变压器特性
常用变压器的种类及特点
常用变压器的种类及特点
(1)按相数分：
(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
(2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
(2)按冷却方式分：
(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
(3)按用途分：
(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
(4)按绕组形式分：
(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。
(5)按铁芯形式分：
(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。
（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。
(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
电力变压器的日常维护及故障的预防方法
发布时间:09-12-24关注次数：363
简介：本文介绍电力变压器的日常维护及故障的预防方法:当前的世界范围内，不间断的电力供应已成为工业生产、国防军事、科技发展及人民生活中至关重要的因素。人们对能源不间断供应的依赖性常常是直到厂房里的生产设备突然停止工作时才意识到各种断路器、布线及变压器的重要性。
变压器的运行特性
基本铁耗： 基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗 附加铁耗： 附加铁耗：结构件中的涡流损耗
铁耗可视为不变损耗。 铁耗可视为不变损耗。
铁 耗
P1 − ∑ p p Fe + p cu P2 ) × 100 % = (1 − ) × 100 % × 100 % = (1 − η = P1 P1 P2 + p Fe + p cu
变压器的运行特性
变压器的运行特性主要有外特性（副边电压变化率） 变压器的运行特性主要有外特性（副边电压变化率）和效率 一、变压器的外特性 在电源电压不变的情况下， 在电源电压不变的情况下，变压 器二次侧接入负载后， 器二次侧接入负载后，一、二次 绕组都有电流通过，必然产生一、 绕组都有电流通过，必然产生一、 二次侧的内阻抗压降， 二次侧的内阻抗压降，从而使二 次电压随负载的增减而变化。 次电压随负载的增减而变化。 二次电压随二次电流变化的特 性曲线称为变压器的外特性。 性曲线称为变压器的外特性。 利用电压变化率来表示输出额 利用电压变化率来表示输出额 电压变化率 定电流时电压的变化
二、效率特性 变压器在能量传递过程中， 将产生铜耗和铁耗， 变压器在能量传递过程中， 将产生铜耗和铁耗，它们又各自 包含有基本损耗和附加损耗 基本铜耗： 基本铜耗：原、副边绕组中电流引起的直流电阻的损耗 附加铜耗：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效应， 附加铜耗：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效应，有效电 阻增大而增加的铜耗
变压器的种类和功能特点
变压器的种类和功能特点
一、变压器的种类及其功能特点
变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，它通过电磁感应的原理，将输入端的电压转换为输出端所需要的电压。根据不同的工作原理和使用场景，变压器可以分为多种类型，每种类型都具有不同的功能特点。下面将介绍几种常见的变压器及其功能特点。
1. 功能特点：升压变压器
升压变压器是一种将输入端电压升高的变压器。其主要功能是将输入端的低电压升高到输出端所需的高电压。升压变压器常用于电力输送、电网传输以及长距离输电等场景中。其特点是输入端的电压低于输出端的电压，具有较高的功率传输效率和较低的能量损耗。
2. 功能特点：降压变压器
降压变压器是一种将输入端电压降低的变压器。其主要功能是将输入端的高电压降低到输出端所需的低电压。降压变压器常用于电源适配器、电子设备和家用电器等场景中。其特点是输入端的电压高于输出端的电压，具有较高的稳定性和较低的能耗。
3. 功能特点：隔离变压器
