工学机械工业出版社电机学变压器部分课件.pptx

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1、2.1 变压器工作原理和基本结构第1页/共109页2.2 变压器空载运行何谓变压器空载运行？何谓变压器空载运行？变压器空载运行分析主要研究的问题是什么？变压器空载运行分析主要研究的问题是什么？变压器空载运行基本的分析方法是什么？变压器空载运行基本的分析方法是什么？第2页/共109页1.1.变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向2.2 变压器空载运行第3页/共109页 按电动机惯例，吸收电功率按电动机惯例，吸收电功率和和1)1)按发电机惯例，发出电功率按发电机惯例，发出电功率和和4)4)3)3)、和和 ；、和和 、符合右手螺旋关系符合右手螺旋关系 2)2)、和和 符合右手螺旋关系符

2、合右手螺旋关系1.1.变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向2.2 变压器空载运行第4页/共109页2.2 变压器空载运行2.2.空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程绪论部分第5页/共109页2.2 变压器空载运行2.2.空载运行的基本物理过程空载运行的基本物理过程*、都是最大值，一般都是最大值，一般 *、都是由激磁磁动势都是由激磁磁动势 产生的。产生的。第6页/共109页2.2 变压器空载运行3.3.主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势1)1)主磁通及其感应电动势主磁通及其感应电动势假设主磁通正弦变化为假设主磁通正弦变化为根据电磁感应定律根据

3、电磁感应定律电动势有效值电动势有效值同理：同理：得：得：第7页/共109页2.2 变压器空载运行3.3.主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势2)2)一次漏磁通感应电动势一次漏磁通感应电动势用相量表示用相量表示根据电磁感应定律根据电磁感应定律第8页/共109页2.2 变压器空载运行3.3.主磁通、漏磁通及其分别感应电动势主磁通、漏磁通及其分别感应电动势3)3)一次和二次绕组的电压方程一次和二次绕组的电压方程一般电力变压器，空载时绕组电阻压降和漏磁通压降很小，一般电力变压器，空载时绕组电阻压降和漏磁通压降很小，可忽略不计，这样变压器变比有可忽略不计，这样变压器变比有第9

4、页/共109页2.2 变压器空载运行4.4.激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位1)1)激磁电流激磁电流变压器空载运行时，铁心上只有一次绕组中的空载电流激励变压器空载运行时，铁心上只有一次绕组中的空载电流激励磁场，所以变压器的空载电流就是激磁电流磁场，所以变压器的空载电流就是激磁电流激磁电流激磁电流 包含两个分量，磁化电流分量包含两个分量，磁化电流分量 和铁耗电流分和铁耗电流分量量第10页/共109页2.2 变压器空载运行4.4.激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位结论：磁路饱和时，励磁电流结论：磁路饱和时，励磁电流 的波形应该为尖顶波，其基波分量的波形应该为尖顶波，其基波分量

5、和主磁通同相位。和主磁通同相位。2)2)磁化电流分量作用、波形及相位磁化电流分量作用、波形及相位第11页/共109页2.2 变压器空载运行4.4.激磁电流及其波形和相位激磁电流及其波形和相位3)3)铁耗电流分量作用及相位铁耗电流分量作用及相位激磁电流中磁化电流分量激励主磁场，主磁场在铁心磁路中激磁电流中磁化电流分量激励主磁场，主磁场在铁心磁路中交变时会产生铁耗，该损耗是有功损耗，且由激磁电流中的交变时会产生铁耗，该损耗是有功损耗，且由激磁电流中的铁耗电流分量铁耗电流分量 提供，相位上提供，相位上 和和 同相位。同相位。激磁电流用相量可表示激磁电流用相量可表示第12页/共109页2.2 变压器空

6、载运行5.5.激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程1)1)磁化电抗和铁耗电阻及其并联等效电路磁化电抗和铁耗电阻及其并联等效电路称为磁化电抗称为磁化电抗称为铁耗电阻称为铁耗电阻其中铁耗为其中铁耗为第13页/共109页2.2 变压器空载运行5.5.激磁阻抗、激磁方程及电压方程激磁阻抗、激磁方程及电压方程2)2)激磁阻抗及其串联等效电路激磁阻抗及其串联等效电路一般我们用一个串联阻抗一般我们用一个串联阻抗 代替上页图中的并联分支，即代替上页图中的并联分支，即所谓激磁方程所谓激磁方程称为激磁阻抗称为激磁阻抗称为激磁电阻称为激磁电阻称为激磁电抗称为激磁电抗其中其中第14页/共109页2

