电机学_03变压器概要
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第3章变压器
1.二次绕组电流的折算
根据折算前后磁势保持不变的原则，有：
N1 I 2 N 2 I2
则
N2 I2 I2 I2 N1 K
2.二次绕组电动势的折算
根据折算前后主磁通和漏磁通保持不变的原则，有：
4.44 fN1m E2 N1 K E2 4.44 fN 2m N 2
E1
2
在相位上滞后主磁通 m 90°相角
同理写出二次
绕组感应电动势的有效值
二次绕组感应电势的有效值为：
E 2 ＝4.44 fN 2m
E 2 在相位上滞后主磁通 m 90°相角
漏磁通1 在一次侧绕组中产生的 漏磁感应电动势为：
L1 定义为漏磁电感 L1
d 1 L di e1 ＝－N1 ＝ 1 dt dt
K 2 x2 x2
负载阻抗也有同样的关系，即：
2 ZL K ZL
4.二次侧电压的折算
根据二次侧电压平衡方程式，折算后的二次 侧电压值仍应等于折算后的二次绕组的感应 电动势减去折算后二次侧的漏阻抗压降
＝E － － U I Z ＝ k （ E I Z ）＝ k U 2 2 2 2 2 2 2 2
S9 型配电变压器（10 kV）
大型油浸电力变压器
大连理工大学电气工程系
干式变压器
大连理工大学电气工程系
附录1 变压器图片
调压器（自耦变压器）
控制变压器
3.1.3 变压器的基本结构
铁心 器身绕组 引线和绝缘 和箱底） 油箱油箱本体（箱盖、箱壁 小车、接地螺栓、铭牌 等） 油箱附件（放油阀门、 变压器调压装置－无励磁分接 开关或有载分接开关 却器 冷却装置－散热器或冷 保护装置－储油柜、油 位计、安全气道、释放 阀、吸湿器、测温 元件、气体继电器等 压套管，电缆出线等 出线装置－高、中、低 变压器油
电机学第3章 三相变压器
第3章 三相变压器
总之: 总之: 对于Y,y（ D,d）连接，可得到0 对于Y,y（或D,d）连接，可得到0、2、4、6、8、10等六个偶数组别； Y,y 10等六个偶数组别； 等六个偶数组别 对于Y,d（ D,y）连接，可得到1 对于Y,d（或D,y）连接，可得到1、3、5、7、9、11等六个奇数组别。 Y,d 11等六个奇数组别。 等六个奇数组别 标准连接组别有5种 标准连接组别有 种：
高、低压绕组的连接方式 高、低压线电动势相位关系
& E UV ⇒ 分针（长针），固定指向时钟的“0点” 分针（长针），固定指向时钟的“ ），固定指向时钟的 时钟表示法： 时钟表示法： & E uv ⇒ 时针（短针），它指向的时钟数字，就是联结组别号。 时针（短针），它指向的时钟数字，就是联结组别号。 ），它指向的时钟数字
第3章 三相变压器
二、三相心式变压器的磁路特点
三相心式变压器的铁心结构是从三相组式变压器铁心演变而来的。 三相心式变压器的铁心结构是从三相组式变压器铁心演变而来的。
Φu
U1
V1
Φv
W1
Φw
U2
V2
W2
u1 u2
v1 v2
w1 w2
磁路特点： 磁路特点： （1）各相磁路不独立，每相磁通都要借助其它两相磁路而闭合； ）各相磁路不独立，每相磁通都要借助其它两相磁路而闭合； （2）各相磁路长度不等。中间相磁路长度略小于其它两相磁路长度，中间相磁 ）各相磁路长度不等。中间相磁路长度略小于其它两相磁路长度， 阻 略小于其它两相的磁阻； 略小于其它两相的磁阻； （3）外加三相对称电压时，三相主磁通对称，三相空载电流近似对称。 ）外加三相对称电压时，三相主磁通对称，三相空载电流近似对称。
电机学之变压器3PPT课件
二、三相变压器的电路系统是怎样的？
三相变压器的一、二次侧均有U、V、W三相绕组，一般来说三相绕组可以连 结成Y（YN）或者Δ(d)型。
1、星形联结
E U1V1 U1 V1 W1 E U1
U2 V2 W2
V1
EV1
U2 V2
W2 EW1
E U1
U1
W1
EU1V1 EU1 EV1 EV1W1 EV1 EW1 EW1U1 EW1 EU1
E u1u1
o
u1
W1
V1
6
线电势之间的相位差为180°
3、Y,d11联结组
E U1V1 U1 V1 W1 E U1
U2 V2 W2
E u1u1 u1 v1 w1 Eu1
u2 v2 w2
12
U1 11
Eu1u1 W1
u1 v2
o u2w1
E U1V1 v1 w2
V1
线电势之间的相位差为-30°
4、Y,d1联结组
5600kVA以下。
YN,d11 用在高压侧需要将中性点接地，电压35～110kV及以上。
Y,yn0 用在低压侧为400V的配电变压器中，高压侧电压不超过35kV,最
大容量为1800kVA。
YN,y0 用在高压侧中性点需要接地的场合。
Y,y0 用在只供给三相动力负载的场合。
