这主
要是从绝缘要求容易满足和便于引出高压分
接开关来考虑的。变压器高压绕组常采用连
续式结构，绕组的盘(饼)和盘(饼)之间有横
向油道，起绝缘、冷却、散热作用。
变压器的主要部件 -- 压力释放器
10.压力释放器（阀）
压力释放器装于变压器的顶部。变 压器一旦出现故障，油箱内压力增加到一 定数值时，压力释放器动作，释放油箱内 压力，从而保护了油箱本身。在压力释放 过程中，微动开关动作，发出报警信号， 也可使其接通跳闸回路，跳开变压器电源 开关。此时，压力释放器动作，标志杆升 起，并突出护盖，表明压力释放器已经动 作。当排除故障后，投入运行前，应手动 将标志杆和微动开关复归。压力释放器动 作压力有15、25、35、55kPa等各种规格， 根据变压器设计参数选择。
波纹油枕采用膨胀器的位置指示作为油位指示。
敞开式储油柜
波纹膨胀器储油柜 第23页/共42页
变压器的主要部件 -- 储油柜（3）
第24页/共42页
储油柜油位变化示意图
第25页/共42页
变压器油温与油位指示对应位置图
第26页/共42页
变压器的主要部件 -- 呼吸器
7.呼吸器
呼吸器又叫吸湿器，由油封、容器、干燥剂 组成。容器内装有干燥剂（如硅胶）；当油枕 内的空气随着变压器油体积膨胀或缩小时，排 出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干 燥剂吸收空气中的水分，对空气起过滤作用， 从而保障了油枕内的空气干燥而清洁。呼吸器 内的干燥剂变色超过二分之一时应及时更换。
为高压绕组，接到低压电网的绕组为低压绕
组。
大型电力变压器采用同心式绕组。它是
将高、低压绕组同心地套在铁芯柱上。通常
低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外侧。这主
要是从绝缘要求容易满足和便于引出高压分
接开关来考虑的。变压器高压绕组常采用连
续式结构，绕组的盘(饼)和盘(饼)之间有横
向油道，起绝缘、冷却、散热作用。
变压器的基本理论
0 基本不变。
因此可得磁动势平衡方程式
F0 F1 F2 F1 F0 (F2 ) F0 F1L
上式表明，变压器负载运行时，一次绕组磁动势 F1 由两个分量组成：
一个是励磁磁动势 F0 ，用来产生负载时的主磁通 0
一个是负载分量磁动势 F1L F2 ，用以抵消二次绕组磁动势对主磁通
的影响，以保持主磁通不变。
I22 R2
I
2 2
R2
I22 X 2
I
2 2
X
2
R2
( I2 I 2
)2
R2
k 2 R2
X 2
( I2 I 2
)2
X2
k2X2
Z2
R22 X22 k 2
R22
X
2 2
k2Z2
U 2
I2 Z2
I2 k
k2ZL
kI2 ZL
kU2
第20页/共39页
I 2
1 k
I2
E2 kE2
R2 k 2 R2 X 2 k 2 X 2
一次电动势方程式变为
U1 E 1 I0 Z1 I0 Zm I0 Z1
于是可得出空载时的等效电路：
第10页/共39页
根据空载时的方程式，可以画出相量图。
U1 E 1 I0 ( R1 jX1 ) U 20 E 2
E1 j4.44 fN1 m
E 2 j4.44 fN2 m
侧 E1 I1(R1 jX1)
E1 I1Z1
漏磁通感应电动势 用漏电抗压降表示
一、二次绕组漏阻抗
E1 jI1X1 E 2 jI2 X 2 Z1 R1 jX1
Z2 R2 jX2
U 2 E 2 E 2 I2 R2
无功调压PPT课件
31.5MVA U1 110 2 2.5% / 6.3kV U 2
ZT 2.44 j40
Smax 28 j14MVA Smin 10 j6MVA
第29页/共65页
2. 升压变压器分接头的选择
升压变压器与降压变压器不同之处在于，其 二次绕组大多数和发电机直接相连，从而，而降
压变压器低压绕组的额定电压一般为1.1UN。
第25页/共65页
一、变压器类型的选择
《电力系统电压和无功电力技术导则》规定
发电机升压变压器一般可选用无励磁调压型，330kV、 500kV 级升压变压器经调压计算论证可行时也可采用不设 分接头的变压器。
发电厂的联络变压器经调压计算论证有必要时可选用有 载调压型，330kV、500kV 级降压变压器宜选用无励磁调 压型经调压计算论证确有必要且技术经济比较合理时可选 用有载调压型。
~
T2 D
P+jQ
k1:1
R+jX
k2:1
简单电力系统的电压调整
U D UG
k1 k2
U
U
G
k1
PR UG
QX k1
k2
第23页/共65页
4.3 发电机调压
自动励磁装置，调节励磁电流，可以改变发电机空载电势，从而改变发电
机的端电压。
在发电机不经升压直接向用户供电的简单系统中，如供电线路不长、线路 上电压损耗不大，一般可借调节发电机励磁改变其母线电压。