7、.2 变压器空载运行6.6.等效电路及相量图等效电路及相量图第15页/共109页2.2 变压器空载运行作业：习题习题 2-12-1、2-22-2、2-32-3第16页/共109页2.3 变压器负载运行和基本方程1)1)何谓负载运行何谓负载运行1.1.负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程第17页/共109页2.3 变压器负载运行和基本方程2)2)基本物理过程基本物理过程1.1.负载运行的基本物理过程负载运行的基本物理过程二次接上负载阻抗二次接上负载阻抗 第18页/共109页2.3 变压器负载运行和基本方程2.2.磁动势方程及一、二次电流关系磁动势方程及一、二次电流关系此式称为变压器磁动势

8、平衡关系此式称为变压器磁动势平衡关系此式称为电流形式的磁动势平衡关系此式称为电流形式的磁动势平衡关系由于有由于有可得可得上式说明，当变压器负载时，一次侧将增加一个负载电流上式说明，当变压器负载时，一次侧将增加一个负载电流分量分量 ，其对应的磁动势，其对应的磁动势 以抵消二次侧负载电流以抵消二次侧负载电流 产生的磁动势产生的磁动势 。第19页/共109页2.3 变压器负载运行和基本方程3.3.电压方程电压方程1)1)二次漏磁通、漏电抗及其感应的电动势二次漏磁通、漏电抗及其感应的电动势仿照一次电流产生漏磁通感应漏电动势的分析方法可得仿照一次电流产生漏磁通感应漏电动势的分析方法可得第20页/共109

9、页2.3 变压器负载运行和基本方程3.3.电压方程电压方程2)2)一、二次绕组的电压方程及变压器的基本方程一、二次绕组的电压方程及变压器的基本方程一、二次绕组的电压方程一、二次绕组的电压方程变压器的基本方程变压器的基本方程第21页/共109页1.1.绕组归算绕组归算目的：目的：希望获得一个既能反映变压器内部实际电气关系，又便希望获得一个既能反映变压器内部实际电气关系，又便于工程计算的等效电路，来代替既有电路又有磁路和电磁感应于工程计算的等效电路，来代替既有电路又有磁路和电磁感应关系的是实际变压器。关系的是实际变压器。思路：思路：虽然前期已经把一、二次漏磁通在绕组中感应的漏电动虽然前期已经把一、

10、二次漏磁通在绕组中感应的漏电动势用一、二次电流在对应的漏电抗上产生的等效的负压降来处势用一、二次电流在对应的漏电抗上产生的等效的负压降来处理了，但是还没有解决由于一、二次绕组的匝数不同导致的主理了，但是还没有解决由于一、二次绕组的匝数不同导致的主磁通在一、二次绕组中感应电动势和电流不同，所致无法把一、磁通在一、二次绕组中感应电动势和电流不同，所致无法把一、二次绕组直接建立电气连接的问题，因此需要进行绕组归算。二次绕组直接建立电气连接的问题，因此需要进行绕组归算。方法：方法：通常把二次绕组匝数归算到一次侧，也就是把二次绕组通常把二次绕组匝数归算到一次侧，也就是把二次绕组匝数变换成一次绕组匝数，但

11、不改变一二次绕组之间电磁关系。匝数变换成一次绕组匝数，但不改变一二次绕组之间电磁关系。2.4 变压器的等效电路和相量图第22页/共109页从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通过二次绕组磁动势过二次绕组磁动势 来产生的，因此把实际的二次绕组匝数来产生的，因此把实际的二次绕组匝数变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不变即可变即可 ，这样从一次侧来看，其电流、感应电动，这样从一次侧来看，其电流、感应电动势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。势、输入的

12、功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。步骤步骤1 1：电流归算，由于归算前后磁动势不变：电流归算，由于归算前后磁动势不变 ，可，可得到二次电流的归算值得到二次电流的归算值1.1.绕组归算绕组归算2.4 变压器的等效电路和相量图第23页/共109页步骤步骤2 2：电动势归算，由于归算前后磁动势不变，因此变压器铁电动势归算，由于归算前后磁动势不变，因此变压器铁心内主磁通也不会变，这样可得到二次电动势的归算值心内主磁通也不会变，这样可得到二次电动势的归算值步骤步骤3 3：二次阻抗归算，由于归算前后还要保证二次回功率关系二次阻抗归算，由于归算前后还要保证二次回功率关系不变，这样可得到二次侧阻抗的归算值

