變壓器的應用第五章結束變壓器的運行性能變壓器的參數測定三相變壓器變壓器的并聯運行特種變壓器變壓器的應用結束本章要求：變壓器的應用掌握標么值的概念及其應用。掌握參數測定方法及參數計算。

能進行性能計算。能按要求對變壓器進行正確接線。

明白三相變壓器的磁路系統和繞組連接對空載電壓和電流的影響。

會判斷繞組連接組號。

結束掌握理想并聯運行條件。掌握變比不等時，并聯運行情況。掌握變比等但阻抗不等時，并聯運行情況。能正確使用自耦變壓器，電壓、電流互感器。變壓器的應用結束第四節變壓器的參數測定一、空載實驗1、實驗目的測出k，pFe，rm，xm2、實驗條件低壓側加額定電壓，高壓側開路3、實驗線路WA**Vu1KaxVAX上下結束4、測量測出U1N，I0，p0，U205、計算r1jx1

rmjxm+-rmjxm+-上下結束結論：1〕等效電路中參數是單相的值；關于三相TR實驗所測的U1，I0是線值，功率是三相總功率，必需將其化為相值，再計算參數。2〕該線路測得的rm,xm是低壓側值，折算到高壓側，要乘以k2。3〕rm，xm與鐵芯飽和程度有關，所以空載實驗時要加額定電壓。上下結束1、實驗目的測出pcu,rk,xk2、實驗條件高壓側加低壓，低壓側短路，且使I1=I1N。3、實驗線路WA**Vu1KaxAX二、短路實驗上下結束4、測量測出U1，Ik，pk，室溫tC5、計算+-rkjxk將電阻折算到值75C：上下與空載一樣，三相TR實驗測量值，要化為相值來計算短路參數。結束三、短路電壓1、定義：變壓器付邊短路，而且原付邊電流都達到額按時的外加電壓稱短路電壓，用Uk表示。2、計算+-rkjxkUk=I1NZk，它就是變壓器帶額定負載時，漏阻抗Zk上的壓降。Uk也稱阻抗壓降。Ukr=I1NrkUkx=I1Nxk上下結束四、標么值及其應用〔一〕概念物理量的實際值與基準值之比叫該物理量的標么值。〔二〕基準值電壓：額定值U1N相，U2N相電流：額定值I1N，I2N阻抗：原邊：付邊：功率：單相：SN=U1NI1N=U2NI2N三相：上下〔三〕表示法原物理量右上角加“*〞，表示該原物理量的標么值。上下結束〔四〕采納標么值的優點1、各物理量的數值簡化了額定電壓、電流的標么值=1。給計算和繪圖帶來了方便額定功率的標么值=cos，不一定為1。2、某些物理量的標么值相等上下結束3、便于不同容量Tr的性能比較上下結束4、采納標么值，同一Tr的原付邊各物理量不必需折算，等效電路和電壓、電流方程形式不變。5、無量綱6、標么值與實際值是一一對應。上下結束第五節變壓器的運行性能一、電壓變化率由于Zk壓降的影響，U2會隨I1變化。1、定義+-rkjxkZL′′

原邊加額定電壓時，付邊額定電壓與某一功率因數下額定負載時的付邊電壓之差，與付邊額定電壓的百分比。即上下結束2、計算+-rkjxkZL′′******額定電壓時U1*=1-U2*

I1*

U1*

2OCABU=ADAC=AB+BC=I1*rk*cos

2+I1*xk*sin

2I1*rk*cos

2I1*xk*sin

2電流系數=I1*U=〔rk*cos2+xk*sin2〕上下D結束2<0也合適，U可能為負U=〔rk*cos2+xk*sin2〕3、影響U的因數負載大小I2；短路阻抗；負載性質24、外特性U2*I2*1容性負載感性負載+-rkjxkZL′******上下結束二、變壓器的損耗和效率ZL′r1jx1

rmjxm+-r2′jx2

′′′′+-1、損耗銅耗pcu(可變損耗)鐵耗pFe(不變損耗)=p0；2、效率P1=P2+pFe+pcu

=U2I2cos2+pFe+pcu

=S2I2*

cos2+p0+I2*pk

=U2I2N(I2/I2N)=S2I2*上下結束3、效率曲線4、最大值點不變損耗p0=可變損耗pcu時，最大。

max

I2*010.5上下結束第六節三相變壓器一、三相變壓器的磁路系統依據鐵芯結構分為：磁路系統彼此無關；磁路系統彼此相關。1、磁路系統彼此無關〔組式變壓器〕AXaxBYbyCZcz

