电机学_第2章_变压器
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➢4. 油箱及附件
✓ 隔离空气：减少氧化 ✓ 油箱的散热 ✓ 油枕（储油器） ✓ 气体继电器 ✓ 安全气道
➢5. 绝缘套管
✓ 油箱内的线圈与外电路连接
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三、电力变压器的基本结构
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四、额定值
➢ 额定容量：SN
➢ 额定电压：线电压：U1N、U2N
度升高 ➢当:产生的热量=散发的热量，温度稳定
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五、发热、温升与冷却
2、变压器的冷却方式
➢ 降低变压器的温升从两方面采取措施：
✓ 降低总损耗、提高效率 ✓ 散热能力
➢ 常用的冷却介质：油、空气 ➢ 油浸式变压器：自冷、油浸风冷、强迫油循环
✓ 7500kVA及以下：油浸自冷 ✓ 10000kVA以上：油浸风冷式（风扇） ✓ 大容量变压器：强迫油循环冷却（油泵）
三、电力变压器的基本结构
➢ 2.绕组
✓低压绕组靠近铁芯——为绝缘方便 ✓绕组的基本形式：
▪ 同芯式：高低压绕组均做成圆筒形，同心地套 在铁芯上
▪ 交叠式（Leabharlann Baidu式绕组）：做成线饼，交错排列。
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三、电力变压器的基本结构
➢3. 变压器油
✓ 散热：将热量传递到变压器外壳表面 ✓ 绝缘
第二章 变压器
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第二篇 变压器
2.1 变压器的工作原理、分类和结构 2.2 变压器的空载运行 2.3 变压器的负载运行 2.4 标幺值 2.5 变压器的参数测定 2.6 变压器的运行性能 2.7 三相变压器及其运行 2.8 变压器的并联运行 2.9 特种变压器（三绕组变压器、自耦变压器、互感器） 2.10 变压器的瞬态过程 2.11 三相变压器的不对称运行
➢ 额定电流：线电流：I1N、I2N
➢ 单相：I1N＝SN／U1N； I2N＝SN／U2N
➢ 三相：
I1N
SN , 3U1N
I2N
SN 3U2N
➢ 定额频率：fN=50Hz
➢ 相数：单相、三相
➢ 额定效率
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五、发热、温升与冷却
1. 变压器的发热与温升 ➢损耗(铁心损耗、绕组损耗) →热量→温
➢ 1.交变的：u1
i0
F0
N 1i0
e1 e2
u2
u1
i0
F0
N
1i0
e1 e2
u2
1 e1
i0 r1
➢ 2.因为空载：i1 i0
✓ 所以：i0全部用于激磁: i0 im
➢ 3.主磁通与漏磁通
✓ 主磁通：(同时交链N1和N2)，磁路磁阻小，易饱和
✓ 漏磁通：(只交链N1或N2(或其部分))，磁路磁阻大， 不饱和
Def .
