5变压器10月19日

null第四章 变压器 Transformers第四章 变压器 Transformers本章教学基本要求本章教学基本要求1.了解变压器的主要结构、基本工作原理及主要额定值的意义； 2.通过变压器的负载运行，深入理解负载运行时变压器各物理量之间的关系，绕组折算的物理意义及其计算方法，掌握负载运行时的等值电路、相量图、参数测定及求解电压变化率和效率，学会分析变压器的运行性能； 3.熟悉三相变压器的联接组别，并能根据绕组接线图判别其联接组别或按照已知的联接组别画出绕组的接线图。本章教学重点和难点本章教学重点和难点重点： 1.理解在不同运行状态下I0、I1和I2等参数的物理意义； 2.变压器的基本方程式、等值电路、相量图； 3.三相变压器的联接组别。 难点：负载运行时各量之间的关系。 null目录5.1 概述 5.2 变压器的空载运行 5.3 变压器的负载运行 5.4 标幺值 5.5 变压器的参数测定 5.6 变压器的运行特性 5.7 变压器的连接组别 5.8 变压器的并联运行 5.9 自藕变压器 5.10 仪用互感器5.1概述5.1概述 变压器是一种变换交流电的静止电气设备。 变压器的用途与分类 变压器按用途可分为： 输配电用的电力变压器，包括升、降压变压器等； 供特殊电源用的特种变压器，包括电焊变压器、整流变压器、电炉变压器、中频变压器等； 供测量用的仪用变压器，包括电流互感器、电压互感器、自耦变压器（调压器）等； 用于自动控制系统的小功率变压器； 用于通信系统的阻抗变换器等等。返回nullnullnull铁心（磁路部分）铁心（磁路部分）铁心的材料为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 5.1.1 变压器主要结构null铁心形式铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构 ，它是将A、B、C三相的绕组分别放在三个铁心柱上，三个铁心柱由上、下两个铁轭连接起来，构成闭合磁路。如图绕组绕组绕组是变压器的电路部分，它是由铜或铝的绝缘导线绕制而成。为了便于绝缘，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面。油箱油箱油浸式变压器均要有一个油箱，装入变压器油后，将组装好的器身装入其中，以保证变压器正常工作。变压器油用作加强变压器内部绝缘强度和散热作用。储油柜储油柜变压器在运行中，随着油温的变化，油的体积会膨胀和收缩，为了减少油与外界空气的接触面积，减小变压器受潮和氧化的概率，通常在变压器上部安装一个储油柜（俗称油枕）。呼吸器(吸湿器)呼吸器(吸湿器)变压器随着负荷和气温变化，各变压器油温不断变化，这样油枕内的油位随着整个变压器油的膨胀和收缩而发生变化，为了使潮气不能进入油枕使油劣化，将油枕用一个管子从上部连通到一个内装硅胶的干燥器（俗称呼吸器），硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用，干燥状态状态为兰色，吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。 冷却器冷却器直接装配在变压器油箱壁上，对于强迫油循环风冷变压器，电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中，这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂，使热量散失到空气中去，经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。无论电动泵装在冷却器上部还是下部，其作用是一样的。 绝缘套管绝缘套管变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过绝缘套管，使引线与油箱绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的，其结构取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套管，10～35kV采用空心充气或充油式套管，110kV及以上采用电容式套管。