13、不变，这样可得到二次侧阻抗的归算值同理，得同理，得1.1.绕组归算绕组归算2.4 变压器的等效电路和相量图第24页/共109页步骤步骤4 4：把二次电压方程两边同时乘上变比把二次电压方程两边同时乘上变比 ，可得二次电压，可得二次电压的归算值的归算值总结：总结：归算后变压器的基本方程归算后变压器的基本方程1.1.绕组归算绕组归算2.4 变压器的等效电路和相量图第25页/共109页2.T2.T形等效电路形等效电路1)T1)T形等效电路形等效电路2.4 变压器的等效电路和相量图第26页/共109页2)T2)T形等效电路形形等效电路形 成过程总结成过程总结2.T2.T形等效电路形等效电路2.4 变压器

14、的等效电路和相量图第27页/共109页2)T2)T形等效电路形形等效电路形 成过程总结成过程总结2.T2.T形等效电路形等效电路2.4 变压器的等效电路和相量图第28页/共109页3)3)近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路近似等效电路近似等效电路2.T2.T形等效电路形等效电路2.4 变压器的等效电路和相量图第29页/共109页简化等效电路简化等效电路：短路电阻：短路电阻：短路电抗：短路电抗为短路阻抗为短路阻抗3)3)近似等效电路和简化等效电路近似等效电路和简化等效电路2.T2.T形等效电路形等效电路2.4 变压器的等效电路和相量图第30页/共109页3.3.变压器的相量图变

15、压器的相量图已知已知2.4 变压器的等效电路和相量图第31页/共109页作业：习题习题 2-42-4、2-52-5、2-152-15、2-16 2-16、2-172-17第32页/共109页1.1.变压器空载试验变压器空载试验(求取求取 、)2.5 等效电路参数的测定目的：通过试验可以求出变比目的：通过试验可以求出变比 、铁损耗、铁损耗 及励磁阻抗及励磁阻抗 。Awv第33页/共109页求取求取 、空载试验测取参数：空载试验测取参数：2.5 等效电路参数的测定1.1.变压器空载试验变压器空载试验第34页/共109页2.5 等效电路参数的测定1.1.变压器空载试验变压器空载试验空载实验注意事项：

16、空载实验注意事项：1 1）空载实验时应加额定电压；）空载实验时应加额定电压；2 2）空载实验通常在低压侧加电源，高压侧开路；）空载实验通常在低压侧加电源，高压侧开路；3 3）变比的求取：）变比的求取：；4 4）计算变压器参数、变比等时应用相值）计算变压器参数、变比等时应用相值第35页/共109页2.5 等效电路参数的测定2.2.变压器短路试验变压器短路试验（求取求取 、）目的：通过短路试验可以求出变压器的铜损耗目的：通过短路试验可以求出变压器的铜损耗 和短路阻抗和短路阻抗 。Awv第36页/共109页2.5 等效电路参数的测定2.2.变压器短路试验变压器短路试验第37页/共109页短路实验注意

17、事项及说明：短路实验注意事项及说明：1 1）短路实验时短路电流应为额定电流；）短路实验时短路电流应为额定电流；2 2）短路实验通常在高压侧加电压，低压侧短路；）短路实验通常在高压侧加电压，低压侧短路；漏阻抗的标幺值漏阻抗的标幺值 就是额定电流下短路试验外加电压与就是额定电流下短路试验外加电压与额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，用额定电压之比，也可称为短路电压标幺值，用 表示；电表示；电阻标幺值阻标幺值 用有功分量用有功分量 表示，电抗标幺值表示，电抗标幺值 用无功分用无功分量量 表示。表示。3 3）2.5 等效电路参数的测定2.2.变压器短路试验变压器短路试验第38页/共109页作业:习题

18、习题 2-62-6、2-172-17、2-192-192.5 等效电路参数的测定第39页/共109页2.6 三相变压器由于电力系统采用三相制来供电，因此三相变压器在电力系统由于电力系统采用三相制来供电，因此三相变压器在电力系统中应用极为广泛。然而，三相变压器正常运行时，可认为是在中应用极为广泛。然而，三相变压器正常运行时，可认为是在对称状态下运行，简称对称运行。所谓对称运行，即一次侧三对称状态下运行，简称对称运行。所谓对称运行，即一次侧三相电源电压对称，二次侧所接负载对称。这样变压器一、二次相电源电压对称，二次侧所接负载对称。这样变压器一、二次三相电流，三相主磁场，包括一、二次感应的三相电动势