隔离变压器是一种将输入端和输出端电气隔离的变压器。其主要功能是通过绝缘层隔离输入端和输出端的电压，以保证电路的安全性和稳定性。隔离变压器常用于医疗设备、工业控制系统和计算机等
场景中。其特点是具有较高的绝缘性能和较低的电磁干扰。
4. 功能特点：自耦变压器
自耦变压器是一种将输入端和输出端通过共用绕组相连的变压器。其主要功能是提供输入端和输出端之间的电压变换和功率传输。自耦变压器常用于电力系统中的电压调节和功率变换等场景中。其特点是结构简单、体积小巧、效率高、成本低。
5. 功能特点：调压变压器
调压变压器是一种能够根据需要调节输出端电压的变压器。其主要功能是通过调节输入端和输出端的绕组比例，实现对输出端电压的精确调节。调压变压器常用于实验室仪器、精密仪表和电子设备等场景中。其特点是具有较高的调节精度和较低的输出波动。
变压器的运行特性
为中国第一个海外特高压直 流输电项目提供关键设备
2008年
2009年
2010年
2017年
2018年
2021年
为我国首个1000KV特高 压交流项目提供成套设备
特高压正负800KV直流输电工 程荣获国家科学技术进步奖
正负800KV换流变压器阀侧套 管和穿墙套管通过国家级鉴定
Part 5 小结
思政“电”堂
变压器效率表达式
η P2 100% P1 PFE PCU 100%
P1wk.baidu.com
P1
(1 PFE PCU ) 100% P2 PFE PCU
效率是变压器运行的重要经济指标，小型变 压器η>95%，大型电力变压器η>99%
Part 4 变压器的效率特性
效率特性曲线
• 空载时效率η为0，负载增加时效率快速增大； • 负载达到某一数值时效率最大， 此时铜损耗等于铁
损耗(即可变损耗等于不变损耗)时，效率最高； • 超过效率最高点后，随着铜耗的增大，效率逐渐降
低。
PFE=PCU时效率最高，此时I2= ( 0.5-0.75 ) I2N,其额定效率ηN = 0.95 - 0.99
中国 西电
中国西电电气股份 有限公司成立
为我国首个正负800KV特 高压直流项目提供成套设备
基本铜损 一次、二次绕组内直流电阻所引起 的直流电阻损耗 由集肤效应和邻近效应使绕组有效电阻变大所增加的
1.变压器的特性doc
1．变压器的隔离特性
隔离特性是变压器重要特性之一，GBU606电源变压器的安全是由这一特性决定的。所谓变压器隔离特性是初级与次级回路之间共用参考点可以隔离。
次级线圈的任一端（如3端）对大地端之间的电压为OV，这是因为次级线圈的输出电压不以大地为参考端，同时初级线圈和次级线圈之间高度绝缘。这样，人站在大地上只接触变压器Tl次级线圈任一端，没有生命危险，而若接触初级线圈的火线端则会触电，这便是变压器的隔离作用。
2．变压器隔直流通交流特性
3．变压器的变压比
当n确定之后，次级线圈输出电压Ⅸ的大小与初级线圈的输入电压U1的大小成正比关系，即U2随U1的大小变化而变化。如果输入电压U1的大小确定后，次级线圈输出电压U2的大小与n有关。当n的大小不同时，就有3种不同的变压器，如下表所示。
变压器的技术参数
变压器的技术参数
变压器的技术参数是指用于描述变压器性能和特性的数据，主要包括以下几个方面：
1. 额定容量：指变压器在规定的使用条件下，能够长期稳定输出的功率。通常以 kVA 或MVA 为单位。
2. 额定电压：指变压器一次侧和二次侧的额定电压值，一般以 kV 为单位。
3. 短路阻抗：指变压器在短路状态下的等效阻抗值，通常以百分数表示。
4. 空载电流：指变压器在空载状态下一次侧的电流值，通常以百分数表示。
5. 空载损耗：指变压器在空载状态下的损耗功率，通常以 kW 为单位。
6. 负载损耗：指变压器在负载状态下的损耗功率，通常以 kW 为单位。
7. 温升：指变压器在运行过程中，油温与环境温度之间的差值，通常以 K 为单位。
8. 绝缘水平：指变压器绝缘材料的耐压能力，通常以 kV 为单位。
9. 噪声：指变压器在运行过程中产生的噪声水平，通常以分贝（dB）为单位。
以上是变压器的主要技术参数，不同类型和规格的变压器可能会有所不同。在选择和使用变压器时，需要根据实际需求和使用条件来确定合适的技术参数。
变压器的运行特征
一、变压器的运行特征
变压器的运行特征主要有外特征与效率特性，而表征变压器运行性能的主要指标则有电压变化率和效率。
1、电压变化率
1）外特性
变压器一次侧接上额定电压，二次侧开路时，二次侧空载电压就等于二次侧额定电压，外特性是指一次侧加额定电压，负载功率因数cosφ2一定时，二次侧端电压随负载电流变化的关系，即U2=f (I2)。变压器在纯电阻和感性负载时，外特性是下降的，而客性负载时可能是上翘的。