采用逆调压方式，最大负荷
，最小负荷时
。
大型电力系统中发电厂调压一般只作为辅助性调压措施。
UG 1.05U N
UG U N
第24页/共65页
4.4 改变变压器变比调压
一、变压器类型的选择
ZT 2.44 j40
Smax 28 j14MVA Smin 10 j6MVA
第29页/共65页
2. 升压变压器分接头的选择
升压变压器与降压变压器不同之处在于，其 二次绕组大多数和发电机直接相连，从而，而降
压变压器低压绕组的额定电压一般为1.1UN。
第25页/共65页
一、变压器类型的选择
《电力系统电压和无功电力技术导则》规定
发电机升压变压器一般可选用无励磁调压型，330kV、 500kV 级升压变压器经调压计算论证可行时也可采用不设 分接头的变压器。
发电厂的联络变压器经调压计算论证有必要时可选用有 载调压型，330kV、500kV 级降压变压器宜选用无励磁调 压型经调压计算论证确有必要且技术经济比较合理时可选 用有载调压型。
~
T2 D
P+jQ
k1:1
R+jX
k2:1
简单电力系统的电压调整
U D UG
k1 k2
U
U
G
k1
PR UG
QX k1
k2
第23页/共65页
4.3 发电机调压
自动励磁装置，调节励磁电流，可以改变发电机空载电势，从而改变发电
机的端电压。
在发电机不经升压直接向用户供电的简单系统中，如供电线路不长、线路 上电压损耗不大，一般可借调节发电机励磁改变其母线电压。
采用逆调压方式，最大负荷
，最小负荷时
。
大型电力系统中发电厂调压一般只作为辅助性调压措施。
UG 1.05U N
UG U N
第24页/共65页
4.4 改变变压器变比调压
一、变压器类型的选择
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2.绕组：绕组是变压器的电路部份，它由绝缘扁导线或圆 导线绕制而成。为绝缘方便，低压绕组紧靠铁心，高压绕组 则套在低压绕组的外边，两个绕组之间留有油道，一方面作 为绕组间绝缘，另一方面冷却绕组。
01.06.2020
3
根据铁心与绕组的结构，变压器可分为心式变压器和壳式变 压器。
图6—1心式变压器
(a)单相心式变压器 (b)三相 心式变压器
(68)
故 U 1 E 1 4 .4 f1 4 N m
( 6 1 )0
.
.
二次侧： U 20 E2
01.06.2020
11
6、变比：
U U 1 2E E1 24 4.4.f4 f4N N 1 24m mN N 1 2K
K称为变压器的变比，亦即原、副绕组的匝数 之比。可见，当电源电压一定时，只要改变匝数比， 就可得到不同的输出电压。
01.06.2020
图 6-4 变压器的空载运行
8
3、e1、e2与φ的大小相位关系 :根据电磁感应定律可得，并设
msint
e1N 1d d t N 1d(md sit nt)N 1m cots 2fN 1msi nt (900 )E1msi nt (900 )
e2N 2d d tN 2d(m d si tn t)N 2mc o ts 2fN 2msi nt(900 )E2msi nt(900 )
图6—2 壳式变压器
（a）单相壳式变压器 (b)三 相壳式变压器
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4
3. 油箱及其附件
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5
二、变压器的额定值
制造厂在设计变压器时，根据所选用的导体截面、铁心尺寸、绝缘材料以及 冷却方式等，规定了变压器的正常运行状态，称为额定运行工况。表征额定 运行情况下各物理量的数值称为额定值。额定值通常标在变压器的铭牌上， 主要有：
1. 变压器的分类、基本结构、额定值 2. 变压器的工作原理 3. 变压器的外特性及效率 4. 三相变压器 5. 特殊变压器
01.06.、结构与额定值
◆ 什么是变压器？
变压器是利用电磁感应原理进行能量转换的一种装置。
◆ 用途
（1） 在电力系统中用来传输和分配电能； （2） 在电子线路中用作电源变压器，实现阻抗匹配； （3） 在仪表测量电路中广泛使用的电压、电流互感器。 ◆ 分类
e1和e2均比主磁通滞后900，它们的最大值为
E1m2f N1m
E2m2fN2m
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有效值为
E 1E 1 2 m22fN 1 m4.4f4N 1 m
E 2E 2 2 m2 2fN 2 m4.4f4N 2 m
4.e1与1之间的e关 1系 N1dd 1tL1dd0it
L 1
N1 1
单相变压器 按相数分 三相变压器
双绕组变压器 按绕组数分 三绕组变压器
