电工电子技术基础（第二版）李中发 第4章 变压器新.pptVIP

电工电子技术基础（第二版） 主 编 李中发 中国水利水电出版社 第4章 变压器 跳转到第一页 * 跳转到第一页 * 学习要点 了解变压器的基本结构、外特性、绕组的同极性端 掌握变压器的工作原理以及变压器额定值的意义 了解三相变压器的结构、三相电压的变换方法以及特殊变压器的特点 4.1 单相变压器 4.1.1 变压器的基本结构 变压器通常由一个公共铁心和两个或两个以上的线圈（又称绕组）组成，分为心式变压器和壳式变压器两类。 接电源的绕组称为原绕组（又称初级绕组或一次绕组），接负载的绕组称为副绕组（又称次级绕组或二次绕组）。 心式变压器 壳式变压器 4.1.2 变压器的工作原理 原绕组匝数为N1，电压u1，电流i1，主磁电动势e1 ，漏磁电动势eσ1；副绕组匝数为N2 ，电压u2 ，电流i2 ，主磁电动势e2 ，漏磁电动势eσ2 。 1．电压变换 原绕组的电压方程： 副绕组的电压方程： 忽略电阻R1和漏抗Xσ1的电压，则： k称为变压器的变比。 2．电流变换 由U1≈E1=4.44N1fΦm可知，U1和f不变时，E1和Φm也都基本不变。因此，有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（i1N1+i2N2）和空载时产生主磁通的原绕组的磁动势i0N1基本相等，即： 空载电流i0很小，可忽略不计。 3．阻抗变换 设接在变压器副绕组的负载阻抗Z的模为|Z|，则： Z反映到原绕组的阻抗模|Z|为： 4.1.3 变压器的工作特性 1．外特性 2．损耗与效率 铁损ΔPFe包括磁滞损耗和涡流损耗。 损耗： 铜损： 效率： 4.1.4 变压器线圈极性的测定 (1)同极性端的标记 (2)同极性端的测定 毫安表的指针正偏1和3是同极性端；反偏1和4是同极性端。 U13=U12－U34时1和3是同极性端； U13=U12＋U34时1和4是同极性端。 4.2 三相变压器 4.2.1 三相变压器的结构 外形 铁心绕组 4.2.2 变压器的额定值 （1）产品型号。表示变压器的结构和规格，如SJL一500/10，其中S表示三相（D表示单相），J表示油浸自冷式，L表示铝线（铜线无文字表示），500表示容量为500kVA，10表示高压侧线电压为10kV。 （2）额定电压。指高压绕组接于电网的额定电压，与此相应的是低压绕组的空载线电压，例如10000±5％/400V，其中10000±5％表示高压绕组额定线电压为10000V，并允许在±5％范围内变动，低压绕组输出空载线电压为400V。 （3）额定电流。额定电流I1N和I2N是指原绕组加上额定电压U1N，原、副绕组允许长期通过的最大电流。三相变压器的I1N和I2N均为线电流。 （4）额定容量。是在额定工作条件下，变压器输出能力的保证值。单相变压器的额定容量为副绕组额定电压与额定电流的乘积，即： SN=U2NI2N≈ U1NI1N 三相变压器的额定容量为： （5）连接组标号。连接组标号表明变压器高压、低压绕组的连接方式。星形连接时，高压端用大写字母Y，低压端用小写字母y表示。三角形接法时高压端用大写字母D，低压端用小写字母d表示。有中线时加n。例如，Y，yn0表示该变压器的高压侧为无中线引出的星形连接，低压侧为有中线引出的星形连接，标号的最后一个数字0表示高低压对应绕组的相位差为零。 三相变压器的两种接法及电压的变换关系 4.3 特殊变压器 4.3.1 自耦变压器 特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。 4.3.2 仪用互感器 (1)电流互感器：原绕组线径较粗，匝数很少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细，匝数很多，与电流表及功率表、电度表、继电器的电流线圈串联。用于将大电流变换为小电流。使用时副绕组电路不允许开路。 * * 跳转到第一页 * 空载时副绕组电流，电压 在负载状态下，由于副绕组的电阻R2和漏抗很小，其上的电压远小于E2，仍有： 例：设交流信号源电压，内阻Ω，负载Ω。 （1）将负载直接接至信号源，负载获得多大功率？ （2）经变压器进行阻抗匹配，求负载获得的最大功率是多少？变压器变比是多少？ 解：（1）负载直接接信号源时，负载获得功率为： （2）最大输出功率时，折算到原绕组应等于Ω。负载获得的最大功率为： 变压器变比为：