为了增大外表面放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高，级数越多。分接开关分接开关变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接头，用以切换分接头的装置叫分接开关。分接开关分为无载调压和有载调压两种，前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。压力释放阀压力释放阀当变压器内部发生严重故障而产生大量气体时，油箱内压力迅速增加，为防止变压器发生爆炸，油箱上安装压力释放阀。气体继电器又称为瓦斯继电器，是变压器的一种保护装置，安装在油箱与储油柜的连接管道中，当变压器内部发生故障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等）产生的气体和油流，迫使气体继电器动作。轻者发出信号，以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸，以保护变压器。 5.1.2 变压器铭的型号和额定数据5.1.2 变压器铭的型号和额定数据1.变压器铭牌数据 每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它数据，便于用户了解变压器的运行性能。电力变压器 产品型号 SL7－315/10 产品编号 额定容量 315kV·A 使用条件 户外式 额定电压 10000/400V 冷却条件 ONAN 额定电流 18.2/454.7A 短路电压 4% 额定频率 50 Hz 器身吊重 765kg 相 数 三相 油 重 380kg 联接组别 Y yno 总 重 1525kg 制 造 厂 生产日期 电力变压器铭牌示意图 变压器铭牌数据1变压器铭牌数据1额定容量SN 它是变压器额定工作条件下输出能力的保 证值，是额定视在功率，单位：伏安（V•A） 或千伏安（kV•A）或兆伏安（MV•A）。 一般容量在630kVA以下的为小型电力变 压器；800~6300kVA的为中型电力变压器； 8000~63000kVA为大型电力变压器； 90000kVA及以上的为特大型电力变压器。 变压器铭牌数据2变压器铭牌数据2额定电压U1N/U2N 均指线值电压。原边额定电压U1N是指电 源加在原绕组上的额定电压；副边额定电压 U2N是指原边加额定电压副边空载时副绕组的 端电压，单位有：伏（V）或千伏（kV）。 变压器铭牌数据3变压器铭牌数据3额定电流I1N/I2N 均指线值电流。原、副边额定电流是指 在额定容量和额定电压时所长期允许通过的 电流，单位有：安（A） 额定频率fN 指工业用电频率，我国规定为50Hz。各量之间关系各量之间关系 变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系为：单相变压器三相变压器 2.主要系列2.主要系列 (1)型号说明 变压器型号包括：基本代号、额定容量、额定电压以及结构性能特点。例如型号为：SL7-630/10，其中“S”代表三相，“L”代表铝导线，“7”代表序号，“630”代表额定容量为630kV•A，“10”代表高压绕组额定电压为10kV。(2)主要系列(2)主要系列 我国生产的各种变压器系列产品有：S7、 SL7、S9、SC8等。其中SC8型为环氧树脂 浇注干式变压器。5.2 单相变压器的空载运行5.2.1 变压器各电磁量的正方向5.2 单相变压器的空载运行返回null5.2.2 变压器的空载运行5.2.2 变压器的空载运行1. 主磁通、漏磁通书上有误null2.主磁通感应电动势同理null 可见，感应电势的大小与匝数和主磁通幅值成正比，相位滞后于主磁通相量90°null3.