电机学第3章 变压器.pdf

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1、第三章变压器学习指导学习目标与要求变压器是电力系统中的主要设备，熟练掌握变压器的基本原理、运行特性和分析方法。（1）变压器的基本结构、额定值，变压器的功用。（2）变压器运行原理主磁通、漏磁通以及磁动势平衡的物理概念。变压器空载运行及其电磁关系。变压器的负载运行及其基本方程式。变压器的归算方法。变压器的等效电路、注意基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。变压器运行性能的分析方法和计算。变压器参数的物理意义和测量方法。标么值的概念和运算。（3）三相变压器三相变压器的磁路特点。三相变压器绕组连接方法和联结组。三相变压

2、器绕组连接方法和磁路结构对电势波形的影响。（4）变压器并联运行的条件及并联运行时的负载分配。（5）三相变压器不对称运行三相不对称运行的分析方法——对称分量法。变压器各相序等效电路、各相序阻抗的物理概念及其测定方法。Y,yn变压器单相负载的分析方法，中点漂移。（6）变压器过电流瞬变过程的物理概念。（7）三绕组变压器结构特点、电磁关系、等效电路。（8）自耦变压器结构特点、功率关系及运行特点。（9）电流互感器和电压互感器运行特点。学习重点1.变压器的运行原理和运行特性。2．三相变压器的绕组连接方式和磁路结构3．三相变压

3、器并联运行的条件和负载的分配4.三绕组变压器和自耦变压器学习难点1．变压器的空载励磁电流波形。2．各种变压器的主磁通与励磁电流的波形问题，以及它们对变压器空载相电势波形的影响。3．变压器瞬变过程分析4．三相变压器的不对称运行。变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。3-1变压器的工作原理3.1.1变压器的分类变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。1、按用途分类，可分

4、为电力变压器（主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器）仪用互感器（电压互感器和电流互感器）特种变压器（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等）2.按绕组数目分双绕组变压器三绕组变压器多绕组变压器自耦变压器3.按铁心结构分心式变压器壳式变压器4.按相数分单相变压器三相变压器多相变压器5.按冷却介质和冷却方式分类，可分为油浸式变压器干式变压器充气式变压器本节以普通双绕组变压器为例介绍变压器的工作原理，基本结构和额定值。3.1.2基本结构变压器的主要部件是铁心

5、和绕组，它们构成了变压器的器身。除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。主要介绍铁心和绕组的结构。1、铁心变压器的铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架。铁心分：心柱：心柱上套装有绕组。铁轭：形成闭合磁路，为了减少铁心损耗，通常采用含硅量较高，厚度为0.33mm表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。铁心结构的基本形式分心式和壳式两种心式：铁轭靠着绕组的顶面和底面。而不包围绕组侧面，见图2-2特结构较为简单，绕组的装配及绝缘也较为容易，所以国产变压器大多采用心式结构。（电力变压器常采用的

6、结构）壳式：铁轭不仅包围顶面和底面，也包围绕组的侧面。见图2-3，这种结构机械强度较好，但制造工艺复杂，用材料较多。铁心的叠装分为对接和叠接两种对接：将心柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再把它们拼在一起。工艺简单。迭接：把心柱和铁轭一层一层的交错重叠，工艺复杂。由于叠接式铁心使叠片接缝错开，减小接缝处的气隙，从而减小了励磁电流，同时这种结构夹紧装置简单经济可靠性高，多采用叠接式。缺点：工艺上费时2、绕组绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。接入电能的一端称为原绕组（或一次绕组）输出电能的一端称为付

7、绕组（或二次绕组）一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理UI=UI=S1122（S原付绕组的视在功率）电压高的一端电流小所以导线细从高低压绕组的相对位置来看，变压器绕组可以分为同心式和交叠式两类同心式：高低压绕组同心的套在铁心柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里面高压绕组在外面。交叠式：高低压绕组互相交叠放置，为便于绝缘，上下两组为抵压3.1.3变压器的额定值额定值是正确使用变压器的依据，在额定状态下运行，可

8、保证变压器长期安全有效的工作。额定容量S：指变压器的视在功率。对三相变压器指三相容量之和。单位伏安（VA）N千伏安（kVA）额定电压U：指线值，单位伏（V）千伏（kV），U指电源加到原绕组上的电压，N1NU是副方开路即空载运行时副绕组的端电压。2N额定电流I：由S和U计算出来的电流，即为额定电流NNNSSNN对单相变压器：I=I=1N2NUU1N2NSSNN对三相变压器：