第四章變壓器1第一節變壓器的基礎知識磁路：主磁通所經過的閉合路徑。一、磁路基礎線圈通入電流后，產生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通i鐵芯（導磁性能好的磁性材料）2二、變壓器的基本結構發電廠1.05萬伏輸電線11萬伏22萬伏……升壓變電站1萬伏降壓…降壓實驗室380/220伏降壓儀器36伏降壓380伏31、變壓器功能：變換電壓：電力系統

變換阻抗：電子電路中的阻抗匹配

變換電流：電流互感器

2、變壓器特點：靜止電器設備、維護簡單、運行可靠。43、變壓器分類：1、單相變壓器、三相變壓器2、升壓變壓器、降壓變壓器3、雙繞組變壓器、三繞組變壓器4、普通變壓器、有載調壓變壓器5、干式變壓器、油浸式變壓器

……

變壓器的種類很多，但是它們的基本構造和工作原理是相同的。54、變壓器的基本結構閉合鐵芯原繞組（接電源）副繞組（接負載）閉合鐵芯：磁路部分高、低壓繞組：電路部分低壓繞組電壓低，匝數少，流過的電流大，導線較粗；高壓繞組電壓高，匝數多，流過的電流小，導線較細。6按鐵芯與繞組相對位置不同，變壓器可分為心式和殼式。前者是繞組包圍鐵芯，后者是鐵芯包圍繞組。散熱問題：小容量的變壓器（空氣自冷式）大容量的變壓器（油冷式）變壓器符號：7三、變壓器的銘牌數據

額定電壓：變壓器副邊開路（空載）時，原、副邊繞組允許的電壓值。三相變壓器的額定電壓指線電壓。

額定電流：變壓器滿載運行時，原、副邊繞組允許的電流值。三相變壓器的額定電流指線電流。

額定容量：額定視在功率。通常把雙繞組變壓器原、副邊的額定容量設計的相等。單相：NNNNNIUIUS112233==三相：8容量SN

輸出功率P2

原邊輸入功率P1

輸出功率P2注意：變壓器幾個功率的關系效率功率因數容量：原邊輸入功率：輸出功率：

9第二節變壓器的工作原理及運行性能變壓器符號：工作過程：10電路方程：交流激勵線圈中產生感應電勢交流磁路：主磁通：漏磁通ui的感應電勢和產生11ui假設則最大值有效值12當外加電壓U、頻率f與線圈匝數N一定時，便確定下來。交流磁路的特點:13一、變壓器的空載運行：原邊接電源，副邊開路。u20（

e、Φ

方向符合右手定則）14結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。K為變比原、副邊電壓關系：

變壓器工作原理（變換電壓作用）15Z在副邊感應電動勢的作用下，副邊線圈中有了電流i2

。此電流在磁路中也會產生磁通，從而影響原邊電流i1。但當外加電壓、頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負載時基本不變

。二、變壓器的負載運行（變換電流作用）帶負載后磁動勢的平衡關系為：u216結論：原、副邊電流與匝數比成反比。由于變壓器鐵芯材料的導磁率高，空載勵磁電流i10很小，可忽略。

原、副邊電流關系變壓器工作原理（變換電流作用）17從原邊等效：結論：變壓器原邊的等效負載，為副邊負載乘以變比的平方。

變壓器工作原理（變換阻抗作用）等效18阻抗變換舉例：揚聲器上如何得到最大輸出功率？已知：信號源電壓的有效值:U1=50V;信號內阻Rs=100

;負載為揚聲器，其等效電阻RL=8

。求：負載上得到的功率。RsRL信號源U119將負載通過變壓器接到信號源上，使其阻抗匹配。輸出功率為：設變比

則：RsU1阻抗變換舉例：揚聲器上如何得到最大輸出功率？201、變壓器的效率(

)變壓器的損耗包括兩部分：銅損(PCu)：繞組導線電阻所致。磁滯損失：磁滯現象引起鐵芯發熱，造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵芯中產生的感應電流（渦流），造成的損失。鐵損()：PFeP1P1-PCu-PFeP1P2=h=三、變壓器的運行性能P2—變壓器的輸出功率；P1—變壓器的輸入功率。212、變壓器的外特性

當電源電壓和負載功率因數為常數時，副邊輸出電壓和輸出電流的關系，即：。U20：原邊加額定電壓、副邊開路時的輸出電壓。通常希望隨I2的變化，U2

變化愈小愈好。電壓調整率：從空載到額定負載，副繞組電壓的變化程度。U2I2U20U2I2N

在一般變壓器中，電壓變化率是不大的，約為5％。0223、變壓器繞組極性及連接方法同極性端(同名端)當電流流入兩個線圈時，若產生的磁通方向相同，則兩個流入端稱為同極性端當鐵芯中的磁通變化時，在兩線圈中產生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端AXax··AXax··231、自耦變壓器ABP第三節特殊變壓器簡介

使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調壓器就是根據此原理制作的。它的二次繞組是一次繞組的一部分。24使用注意事項1、原、副邊千萬不能對調使用，否則會燒壞。2、應先將滑動頭旋至零位后再接通電源，然后調輸出電壓至所需值。用畢，再回零位。3、公共端必須接中性線（零線）。否則，即使輸出電壓很低，人觸及輸出的任一端時，都有觸電的危險。規定：安全變壓器一定要用雙繞組變壓器。自耦變壓器251.副邊不能短路，以防產生過流；2.鐵芯、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在副邊出現高壓。使用注意：VR

N1（匝數多）保險絲

N2（匝數少）~u（被測電壓）電壓表2、電壓互感器用低量程的電壓表測高電壓26（被測電流）N1（匝數少）N2（匝數多）ARi1i2電流表1.副邊不能開路，以防產生高電壓；2.鐵芯、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在副邊出現過壓。使用注意：用低量程的電流表測大電流3、電流互感器27

隨著我國國民經濟的迅速發展，對電力的需求也日益上長，作為輸變電系統中的主要設備——變壓器也得到了長足的發展為適應和滿足市場需求，許多制造廠家不斷地改進產品結構，提高產品性能，從國外引進先進的生產技術和裝備，在新工藝材料的探索方面做了不懈的努力。

目前，變壓器主要向兩個方面發展：

一、是向特大型超高壓方面發展

電壓等級由220伏、330伏和500千伏向750千伏、1000千伏發展。這些變壓器一般都用在大型電站或電力輸送上，其可靠性至關重要，因此制造廠為改善電、磁、熱、力的性能和分布的合理性采取了很多措施。如鐵芯制造目前采用的硅鋼片都是冷扎晶格取的優質硅鋼片，片型也越來越薄，0.35毫米的已淘汰，一般為0.3毫米、0.27毫米和0.23毫米厚的硅鋼片。

二、是向節能化、小型化、低噪聲、高阻抗、防爆型發展

這些產品以中小型產品為主，如目前在城網、農網改造上被推薦采用的新S9型配電變壓器，它是第七代節能產品，還有卷鐵芯變壓器、非晶合金變壓器、全密封變壓器、組合變壓器、干式變壓器、高燃點油變壓器、SF6氣體絕緣變壓器等。隨著國民經濟的發展，城市向大型化、繁華化發展，人口密集，高層建筑成群。城市網改造中規定110千伏線路進城變電所以110千伏變壓器布站。以北京為例，