课题三 三相变压器联结组及铁心结构对电势波形的影响
2、三角形联结
E U1V1 U1 V1 W1
E U1
U2 V2 W2
右向三角形联结
E U1V1 U1 V1 W1
E U1
U2 V2 W2
左向三角形联结
V2 U1
E U1
E U1V1
电机学第三章 变压器
2. 单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三 相值为基准值；
例如：变压器一、二次侧：S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N 三相变压器基值：Sb=SN=3UNΦ INΦ =√3UNIN
2019/10/24
《电机学》 第三章 变压器
24
注意：存在有相互关系的四个物理量（U、I、Z、S） 中，所选基值的个数并不是任意的，当某两个物理量 的基值已被确定，其余物理量的基值跟着确定。 例如单相变压器，选定一次侧的额定电压U1N和额定 电流I1N作为电压和电流的基值： 一次侧阻抗的基值即：Z1b=Z1N=U1N/I1N 一次侧功率的基值即：S1b=S1N=U1NI1N
的电抗分量
《电机学》 第三章 变压器
2、缺点
31
标么值没有单位，物理意义不明确。
2019/10/24
《电机学》 第三章 变压器
32
2019/10/24
《电机学》 第三章 变压器
33
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《电机学》 第三章 变压器
34
2019/10/24
《电机学》 第三章 变压器
35
3-7 变压器的运行特性
Rk*
Rk Z1N
Rk U1N/I1N
I12NRk U1NI1N
Pk SN
Pk*
Rk U1N/I1N
I1NRk U1N
Ukr U1N
Uk*r
短路阻抗电压 的电阻分量
2019/10/24
X k *Z X 1N k U 1X N /k I1NIU 1N 1 X NkU U 1 k NxU k *短x路阻抗电压
抗又直接影响变压器的运行性能。
从正常运行角度看，希望它小些，这样可使漏阻抗压 降小些，副边电压随负载波动小些；但从限制短路电 流角度，希望它大些，变压器发生短路时，相应的短 路电流就小些。
例如：变压器一、二次侧：S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N 三相变压器基值：Sb=SN=3UNΦ INΦ =√3UNIN
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《电机学》 第三章 变压器
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注意：存在有相互关系的四个物理量（U、I、Z、S） 中，所选基值的个数并不是任意的，当某两个物理量 的基值已被确定，其余物理量的基值跟着确定。 例如单相变压器，选定一次侧的额定电压U1N和额定 电流I1N作为电压和电流的基值： 一次侧阻抗的基值即：Z1b=Z1N=U1N/I1N 一次侧功率的基值即：S1b=S1N=U1NI1N
的电抗分量
《电机学》 第三章 变压器
2、缺点
31
标么值没有单位，物理意义不明确。
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《电机学》 第三章 变压器
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《电机学》 第三章 变压器
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《电机学》 第三章 变压器
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《电机学》 第三章 变压器
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3-7 变压器的运行特性
Rk*
Rk Z1N
Rk U1N/I1N
I12NRk U1NI1N
Pk SN
Pk*
Rk U1N/I1N
I1NRk U1N
Ukr U1N
Uk*r
短路阻抗电压 的电阻分量
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X k *Z X 1N k U 1X N /k I1NIU 1N 1 X NkU U 1 k NxU k *短x路阻抗电压
抗又直接影响变压器的运行性能。
从正常运行角度看，希望它小些，这样可使漏阻抗压 降小些，副边电压随负载波动小些；但从限制短路电 流角度，希望它大些，变压器发生短路时，相应的短 路电流就小些。