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2
一、变压器的结构
主要由铁心、绕组、绝缘及其他一些零部件构成
1.铁心：为减少交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器 的铁心都是由厚度为0.35mm—0.5mm的硅钢片迭成的。
减少钢片厚度是为减小涡流损耗，美国在部分电力变压 器中采用0.2mm的硅钢片，俄罗斯在中高频电机中采用 0.1mm的硅钢片。
它们的匝数成反比。这是变压器另一个基本关系，说明变压器还
有变换电流的作用。
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注意：变压器中的电流大小取决于负载，但是一次、
二次侧绕组中电流的比值是近似不变的；因为当负载
增加时 I2 和 I2N2 随着增大，而I1和I1N1也必须相应 增大，以抵偿二次侧绕组的电流和磁动势对主磁通的
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12
二、 变压器的负载运行
1.定义：变压器一次绕组接电源，二次绕组接负载的运行方式，称为负载运
行
2.负载运行的物理过程
i2 0 i2 N 2
2
i1 N 1
e 2
e1 e2
1
e 1
3.磁势平衡方程式 根据前面分析可知
U 1E 14.4f4N 1m
m
U1 4.44 fN1
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i0
•
•
如果电流随时间 . 按规 正律 .弦变化，则E1 jI0 X1
式中X，1 2fL1称为原绕组的漏。磁电抗
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5、电压平衡方程式
根据KVL可以列出一、二次侧的电压平衡方程式
一次侧：
.
.
.
.
U1 E1E1I0 R1
.
.
E1I0(R1 j X1)
.
.
E1I0 Z1
.
一般 I0 Z1 0.400U1
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§6.2变压器的工作原理
（一）空载运行
1、定义：
变压器一次绕组加额定电压，二次绕组开路的运行方式。图6—4所示是变压器空载 运行的原理图。
在空载时，当原绕组接通交流电压u1时，就有空载电流i0通过原绕组并在原绕组中产 生磁通势i0N1(N1为原绕组的匝数)。在磁通势i0N1的作用下产生主磁通Φ，它通过铁心构成 闭合回路，它的方向与电流i0的方向符合右螺旋定则。由于主磁通同时与原绕组和副绕组 相交链，必然在原、副绕组中产生感应电动势e1和e2。
13
i1N1i2N2i0N1
.
.
.
I1N 1 I2N 2 I0N 1
(6 1)2
一般，I0 2.500IN
.
.
.
忽略 I 0 N 1 ，则 I1N 1I2N 2
由上式可知，一次、二次绕组的电流关系为
(61)3
I1N21 I2 N 1 K
(61)4
式（6—14）表明变压器一次、二次侧绕组的电流有效值之比与
1. 额定容量 S N
额定容量S N 是变压器额定运行时的视在功率。以 VA 、kV或 AMV 为 A
单位。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2. 额定电压U1N和U2N
正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压 U 1 N 。二 次侧的额定电压 U 2 N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额
定电压以为单位。对于三相变压器，额定电压是指线电压。
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6
3.额定电流I1N和I2N
根据额定容量和额定电压计算出的线电流称为额定电流，以A为
单位。 对于单相变压器
I1N
U S1NN；I2N
SN U2N
对于三相变压器
I1N
3SU N1N； I2N
SN 3U2N
4.额定频率 f N
我国规定工业频率为 fN 50Hz。
影响，从而维持主磁通的最大值不变。
4.二次侧的电势平衡方程式
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根据铁心与绕组的结构，变压器可分为心式变压器和壳式变 压器。
图6—1心式变压器
(a)单相心式变压器 (b)三相 心式变压器
(68)
故 U 1 E 1 4 .4 f1 4 N m
( 6 1 )0
.
.