2）电压变化率
负载电流变化，变压器副边端电压将随着发生变化。电压调整率是变压器负载时副边端电压变化程度的一种程度。假定变压器原边接电源电压，副边开路时的端电压为额定值，当副边接入负载后，即使原来电压保持不变，副边端电压不再是额定值，原边电压保持为额定值，负载功率因数为常数，空载和负载的副边端电压之差与副边额定电压的比值，即电压变化的标么值称为电压变化率，用⊿U*表示
即
⊿U*=(U20-U2)/U2N
式中U20—副边空载电压
U2—时的副边端电压
由于副边空载端电压U20等于副边额定电压U2N，经过折算后，公式1可写成
⊿U*=(U20-U2)/U2N=(U'2N-U'2)/U'2N=(U10-U'2)/U1N
电压变化率是变压器的主要性能指标之一，负载电流变化时，副边端电压变化的原因，是变压器内部存在电阻和漏抗而引起内部电压降。副边电压的变化程度，即⊿U*的大小，不仅同变压器本身的阻抗有关，而且与负载的大小和性能有关。
综合上述，负载为感性时，φ2角为正值，故电压变化率为正值，即负载时的副边电压恒比空载电压低；负载为容性，φ2角为负值，故电压变化率有可能为负值，亦即负载时的副边电压可能高于空载电压。
变压器结构的特征
变压器结构的特征
变压器是一种常用的电力设备，用于改变交流电的电压。它的结构特征主要包括铁芯、线圈和绝缘材料等几个方面。
变压器的铁芯是其结构的重要组成部分。铁芯通常由硅钢片叠压而成，这是因为硅钢片具有低磁阻和高导磁性能，能够有效地减小磁通损耗。铁芯的作用是提供一个闭合的磁路，使得磁场能够尽量集中地通过线圈，从而提高变压器的能效。
变压器的线圈也是其结构的重要组成部分。线圈通常由高导电性的铜线或铝线绕制而成。线圈分为一次线圈和二次线圈，一次线圈通常接在电源上，而二次线圈连接负载。当电源通电时，一次线圈中的电流会产生一个磁场，进而感应出二次线圈中的电动势，从而改变电压大小。
绝缘材料也是变压器结构的重要组成部分。绝缘材料主要用于隔离线圈和铁芯之间，以防止电流短路和电击。常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘漆和绝缘胶带等。这些绝缘材料具有良好的绝缘性能和耐高温性能，能够确保变压器的安全运行。
除了上述主要特征外，变压器的结构还包括一些辅助部件，如冷却系统和保护装置等。冷却系统用于散热，以保持变压器的正常工作温度。常见的冷却系统包括自然冷却和强制风冷。保护装置用于监测变压器的工作状态，一旦出现异常情况，如过载或短路，保护装
置会及时切断电源，以保护变压器和负载的安全运行。
变压器的结构特征包括铁芯、线圈、绝缘材料以及冷却系统和保护装置等几个方面。这些特征的合理设计和选择能够确保变压器的高效运行和长寿命。在实际应用中，根据不同的功率和电压需求，可以设计出不同类型和规格的变压器，以满足各种电力传输和分配的需求。
第七讲变压器的运行特性
第七章 变压器
第五节 变压器运行特性
外特性和电压变化率 （1）外特性
变压器带上负载后，由于变压器存在漏阻抗，负载电流通过漏阻抗会造成漏阻抗压降，使副边电压2U 随负载的变化而变化，这种变
化规律，可用外特性来描述。外特性是指原边加额定电压，负载功率因数2cos ϕ一定时，副边电压2U 随负载电流变化的关系，即
)(22I f U =，如图所示。变压器在纯电阻和感
性负载时，副边电压2U 随负载增加而降低，容性负载时，副边电压2U 随负载增加而可能升高。
（2）电压变化率
电压变化率来表示副边电压的变化程度，它反映了变压器供电电压的稳定性，是变压器运行性能的重要数据之一。电压变化率是指当原边接额定电压，副边空载电压与给定负载下副边实际电压的算术差除以副边额定电压。即
%10022
20⨯-=
∆N
U U U U
用变压器的简化相量图可推导出电压变化率的参数表达式
)sin cos (2*
2*ϕϕβk k x r U +=∆
式中 *
222I I I N
==
β称为负载系数，直接反映负载的大小，如0=β，表示空载；1=β，
U 2
滞后）
1= U 图 变压器的外特性
表示满载，2cos ϕ为负载功率因数。
电压变化率的大小与负载的大小成正比。在一定的负载系数下，短路阻抗的标么值越大，电压变化率也越大。当负载为感性时，2ϕ为正值，U ∆为正值，说明副边电压比空载电压低；当负载为容性时，2ϕ为负值，2sin ϕ为负值，U ∆有可能为负值。当U ∆为负值时，说明副边电压比空载电压高。