电机拖动基础第3章变压器详述
E2
• 关键：
在电流→磁通→电势的情况下，电流方向即电势方向！
46
相量图和相量法求解电路
(1).正弦量和相量之间的关系； (2). 正弦量的相量差和有效值的概念 (3). R、L、C各元件的电压、电流关系的相量
形式 (4). 电路定律的相量形式及元件的电压电流关
系的相量形式。
复数 相量法是建立在用复数来表示正弦量的
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着 固定的作用。
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
一、铁芯——变压器的磁路
电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠 成。减少涡流损耗，提高导磁系数。
铁轭
铁心柱
图3.1.3 变压器的铁芯平面
●铁芯结构——心式、壳式
灯泡——将电能转换成了光能
变压器是一种将一个等级的交流电压变换成另一个等 级的交流电压的静止交流电机。
变压器在电力系统中起着重要作用 变压器(transformer，Tr)
它是由叠片组成的闭合铁心和环绕在铁心上的两个（或多个）绕组 组成，两个绕组匝数不同。其中一个绕组与电源相接，其电压由电 源电压决定，接受电源电能，称为一次绕组（又称原边绕组或初级 绕组），其匝数用N1表示；另一个绕组与负载相接、其电压由变 压器绕组匝数决定，并向负载提供电能，称为二次绕组（又称副边 绕组或次级绕组），其匝数用N2表示。
• 低压引比线一般用纯瓷套管，高压 引线一般用充油或电容式套管
• 套管外形常做成伞形，电压越高、 级数愈多。
图3.1.21绝缘套管
五、保护装置
• 储油柜——储油柜使变压器油与空气接触面变小， 减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从 而减缓了油的变质。
• 关键：
在电流→磁通→电势的情况下，电流方向即电势方向！
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相量图和相量法求解电路
(1).正弦量和相量之间的关系； (2). 正弦量的相量差和有效值的概念 (3). R、L、C各元件的电压、电流关系的相量
形式 (4). 电路定律的相量形式及元件的电压电流关
系的相量形式。
复数 相量法是建立在用复数来表示正弦量的
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着 固定的作用。
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
一、铁芯——变压器的磁路
电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠 成。减少涡流损耗，提高导磁系数。
铁轭
铁心柱
图3.1.3 变压器的铁芯平面
●铁芯结构——心式、壳式
灯泡——将电能转换成了光能
变压器是一种将一个等级的交流电压变换成另一个等 级的交流电压的静止交流电机。
变压器在电力系统中起着重要作用 变压器(transformer，Tr)
它是由叠片组成的闭合铁心和环绕在铁心上的两个（或多个）绕组 组成，两个绕组匝数不同。其中一个绕组与电源相接，其电压由电 源电压决定，接受电源电能，称为一次绕组（又称原边绕组或初级 绕组），其匝数用N1表示；另一个绕组与负载相接、其电压由变 压器绕组匝数决定，并向负载提供电能，称为二次绕组（又称副边 绕组或次级绕组），其匝数用N2表示。
• 低压引比线一般用纯瓷套管，高压 引线一般用充油或电容式套管
• 套管外形常做成伞形，电压越高、 级数愈多。
图3.1.21绝缘套管
五、保护装置
• 储油柜——储油柜使变压器油与空气接触面变小， 减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从 而减缓了油的变质。
《变压器》 讲义
《变压器》讲义一、变压器的基本概念在我们日常生活和工业生产中，电的应用无处不在。
而变压器，作为电力系统中至关重要的设备，起着改变电压大小的关键作用。
简单来说，变压器就是一种利用电磁感应原理，将一种交流电压转换成另一种交流电压的电气设备。
它由铁芯和绕在铁芯上的两个或多个绕组组成。
变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当交流电流通过一个绕组（称为初级绕组）时，会在铁芯中产生交变的磁通。
这个交变磁通会穿过另一个绕组（称为次级绕组），从而在次级绕组中感应出电动势。