19、也对三相电流，三相主磁场，包括一、二次感应的三相电动势也对称。因此，对于三相对称运行的变压器可拿其中任一相来分析称。因此，对于三相对称运行的变压器可拿其中任一相来分析（通常（通常A A相），其分析结论很容易推广到其他两相。那么，前相），其分析结论很容易推广到其他两相。那么，前面分析单相变压器得到的结论同样适用于三相对称运行的变压面分析单相变压器得到的结论同样适用于三相对称运行的变压器。器。当然，三相变压器相比单相变压器也有其特殊的地方，下面就当然，三相变压器相比单相变压器也有其特殊的地方，下面就开始讨论三相变压器的几个特殊问题。开始讨论三相变压器的几个特殊问题。第40页/共109页2.6 三相

20、变压器1)1)三相变压器组三相变压器组一种由三个单相一种由三个单相变压器组成的变变压器组成的变压器组；特点：压器组；特点：三相磁路彼此无三相磁路彼此无关，各相都有各关，各相都有各自的磁路。自的磁路。1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响第41页/共109页2.6 三相变压器三相变压器对称运行时有三相变压器对称运行时有2)2)三相心式变压器三相心式变压器1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响第42页/共109页2.6 三相变压器1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响2)2)三相心式变

21、压器三相心式变压器其特点，三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭其特点，三相磁路彼此相关，一相磁路以另外两相磁路作为闭合回路。合回路。第43页/共109页1.1.三相变压器的磁路及对三相磁路的影响三相变压器的磁路及对三相磁路的影响2.6 三相变压器思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三思考：假设某励磁电流产生了平顶波的主磁通，分析两种三相变压器磁路结构对主磁通的影响。相变压器磁路结构对主磁通的影响。第44页/共109页1.1.三相变压器的磁路三相变压器的磁路及对三相磁通的影响及对三相磁通的影响2.6 三相变压器第45页/共109页1.1.三相变压器的磁路及对三相磁通的影响

22、三相变压器的磁路及对三相磁通的影响2.6 三相变压器结论结论1 1：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶：由于三相变压器组的三相主磁路彼此无关，所以平顶波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路波磁通分解得到的基波及三次谐波磁通都沿各自的铁心主磁路闭合。闭合。第46页/共109页1.1.三相变压器的磁路及对三相磁通的影响三相变压器的磁路及对三相磁通的影响2.6 三相变压器结论结论2 2 ：由于三相心式变压器的：由于三相心式变压器的三相主磁路彼此相关，所以平顶三相主磁路彼此相关，所以平顶波磁通分解得到的三次谐波磁通波磁通分解得到的三次谐波磁通不可能沿着铁心磁路闭合，会被不可

23、能沿着铁心磁路闭合，会被挤到漏磁路中去，只能沿变压器挤到漏磁路中去，只能沿变压器变压器油、油箱壁等其它路径闭变压器油、油箱壁等其它路径闭合，这样三次谐波磁通所遇到的合，这样三次谐波磁通所遇到的磁阻显著增加，会大大削弱三次磁阻显著增加，会大大削弱三次谐波磁通的幅值，此种情况可认谐波磁通的幅值，此种情况可认为变压器的主磁通近似正弦波，为变压器的主磁通近似正弦波，而不是平顶波。而不是平顶波。第47页/共109页2.6 三相变压器2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响第48页/共109页2.6 三相变压器2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变

24、压器绕组的联结及对空载电流的影响单相变压器：单相变压器：正常运行时磁通最大值正常运行时磁通最大值 往往设计在铁心饱和段，往往设计在铁心饱和段，因此变压器空载时因此变压器空载时 与与 的关系是非线性的。的关系是非线性的。结论：结论：对于单相变压器，在磁路饱对于单相变压器，在磁路饱和情况下，和情况下，为尖顶波，为尖顶波，为正弦波。为正弦波。第49页/共109页2.6 三相变压器2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波前面已知空载电流为尖顶波，通过谐波分析，空载电流除基波 电流外电流外 ，还有，还有3

25、3次谐波电流次谐波电流 ，及，及5 5、7 7次等高次谐波电流次等高次谐波电流 、。在近似分析时认为尖顶。在近似分析时认为尖顶波的空载电流波的空载电流 可分解为基波电可分解为基波电流及流及3 3次谐波电流。次谐波电流。第50页/共109页2.6 三相变压器2.2.三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响三相变压器绕组的联结及对空载电流的影响各相三次谐波电流为各相三次谐波电流为空载电流波形结论：空载电流波形结论：1)1)如果三相变压器一次绕组为如果三相变压器一次绕组为Y Y接，决定了空载电流中的接，决定了空载电流中的3 3次谐次谐波电流不能流通，这样一次波电流不能流通，这样一次Y Y接的变压器空载