A

B

C由三個單相變壓器組成，磁路獨立。上下結束2、磁路系統彼此相關〔芯式變壓器〕AXaxBbCc

A

B

C每相磁通借助另外兩相磁路閉合。上下結束二、三相變壓器的電路系統〔一〕三相繞組的連接方法1、三相繞組的首末端表示ABC(U1V1W1)表示高壓繞組的首端XYZ(u1v1w1)表示高壓繞組的末端ABCXYZabcxyzabc(U2V2W2)表示低壓繞組的首端xyz(u2v2w2)表示低壓繞組的末端繞組的首末可以任意指定上下結束2、三相繞組的連接方法Y、〔D〕接兩種ABCXYZY接，將末端連在一起ABCXYZ接，將三相繞組串聯在一起三相繞組連接的表達方式：Y/;Y0/;Y/Y等高壓邊連接方法/低壓邊連接方法0：表示中線國標：Y,d;D,d;YN,yn等表示N(n)：表示中線上下結束3、變壓器的連接原則電網線電壓=變壓器原邊額定線電壓變壓器付邊額定線電壓=負載額定線電壓有時變壓器不符合，可以改變連接方法，來滿足要求例1：電網UN=10000V，變壓器:U1/U2=10000/400V,Y/Y;負載：UN=230V,D接三相異步機。如何連接？Tr改為：Y，d；異步機D。或Tr:Y/Y;異步機Y例2：電網UN=6000V，Tr:U1/U2=3460/380V,D,y;負載：UN=220V,Y接三相異步機。如何連接？Tr改為：Y，d；上下結束(二)三相變壓器的連接組號ABCXYZabcxyzABCXYZabcxyzABCXYZcabxyz當原邊電壓相同時，付邊Uab(Eab)的相位不同連接組號:用時鐘法表示原付繞組線電勢[UAB(EAB)]與[Uab(Eab)]的相位關系。上下結束

時鐘法:用時鐘的分針代表高壓繞組線電勢EAB相量，它的位置是12點；用時鐘的時針代表低壓繞組線電勢Eab相量，它們構成的鐘點數即為連接組號。相量每差30度就差1點EABEab1點上下EABEab3點結束1、單相變壓器的連接組號1〕同名端〔同極性端〕原、付繞組與同一磁通交鏈時，感應電勢相同的極性端稱為同名端〔同極性端〕，用“?〞表示。ABCXYZabcxyzAXax

E2E1用差極性法推斷同名端滿足UAa=UAX-Uax則假設的同名端正確。上下結束2〕連接組號AaXx(1)首端為同名端電勢正方向為首端指向末端EABEabEAXEaxAa連接組號:I/I-12(2)首端為異名端AaXxEABEabEAXEax連接組號:I/I-6Aa單相變壓器中，首端為同名端時，原付方電勢同相位；首端為異名端時，原付方電勢反相位。上下結束2、三相變壓器的連接組號1〕Y/Y接法的連接組號EABEab用時鐘法表示與的相位關系ABCXYZEabEAB1、畫原方相電勢位形圖；確定EAB相量。2、將Aa重合，畫付方相電勢位形圖。注意與原方相電勢的關系：與原方哪相電勢同相，或反相。axbc3、推斷連接組號。Y/Y-12上下ABCXYZabcxyzEAXEax結束Y/Y-2上下EaxABCXYZabcxyzEAXaxbcABCXYZEABEab結束2)Y,d接法的連接組號ABCXYZabcxyzEAXEaxacxbzEabY,d-11上下ABCXYZEAB結束3)D,d接法的連接組號ABCEABacxbzEabD,d-8ABCXYZcabzxyEAXEaxXYZ上下結束小結：三相變壓器推斷連接組號1〕畫出原邊的相電勢位形圖，〔Y，D〕，頂點ABC〔abc〕都為順時針排列。2〕將Aa重合畫出付邊的相電勢位形圖，頂點ABC〔abc〕都為順時針排列。注意與原方相電勢的關系：與哪相電勢同相，或反相。EABEab3)根據與的相位關系，確定連接組號，相位差30度，差1點上下結束三、三相變壓器空載時電動勢波形空載相電動勢波形由決定，而又由i0決定。

i0i

i0

1

3上下磁路不飽和時,i為正弦波,則為正弦波磁路飽和時，i為正弦波，則為平頂波將其分解為基波和三次諧波。為正弦波，i則為尖頂波。結束

t0

1

3et0e1e3E落后90oE為尖頂波上下結束三次諧波含量與繞組接法和鐵芯結構有關〔一〕Y/Y連接的三相變壓器i0有基波i01，i03無通路為平頂波，分解為1，

3相電勢中會感應E1，E3。組式變壓器AXaxBYbyCZcz

A13

B13

C13

3的磁阻小，其值較大相電勢中感應的E3較大但線電勢中只含基波，為正弦波。上下相電勢E=E1+E3，為尖頂波，會危害繞組絕緣。結束芯式變壓器AXaxBbCc

A1

B1

C1

A3

B3

C3

3的磁阻大，其值很小相電勢中感應的E3很小，可以忽略，其基本為正弦波。Y/Y接法只合適三相芯式變壓器；但大容量Tr不合適。上下結束〔二〕YN，y;D,y接的三相變壓器i0有基波i01和i03；為基波正弦波；E為基波正弦波。不合計阻抗壓降，原邊相電勢與外加的正弦電壓相等〔三〕Y，d接的三相變壓器i0有基波i01，i03無通路為平頂波，分解為1，