如果次级绕组的匝数与初级绕组不同，那么输出的电压就会相应地改变。
二、变压器的分类变压器的种类繁多，按照不同的分类方式可以分为多种类型。
1、按用途分类电力变压器：用于电力系统中，将发电厂发出的电能升压输送到远距离的用电地区，然后再降压分配给用户。
特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等，用于特殊的工业场合。
仪用变压器：包括电压互感器和电流互感器，用于测量和保护电路。
2、按相数分类单相变压器：适用于单相交流电路。
三相变压器：用于三相交流电路。
3、按绕组数量分类双绕组变压器：具有一个初级绕组和一个次级绕组。
三绕组变压器：有三个绕组，可以实现多种电压变换。
4、按冷却方式分类油浸式变压器：将铁芯和绕组浸泡在绝缘油中，以提高散热效果。
干式变压器：依靠空气自然冷却或风机冷却，无需绝缘油。
三、变压器的结构变压器的结构主要包括铁芯、绕组、绝缘材料、油箱、冷却装置等部分。
1、铁芯铁芯是变压器的磁路部分，通常由硅钢片叠成。
硅钢片具有良好的导磁性能和较低的磁滞损耗，能够有效地减少铁芯中的磁通损失。
2、绕组绕组是变压器的电路部分，一般用铜线或铝线绕制而成。
初级绕组和次级绕组按照一定的规律绕在铁芯上，以实现电磁感应。
3、绝缘材料为了保证绕组之间、绕组与铁芯之间的绝缘性能，需要使用各种绝缘材料，如绝缘纸、绝缘油等。
4、油箱油箱用于存放变压器油，同时也起到散热和保护铁芯、绕组的作用。
《电机学》(华中科技大学出版社) 第三章 变压器ppt
长沙理工大学电气工程学院
3.1 分类、基本结构、额定值 分类、基本结构、
1. 变压器的分类 • • • • • • 变压器可以按用途、绕组数目、相数、 变压器可以按用途、绕组数目、相数、冷却方式 分别进行分类。 分别进行分类。 按用途分类：电力变压器、互感器、特殊用途变压器 电力变压器、互感器、 按绕组数目分类：双绕组变压器、三绕组变压器、自 双绕组变压器、三绕组变压器、 耦变压器； 耦变压器； 按相数分类：单相变压器、三相变压器； 单相变压器、三相变压器； 按铁心结构形式分：窗式和壳式； 按铁心结构形式分：窗式和壳式； 按冷却方式分类：以空气为冷却介质的干式变压器、 以空气为冷却介质的干式变压器、 以油为冷却介质的油浸变压器。 以油为冷却介质的油浸变压器。
长沙理工大学电气工程学院
空载电流
(1) 空载电流的波形 电网电压为正弦波， 电网电压为正弦波， 铁心中主磁通亦为正弦波。 铁心中主磁通亦为正弦波。 若铁心不饱和 ），空载电流 （Bm<1.3T），空载电流 ）， i0也是正弦波。而对于电 也是正弦波。 力变压器， 力变压器，Bm=1.4T～ ～ 1.73T，铁心都是饱和的。 ，铁心都是饱和的。 由图可知，励磁电流呈尖 由图可知， 顶波，除基波外，还有较 顶波，除基波外， 强的三次谐波和其它高次 谐波。 谐波。
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变压器的额定值
3. 变压器的额定值
额定值是选用变压器的依据，主要有： 额定值是选用变压器的依据，主要有： (1)额定容量 N：是变压器的视在功率。由于变压器 额定容量S 是变压器的视在功率。 额定容量 效率高，设计规定一次侧、二次侧额定容量相等。 效率高，设计规定一次侧、二次侧额定容量相等。 (2)一次侧、二次侧额定电压U1N、U2N。二次侧额定电 一次侧、二次侧额定电压 一次侧 是当变压器一次侧外加额定电压U 压U2N是当变压器一次侧外加额定电压 1N时二次侧的空 载电压。对于三相变压器，额定电压指线电压。 载电压。对于三相变压器，额定电压指线电压。 (3)一次侧、二次侧额定额定电流I1N、I2N。对于三相 一次侧、二次侧额定额定电流 一次侧 变压器，额定电流指线电流。 变压器，额定电流指线电流。
电机学 第二篇变压器
当变压器出现故障时，产生的热量使变 压器油汽化，气体继电器动作，发出报 警信号或切断电源。 如果事故严重，变压器油大量汽化，油 气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出 变压器油箱，避免油箱爆裂。
5.绝缘套管
绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过 变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接， 在外面的一端与外线路联接。 在瓷套和导电杆间留有一道充油层——充油套管 当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电 杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简上贴附有 一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝 箔层构成串联电容器，使资套与导电杆间的电场 分布均匀 套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。