26、电流接近正弦波。接的变压器空载电流接近正弦波。2)2)如果三相变压器一次绕组为如果三相变压器一次绕组为D D接，决定了接，决定了3 3次谐波电流会在闭次谐波电流会在闭合的角接绕组内形成环流，这样一次合的角接绕组内形成环流，这样一次D D接的变压器各相空载电流接的变压器各相空载电流是尖顶波。是尖顶波。第51页/共109页2.6 三相变压器3.3.绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响1 1）YyYy三相变压器三相变压器（正弦波）（正弦波）Y Y接法接法（平顶波）（平顶波）绕组接法决定磁路饱和决定数学分解实际磁通会是什么波形？实际磁通会是什么波形？在两种磁路结

27、构中，在两种磁路结构中，第52页/共109页2.6 三相变压器（正弦波）（正弦波）Y Y接法接法（平顶波）（平顶波）绕组接法决定绕组接法决定磁路饱和决定磁路饱和决定数学分解数学分解都沿各自铁心主磁路闭合都沿各自铁心主磁路闭合基波磁通和基波磁通和3 3次谐波磁通次谐波磁通那么基波电势和那么基波电势和3 3次谐波电势合成就是为一相的感应电动势次谐波电势合成就是为一相的感应电动势 ，那么合成电动势波形是什么样的？那么合成电动势波形是什么样的？1 1）YyYy三相变压器（变压器组）三相变压器（变压器组）3.3.绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响第53页/共10

28、9页2.6 三相变压器结论：结论：实际一相电动势波形实际一相电动势波形会畸变。因此会畸变。因此YyYy三相三相变压器组在实际中不变压器组在实际中不能使用。能使用。思考：思考：线电动势的波形何？线电动势的波形何？1 1）YyYy三相变压器（变压器组）三相变压器（变压器组）3.3.绕组联结和磁路结构对二绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响次电压波形的影响第54页/共109页2.6 三相变压器1 1）YyYy三相变压器（心式变压器）三相变压器（心式变压器）由于 很弱，也很小 接近正弦。1800KVA及以下容量的变压器可采用此接法。3.3.绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二

29、次电压波形的影响第55页/共109页2.6 三相变压器一次 在闭合的二次绕组中产生三次谐波电流在闭合的二次绕组中产生三次谐波电流 ，二次产生，二次产生三次谐波磁通，此磁通三次谐波磁通，此磁通(二次二次)对一次三次谐波磁通起去磁作对一次三次谐波磁通起去磁作用，使三次谐波合成磁通减弱，从而三次谐波电动势减弱。用，使三次谐波合成磁通减弱，从而三次谐波电动势减弱。因此相电动势因此相电动势 接近正弦波。接近正弦波。2 2）YdYd三相变压器三相变压器绕组相互削弱3.3.绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响第56页/共109页2.6 三相变压器励磁电流励磁电流三次谐

30、波三次谐波主磁通主磁通三次谐波三次谐波相电动势相电动势应用应用YyYy心式心式无无弱弱(走漏磁路走漏磁路)正弦正弦1800KVA1800KVA以上不用以上不用YyYy组式组式无无 强强(走主磁路走主磁路)尖峰尖峰不用不用YNyYNy有有(经中线经中线)无无正弦正弦可用可用YynYyn有有(经中线经中线)无无正弦正弦可用可用Yd(Dy)Yd(Dy)有有(中有中有)可略去可略去接近正弦接近正弦可用可用3.3.绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响绕组联结和磁路结构对二次电压波形的影响第57页/共109页2.6 三相变压器4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别1 1）同一铁心组上高低压

31、绕组电压相位关系）同一铁心组上高低压绕组电压相位关系同名端（同极性端）：某一瞬间，高同名端（同极性端）：某一瞬间，高压绕组某一端子相对另一端子为高电压绕组某一端子相对另一端子为高电位时，低压绕组必有一个端子相对另位时，低压绕组必有一个端子相对另一端子也为高电位，这对应的两个端一端子也为高电位，这对应的两个端子称为同名端。同名端对应的端子旁子称为同名端。同名端对应的端子旁都标记都标记*。为确定高低压绕组电压相位关系，高为确定高低压绕组电压相位关系，高低压绕组相电压相电压相量正方形都低压绕组相电压相电压相量正方形都规定为规定为尾端指向首端尾端指向首端。第58页/共109页2.6 三相变压器4.4.