常用的电力变压器，当1=β，8.0cos 2=ϕ（滞后）时，U ∆为5%～8%。为了保证变压器的副边波动在%5±范围内，以免给用户造成不良影响，通常采用改变高压绕组匝数的办法来调节副边电压，称为分接头调压。高压绕组的抽头常有%5±和%5.22⨯±两种。分接开关分成两类，一种是要在断电状态才能操作的分接开关，称为无励磁分接开关；另一种是在变压器带电时也能操作的分接开关，称为有载分接开关。相应的变压器也就分为无励磁调压变压器和有载调压变压器两种。
电源变压器的特性参数
电源变压器的特性参数
1、工作频率
变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
2、额定功率
在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。
3、额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
4、电压比
指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。
5、空载电流
变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz 电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。
6、空载损耗
指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。
7、效率
指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。
8、绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
变压器的分类及特点
变压器的分类及特点
变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，是电力系统中常见的重
要设备。根据不同的分类标准，可以将变压器分为多种类型，每种类型都
有其特点和应用领域。下面将介绍一些常见的变压器分类及其特点。
1.按能量形式分类：
-励磁变压器：用于电力变换和适应不同的电网电压。
-互感器：用于电能测量和保护设备。
2.按变压器结构分类：
-三相变压器：由三个独立的线圈组成，用于变换和传输三相交流电。
-单相变压器：只有一个线圈，用于变换和传输单相交流电。
3.按变压比分类：
-升压变压器：将输入电压增加到较高的输出电压，适用于远距离电
力输送和配电系统。
-降压变压器：将输入电压降低到较低的输出电压，适用于家庭、商
业和工业用电。
4.按用途分类：
-电力变压器：用于电网输电、输配电和电气设备供电。
-隔离变压器：用于提供安全的不间断电力供应，通常用于医疗设备
和精密仪器。
-自耦变压器：用于变压比较小的应用，如调整电源电压。
-自冷变压器：无需外部冷却装置即可散热。
-干式变压器：不需要油冷却的变压器，常用于火灾危险区域和需要
环境友好的场合。
-油浸变压器：用变压器油冷却的变压器，具有良好的热传导性能和
绝缘性能。
5.按冷却方式分类：
-自然冷却变压器：通过散热器自然传热。
-强迫冷却变压器：通过风扇、冷却器等强制空气循环传热。
6.按制造材料分类：
-铁心变压器：铁芯材料为铁合金，具有较高的磁导率和磁导率韧性。
-空心变压器：将空气作为磁路介质，适用于高频电路和一些特殊用途。
不同类型的变压器在结构、性能和应用方面都有所不同，但它们的基
变压器的基本特点
变压器的基本特点
变压器是一种电气设备，用于将交流电能从一个电路传输到另一个电路，同时改变电压的大小。它由两个或更多的线圈组成，这些线圈通过磁场耦合在一起。变压器的基本特点包括变压比、功率传输、效率和工作频率。
变压器的最基本特点是变压比。变压比是指变压器的输入电压和输出电压之间的比值。变压器可以实现升压或降压，这取决于输入电压和输出电压的关系。当输入电压大于输出电压时，变压器是降压变压器；当输入电压小于输出电压时，变压器是升压变压器。变压比决定了变压器的工作方式和应用范围。
变压器的功率传输是其另一个重要特点。功率传输是指变压器将输入电路的电能转换为输出电路的电能。变压器通过磁场耦合实现对电能的传输，而不需要物理接触。在变压器中，输入线圈（也称为初级线圈）接收输入电能，通过磁场耦合传递给输出线圈（也称为次级线圈），从而实现对电能的传输。
