三相变压器工作原理

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课 题 变压器的工作原理 课型 新授

授课日期 授课时数 总课时数 教具使用

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目 标 掌握变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关系，能做相应的计算。

教学重点

和 难 点 利用变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关系做相应的计算。变压器的工作原理。

学 情

分 析 变压器的工作原理是个难点，须要复习电磁感应这部分知识，然后逐步导人新知识。

板

书

设

计 变压器的工作原理

一、变压器的工作原理

变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势。

1．变换交流电压KNNUU2121

2．变换交流电流KNNII11221

3．变换交流阻抗2222211ZKZNNZ

二、 变压器的外特性和电压变化率

1．变压器的外特性

2．电压的变化率

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后 记 高邮市菱塘民族职业中学备课纸（续页）

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教学过程：

一、 导入新课

复习回忆变压器的知识点

二、 讲授新课

变压器的工作原理

一、变压器的工作原理

变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图所示。

1．变换交流电压

原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。

设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，磁通为 ，感应电动势为

tNEtNE2211 ，

由此得

2121NNEE

忽略线圈内阻得

KNNUU2121

图变压器空载运行原理图 高邮市菱塘民族职业中学备课纸（续页）

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上式中K称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。

如果N1 < N2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。

第 1 页 共 4 页 三相变压器基本工作原理 变压器工作原理

变压器的基本工作原理是电磁感应原理。当交流电压加到一次侧绕组后交流电流流入该绕组就产生励磁作用，在铁芯中产生交变的磁通，这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中引起感应电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流电流流出，于是输出电能。

在三相变压器建立新的中线-接地就可解除电网中共模干扰和其它中线的困扰，三相变压器将三线△接线转换为四线Yo系统，加屏蔽就进一步免除了由变压器内部耦合的高频脉冲干扰和噪音，虽然有屏蔽的三相变压器对各种N-G来的干扰（脉冲和高频噪声）能有效防止，但变压器必须正确妥善接地，十分严格，否则抗共模干扰将无效果。

1.国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°角。

500/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

220/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

330/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

330/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11

2.国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。

如220/60kV变压器采用YNd11接法，与220/69/10kV变压器用 第 2 页 共 4 页 YN，yn0，d11接法，这二个60kV输电系统相差30°电气角。当220/110/35kV变压器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV变压器采用YN，yn0，d11接法，以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。

三相接地变压器的原理及作用

答案：

三相接地变压器的原理及作用主要体现在以下几个方面：

原理：三相接地变压器的原理基于电磁感应原理，通过三相变压器的工作原理实现电压转换。它有三个铁芯柱，每个铁芯柱都绕着同相的2个线圈，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。这种设计使得三相变压器具有更高的效率和稳定性。接地变压器的设置是为了在没有中性点连接的情况下为电力系统提供中性点连接接地，通常用于三角连接的电力系统。它为中性点提供了一条低阻抗路径，还能在系统发生接地故障时限制瞬态过电压。

作用：

防护作用：接地变压器通过将电气设备的接地电势与大地的电势相连，降低电气设备和人体的触电危险，防止电气设备过电压和过电流对设备造成损坏。

减小电气设备的接地电阻：通过降低接地电阻，将电气设备的接地电势调整到与大地的电势一致，防止设备引起的电压过大，减小电气设备发生故障的概率。

保持电气设备的性能稳定：通过与大地连接，消耗电气设备中的感应电流和静电电荷，减小电气设备中的电位差，保持设备的性能稳定，延长设备的寿命。

疏导雷击电流：通过与地面相连接，可以将雷击电流引入地下，保护电气设备免受雷击的损害。

实现电压转换：将高电压降低到适合地面使用的低电压，通过电磁感应原理，将输入端的高电压转换为输出端的低电压。

保护电力系统的安全：通过调整输出电压，使电力系统保持在一个合适的电压范围内，从而保护电力系统的安全。

实现电能的分配和计量：根据实际需求，将电能分配到不同的低压线路上，实现电能的合理分配，同时方便对电能的使用进行管理和收费。

隔离功能：将高压部分与低压部分进行电气隔离，防止高压电对人体和设备的危害。

抗干扰功能：具有良好的抗干扰性能，可以有效地抑制电磁干扰，保证电力系统的稳定运行。

节能功能：根据负载的变化，自动调整输出电流的大小，从而减少电能的损失，实现节能。

总之，三相接地变压器在电力系统中扮演着至关重要的角色，不仅确保了电力系统的稳定运行，还提高了供电质量，保护了设备和人身安全。

三相变压器的原理

三相变压器是一种将电能从一个电路传输到另一个电路，同时改变电压和电流的电力变压器。它的原理主要基于守恒定律和电磁感应定律。

三相变压器由三个独立的线圈组成，分别称为高压绕组、低压绕组和铁芯。高压绕组和低压绕组是通过铁芯连接在一起的，铁芯是由磁性材料制成的，如硅钢片，它具有良好的导磁性能。高压绕组和低压绕组以一定的绕组比例分别绕在铁芯的两端，并且彼此交错。当三相变压器接通电源时，高压绕组产生磁通，磁通通过铁芯传递到低压绕组，从而在低压绕组中产生感应电动势。

三相变压器的工作原理可以通过以下过程进行解释：

第一步：对称的高压绕组和低压绕组被连接到三相交流电源上。在高压绕组上产生的三相电流通过变压器的磁链作用，形成旋转的磁场。

第二步：因为铁芯的存在，高压绕组在磁场的作用下产生感应电动势，引起感应电流流过低压绕组。根据电磁感应定律，感应电流的方向产生一个反磁场，与高压绕组产生的磁场相抵消。

第三步：在理想的情况下，将不存在磁场的低压绕组连接到额定负载上，形成一个负载电流。

第四步：当负载电流流过低压绕组时，它产生的磁通通过铁芯传递到高压绕组中。

第五步：在高压绕组中产生的磁场与铁芯中早期产生的磁场叠加在一起，形成一个新的磁场。这个磁场的方向和大小取决于高压绕组中的电流和低压绕组中的负载电流。

第六步：新的磁场产生一个新的感应电动势，它在高压绕组中引起感应电流的流动。

综上所述，三相变压器的工作原理是通过电磁感应和磁通的作用，将电能从一个电路传输到另一个电路，同时改变电压和电流。高压绕组产生的磁场通过铁芯传递到低压绕组中，从而在低压绕组中产生感应电流。这种感应电流的方向和大小取决于高压绕组中的电流和低压绕组中的负载电流。因此，三相变压器可以实现将高电压转换为低电压，或将低电压转换为高电压的功能。

三相变压器具有以下优点：

1. 高效率：由于电能的传输是通过磁场的传递而不是通过导体的传输，所以能量损耗很小，使得效率非常高。