对于三相变压器 I1 N I 2N
4、其它铭牌值，如短路电压、额定频率、绕组布置及联接组 运行方式、冷却方式、总重量、油重等。
§3-2 变压器空载运行
空载是指变压器的原边(一次绕组)接入电源，次边(二次绕组) 开路的状态。
i0
u1
i2 0
e1 e1
N1 1
N2
e2
u20
正方向的规定
同心式（P18图1-4） 结构：同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。 特点：同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器 均采用这种结构。
交叠式（P18图1-5）
结构：交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交 迭地放置。 特点：交迭式绕组用于特种变压器中。
3.变压器油——冷却、绝缘
电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器的 器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压 器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个 作用：
①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间 ②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以
5.绝缘套管
绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过 变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接， 在外面的一端与外线路联接。 在瓷套和导电杆间留有一道充油层——充油套管 当电压等级更高时，在瓷套内腔中常环绕着导电 杆包上几层绝缘纸简，在每个绝缘纸简上贴附有 一层铝箔，则沿着套管的径向距离，绝缘层和铝 箔层构成串联电容器，使资套与导电杆间的电场 分布均匀 套管外形常做成伞形，电压愈高、级数愈多。
对于三相变压器 I1 N I 2N
4、其它铭牌值，如短路电压、额定频率、绕组布置及联接组 运行方式、冷却方式、总重量、油重等。
§3-2 变压器空载运行
空载是指变压器的原边(一次绕组)接入电源，次边(二次绕组) 开路的状态。
i0
u1
i2 0
e1 e1
N1 1
N2
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u20
正方向的规定
同心式（P18图1-4） 结构：同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。 特点：同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器 均采用这种结构。
交叠式（P18图1-5）
结构：交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交 迭地放置。 特点：交迭式绕组用于特种变压器中。
3.变压器油——冷却、绝缘
电力变压器绕组与铁心装配完后用夹件紧固，形成变压器的 器芯。变压器器芯装在油箱内，油箱内充满变压器油。变压 器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个 作用：
①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间 ②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以
电机学复习提纲(变压器部分)
第1章变压器的基本知识及结构Ch1.1 变压器的基本工作原理1.1.1 变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应原理来改变电压和传递能量的。
掌握变比k的计算：高低压侧一相的匝数比，或电压比，或感应电势之比（P3下方、P4上方的几个公式），通常大于1。
