电机课件2

2.2 变压器的主要结构和额定值
一. 变压器的主要结构
变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组以及油 箱和绝缘套管。
1. 铁心是由0.35～0.5mm厚的硅钢片冲叠而成。它的主要 作用是构成磁路。铁心的叠装方式可以分为对接式和交叠式。
2. 绕组是由绝缘的导线绕制而成。它的主要作用是构成变 压器的电路。 根据绕组和铁心的相对位置，可分为心式变压器和壳式变压 器两种。心式变压器指绕组包围铁心，主要用于电力系统。壳式 变压器指铁心包围绕组，主要用于弱电系统。
U I U I 三者关系： 单相：S e 1 e 1 e 2 e 2 e
三相：S U I U I e3 1 e 1 e3 2 e 2 e 4. 我国的标准工频规定为50赫（Hz）。 三.标幺值 1.定义：标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单 位的基准值的比值,即
实际值 标么值 基准值
标幺值：
U1 电压标幺值：
U1 U 1e
U2

U2 U 2e
电流标幺值：I 1
阻抗标幺值：Z 1
I1 I 1e
Z1 Z 1e
I2

I2 I 2e
Z2 Z 2e
Z2

优点： 用标幺值表示概念明确，说明问题清楚。比如两台变压器， 第一台的电流为50A，第二台的电流为500A，但难以表示两台 变压器的负荷情况。如果采用标幺值，第一台变压器电流的标 幺值为0.7，第二台变压器电流的标幺值为0.5，则说明第一台 变压器接近满负载。
折算前、后的标么值相等，因此使用标幺值起到了折算的作用。
一. 电磁关系
2.3 单相变压器的空载运行
1.空载运行时的物理状况 空载运行：变压器原边接上额定电压，副边开路（I2 = 0）。
A
I0
E 1
1
0
I
2
a
U 20
U 1
X
E 2
E 1
x
E 1
空载运行时的磁场：
E j 4 . 44 fN 2 2 m
U E N U N 1 1 1 变压器的变比 k 1 E N U 2 2 20 U 2 N
2. 漏磁通与漏感电动势 根据主电动势的分析方法，同样有
E 4 . 44 fN 1 1 1 E j 4 . 44 fN
1
11 m
漏感电动势也可以用漏抗压降来表示，即
E jL I j I X 1 1 0 0 1

由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且 为常数,所以漏电抗 X 1 很小且为常数,它不随电源电压负载情况而 变。 三.空载电流和空载损耗 1. 空载电流 作用与组成 空载电流 I0 包含两个分量，一个是励磁分量 I0 r ，作用是建 立磁场，产生主磁通——无功分量 ；另一个是铁损耗分量 I0 a ， 作用是供变压器铁心损耗——有功分量 。 性质和大小 性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以 空载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流；



有效值
E 4 . 44 fN 1 1 m
相量
E j 4 . 44 fN 1 1 m
可见，当主磁通按正弦规律变化时，所产生的一次主电动势 也按正弦规律变化，时间相位上滞后主磁通 90 。主电动势的大 小与电源频率、绕组匝数及主磁通的最大值成正比。 同理，二次主电动势也有同样的结论。 4 . 44 fN 有效值 E 2 2 m 相量
2. 各电磁量参考方向的规定
注意：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势 与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。 二. 感应电动势分析
1. 主磁通与感应电动势 设
则
sin t 0 m d 0 0 0 e N 2 fN sin( t 90 ) E sin( t 90 ) 1 1 1 m 1 m dt
第二章 变压器
2.1 变压器概述
2.2 变压器的主要结构和额定值 2.3 单相变压器的空载运行
2.4 单相变压器的负载运行 2.5 变压器的参数测定 2.6 变压器的运行分析
2.7 三相变器
2.8 变压器的并联运行 2.9 三绕组变压器
2.1 变压器概述
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。 一.变压器的用途 1. 改变交流电压 升压 主要用于传输以减小线路损耗。 降压 主要用于电压的分配和安全用电。 2. 改变相数 单相 三相 3. 阻抗变换 二.变压器的类别 1. 按原、副边的关系分类 4. 改变频率、相位 三相 六相/十二相
用以实现阻抗匹配
U1 >U2 ，降压变压器 U1 <U2 ，升压变压器 2. 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 3. 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。 4. 按用途分：电力变压器、互感器和特种变压器。 5. 按容量大小分： 小型变压器：630KVA以下 中型变压器：800KVA～ 8000KVA 大型变压器：8000KVA以上 6. 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器
2.基准值的确定 通常以额定值为基准值。 各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；线值以额定线值 为基准值，相值以额定相值为基准值；单相值以额定单相 值为基准值，三相值以额定三相值为基准值。 电压基准值： U 1 e 、U 2 e 电流基准值： I 1 e 、 I 2e 阻抗基准值：Z 1 e 、 Z2e
U 1
I0
I N F 0 0 1
0
1
E 2
E 1 R I 0 1
主磁通与漏磁通的区别： 0与 I 0成非线性关系； 1 与 I 0 成线性关系； 性质上：
0占99%以上， 1 仅占1%以下； 数量上：
1 起漏抗压降作用。 作用上： 0 起传递能量的作用，
二. 变压器的额定值 1. 额定容量：在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功 率的保证值，用Se 表示。
2. 一次侧、二次侧额定电压：用U1e 、U2e 表示。 U1e是指加在一次侧的额定电压；U2e是指一次侧加U1e 时的 二次侧的开路电压。对三相变压器，额定电压指的是线电压。 3. 一次侧、二次侧额定电流：根据额定容量和额定电压算出 的电流称为额定电流，分别用I1e 、I2e 表示。