第1章 变压器优秀课件

N
1
d 1 dt
e1：主磁通在原绕组内感应电动势的瞬时值 e2：主磁通在副绕组内感应电动势的瞬时值； e1：漏磁通 1在原绕组内感应电动势的瞬时值
主磁通按正弦规律， msin t e1N 1d d tN 1d d(tmsi nt)N 1mco ts N 1m si nt (900 )E 1msi nt (900 )
•铁心结构
单相壳式变压器
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
心式冷轧硅钢片迭片
•绕组
绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成
单相和三相芯式变压器
•变压器其它附件
温度计；吸湿器，储油柜； 油表；安全气道；气体继 电器；高压套管；低压套 管；分接开关；油箱等等
三、额定数据
额定容量SN：额定工作状态下的视在功率，用伏安（VA）等表示。 额定电压U1N/U2N:U1N是电源加到原绕组上的额定电压，U2N是原边 绕组加上额定电压后副边开路即空载时副绕组的端电压。 额定电流I1N、I2N：变压器额定容量分别除以原、副边额定电压所 计算出来的线电流值。 额定频率：按我国规定，工业用电50Hz。
相量表示： E 1j4.4f4 1N 1m
•副边电势分析
副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：
E2mN2m
有效值： 相量表示：
E 2E 2 m / 24 .4f4 1 N 2m
E 2j4.44 f1Nm
原边漏电势由原边绕组链接漏磁链得到，
e1 N1dd1t N11msin(t-900) 相量表示： E 1j4.44f1N11m
Z m E 1/I0 ;r m p F/e I0 2 ;x m Z m 2 r m 2
•等效电路
I0
E1
rm
xm
I0
r1
x1
rm
U 1
E1
xm
等值电路综合了空载时变压器内部的物理情况， 在等 值电路中r1、x1是常量；rm、xm是变量， 它们随铁心 磁路饱和程度的增加而减少。
•相量图
U 1
jI0 x1
第1章 变压器
水电站模型
变压器
电源变压器
电力变压器
环形变压器
接触调压器
控制变压器
三相干式变压器
§3－1 单相变压器的基本工作原理
简单的单相变压器：两个线圈没有 电的直接联系， 只有磁的耦合。
原绕组（一次绕或初级绕组）：两个线 圈中接交流电源的线圈， 其匝数为N1
副绕组（二次绕组或次级绕组）： 接到 用电设备上的线圈，其匝数为N2
五、空载运行的等效电路和相量图
根据相量形式的电压平衡式，
U 1I0Z 1( E 1)
把 E1 和 I0 之间的关系直接用参数形式反映， 可把 E1 写成I0
流过一个阻抗引起的阻抗压降。
E 1 I 0 Z m I 0 (r m jm x )
rm：变压器的励磁电阻，反映铁耗； xm:变压器的励磁电抗，反映励磁过程；Zm：变压器的励磁阻抗。
m：主磁通的幅值；E1m：原绕组感应电动势的幅值。
•原边电势分析
e1E1msi nt(900 )
当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动 势也按正弦规律变化， 但相位比主磁通落后900。
原边电动势幅值： E1mN1m
有效值：
E 1 E 1 m /2 2 f 1 N 1 m /2 4 .4 f 1 N 4 1 m
由于.
U 1 E1 U 2 E2
kE1 U1N N1 E2 U2N N2
对于三相变压器，变比指相电势之比。
考虑漏磁通， 变压器空载运行时相量形式表示的电压平衡方程式：
U 1I0r1(E 1)(E 1)I0r1jI0x1(E 1) I0(r1jx1)(E 1)I0Z1(E 1)
U 20E 2
r1：原绕组电阻；Z1＝r1＋jx1为原绕组漏阻抗
（2）激磁电流不再与主磁通同相， 而是导前一个磁滞角 m
0
因此， 将激磁电流分解为两个分量：
（1）与同相的磁化电流iu；
（2）导前900有功分量iFe
I
I0 IFeI
I Fe
I0
m
I
三、空载运行的电动势
•主磁通和漏磁通1在绕组内产生的感应电动势：
e1
N
பைடு நூலகம்
1
d dt
d e 2 N 2 dt
e 1
空载电流
iu 建立空载运行时的磁场 iFe 引起损耗
变压器中磁性材料的磁化曲线为非线性， 在一定电 压下， 空载电流大小、波形取决于饱和度。
0
•忽略空载损耗：
（1）当主磁通为正弦波时， 磁路 越饱和， 电流波形畸变严重。
I
（2）空载电流与主磁通同相位。
空载电流（考虑空载损耗）
•考虑空载损耗时：
（1）考虑铁耗（包含磁滞、涡流）， 将磁化曲线改为磁 滞回线。
交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。
u1
e1
N1
d dt
;
u2
e2
N2
d dt
变压器原、副边电势之比及电压之比 等于原、副边匝数之比。
二、单相变压器的基本结构
变压器的主要结构：铁心和绕组。 •铁心是变压器的磁路部分； •绕组是变压器的电路部分。
铁心通常用0.35（0.33）mm厚表面涂有绝缘漆的 硅钢片冲成一定的形状叠制而成。
•漏电势分析
漏磁通1通过的磁路是线性的，漏磁链1 与产 生漏磁链的电流i0呈线性关系，漏电势可表示为：
e1 N 1d d 1 td d1 t L 1 d d0it
若励磁电流i0按正弦规律变化， 即 结论：
i0 2I0sint
E 1 jI 0 L 1 jI 0 X 1
（1）L1为原绕组的漏感系数；X1是原绕组的漏电抗。表征漏磁通 对电流的电磁效应。两者与匝数和几何尺寸有关，均为常数。
单相： SNU 1N I1NU 2N I2N
三相： SN3 U 1N I1N3 U 2N I2N
§3－2 单相变压器的空载运行
变压器空载运行：变压器的原绕组加上额定电压，副绕组开路。
几个概念：空载电流、励磁磁势、主磁通、漏磁通 以及正方向的确定
二、空载电流(忽略空载损耗)
空载运行时， 原边绕组中流过的电流i0， 称为空载电流。
（2）漏电感电动势与电流同频率，相位上落后I0 900。
（3）空载时，漏阻抗压降小，U 1 E 1j4 .4f1 4 N 1 m
（4）主磁通大小， 取决于电网电压、频率和匝数。
四、电压平衡式
变压器中，原、副绕组电动势E1和E2之比称为变压器的变比k.
kE E1 24 4..4 4N 4 N 41 2ff1 1m mN N1 2