1.1.2 变压器的分类变压器的分类：重点掌握按相数、绕组数、铁芯结构、调压方式、冷却介质和冷却方式分类，此外，三相变压器按磁路系统可分为三相心式变压器和三相组式变压器（详见3.2节）。
Ch1.2 大型电力变压器的结构铁芯和绕组为主要部件，合称器身，放在油箱内部。
1.2.1 铁芯铁芯是变压器的磁路部分。
铁芯的材料：硅钢片，其作用在于提高磁路的导磁性能，减小铁芯中的磁滞、涡流损耗，即减少发热。
硅钢片的两面涂有绝缘漆。
1.2.2 绕组绕组是变压器的电路部分，包括铜、铝两种导线。
为了便于绝缘，低压绕组靠近铁芯柱，高压绕组套在低压绕组外面（针对双绕组变压器），两个绕组之间留有油道。
1.2.3 油箱及其他附件须掌握以下各部件的名称．．．．。
．．，并了解其大致作用油箱：用于盛装变压器油。
变压器油起的是绝缘和冷却的作用。
储油柜（又名“油枕”）：其作用是减少变压器油与外界空气的接触面积，减小变压器油受潮和氧化的概率。
储油柜上装有吸湿器，吸湿器内有硅胶，用来过滤进入其中的空气中的杂质和水分。
硅胶干燥状态下为蓝色，吸潮饱和后呈粉红色，可再生。
分接开关：用来切换分接头，起到调压的作用。
分接开关分为无载调压（或无励磁调压）和有载调压两种。
Ch1.3 变压器的型号和额定值1.3.1 额定值掌握五个常用的额定值之间的关系式：P9的两个公式，必须会灵活应用．．．．（第二个公式中，对于三相变压器，都是电压、电流都是线值．．，功率是三相总功率．．．．．）。
掌握课件第1章P30例1.1（书上没有）1.3.2 型号结合P9表1.1识别变压器的型号，例如SL9-200／10、SFPL-6300/110、S7-500/10等。
电机学-变压器
测温元件、净油器、气体继电器等
出线装置—高、中、低压套管，电缆出线等
6
2.2.1变压器的基本结构
第二章 变压器
上铁轭 铁心柱 低压绕组
绝缘层纸 高压绕组
下铁轭
实物图
夹具 引出线
绝缘板
3D仿真模型图
7
第二章 变压器
2.2.1变压器的基本结构
1、铁心 ：磁路部分
0.02mm左右厚度 的非晶合金材料
2.3.3空载运行的电压方程、等效电路和相量图
3、空载运行的相量图
根据方程，可作出变压器空载时的相量图：
U1 jI0 X1σ
（1）以 m为参考相量 （2）I 与 m同相，IFe 超前 I 90 0 , Im I IFe （3）E1, E2 滞后 m 90 0 , E1超前 m 90 0 , （4） r1I0 , jI0 x1
2.2变压器的基本结构与额定值
电力系统中的变压器
油浸式
干式
4
第二章 变压器
1-高压套管；2-分接开关；3-低压套管； 4-气体继电器；5-安全气道(防爆管或释压阀)； 6-储油柜；7-油位计；8-吸湿器； 9-散热器； 10-铭牌；11-接地螺栓；12-油样活门； 13-放油阀门；14-活门；15-绕组； 16-信号温度计；17-铁心；18-净油器； 19-油箱；20-变压器油
矩形截面
接近圆形截面
9
第二章 变压器
2.2.1变压器的基本结构
铁心由铁心柱和铁轭组成
铁轭
铁心柱
铁轭
铁心柱
铁轭
铁心柱
高压绕组
壳式变压器
低压绕组
心式变压器
10
第二章 变压器
2.2.1变压器的基本结构
第三章三相变压器_电机学
三角形绕组中的三次谐波
1. Yy0联接组 （1）作出高压方相、线电动势相量图，满足 EAB EA EB （2）对于Aa心柱，A、a都是首端又是同名端，EA、 Ea 同方向，同 理 EB 与 Eb 、 EC 与 Ec 同方向 （3）根据IEC标准，以oA表示 EA，以oa表示 Ea ， Ea 滞后 EA 零角 度，即组号为0，联接组为Yy0。
a，b，c
x，y，z
o
三相电力变压器广泛采用星形和三角形联接
2、联接组 单相变压器的高低压绕组都绕在同一个铁心柱 上，它们被同一个主磁通所交链。在高低压绕组 中的感应的电动势的相位关系只有两种可能：
EA ( EAX )和Ea ( Eax )同相位 或
E A ( E AX )和Ea ( Eax )反相位
从高压绕组首端A和低压绕组首端a出发，两绕组绕向 相同，电动势相位相同，且电动势和主磁均通符合右手 螺旋法则，如图所示（图中用同名端表示绕向）：
物理电路
向量图
等效电路
单相变压器（两绕组同绕向）
当两绕组绕向相反时， EA 与 m 符合右手螺旋定 则， Ea 与 m 不符合右手螺旋定则，故 EA 与 Ea 反相 位，如图所示。
精品文档第三章三相变压器电机学20060614第三章变压器三相变压器37三相变压器的磁路联接组电动势波形?三相变压器的磁路系统?三相变压器的电路系统联接组?三相变压器绕组联接法和磁路系统对空载电动势波形的影响精品文档37三相变压器的磁路联接组电动势波形一三相变压器的磁路系统三相变压器按磁路可分为组式变压器和心式变压器两类
物理电路