32、三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别1 1）同一铁心组上高低压绕组电压相位关系）同一铁心组上高低压绕组电压相位关系时钟法：时钟法：把高压绕组电压把高压绕组电压相量看做分针，相量看做分针，并指向并指向0 0点位置，点位置，把低压绕组电压把低压绕组电压相量看做时针，相量看做时针，它所指的钟点，它所指的钟点，就是单相变压器就是单相变压器的组别号。的组别号。第59页/共109页2.6 三相变压器4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别1 1）同一铁心组上高低压绕组电压相位关系）同一铁心组上高低压绕组电压相位关系结论：结论：同名端都为高低压同名端都为高低压绕组首端，那么绕绕组首端，那

33、么绕组组别号为组组别号为II0II0；异名端都为高低压异名端都为高低压绕组首端，那么绕绕组首端，那么绕组组别号为那么为组组别号为那么为II6II6。第60页/共109页2.6 三相变压器4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2 2）三相变压器联结组别）三相变压器联结组别Yy0Yy0第61页/共109页2.6 三相变压器4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2 2）三相变压器联结组别）三相变压器联结组别*根据对称关系，画出高压侧三个相电压的相量图，并画出对应根据对称关系，画出高压侧三个相电压的相量图，并画出对应 线电压相量图（等边三角形）；线电压相量图（等边三角形）；

34、*根据同一铁心上高低压相电压相位关系，画出低压侧三个相电根据同一铁心上高低压相电压相位关系，画出低压侧三个相电 压电压相量图，并画出对应的线电压相量图（等边三角形）；压电压相量图，并画出对应的线电压相量图（等边三角形）；*把高低压电压相量图两个三角形的重心（把高低压电压相量图两个三角形的重心（O O、o o）重合，画出相）重合，画出相量量 、，把，把 看作时钟的分针总指向看作时钟的分针总指向0 0点位置，把点位置，把 看作时看作时针，它所指的钟点就是该联结组的组别号（时钟法）；针，它所指的钟点就是该联结组的组别号（时钟法）；*由于电压的对称性决定相量由于电压的对称性决定相量 、的相位关系就是实

35、际的高低的相位关系就是实际的高低压绕组相对应的线电压的相位关系（压绕组相对应的线电压的相位关系（、）。）。第62页/共109页2.6 三相变压器4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2 2）三相变压器联结组别（）三相变压器联结组别（YyYy）Yy2Yy2第63页/共109页4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2 2）三相变压器联结组别（）三相变压器联结组别（YdYd）2.6 三相变压器yd11yd11第64页/共109页4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2 2）三相变压器联结组别（）三相变压器联结组别（YdYd）2.6 三相变压器yd11yd11

36、第65页/共109页4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2 2）三相变压器联结组别（）三相变压器联结组别（YdYd）2.6 三相变压器Yd5Yd5第66页/共109页4.4.三相变压器绕组联结组别三相变压器绕组联结组别2.6 三相变压器3 3）三相变压器其它联结组别）三相变压器其它联结组别*Yy*Yy联结组，一共有联结组，一共有0 0、2 2、4 4、6 6、8 8、1010共六种偶数组别号；共六种偶数组别号；*Dy*Dy联结组，一共有联结组，一共有1 1、3 3、5 5、7 7、9 9、1111共六种奇数组别号，且共六种奇数组别号，且 两种不同的联结对应一个组别号；两种不同的

37、联结对应一个组别号；*变压器的联结组的种类很多，但为了制造和并联运行的方便，变压器的联结组的种类很多，但为了制造和并联运行的方便，我国规定以下几种为标准联结组：我国规定以下几种为标准联结组：Yyn0Yyn0、yd11yd11、YNd11YNd11、YNy0YNy0、Yy0Yy0。第67页/共109页2.6 三相变压器作业：习题习题 2-72-7、2-82-8、2-182-18第68页/共109页2.7 标幺值1.1.标幺值的定义及表示标幺值的定义及表示某物理量的该物理量的标幺值用该物理量在其右上角标记该物理量的标幺值用该物理量在其右上角标记“*”“*”表示表示比如一次电压相量比如一次电压相量

38、的标幺值表示为的标幺值表示为 。注意：实际值和基值的单位必须相同。注意：实际值和基值的单位必须相同。第69页/共109页2.7 标幺值2.2.标幺值的基准值的选取标幺值的基准值的选取1)1)通常以额定值为基准值通常以额定值为基准值相相(线线)电压电压(流流)的基准值分别是该相的基准值分别是该相(线线)电压电压(流流)的额定值；的额定值；三相三相(单相单相)功率或容量的基值分别是三相功率或容量的基值分别是三相(单相单相)的额定容量。的额定容量。一次侧一相阻抗的基准值一次侧一相阻抗的基准值二次侧一相阻抗的基准值二次侧一相阻抗的基准值2)2)阻抗阻抗(电阻、电抗电阻、电抗)的基准值都是一相额定阻抗。