漏磁通感应电动势上式可写成：一次绕组的漏电抗可写成：一次绕组的漏自感一次绕组的漏电抗漏磁路的漏磁导为了提高运行性能，希望漏电抗越小越好null4、空载运行电压方程一次绕组回路电压方程一次绕组的漏阻抗二次绕组回路开路null变压器一次绕组加额定电压空载运行时，空载电流很小不超过额定电流的10％，再加上漏阻抗值较小一、二次绕组电动势之比称为变比空载时：null当电源电压随时间按正弦变化，则电动势、磁通必定都按正弦规律变化。根据铁磁材料的磁化曲线可知，磁通和励磁电流成饱和曲线关系 5. 励磁电流null(1)当磁通为正弦波，由于此路饱和，励磁电流为非正弦，不能用相量表示，工程上用等效正弦波的概念来表示实际的磁化电流i0r。 (2)磁通与励磁电流同相位。饱和对励磁电流的影响根据磁路欧姆定律结论：null 铁磁材料的磁滞现象会引起损耗，叫磁滞损耗。 交变的磁通会在铁心中参生涡流损耗，叫涡流损耗。 磁滞损耗和涡流损耗统称为变压器铁损耗。 变压器空载运行，电源应输入大小为铁耗值的有功功率，对应的电流用 表示，因系有功， 应与 同相6 变压器空载运行的相量图6 变压器空载运行的相量图null空载运行情况下有功功率变压器消耗掉无功功率储于磁场中null7. 变压器空载运行的等效电路并联型等效电路null例题5-1 一台三相变压器，Y/Y接法，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/400V，I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：Z1=R1+jX1=（4.2+j9）Ω，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）Ω。 （1）励磁电流及其与额定电流的比值例题5-1 一台三相变压器，Y/Y接法，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/400V，I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：Z1=R1+jX1=（4.2+j9）Ω，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）Ω。 （1）励磁电流及其与额定电流的比值(1)解例题5-1 一台三相变压器，Y/Y接法，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/400V，I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：Z1=R1+jX1=（4.2+j9）Ω，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）Ω。 （2）空载运行时的输入功率例题5-1 一台三相变压器，Y/Y接法，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/400V，I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：Z1=R1+jX1=（4.2+j9）Ω，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）Ω。 （2）空载运行时的输入功率(2)解例题5-1 一台三相变压器，Y/Y接法，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/400V，I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：Z1=R1+jX1=（4.2+j9）Ω，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）Ω。 （3）一次相电压、相电动势及漏阻抗压降，并比较它们的大小例题5-1 一台三相变压器，Y/Y接法，SN=100kVA，U1N/U2N=6000/400V，I1N/I2N=9.62/144.3A，每相参数：Z1=R1+jX1=（4.2+j9）Ω，Zm=Rm+jXm=（514+j5526）Ω。 （3）一次相电压、相电动势及漏阻抗压降，并比较它们的大小(3)解null5.3、 变压器的负载运行返回null5.3.1 负载时的磁通势及一、二次电流的关系由于电源电压恒定，即U1=常数，则E1≈常数，Фm≈常数。因此，达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变负载运行时因此null5.3.2 负载时二次电压、电流的关系5.3.3 变压器的基本方程式5.3.3 变压器的基本方程式5.3.4 折合算法 5.3.4 折合算法 ① 目的: a 、得出使一、二次绕组“有”电的连接的等效电路。 b、简化各电量的计算,画相量图方便（定量画法）。③ 定义：保持一个绕组的磁动势不变而改变其电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。null⑤ 折合值：二次向一次折合为例。④ 定义：如果保持二次绕组磁动势不变，而假想它的匝数与一次绕组匝数相同的折合算法，称为二次绕组折合成一次绕组或简称二次向一次折合。⑴ 电流⑵电动势null⑶阻抗⑷负载电压阻抗角没变null说明：折合算法其结果不改变变压器运行的物理本质，既不改变功率传递关系，不影响阻抗抗角。nullnull5.3.5 等效电路㈠ 折合后的六个基本方程式:null 变压器“ T ”型等值电路㈡ “T”型等效电路.T型等效电路只适用于变压器对称、稳态运行，如果运行在不对称、动态乃至故障状态，则T型等效电路将不适用。注意的是下面各量的值都是相值。（三）“Γ”型简化等值电路（三）“Γ”型简化等值电路 “T”型等值电路虽能准确反映变压 器内部电磁关系，但它是串、并联电 路，计算较复杂。由于Z1<>I202r2，故可忽略 空载铜耗，认为P0≈pFe=I202rm。空载实验数据计算空载实验数据计算根据测得的空载实验数据可计算单相变压器的参数： 变比为： 空载阻抗： 空载电阻： 其中 。实验说明1实验说明1由于 可认为 励磁阻抗： 励磁电阻： 励磁电抗： 实验说明2实验说明2 由于空载实验在低压侧做，计算所得的励 磁参数是低压侧的值，如需折算到高压侧，各 计算值应乘k2，还应注意的是，励磁参数随电 压的大小而变化，计算时要取额定电压下的数 据。对于三相变压器测得的功率是三相的，而 励磁参数是指每一相的，故在计算时应将三相 功率除以3，即取一相功率计算，同时应将测得 的线值数据转换成相值数据，读者可自己推导 三相变压器空载实验的参数计算公式。 4.4.2变压器短路实验4.4.2变压器短路实验 通过短路实验可得短路参数、铜损等数 据。短路实验接线图如下图所示。短路实验说明1短路实验说明1 变压器短路实验一般在高压侧做，即原边加电 压，副边短路。应注意的是，由于变压器的短路阻抗 zk一般很小，当原边的电流达到额定值时，原边所加 的电压很低，所以在短路实验时，变压器的高压绕组 前接自耦变压器，将自耦变压器的输出电压由零开始 慢慢升高，直至短路电流为额定电流为止，记录原边 的短路电压Uk、电流I1和输入功率Pk数据。短路实验说明2短路实验说明2 短路实验时，变压器副边无功率输出，输入功 率全部消耗在内部，由于当绕组中短路电流为额定 值时，原边所加的电压很低，主磁通比正常运行时 小很多，铁芯损耗pFe与铜损pCu相比可忽略，短路 损耗中主要是原、副边的铜损，即有：Pk≈pCu= pCu1+ pCu2。 短路参数计算短路参数计算根据测得的短路实验数据可计算单相变压器的参数 短路阻抗： 短路电阻： （4-24） 短路电抗： 根据规定，测得的电阻应换算到国标规定的75℃时的数值，换算公式为： 对于铜线： （4-25） 对于铝线： 式中θ为实验时的环境温度（℃）。说明说明在75℃时的短路阻抗为： （4-26） 对于三相变压器应注意用相值计算，所 得的参数也是每相值。如果要将原、副边参 数分开，可近似认为：r1≈r2′；x1≈x2′； z1≈z2′。4.4.3标幺值4.4.3标幺值标幺值是指某个物理量的实际值与其所选定的同一单位的固定值的比值，即： 。 为了与实际值区分，标幺值都用在其右上角加“*”号表示。基值的选取是任意的，在变压器中，一般选额定值作为各物理量的基值，但存在有相互关系的几个物理量中，所选基值的个数并不是任意的，当某几个物理量的基值已被确定，其它物理量的基值也就跟着确定了。