向量图
等效电路
单相变压器（两绕组反绕向）
从上面两个图中的等效电路可以得出下面的规律：
高低压两绕组的同名端同标记，EA (EAX )与Ea ( Eax )同相位； 高低压两绕组的同名端异标记，EA (EAX )与Ea (Eax )反相位。
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相量表示： E1 j4.44 f1N1m
副边电势分析
副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：
E2m N2 m
有效值： 相量表示：
E2 E2m / 2 4.44 f1N2m
E2 j4.44 f1N2m
原边漏电势由原边绕组链接漏磁链得到，
相量表示：
e1
N1
d1
dt
N11m sin( t - 900 )
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。
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
（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 IFe I
I Fe
I0
m
I
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.
k E1 4.44 N1 f1 m N1 E2 4.44 N2 f1 m N2
E1 j4.44 f1N11m
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
N1
d1
dt
d1 dt
L1
di0 dt
若励磁电流i0按正弦规律变化， 即 结论：
i0 2I0 sin t E1 jI0 L1 jI0 X1
（1）L1为原绕组的漏感系数；X1σ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。
由于.
U1 E1 U2 E2
k E1 U1N N1 E2 U 2N 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：
U1 I0R1 (E1 ) (E1) I0R1 jI0 X1 (E1) I0(R1 jX 1 ) (E1) I0Z1 (E1)
•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
d
e1 N1 dt
e2
N2
d
dt
e1
N1
d1
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， m sin t
e1
ห้องสมุดไป่ตู้
N1
d
dt
N1
d dt
(m
sin
t)
N1 m
cos
t
N1m sin( t 900 ) E1m sin( t 900 )
R1
U1
I0 IFe I (E1)(Gm jBm)
X 1 E1 Gm Bm
有功功率： 无功功率：
第三章 变压器
变压器是一种静止的电气设备， 根据电磁感应原 理，将一种形态（电压、电流、相数）的交流电 能， 转换成另一种形态的交流电能。
电力变压器（升压、降压、配电）
按用途
特种变压器（电炉、整流）
仪用互感器（电压、电流互感器、 脉冲变压器，阻抗匹配变压器）
实验用变压器（高压、调压）
也可按线圈数目、铁心 结构、相数或变压器冷 却方式划分
单相： SN U1N I1N U 2N I2N
三相： SN 3U1N I1N 3U2N I2N
第八章 变压器的基本原理
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
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：
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。
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
e1 E1m sin( t 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： E1m N1 m
有效值：
E1 E1m / 2 2 f1N1m / 2 4.44 f1N1m
U20 E2 R1：原绕组电阻；Z1＝R1＋jX1σ为原绕组漏阻抗
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，
U1 I0 Z1 (E1 )
把 E1 和 I0 之间的关系直接用参数形式反映.