二次侧： U 20 E2
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6、变比：
U U 1 2E E1 24 4.4.f4 f4N N 1 24m mN N 1 2K
K称为变压器的变比，亦即原、副绕组的匝数 之比。可见，当电源电压一定时，只要改变匝数比， 就可得到不同的输出电压。
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图 6-4 变压器的空载运行
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3、e1、e2与φ的大小相位关系 :根据电磁感应定律可得，并设
msint
e1N 1d d t N 1d(md sit nt)N 1m cots 2fN 1msi nt (900 )E1msi nt (900 )
e2N 2d d tN 2d(m d si tn t)N 2mc o ts 2fN 2msi nt(900 )E2msi nt(900 )
图6—2 壳式变压器
（a）单相壳式变压器 (b)三 相壳式变压器
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3. 油箱及其附件
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二、变压器的额定值
制造厂在设计变压器时，根据所选用的导体截面、铁心尺寸、绝缘材料以及 冷却方式等，规定了变压器的正常运行状态，称为额定运行工况。表征额定 运行情况下各物理量的数值称为额定值。额定值通常标在变压器的铭牌上， 主要有：
1. 变压器的分类、基本结构、额定值 2. 变压器的工作原理 3. 变压器的外特性及效率 4. 三相变压器 5. 特殊变压器
01.06.、结构与额定值
◆ 什么是变压器？
变压器是利用电磁感应原理进行能量转换的一种装置。
◆ 用途
（1） 在电力系统中用来传输和分配电能； （2） 在电子线路中用作电源变压器，实现阻抗匹配； （3） 在仪表测量电路中广泛使用的电压、电流互感器。 ◆ 分类
e1和e2均比主磁通滞后900，它们的最大值为
E1m2f N1m
E2m2fN2m
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有效值为
E 1E 1 2 m22fN 1 m4.4f4N 1 m
E 2E 2 2 m2 2fN 2 m4.4f4N 2 m
4.e1与1之间的e关 1系 N1dd 1tL1dd0it
L 1
N1 1
单相变压器 按相数分 三相变压器
双绕组变压器 按绕组数分 三绕组变压器
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一、变压器的结构
主要由铁心、绕组、绝缘及其他一些零部件构成
1.铁心：为减少交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器 的铁心都是由厚度为0.35mm—0.5mm的硅钢片迭成的。
减少钢片厚度是为减小涡流损耗，美国在部分电力变压 器中采用0.2mm的硅钢片，俄罗斯在中高频电机中采用 0.1mm的硅钢片。
它们的匝数成反比。这是变压器另一个基本关系，说明变压器还
有变换电流的作用。
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注意：变压器中的电流大小取决于负载，但是一次、
二次侧绕组中电流的比值是近似不变的；因为当负载
增加时 I2 和 I2N2 随着增大，而I1和I1N1也必须相应 增大，以抵偿二次侧绕组的电流和磁动势对主磁通的
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二、 变压器的负载运行
1.定义：变压器一次绕组接电源，二次绕组接负载的运行方式，称为负载运
行
2.负载运行的物理过程
i2 0 i2 N 2
2
i1 N 1
e 2
e1 e2
1
e 1
3.磁势平衡方程式 根据前面分析可知
U 1E 14.4f4N 1m
m
U1 4.44 fN1
01.06.2020
i0
•
•
如果电流随时间 . 按规 正律 .弦变化，则E1 jI0 X1
式中X，1 2fL1称为原绕组的漏。磁电抗
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10
5、电压平衡方程式
根据KVL可以列出一、二次侧的电压平衡方程式
一次侧：
.
.
.
.
U1 E1E1I0 R1
.
.
E1I0(R1 j X1)
.
.
E1I0 Z1
.
一般 I0 Z1 0.400U1
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§6.2变压器的工作原理
（一）空载运行
1、定义：
变压器一次绕组加额定电压，二次绕组开路的运行方式。图6—4所示是变压器空载 运行的原理图。
在空载时，当原绕组接通交流电压u1时，就有空载电流i0通过原绕组并在原绕组中产 生磁通势i0N1(N1为原绕组的匝数)。在磁通势i0N1的作用下产生主磁通Φ，它通过铁心构成 闭合回路，它的方向与电流i0的方向符合右螺旋定则。由于主磁通同时与原绕组和副绕组 相交链，必然在原、副绕组中产生感应电动势e1和e2。
13
i1N1i2N2i0N1
.
.
.
I1N 1 I2N 2 I0N 1
(6 1)2
一般，I0 2.500IN
.
.
.
忽略 I 0 N 1 ，则 I1N 1I2N 2
由上式可知，一次、二次绕组的电流关系为
(61)3
I1N21 I2 N 1 K
(61)4
式（6—14）表明变压器一次、二次侧绕组的电流有效值之比与
1. 额定容量 S N
额定容量S N 是变压器额定运行时的视在功率。以 VA 、kV或 AMV 为 A
单位。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2. 额定电压U1N和U2N
正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压 U 1 N 。二 次侧的额定电压 U 2 N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。额
定电压以为单位。对于三相变压器，额定电压是指线电压。
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3.额定电流I1N和I2N
根据额定容量和额定电压计算出的线电流称为额定电流，以A为
单位。 对于单相变压器
I1N
U S1NN；I2N
SN U2N
对于三相变压器
I1N
3SU N1N； I2N
SN 3U2N
4.额定频率 f N
我国规定工业频率为 fN 50Hz。
影响，从而维持主磁通的最大值不变。
4.二次侧的电势平衡方程式