第三，变压器的效率是其另一个重要特点。效率是指变压器将输入电能转换为输出电能的比例。由于变压器本身没有机械运动，因此其效率非常高，通常可以达到90%以上。高效率的变压器可以减少能源损失，提高能源利用率。
变压器的工作频率也是其一个重要特点。工作频率是指变压器的输
入电压和输出电压的频率。变压器通常用于交流电路中，其输入电压和输出电压都是交流电。不同国家和地区的电网系统可能采用不同的工作频率，常见的有50Hz和60Hz。因此，变压器的工作频率需要与电网的工作频率匹配，以确保正常的电能传输。
变压器的基本特点包括变压比、功率传输、效率和工作频率。了解这些特点有助于我们更好地理解变压器的工作原理和应用范围。变压器在电力系统中起着重要的作用，通过改变电压大小实现电能传输，并提高能源利用效率。在未来的发展中，随着能源需求的增加和电力系统的改造，变压器将继续发挥重要作用。
常用变压器的种类及特点
常用变压器的种类及特点
一般常用变压器的分类可归纳如下：
(1)按相数分：
(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
(2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
(2)按冷却方式分：
(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
(3)按用途分：
(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。
(3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。
(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。
(4)按绕组形式分：
(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。
(5)按铁芯形式分：
(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。
（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。
(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器
变压器的分类及特点
变压器的分类及特点
变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压和电流。根据其用途和结构的不同，变压器可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和应用领域。下面将对常见的几种变压器进行分类及介绍。
1. 动力变压器（Power Transformer）
动力变压器是一种用于配电系统和工业领域的常见变压器。它们的特点包括：
-大功率传输：通常用于大功率传输，能够提供高功率输出。
-输入/输出电压比保持稳定：动力变压器能够保持稳定的输入/输出电压比，确保电力系统的正常运行。
-温度控制：动力变压器通常配备温度监测装置，以确保变压器的工作温度处于安全范围内。
2. 隔离变压器（Isolation Transformer）
隔离变压器的主要作用是隔离输入电源和输出电源，以提供额外的保护和安全性。其特点包括：
-隔离性能：隔离变压器提供了输入和输出之间的电气隔离，从而减少了潜在的电气故障和电源噪声。
-地线隔离：隔离变压器通常具有地线隔离功能，可以防止电源故障对其他设备造成影响。
-提供额外的保护：由于隔离变压器提供了额外的安全性，它们通常用于医疗设备、实验室和电子设备等对电源干扰特别敏感的应用。
3. 自耦变压器（Autotransformer）
自耦变压器具有一个共享的线圈，用于提供不同的输出电压。其特点包括：
-尺寸小：自耦变压器相对较小，比传统的变压器尺寸更小。
-节省能源：由于共享线圈，自耦变压器能够节省能源和材料成本。
-提供可调输出电压：通过在不同的位置接线，自耦变压器可以提供可调的输出电压。
4. 可变变压器（Variable Transformer）
常用变压器的种类及特点
常用变压器的种类及特点
一般常用变压器的分类可归纳如下：
(1)按相数分：
1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。
2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
(2)按冷却方式分：