计及铁耗时，E1 可用两条并联支路来表示。
流通铁耗电流的纯电导Gm支路；
I0
流通磁化电流的纯电纳Bm支路
交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。
d
u1 e1 N1 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0.35mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲 成一定的形状叠制而成。
（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， U1 E1 j4.44 f1N1m
（4）主磁通大小， 取决于电网电压、频率和匝数。
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。
空载电流
iu 建立空载运行时的磁场 iFe 引起损耗
副边电势分析
副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：
E2m N2 m
有效值： 相量表示：
E2 E2m / 2 4.44 f1N2m
E2 j4.44 f1N2m
原边漏电势由原边绕组链接漏磁链得到，
相量表示：
e1
N1
d1
dt
N11m sin( t - 900 )
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。
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
（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 IFe I
I Fe
I0
m
I
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.
k E1 4.44 N1 f1 m N1 E2 4.44 N2 f1 m N2
E1 j4.44 f1N11m
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
N1
d1
dt
d1 dt
L1
di0 dt
若励磁电流i0按正弦规律变化， 即 结论：
i0 2I0 sin t E1 jI0 L1 jI0 X1
（1）L1为原绕组的漏感系数；X1σ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。
由于.
U1 E1 U2 E2
k E1 U1N N1 E2 U 2N 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：
U1 I0R1 (E1 ) (E1) I0R1 jI0 X1 (E1) I0(R1 jX 1 ) (E1) I0Z1 (E1)
•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
d
e1 N1 dt
e2
N2
d
dt
e1
N1
d1
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， m sin t
e1
ห้องสมุดไป่ตู้
N1
d
dt
N1
d dt
(m
sin
t)
N1 m
cos
t
N1m sin( t 900 ) E1m sin( t 900 )
R1
U1
I0 IFe I (E1)(Gm jBm)
X 1 E1 Gm Bm
有功功率： 无功功率：
第三章 变压器
变压器是一种静止的电气设备， 根据电磁感应原 理，将一种形态（电压、电流、相数）的交流电 能， 转换成另一种形态的交流电能。
电力变压器（升压、降压、配电）
按用途
特种变压器（电炉、整流）
仪用互感器（电压、电流互感器、 脉冲变压器，阻抗匹配变压器）
实验用变压器（高压、调压）
也可按线圈数目、铁心 结构、相数或变压器冷 却方式划分
单相： SN U1N I1N U 2N I2N
三相： SN 3U1N I1N 3U2N I2N
第八章 变压器的基本原理
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
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：
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。
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
e1 E1m sin( t 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： E1m N1 m
有效值：
E1 E1m / 2 2 f1N1m / 2 4.44 f1N1m
U20 E2 R1：原绕组电阻；Z1＝R1＋jX1σ为原绕组漏阻抗
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，
U1 I0 Z1 (E1 )
把 E1 和 I0 之间的关系直接用参数形式反映.
计及铁耗时，E1 可用两条并联支路来表示。
流通铁耗电流的纯电导Gm支路；
I0
流通磁化电流的纯电纳Bm支路
交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。
d
u1 e1 N1 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0.35mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲 成一定的形状叠制而成。
（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， U1 E1 j4.44 f1N1m
（4）主磁通大小， 取决于电网电压、频率和匝数。
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。
空载电流
iu 建立空载运行时的磁场 iFe 引起损耗