39、的基准值都是一相额定阻抗。3)3)视在视在(有功、无功有功、无功)功率的基准值都是额定视在功率。功率的基准值都是额定视在功率。第70页/共109页2.7 标幺值2.2.标幺值的基准值的选取标幺值的基准值的选取基准值基准值基准值基准值一次侧一次侧一次侧一次侧二次侧二次侧二次侧二次侧有功、无功或容量线电压相电压线电流相电流电阻、电抗或阻抗第71页/共109页2.7 标幺值3.3.标幺值的优点标幺值的优点1)1)一个物理量与它的归算值的标幺值相等；一个物理量与它的归算值的标幺值相等；2)2)线值与相值（电压或电流）的标幺值相等；线值与相值（电压或电流）的标幺值相等；3)3)一相功率与三相功率的标幺值

40、相等；一相功率与三相功率的标幺值相等；第72页/共109页2.7 标幺值3.3.标幺值的优点标幺值的优点5)5)简化计算；简化计算；4)4)便于一些数据的记忆和分析；便于一些数据的记忆和分析；例：例：当当 满载满载 、过载过载 、欠载欠载例：当电流为额定值时，例：当电流为额定值时，短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值=其压其压 降标幺值降标幺值称为负载因数，表示变压器或电机带载大小。称为负载因数，表示变压器或电机带载大小。第73页/共109页2.7 标幺值5)5)简化计算；（续简化计算；（续1 1）第74页/共109页2.7 标幺值5)5)简化计算；（续简化计算；（续2 2）由由 大小和变压器空载等效

41、电路图，可以计算大小和变压器空载等效电路图，可以计算 大小。大小。因为因为由由 大小和变压器简化等效电路图，可以计算大小和变压器简化等效电路图，可以计算 大小。大小。因为因为第75页/共109页2.7 标幺值4.4.例题例题【例例2-12-1】一台单相变压器一台单相变压器 ，。在。在 时开路和短路试验数据如下：时开路和短路试验数据如下：试验名称电压电流功率备注开路试验短路试验11kV9.24kV45.5A157.5A47kW129kW电压加在低压侧电压加在高压侧试求：试求：（1 1）归算到高压侧时激磁阻抗和漏阻抗值；）归算到高压侧时激磁阻抗和漏阻抗值；（2 2）已知）已知 ，画出，画出T T形

42、等效电路。形等效电路。第76页/共109页2.7 标幺值解：解：一次和二次绕组的额定电流分别为一次和二次绕组的额定电流分别为变比为变比为4.4.例题例题【例例2-12-1】第77页/共109页2.7 标幺值（1 1）归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗）归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗4.4.例题例题【例例2-12-1】第78页/共109页2.7 标幺值换算到换算到（2 2）T T形等效电路如下页所示，电路中有形等效电路如下页所示，电路中有4.4.例题例题【例例2-12-1】第79页/共109页2.7 标幺值T T形等效电路形等效电路4.4.例题例题【例例2-12-1】第80页/共109页2.7 标幺

43、值4.4.例题例题【例例2-22-2】对于例对于例2-12-1的单相的单相20000kVA20000kVA变压器，试求出激磁阻抗和漏阻抗变压器，试求出激磁阻抗和漏阻抗的标幺值。的标幺值。解：从例解：从例2-12-1可知，一次和二次绕组的额定电压分别为可知，一次和二次绕组的额定电压分别为127kV127kV和和11kV11kV，额定，额定电流分别为电流分别为157.5A157.5A和和1818.2A1818.2A。（1 1）激磁阻抗的标幺值）激磁阻抗的标幺值第81页/共109页（2 2）漏阻抗的标幺值）漏阻抗的标幺值4.4.例题例题【例例2-22-2】2.7 标幺值第82页/共109页4.4.例

44、题例题【例例2-22-2】2.7 标幺值由于短路试验是在额定电流下（由于短路试验是在额定电流下（）进行的，也可以直接把实验数）进行的，也可以直接把实验数据化为标幺值来计算据化为标幺值来计算 ，即，即然后把然后把 转化为转化为 的值，即得的值，即得第83页/共109页2.7 标幺值4.4.例题例题【例例2-32-3】一台三相变压器一台三相变压器 ，YdYd联结。联结。当外施额定电压时变压器的空载损耗当外施额定电压时变压器的空载损耗 ，空载电流为，空载电流为额定电流的额定电流的5%5%。当短路电流为额定电流时，短路损耗。当短路电流为额定电流时，短路损耗 (已换算到已换算到 时的值时的值)，短路电压