如单相变压器，当选定原边的额定电压和额定电流作为电压和电流的基值时，原边每相阻抗的基值也就确定了，应为额定电压除以额定电流，即：z1N=U1N/I1N。 标幺值标幺值在变压器和电机的工程计算中，为了分析和运算的方便，往往采用标幺值。变压器原、副边电压、电流、阻抗的标幺值为： 采用标幺值时，变压器的短路阻抗标幺值与额定电流下的短路电压标幺值相等，即有： 用标幺值来表示各物理量的优点用标幺值来表示各物理量的优点1.采用标幺值时，不论变压器的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的范围内，便于分析和比较。例如电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.05~0.10，如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内，就应核查一下是否存在计算或设计错误。 2.采用标幺值能直观地表示变压器的运行情况。例如已知一台运行着的变压器端电压和电流为35kV、20A，从这些实际数据上判断不出什么问题，但如果已知它的标幺值为Uk*=1.0、Ik*=0.6，说明这台变压器欠载运行。 3.采用标幺值时，原、副边各物理量不需进行折算，便于计算。例如副边电压向原边折算为：，采用标幺值时为： 课后复习要点课后复习要点1.变压器负载运行时的电磁关系、工作原理、等值电路、功率关系等 2.结合实验指导书自学变压器参数的实验测定内容 3.自学标幺值内容 4.预习变压器运行特性和三相变压器 思考题：P132 4-9、4-17 作业：1）P132 4-18、2）分别定性画出变压器 带感性负载、电阻性负载和电容性负载的相量图 本次课程内容、要求和重点本次课程内容、要求和重点内容： 变压器的运行特性和三相变压器 要求： 1.了解三相变压器结构和磁路特点 2.掌握三相变压器联结组别 3.了解

标准

excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载

联结组别的应用 重点： 变压器外特性、联结组别。 4.5变压器的运行特性 4.5变压器的运行特性 变压器的运行特性有外特性U2=ƒ(I2)和效率 特性η=ƒ(I2) 而变压器的主要性能指标是电压 变化率。 4.5.1电压变化率和外特性 变压器外特性是指当U1=U1N，cosφ2=常数 时，副边端电压随负载电流变化的规律， 即：U2=ƒ(I2)曲线。变压器外特性变压器外特性 由于变压器内部 存在漏阻抗，当有负 载电流时，就会产生 电压降，输出电压是 随负载电流变化而变 化，其变化规律与负 载的性质有关。电压变化率电压变化率 为了表征电压随负载电流变化的程度，可用 电压变化率ΔU*表示。电压变化率是指在原边 加额定电压，副边空载电压与某一功率因数下的 额定负载的副边电压差值与副边额定电压的比值 用百分数来表示，即有： （4-28） 电压变化率反映了变压器电压的稳定性，是 一项重要的性能指标。 电压变化率电压变化率 可根据简化等值电路的相量图,推导出电压 变化率的公式为： （4-31） 式中β=I1/I1N=I2/I2N，称为变压器的负载系数。 简化等值电路的相量图简化等值电路的相量图用标幺值表示时电压变化率公式用标幺值表示时电压变化率公式 用标幺值表示时，电压变化率公式为： (4-33) 从上式可见，变压器的电压变化率与短路参数 rk和xk、负载系数β、负载功率因数角φ2有关，当 负载为电阻性或感性时，电压变化率ΔU*>0，且电 阻性负载电压变化率小于感应负载的电压变化率； 当负载容性时，一般情况下，|rkcosφ2|<|xksinφ2| 使电压变化率ΔU*<0,外特性上翘。 4.5.2变压器效率和效率特性4.5.2变压器效率和效率特性变压器的效率为： 式中∑p=pFe+pCu是变压器的总损耗，P1为变压 器的输入功率，P2为变压器的输出功率。变压器损耗变压器损耗 由前面分析可知，变压器的空载损耗主要是铁 损，它不随负载变化而变化，有P0≈pFe，所以铁损 是不变损耗。