3相電勢中會感應E11，E13，E21，E23付邊d接有i23產生+-E23I23jx23

3E23I23

23YN，y;D,y接時，利于三相變壓器運行上下結束

3被抵消了很多，為近似基波正弦波，相電勢也近似基波正弦波。Y，d接時，利于三相變壓器運行。〔四〕Y，yn接的三相變壓器Y，yn接的三相變壓器帶負載時，與Y，d接的三相變壓器一樣，付邊i23有通路，它產生23去抵消3，從而改善了相電勢波形。Y，yn接的三相變壓器帶空載時，與Y，y接的三相變壓器一樣.Y,yn接法只合適芯式變壓器三相變壓器.上下結束第七節變壓器的并聯運行概述：1、什么是并聯運行？~6000V~220V兩臺或多臺變壓器原邊和付邊，分別接在兩條不同的母線上。2、為何并聯運行？提升供電可靠性；提升變壓器的利用率及效率；減少變壓器的備用容量。上下結束一、變壓器并聯運行的理想條件~6000V~220V〔一〕并聯運行的最理想狀況1、付邊無環流；2、帶載時能按容量分配負載；3、負載時付邊電流同相位;〔二〕并聯運行的最理想條件1、變比K相等，額定電壓U相等；2、各變壓器連接組號相同；3、各變壓器Zk*相同；實際并聯運行時，第2條必需滿足，其余同意稍有不同。但在選擇變壓器時，第2條可以不合計，因為連接組號可以任意改接。上下二、變比不等變壓器并聯運行設第一臺k1<第二臺k2，當并聯運行時，付邊有環流〔一〕空載運行的環流電壓、阻抗折算到付邊。環流為：+-zk1+zk2上下結束可見，變比稍有不同，環流就很大。可以并聯運行。上下結束例：兩變壓器組別不同，差30o，Zk*相同，變比K相同，求環流。解：UT1*UT2*U*11兩變壓器組別不同，絕對不能并聯。須將組別改為相同后才干并聯。上下結束〔二〕負載運行的電流分配+-zk1+zk2zL+-

此時，變壓器中的電流有環流和負載電流兩個分量。上下結束三、短路阻抗不等時變壓器并聯運行n臺變壓器并聯，變比K和組別相同，Zk*不同。由并聯電路知識可知：每臺變壓器分得的負載電流大小，與其短路阻抗成反比。其簡化等效電路為：第i臺變壓器分得的負載電流大小Ii為：zk1+-zk2zL+-zki上下結束兩邊乘以U2N上下結束=1分子分母乘以UN得：1)I*與Zk*成反比，負載增加時，Zk*小的先滿載；2)假設Zk*相同，則I*也相同，容量按大小分配；3)假設Zk*不同時，選SN大且Zk*小的變壓器并聯。上下結束第八節特種變壓器一、自耦變壓器AXxa+-+-U1I1U2II2原付邊共用一部分繞組的變壓器。〔一〕特點：1、原付繞組既有磁的聯系，又有電的聯系。2、能量傳遞，既有磁場傳遞的，又有直接傳遞的。上下結束三相自耦變壓器上下結束〔二〕原付邊電壓關系AXxa+-+-U1I1U2II2N1=NAX,N2=Nax(共用繞組)與雙繞組變壓器一樣上下結束AXxa+-+-U1I1U2II2〔三〕原付邊電流關系磁勢平衡方程：上下結束自耦變壓器中，原付邊電壓U、電流I關系與雙繞組變壓器相同。但公共繞組中電流小，其截面積可減小。上下結束AXxa+-+-U1I1U2II2其相量關系為：I2I1I電流有效值關系為：I2=I1+II=I2-I1S2=U2I2=U2〔I1+I〕=U2I1+U2I=S傳導+S電磁S傳導=U2I1=U2I2/k=S2/kS電磁=U2I

=U2(1-1/k)I2=S2(1-1/k)上下〔四〕原付邊功率關系忽略損耗時：輸入=輸出S1=S2=U1I1=U2I2結束〔五〕自耦變壓器的特點1、省材料，體積小1〕Nax為共用繞組，且電流小，可用細導線。2〕能量除磁場傳遞外，還可直接傳遞，與同容量的雙繞組比較，其鐵芯體積可以減小。2、與雙繞組比較，Zk*小，Ik*大。3、原付繞組有電路上直接聯系，付繞組容易產生高壓，一般必需要接地使用。上下AXxa+-+-U1I1U2II2結束二、電流互感器用途：測量大電流本質：雙繞組變壓器上