变压器的结构和额定值

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1、第二章　变压器2.1变压器的结构和额定值2.2变压器空载运行2.3变压器的负载运行2.4变压器的基本方程和等效电路2.6三相变压器2.7标幺值2.5等效电路参数的测定2.8变压器运行性能※重点与难点重点:1.变压器的基本方程和等效电路;2.等效电路参数的测定;3.标幺值;4.变压器的运行性能。难点:1.变压器的运行原理和运行性能;2.三相变压器。一、变压器的基本结构2-1变压器的基本结构和额定值铁心绕组其他部件变压器的基本结构1.铁心铁心由心柱和铁轭两部分组成。心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁

2、路。为减少铁心损耗，铁心用厚0.30-0.35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。心式变压器:结构心柱被绕组所包围，如图2—1所示。特点心式结构的绕组和绝缘装配比较容易，所以电力变压器常常采用这种结构。壳式变压器:结构铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图2—2所示。特点壳式变压器的机械强度较好，常用于低电压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。2.绕组定义变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。一次绕组:输入电能的绕组。二次绕组:输出电

3、能的绕组。高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分为同心式和交迭式。同心式结构同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。特点同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。交迭式结构交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交迭地放置。交迭式绕组用于特种变压器中。特点3.其他部件器身油箱变压器油典型的油浸电力变压器散热器绝缘套管分接开关继电保护装置等部件二、额定值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，单位为kV或kVA。三

4、相变压器指三相容量之和。额定电压铭牌规定的各个绕组在空载、指定分接开关位置下的端电压，单位为V或kV。三相变压器指线电压。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，单位为A。三相变压器指线电流。三相变压器：额定频率我国的标准工频规定为50赫(Hz)。此外还有额定效率、额定温升。单相变压器：返回一、一次和二次绕组的感应电动势，电压比:1.物理情况图2—4。2.电压方程2-2变压器的空载运行变压器的一次绕组接交流电源,二次绕组开路,负载电流为零(即空载)时的运行,称为空载运行。3.变压器的变比及变压原理k

5、二、主磁通和激磁电流通过铁心并与一次、二次绕组相交链的磁通，用表示.1．主磁通2．激磁电流产生主磁通所需要的电流，用表示。空载运行时，空载电流就是激磁电流，即激磁电流包括两个分量，一个是磁化电流,一个是铁耗电流。若铁心中主磁通的幅值使磁路达到饱和,则需由图解法来确定，如图2-6(a)和(b)所示。磁化电流用于激励铁心中的主磁通，属于无功电流。对已经制成的变压器，的大小和波形取决于主磁通和铁心磁路的磁化曲线当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，磁化电流与磁通成正比。（1）磁化电流:由于铁心中存在铁心损耗，故激磁电流中除无

6、功的磁化电流外，还有一个与铁心损耗相对应的铁耗电流，与同相位。于是用复数表示时，激磁电流为:相应的相量图如图2-5所示（２）铁耗电流:三、激磁阻抗1.磁化电抗与铁耗电阻又：所以有铁心线圈的并联等效电路。磁化电抗：式中称为变压器的磁化电抗，是表征铁心磁化性能的一个参数。另外：铁耗电阻：　　　　称为铁耗电阻，是表征铁心损耗的一个参数。2.激磁电抗与激磁电阻由上式可得：激磁电抗：是表征铁心的磁化性能的一个等效参数;激磁电阻：是表征铁心损耗的一个等效参数。激磁阻抗：铁心线圈的串联等效电路返回变压器的一次绕组接到交流电源，

7、二次绕组接到负载阻抗时，二次绕组中便有电流流过，这种情况称为变压器的负载运行，如图2—8所示。一、磁动势平衡和能量传递1.磁动势平衡关系2-3变压器的负载运行2．能量传递式中，左端的负号表示输入功率，右端的正号表示输出功率。上式说明，通过一次、二次绕组的磁动势平衡和电磁感应关系，一次绕组从电源吸收的电功率就传递到二次绕组，并输出给负载。这就是变压器进行能量传递的原理。二、磁动势方程正常负载时，i1和i2都随时间正弦变化，此时磁动势方程可用复数表示为：上式表明负载时用以建立主磁通的激磁磁动势是一次和二次绕组的合成磁

8、动势。三、漏磁通和漏磁电抗1.漏磁通在实际变压器中，除了通过铁心、并与一次和二次绕组相交链的主磁通φ之外，还有少量仅与一个绕组交链且主要通过空气或油而闭合的漏磁通。一次绕组的漏磁通：由电流产生且仅与一次绕组相交链的磁通，用表示；二次绕组的漏磁通：由电流产生且仅与二次绕组相交链的磁通，用表示。和分别称为一次和二次绕组的漏磁电抗，简称漏抗漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数,且都