铜损耗包括原、副绕组上的铜损，它 与负载电流的平方成正比，随负载电流的变化而变 化的，并与短路实验电流为额定值时的输入功率存 在如下关系：β2PkN≈pCu，铜损耗是可变损耗。 变压器效率公式变压器效率公式设:P2=mU2I2cosφ2≈mU2NβI2Ncosφ2=βSNcosφ2 则效率公式为： （4-36） 从上式中可见，变压器的效率与P0、PkN、负 载的性质以及负载率有关。效率特性是指当负载 功率因数为常数时，效率与负载系数的关系，即 η=ƒ(β)。 变压器效率曲线η=ƒ（β）变压器效率曲线η=ƒ（β） 由曲线可见，当负载变 化到某一值时，效率为最大， 即为ηmax，对应的负载系数 为βm，对式（4-36）求导， 并令dη/dβ=0，得最高效率 时的负载系数为： （4-37） 可见，当不变损耗等于可变损 耗时，变压器效率为最高。4.6三相变压器4.6三相变压器应用： 三相变压器广泛应用于电力系统中。 特点： 在对称三相负载下运行时，变压器 的各相电压、电流大小相等，互差120° 相角，三相完全对称。4.6.1三相变压器的磁路系统4.6.1三相变压器的磁路系统 三相变压器结构分：组式、芯式。 组式： 由三个容量与结构完全相同的单相 变压器组成的三相变压器。 特点： 是每相都有自己独立的磁路，互不相 关，各相的励磁电流在数值上完全相等。组式组式组式应用组式应用 三相组式变压器优点是：对特大容 量的变压器制造容易，备用量小。但其铁 芯用料多，占地面积大，只适用于超高 压、特大容量的场合。 芯式变压器芯式变压器 特点： 是三相磁路相互关联，磁路 长度不等，当外加三相对称电压 时，三相励磁电流不对称，但因 励磁电流很小，可忽略对负载运 行的影响，这种结构的变压器称 为三相芯式变压器。芯式变压器芯式变压器应用： 大、中、小容量的变压器广泛用于 电力系统中。 优点： 节省材料，体积小，效率高，维护 方便。 芯式变压器结构芯式变压器结构 （a）三相星形磁路 （b）三相磁通向量图 （c）实际芯式变压器的磁路芯式变压器芯式变压器4.6.2三相变压器的绕组联接组别 4.6.2三相变压器的绕组联接组别 三相绕组接线有：星形联结、三角形联结 星形联结记作：“Y”或“y” 三角形联结记作：“D”或“d”绕组标记绕组标记星形联结星形联结星形联结的三相绕组特点：三个末端连接在一起形成中性点，如果将中性点引出，就形成了三相四线制了，表示为YN或yn。三角形联结三角形联结 三角形联结的三相绕组接法 有两种。 1.高低压绕组中电势的相位1.高低压绕组中电势的相位 变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯柱上，并被同一主磁通链绕，当主磁通交变时，在高、低压绕组中感应的电势之间存在一定的极性关系同名端同名端同名端： 在任一瞬间，高压绕组的 某一端的电位为正时，低压绕 组也有一端的电位为正，这两 个绕组间同极性的一端称为同 名端，记作“˙”。 null2.联结组别2.联结组别 通过变换变压器绕组的联接方式， 改变变压器原副边感应电势或电压的相位。 变压器联结组别用时钟表示法表示 规定： 各绕组的电势均由首端指向末端， 高压绕组电势从A指向X，记为“ÈAX”，简记 为“ÈA” ，低压绕组电势从a指向x，简记为 “Èa”。 时钟表示法时钟表示法时钟表示法： 把高压绕组线电势作为时钟的长针，永远指向“12”点钟，低压绕组的线电势作为短针，根据高、低压绕组线电势之间的相位指向不同的钟点。单相变压器组别单相变压器组别 单相变压器高、低压绕组电势 相位关系只有同相位和反相位两 种，因此只有同相变压器和反相变 压器。null同相变压器记作“ⅠⅠ0”反相变压器记作“ⅠⅠ6”反相变压器记作“ⅠⅠ6”3.三相变压器联结组别3.三相变压器联结组别 确定三相变压器联结组别的步骤是： ①根据三相变压器绕组联结方式（Y或y、D或d）画出高、低压绕组接线图（绕组按A、B、C相序自左向右排列）； ②在接线图上标出相电势和线电势的假定正方向 ③画出高压绕组电势相量图，根据单相变压器判断同一相的相电势方法，将A、a重合，再画出低压绕组的电势相量图（画相量图时应注意三相量按顺相序画）； ④根据高、低压绕组线电势相位差，确定联结组别的标号。