變壓器復習邱忠才Zhongcai1981@163.com正方向規定一次繞組按電動機慣例定向二次繞組按發電機慣例定向磁通正方向與產生它的電流的正方向符合右手關系感應電動勢與產生它的磁通的正方向符合右手關系原理：電磁感應定律額定值：關鍵詞線變壓器空載和負載運行電磁關系感應電勢和主磁通關系：大小：相位：電勢滯后磁通90度感應電勢和漏磁通關系：為什么漏磁通感應電勢可以用這個形式表示而主磁通對應的感應電勢不行？答：漏磁通路徑主要為非鐵磁材料，磁導率常數，磁阻常數，電感常數，電抗常數②磁通和勵磁電流（空載電流）的關系：尖頂波電流->正弦磁通->正弦感應電勢理由：鐵磁材料的飽和性和磁滯性勵磁阻抗參數物理意義：

Rm：對應鐵耗的等效電阻。

Xm：表示鐵心磁化性能。Zm：前兩者的綜合參數。勵磁電阻勵磁電抗注意：參數不是常數！勵磁阻抗(3)變壓器繞組折算目的：N2變成N1條件：磁場不變，功率不變結論：單位安培1/k單位福特k單位歐姆k2變壓磁勢平衡原邊電流可以分成2部分：

產生磁場

抵消副邊磁勢變壓器等效電路

變壓器繞組折算后的基本方程式一般I1NZ1<0.08U1N

時采用忽略I0采用變壓器近似等值電路負載運行相量圖

（7）標幺值低壓測功率鐵耗電壓額定電流表內接

空載試驗接線圖高壓側功率銅耗電流額定電流表外接短路試驗接線圖電壓調整率定義：保持一次側電壓額定、負載功率因數為常數，從空載到負載時二次側電壓變化的百分比。電壓調整率決定因素負載系數短路參數負載功率因素（3）變壓器運行功率和損耗功率電源輸入變壓器的有功功率變壓器輸出的有功功率損耗(4)變壓器運行效率4三相變壓器聯結組聯結法：星型三角型同名端時鐘法：關鍵詞線感應電勢5三相變壓器磁路和電動勢基波磁通Φ1三次諧波磁通Φ3+尖頂波電流正弦波磁通正弦波電動勢正弦波電流平頂波磁通基波電動勢e1三次諧波電動勢e3尖頂波電動勢三相組式（磁路獨立）：正弦電流勵磁→磁通為平頂波（磁飽和）→電動勢為尖頂波（峰值可達基波幅值的140％以上），三相組式變壓器不采用Y,y無中線聯接。三相心式：磁通三次諧波同相位，鐵心內無通路，主磁通、感應電動勢近似為正弦波。（4）Y/y聯接的三相變壓器Dy聯結的三相變壓器在一次側三角形接法的繞組中，三相同相位的三次諧波電流可以流通在勵磁電流中存在所需要的三次諧波分量主磁通呈正弦波，使相電動勢呈正弦波Y/d聯結的三相變壓器鐵心中的主磁通決定于一次側繞組和二次側繞組的合成磁動勢二次側繞組可在三角形內以環流形式產生3次諧波電流勵磁疊加于主磁通，使主磁通、感應電動勢均近似為正弦波。（4）D/y及Y/d聯結的三相變壓器(1)

空載時各臺變壓器的I2=0，即各臺變壓器之間無環流。(2)

負載運行時，各臺變壓器分擔的負載與它們的容量成正比。(3)