45、为额定电压的，短路电压为额定电压的5.5%5.5%。试。试求归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗的实际值和标幺值。求归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗的实际值和标幺值。解：解：（1 1）归算到高压侧激磁阻抗和漏阻抗的实际值）归算到高压侧激磁阻抗和漏阻抗的实际值高压侧的额定电流为高压侧的额定电流为第84页/共109页2.7 标幺值4.4.例题例题【例例2-32-3】于是归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗的实际值为于是归算到高压侧的激磁阻抗和漏阻抗的实际值为第85页/共109页2.7 标幺值4.4.例题例题【例例2-32-3】（2 2）激磁阻抗和漏阻抗的标幺值）激磁阻抗和漏阻抗的标幺值高压侧阻抗的基准值为高压侧

46、阻抗的基准值为第86页/共109页2.7 标幺值4.4.例题例题【例例2-32-3】（2 2）激磁阻抗和漏阻抗的标幺值（另一种求法）激磁阻抗和漏阻抗的标幺值（另一种求法）第87页/共109页2.7 标幺值作业：习题习题 2-92-9 第88页/共109页2.8 变压器的运行特性变压器的运行性能主要体现在外特性和效率特性上。变压器的运行性能主要体现在外特性和效率特性上。从外特性可以确定变压器的从外特性可以确定变压器的额定电压调准率额定电压调准率；从效率；从效率特性可以确定变压器的特性可以确定变压器的额定效率额定效率。这两个数据是变压器运行性能的主要指标。这两个数据是变压器运行性能的主要指标。第8

47、9页/共109页2.8 变压器的运行特性1.1.外特性和电压调准率外特性和电压调准率1 1）外特性）外特性外特性外特性是指变压器一次加额定是指变压器一次加额定电压二次侧负载功率因数一定电压二次侧负载功率因数一定时，二次侧端电压和负载电流时，二次侧端电压和负载电流大小之间的关系。大小之间的关系。可见，负载为纯阻性和感性负载时，随着负载电流增加，二可见，负载为纯阻性和感性负载时，随着负载电流增加，二次侧电压会逐渐下降；负载为容性负载时，随着负载电流增次侧电压会逐渐下降；负载为容性负载时，随着负载电流增加，二次侧电压会略有上升。加，二次侧电压会略有上升。第90页/共109页2.8 变压器的运行特性1

48、.1.外特性和电压调准率外特性和电压调准率2 2）电压调整率（定义）电压调整率（定义）电压调整率电压调整率是指变压器一次接额定电压是指变压器一次接额定电压 ,二次开路时的开二次开路时的开路电压路电压(即二次额定电压即二次额定电压)；带上负载后二次电压将发生；带上负载后二次电压将发生变化，变为变化，变为 ，与与 的差的差 与与 相比的比相比的比值称为电压调整率或电压变化率，值称为电压调整率或电压变化率，用用 表示：表示：用标幺值表示用标幺值表示第91页/共109页2.8 变压器的运行特性1.1.外特性和电压调准率外特性和电压调准率2 2）电压调整率（推导）电压调整率（推导）标幺值简化等值电路标幺

49、值简化等值电路感性负载简化相量图感性负载简化相量图第92页/共109页2.8 变压器的运行特性1.1.外特性和电压调准率外特性和电压调准率2 2）电压调整率（推导）电压调整率（推导）感性负载简化相量图感性负载简化相量图第93页/共109页 时，称为额定电压调整率，标志着变压器的输出电压的稳定程度。感性负载时感性负载时容性负载时容性负载时思考：感性和容性负载时思考：感性和容性负载时 的正负的正负 变压器的短路阻抗 越小，也越小，供电电压越稳定。第94页/共109页第95页/共109页第五章第五章 变压器的过电流现象变压器的过电流现象第一节 概 述 当变压器突然改变负载、空载合闸到电源、当变压器突

50、然改变负载、空载合闸到电源、二次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器二次绕组突发短路或受到过电压冲击等，变压器各电磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为各电磁量就要发生骤烈的变化，其持续过程称为过渡过程。过渡过程。分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会分析变压器的过渡过程，主要是由于此过程会出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压出现过电压或过电流，在极短的时间内也会对变压器造成破坏。器造成破坏。第96页/共109页第97页/共109页第二节第二节 过电流现象过电流现象一、变压器空载合闸到电源一、变压器空载合闸到电源 变压器副边开路空载，原边合闸接到电源称为变压器副边开路空载，原边合闸