Y接、D接的相量图Y接、D接的相量图要点：采用双下标、顺相序例题1例题1例题2例题2例题3例题3总结总结 Yy联结的三相变压器，共 有Yy0、Yy4、Yy8、Yy6、 Yy10、Yy2六种联结组别，标号 为偶数。 例题4例题4例题5例题5Yd联结组别总结Yd联结组别总结 Yd联结的三相变压器，共 有Yd1、Yd5、Yd9、Yd7、 Yd11、Yd3六种联结组别，标号 为奇数。标准联结组别标准联结组别 为了避免制造和使用上的混 乱，国家标准规定对单相双绕组 电力变压器只有ⅠⅠ0联结组别一 种。对三相双绕组电力变压器规 定只有Yyn0、Yd11、YNd11、 YNy0和Yy0五种。标准组别的应用标准组别的应用Yyn0组别的三相电力变压器用于三相四线制配电系统中，供电给动力和照明的混合负载； Yd11组别的三相电力变压器用于低压高于0.4kV的线路中； YNd11组别的三相电力变压器用于110kV以上的中性点需接地的高压线路中； YNy0组别的三相电力变压器用于原边需接地的系统中； Yy0组别的三相电力变压器用于供电给三相动力负载的线路中。 其他用途变压器（自学）其他用途变压器（自学）自学具体要求： 1、自耦变压器 分析自耦变压器结构特点和工作原理。 熟悉电压关系、电流关系、容量关系，特别要注意变压器容量和绕组容量的概念。 自耦变压器的优缺点和适用范围。 2、交流互感器 电压互感器的工作原理和使用注意事项。 电流互感器的工作原理和使用注意事项。 课后复习要点：课后复习要点：自学1.7.3实验确定绕组的极性和三相变压器的联结组别* 熟练： 已知接线图——画向量图——判别组别 已知组别——画向量图——画接线图 思考题：P133 4-23、4-31、4-32、4-31、 4-32 作业：P133 4-22、4-24（1）（3）、4-25（1）（3）、4-33本章小结本章小结本章内容： 主要介绍了变压器基本工作原理和运行特性；三相变压器的联结组别问题；自耦变压器、仪用互感器的结构和特点等。11变压器是利用电磁感应原理将某一电压等级的电能转换成相同频率的另一电压等级的电能的静止电器，在变换电压的同时，还能变换电流。22在变压器中不仅有电路问题，还有磁路问题，所以它的基本工作原理是建立在电磁感应和磁势平衡关系上的。基本方程式、等值电路、相量图是描述变压器内部电磁关系的工具，有关变压器的基本理论也可推广应用于交流电机中。 33 通过空载和短路实验，可求得变压器励磁和短路等参数。 变压器的电压调整率是表征负载运行时的副边电压稳定性和供电质量 效率特性表征负载运行时的经济性。44表示三相变压器原、副边线电势的相位关系是联结组别； 若已知接线图，可根据接线图画出相量图，从而判断出联结组别； 若已知联结组别，可根据组别画出相量图，从而画出接线图； 变压器的极性和联结组别也可通过实验确定。55 自耦变压器除通过电磁感应传递能量外，还能从原边直接向副边传导能量，所以在相同容量情况下，它比普通双绕组变压器耗材少，体积小，效率高。 66使用互感器的目的是使测量回路与高压线路隔离，便于测量，同时也为了操作人员和设备的安全，互感器的使用注意事项是确保互感器正常工作的前提。 其他用途变压器（自学）其他用途变压器（自学）自学要求: 1.掌握自耦变压器、电压互感器、电流互感器工作原理 2.熟悉自耦变压器、电压互感器、电流互感器适用范围。 其他用途变压器（自学） 其它用途的变压器* 其他用途变压器（自学） 其它用途的变压器*1自耦变压器 自耦变压器的特点是副绕组是原绕组的一部分，原、副绕组既有磁的耦合，又有电的联系。自耦变压器有单相和三相，有升压，也有降压。图1-33所示为单相双绕组自耦变压器接线图。null从图中可见，AX为原绕组，匝数为N1，ax为副绕组，匝数为N2，其中副绕组也是原绕组的一部分，称为公共绕组，将Aa绕组称为串联绕组。 1.电压关系 与双绕组变压器一样，当在原边加电压时，有主磁通和漏磁通产生，主磁通在原、副绕组中产生感应电势È1、È2，如果忽略漏阻抗压降，则原、副边的电压关系为： 式中kA为自耦变压器的变比，kA>1时为降压变压器。 2.