各臺變壓器同一相上輸出的電流同相位，使得總輸出電流：I2=Ii

。（1）變壓器并聯運行的理想狀態6變壓器的并聯運行(1)各變壓器一、二次側額定電壓相等(2)聯接組號相同(3)短路阻抗標幺值相等，阻抗角相同其中(2)必須嚴格滿足，(1)、(3)允許有一定誤差（2）變壓器并聯運行的條件正常并聯運行分析結論：變壓器承擔的電流的標幺值與阻抗標幺值成反比，阻抗標幺值小的分擔較大的負載。特點：電和磁的聯系都有容量：電傳導容量和磁傳導容量自耦變壓器變壓器空載運行副邊和鐵心接地副邊不能短路電壓傳感器電流傳感器變壓器短路運行副邊和鐵心接地副邊不能開路1變壓器勵磁電抗Xm的物理意義是什么？我們希望變壓器Xm是大好還是小好？若變壓器用空心而不用鐵心，則Xm是增大還是減??？如果一次繞組匝數增加5%，其余不變，Xm如何變化？如果將鐵心截面積增加5%，其余不變，Xm如何變化？答：變壓器的勵磁電抗Xm是表征鐵心磁化性能的一個綜合參數，由于鐵心的磁化曲線是非線性的，Xm不是一個常數，是隨鐵心飽和程度增大而減小的。實際運行時一次側端電壓不變，主磁通變化很小，在這種情況下，可近似認為Xm不變。從知，變壓器Xm大些，則勵磁電流Im就可小些。若變壓器改用空心，則磁路的磁導率下降，Xm與磁導率成正比，可見Xm是減小的。Xm與一次側繞組的匝數平方成正比，當一次側繞組匝數增多時，則勵磁電抗Xm增加。Xm與磁路飽和有關，鐵心截面積增大，磁飽和程度下降，Xm變大。2某單相變壓器的額定電壓為380V/220V，頻率為50Hz。試問：（1）如果誤將低壓繞組接到380V電源上，會怎樣？（2）如果電源電壓為額定值，頻率提高20%，則Xm、I0、pFe有什么變化？（3）如果將變壓器誤接到額定電壓的直流電源上，會怎樣？（4）如果將變壓器的鐵心抽掉，會怎樣？答：（1）由，由于低壓繞組比高壓繞組匝數少，因此磁通要增加很多才能平衡端電壓U1N，磁通的增加又因磁路的非線性引起勵磁電流增加很多，電流過大可能燒壞低壓繞組。（2）頻率提高20%，由得，磁通Φm會減小，磁路的飽和程度減小，勵磁電抗Xm將增大，空載電流I0將減小。磁通減小，鐵心磁路中磁密B減小，鐵耗也有所減小。（3）如果誤接到額定電壓直流電源上，將會因電流很大而燒壞變壓器線圈。因為此時的感應電動勢為0，變壓器電流為。3兩臺單相變壓器U1N/U2N=220V/110V，一次側繞組匝數相等，但空載電流相差一倍,今將兩臺變壓器一次繞組順極性串聯起來，一次側440V電壓，問兩臺變壓的二次側空載電壓是否相等？解：一次側匝數相等，空載電流相差一倍，不計漏阻抗，有兩變壓器一次側繞組串聯后，有則此時兩臺變壓器的二次側空載電壓分別為：4.單相變壓器額定電壓為220V/110V，如圖所示。設高壓側加220V電壓，勵磁電流為，主磁通為，若X與a連在一起，在Ax端加330V電壓，此時勵磁電流、主磁通各為多大？若X與x連在一起，Aa端加110V電壓，則勵磁電流、主磁通又各為多大？解：（1）電壓比為k=2，如X和a連在一起，且由于，此時主磁通不變，磁動勢也不變，此時勵磁電流（2）電壓比為k=2，如X和x連在一起，且由于，此時主磁通不變，磁動勢也不變，此時勵磁電流5.變壓器空載到額定負載時，一次側繞組中電流變化較大，問其漏磁通是否變化？漏電抗是否變化？為什么？答：漏磁通是隨繞組中的電流變化而變化的。而漏電抗是個不隨繞組中的電流變化的常數，因為漏磁通的路徑是空氣或非鐵磁物質，磁導磁阻不變，因此不變。6.三相變壓器額定值Yd11聯結。當時，測得二次繞組電壓恰為額定值。求此時負載的性質及功率因數大小。從試驗得，（不考慮溫度換算）。解：由負載試驗得短路參數為當，，說明此時電壓調整率，即得，負載為容性?？蓞⒖紩侠}3-2（1）求折算至一次側的勵磁參數和短路參數。（2）阻抗電壓的百分值及其有功分量和無功分量（3）額定負載及cosφ2=0.8、cos(-φ2)=0.8時的效率和電壓調整率、二次電壓（4）cosφ2=0.8時，產生最高效率是的負載系數βm及最大效率ηmax7

一臺三相電力變壓器，SN=630kV·A，U1N/U2N=10kV/3.15kV，I1N/I2N=36.4/115.5A。Y,d11聯結。室溫為10oC，繞組為銅線，試驗數據如下表：

試驗線電壓/kV線電流/A功率/kW備注

空載試驗3.15

6.932.45電壓加在二次側短路試驗0.4536.47.89電壓加在一次側

解：(1)求歸算到一次側的參數額定相電壓電壓比空載相電壓空載相電流空載相損耗折算至高壓側

Zm=1.832×787.5Ω=2637ΩRm=1.832×51Ω=170.8ΩXm=1.832×785.8Ω=2632Ω勵磁參數折算至75℃

短路相電壓短路相電流短路相損耗短路參數額定負載損耗

(2)阻抗電壓百分值（即標幺值）及其有功和無功分量阻抗電壓有功分量阻抗電壓無功分量(3)額定負載及不同負載功率因數時的效率、電壓調整率和二次電壓額定負載cosφ2=0.8時效率電壓調整率二次電壓額定負載cos（-φ2）=0.8時