1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
(3)按用途分：
1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。
2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保
变压器的主要参数有哪些？分别代表什么含义
变压器的主要参数有哪些？分别代表什么含义
变压器的主要参数有电压比、频率特性、额定功率和效率等。
(一)电压比n变压器的电压比n与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下:n=V1/V2=N1/N2
式中N1为变压器一次(初级)绕组，N2为二次(次级)绕组，V1为一次绕组两端的电压，V2是二次绕组两端的电压。升压变压器的电压比n小于1，降压变压器的电压比n大于1，隔离变压器的电压比等于1。
(二)额定功率P此参数一般用于电源变压器。它是指电源变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的输出功率。变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关。变压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大。
(三)频率特性频率特性是指变压器有一定有工作频率范围，不同工作频率范围的变压器，一般不能互换使用。因为变压器有其频率范围以外工作时，会出现工作时温度升高或不能正常工作等现象。
(四)效率效率是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值。该值与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越高;变压器的输出功率越小，效率也越低。变压器的效率值一般在60%~100%之间。
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第 6 章?? 变压器的基本理论
1.分析变压器内部的电磁过程。
2.分析电压、电流、磁势、磁通、感应电势、功率、损耗等物理量之间的关系。
3.建立变压器的等效电路模型和相量图。
4.利用等效电路计算分析变压器的各种性能。
6-1?? 变压器的空载运行
一.空载运行物理分析
一次侧接额定电压U1N，二次侧开路的运行状态称为空载运行（i2=0）。
空载时一次侧绕组中的电流i0为空载(或叫激磁)电流，磁势F0=I0N1叫励磁磁势。
F0产生的磁通分为两部分，大部分以铁心为磁路（主
磁路），同时与一次绕组N1和二次绕组N2匝链，并在两个绕
组中产生电势e1和e2，是传递能量的主要媒介，属于工作磁通，称为主磁通Ф。
另一部分磁通仅与原方绕组匝链，通过油或空气形成闭路，属于非工作磁通，称为原方的漏磁通Ф1σ。
铁心由高导磁硅钢片制成，导磁系数μ为空气的导磁系数的2000倍以上，所以大部分磁通都在铁心中流动，主
磁通约占总磁通的99％以上，而漏磁通占总磁通的1％以下。
问题6-1：主磁通和漏磁通的性质和作用是什么
规定正方向：电压U1与电流I0同方向，磁通Ф正方向与电流I0正方向符合右手螺旋定则。电势E与I0电流的正
方向相同。
由于磁通在交变，根据电磁感应定律：
e1= -N1 dΦ/dt
e2= -N2 dΦ/dt
e1σ= -N1 dФ1σ/dt
二.电势公式及电势平衡方程式推导
空载时，主磁通Ф在一次侧产生感应电势E1，在二次侧产生感应电势E2，一次侧的漏磁通Ф1σ在一次侧漏抗电
势E1σ。
假设磁通为正弦波Ф=Фm sin ωt??? 则
e1= -N1 dΦ/dt=-N1 dФm sin ωt/dt
= -N1Фmωcosωt=N1Фmωsin (ωt-90°)
=E1m sin (ωt－90°)
电势在相位上永远滞后于它所匝链的磁通90o。??
其最大值:E1m= ω N1Фm? = 2π f N1Фm
其有效值:E1=E1m/sqrt(2)
= 2π f N1Фm/
= f N1Φm
这就是电机学最重要的“”公式。说明了感应电势E1与磁通Φm、频率f、绕组匝数N1成正比。
同样可以推出e2和e1σ的公式：
e2=E2m sin(ωt-90°)
E2m=N2Φmω
E2= f N2 Φm
e1σ=-N1dΦ1σ/dt
=N1Φ1σmωsin(ωt-90°)?