电流关系 负载运行时，主磁通可认为与空载时近似相等，则有磁势平衡方程式：自耦变压器null忽略励磁电流时可得： 上式表明，电流Ì1与Ì2的实际方向相反。 对于图1-33节点aˊ利用基尔霍夫电流定律，可得公共绕组aˊx中的电流I为： 当忽略Ì0时，Ì1与Ì2反相，在kA>1时，则有Ì2>Ì1，在节点aˊ上的电流有效值为：I=I2-I1。自耦变压器自耦变压器自耦变压器3.容量关系 自耦变压器中存在变压器容量和绕组容量这两个容量。变压器容量是指原边输入容量或副边输出容量，又称通过容量，数值上等于额定电压与额定电流的乘积。绕组容量是指该绕组的电压与电流的乘积，又称电磁容量。 自耦变压器自耦变压器对于双绕组变压器，功率是全部通过原、副绕组的电磁耦合从原边传送到副边，即有：SN=UN1IN1=UN2IN2 所以，变压器的绕组容量就等于原绕组容量或副绕组容量，也就是铭牌上标注的变压器容量。但是自耦变压器的变压器容量与绕组容量却不相等。 自耦变压器的额定变压器容量为：SN=UN1IN1=UN2IN2。自耦变压器自耦变压器Aa串联绕组的绕组容量为： ax公共绕组的绕组容量为： 上两式说明，额定运行时串联绕组与公共绕组的绕组容量相等，均为自耦变压器容量的（1-1/kA）倍。 自耦变压器的输入容量为： 自耦变压器自耦变压器 其中Sem为电磁容量；Str为传导容量，说明输入容量中一部分是电磁容量，是通过电磁感应作用传到副边的；另一部分是传导容量，它是由I1直接传到副边的，它不需要增加绕组容量，所以自耦变压器的变压器容量大于绕组容量，和同容量的普通双绕组变压器比，耗材少，体积小，成本低，效率高。 变比kA越接近1，(1-1/kA)越小，绕组容量越小于变压器容量，自耦变压器优点越突出，故一般变比在1.5~2之间。自耦变压器在电力系统、工厂、实验室以及家用电器等均有应用。 null1）电压互感器 电压互感器作用是将高电压降为低电压（一般额定值为100V）供电给测量仪表和继电器的电压线圈，使测量、继电保护回路与高压线路隔离，保证人员和设备的安全。电压互感器接线如图1-34所示，原绕组并联在被测的高压线路上，副绕组与电压表、功率表的电压线圈等构成闭合回路。由于副边所接的电压表等负载的阻抗很大，副边电流很小，电压互感器实际上相当于一台空载运行的双绕组降压变压器。2.互感器电压互感器电压互感器 为了减少测量误差，设计时应尽量减小短路阻抗和励磁电流，当忽略漏阻抗压降时有： 式中ku为电压互感器的变压比。一般与电压互感器相配的电压表，已考虑变比的折算，所以从电压表上可直接读出实际的电压值。 nullnull实际应用中，阻抗压降虽很小但还是存在，会产生一定的误差，所以电压互感器常用精度等级有：0.2、0.5、1.0、3.0。 电压互感器在使用时应注意：①副边决不允许短路，否则会产生很大的短路电流，烧坏电压互感器；②为确保工作人员安全，电压互感器的副绕组以及铁芯应可靠接地；③为确保测量精度，电压互感器的副边不宜并接过多的负载。null 电流互感器作用是将电路中流过的大电流变换成小电流（额定值为5A或1A）供电给测量仪表和继电器的电流线圈。电流互感器接线图如图1-35所示，原绕组串在被测的高压线路中，副绕组与电流表、功率表的电流线圈等构成闭合回路。由于原绕组匝数为一匝或几匝，副绕组匝数很多，而副边所接的电流表等负载的阻抗很小，电流互感器实际上相当于一台处于短路状态升压变压器。 2）电流互感器电流互感器电流互感器为了减少测量误差，设计时应尽量减小励磁电流。电流互感器磁势平衡关系为： 当忽略励磁电流时，则有： （1-95） 式中ki=N2/N1，是电流互感器的变流比。 实际应用中，励磁电流虽小但还是存在，会产生一定的误差，所以电流互感器常用精度等级有：0.2、0.5、1.0、3.0和10。电流互感器在使用时应注意电流互感器在使用时应注意 电流互感器在使用时应注意：①副边决不允许开路，否则，I2=0时，被测线路中的大电流I1全部成为励磁电流，使铁芯严重过热，副边感应高电压，损坏电流互感器，并危及人员和其它设备安全；②为确保工作人员安全，电压互感器的副绕组以及铁芯应可靠接地；③为确保测量精度，电流互感器的副边所接负载阻抗不应超过允许值。