E1σm=ω N1Φ1σm
E1σ= f N1Φ1σm
由于漏磁路的磁导率μo为常数，Φ1σm=L1σI I0，故E1σ= N12L1σI0=X1σI0，即E1σ可用漏抗压降的形式表示。
以上推导涉及到的电磁量均为正弦变化，可以用相量来表示。用相量时可同时表示有效值和相位。 E1σ=-jX1σI0
考虑到一次侧绕组的电阻压降后，其电势平衡方程为U1=-E1-E1σ+R1I0=-E1+jX1σI0+R1I0 =-E1+I0Z1
二次侧无电流，故：E2=U2
对于一次侧来说，电阻压降和漏抗压降都很小。所以U1≈-E1= f N1Φm，可见变压器的磁通主要由电源电压U1、频
率f 和一次侧绕组的匝数N1决定。在设计时，若电压U1和频率f给定，则变压器磁通由匝数N1决定。对于制成运行的变压器，其磁通Φ可以由电压U1和频率f控制。
问题6-2：220V、50Hz的变压器空载接到220V、25Hz 的电源上，后果如何
问题6-3：220V、50Hz的变压器空载接到220直流电源上，后果如何
三.变压器的变比k 和电压比K
a) 变比k：指变压器1、2次绕组的电势之比。
1.k=E1/E2=Φm)/Φm)=N1/N2
2.变比k等于匝数比。
3.一次绕组的匝数必须符合一定条件：
4.U1 ≈ f N1Φm ≈ f N1B m S?
5.N1≈U1/
6.B m的取值与变压器性能有密切相关。
7.B m≈热轧硅钢片~；冷轧硅钢片~
8.b)电压比K：指三相变压器的线电压之比
9.在做三相变压器联结绕组试验时用到电压比K进行计
算。
10.K=(U AB/u ab+U BC/u bc+U CA/u ca)/3
四.空载运行时的等效电路和相量图
(1)励磁电流/铁耗电阻、励磁阻抗
空载运行时，电流i0分为两部分，一部分i0w纯粹用来产生磁通，称为磁化电流，与电势E1之间的相位差是90°，是一个纯粹的无功电流。另一部分i0y用来供给损耗，是一
个有功电流。 I0=I0w+I0r
-E1=I0R m+jI0X m=I0Z m
I0是励磁过程必须的电流(包括磁化电流/有功电流)，称为励磁电流。
X m的物理意义是：
励磁电抗X m是主磁通Φ的电抗，反映了变压器（电机）铁心的导磁性能，代表了主磁通对电路的电磁效应。
R m是用来代表铁耗的等效（虚拟的）电阻，称为励磁电阻。R m+jX m=Z m则称为励磁阻抗。 (2) 空载时的等效电路用一个阻抗(R m+jX m)表示主磁通Φ对变压器的作用，用另一个阻抗(R1+jX1σ)一次侧绕组电阻R1和漏抗X1σ的作用，即可得到空载时变压器的等效电路。
R1和X1σ受饱和程度的影响很小，基本上保持不变。
R m和X m是随着饱和程度的增大而减小。在实际应用中要注意到这个结论。
变压器正常工作时，由于电源电压变化范围小，铁心中主磁通的变化不大，励磁阻抗Z m也基本不变。
6-2??? 变压器的负载运行
一.负载运行
一次侧接电源U1，二次侧接负载Z L，此时二次侧流过电流I2。一次侧电流不再是I0，而是变为I1，这就是变压器的负载运行情况。
负载后，二次侧电流产生磁势F2=N2I2，该磁势将力图改变磁通Φ，而磁通是由电源电压决定的，也就是说Φ基本不变。
要维持Φ不变，一次绕组的电流将由原来的I0变为I1。I1产生磁势F1= I1N1，F1与F2共同作用产生Φ， F1+F2的