2f
E1m N 1 m 2 fN 1 m
2f
E 2 m N 2 m 2 fN 2 m
✓ 单相变压器
▪ 单下标：原方：1；副方：2 ▪ 双下标：原方：AX；副方：ax ▪ 空载：下标加0
✓ 三相变压器
▪ 原方：首端 A B C， 末端 X Y Z， 零线 N ▪ 副方：首端 a b c， 末端x y z ， 零线n ▪ 空载：下标加0
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二、电磁物理现象
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2.2 变压器的空载运行
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一、预备知识
预备知识 ➢ 分析方法：
✓ 电磁关系 ✓ 平衡方程 ✓ 等值电路 ✓ 相量图
➢ 述语：初级、次级；原方、副方 ➢ 空载：原方接电源，副方空载
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一、预备知识
➢ 下标约定：
➢ 1.铁心（铁芯）
✓ 磁路部分 ✓ 硅钢片叠成（减少涡流损耗），彼此绝缘 ✓ 铁心柱 ✓ 铁轭 ✓ 冲片
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三、电力变压器的基本结构
2.绕组 ➢ 电路部分 ➢ 分类：按绕组在铁芯中的排列分两大类
✓ 铁芯式、铁壳式
➢ 电力变压器都用铁芯式
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If :
m sin t Then :
e1
d 1 dt
N1
d dt
N 1 m cos t N 1 m sin
t 90
E1m sin
t 90
e2
d dt
2
N2
d dt
N 2 m cos t N 2 m sin
t 90
E 2 m sin
t 90
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三、变压器的分类
➢分类：
✓按电压升降
▪ 升压变压器；降压变压器
✓按相数：
▪ 单相变压器、 ▪ 三相变压器、 ▪ 多相变压器
✓按绕组个数：
▪ 双绕组变压器、 ▪ 三绕组变压器、 ▪ 单绕组变压器（自耦变压器）
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三、电力变压器的基本结构
五大部分：铁心、绕组、变压器油、油箱、绝缘 套管。
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序
➢ 变压器类型很种，本课程主要分析电力变压器 ➢ 电力变压器的作用：
✓ 直接作用：改变电压等级 ✓ 电力系统用变压器的根本作用：高压输电、减小线
路损耗
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2.1 变压器的工作原理、分类和结构
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一、电力变压器的基本原理
1.基本概念：
➢ 绕组 ➢ 一次绕组（原方绕组） ➢ 二次绕组（副方绕组）
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一、电力变压器的基本原理
2. 基本原理：
➢ 一次绕组：外施交流电压→，交变电流→ 铁心： 交变磁通→ 匝链二次绕组→ 二次绕组：感应 电势；
➢ ∵E∝N（匝数），∴改变N2 →E2； ➢ 接上负载→ 电能输出。
➢ ：由I1（I0）根据右手定则
➢ E1, E2 ：与 方向一致：右手螺旋关系（课上画图 讲解） ✓ 注意：电势从低电位指向高电位。E:
➢ U2：由E2决定 ➢ I2：与E2一致或“负载惯例”
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三、感应电势、电压变比
➢ 空载： I0r1,E1 很小，所以：U1 E1
3➢0.124.2.02i00产生电阻压降：i0编r1辑ppt
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二、电磁物理现象
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三、参考方向
➢ u,i,e等均交变，应规定参考正方向。
➢ 正方向任意假定，但一般约定俗成如下：
➢
U1：参考方向，任意假定，
✓ 注意：电压从高电位指向低电位。
U:
➢ I1（I0）：“负载惯例”，由U1决定
✓ 隔离空气：减少氧化 ✓ 油箱的散热 ✓ 油枕（储油器） ✓ 气体继电器 ✓ 安全气道
➢5. 绝缘套管
✓ 油箱内的线圈与外电路连接
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三、电力变压器的基本结构
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四、额定值
➢ 额定容量：SN
➢ 额定电压：线电压：U1N、U2N
度升高 ➢当:产生的热量=散发的热量，温度稳定
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五、发热、温升与冷却
2、变压器的冷却方式
➢ 降低变压器的温升从两方面采取措施：
✓ 降低总损耗、提高效率 ✓ 散热能力
➢ 常用的冷却介质：油、空气 ➢ 油浸式变压器：自冷、油浸风冷、强迫油循环
✓ 7500kVA及以下：油浸自冷 ✓ 10000kVA以上：油浸风冷式（风扇） ✓ 大容量变压器：强迫油循环冷却（油泵）
三、电力变压器的基本结构
➢ 2.绕组
✓低压绕组靠近铁芯——为绝缘方便 ✓绕组的基本形式：
▪ 同芯式：高低压绕组均做成圆筒形，同心地套 在铁芯上
▪ 交叠式（Leabharlann Baidu式绕组）：做成线饼，交错排列。
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三、电力变压器的基本结构
➢3. 变压器油
✓ 散热：将热量传递到变压器外壳表面 ✓ 绝缘
第二章 变压器
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第二篇 变压器
2.1 变压器的工作原理、分类和结构 2.2 变压器的空载运行 2.3 变压器的负载运行 2.4 标幺值 2.5 变压器的参数测定 2.6 变压器的运行性能 2.7 三相变压器及其运行 2.8 变压器的并联运行 2.9 特种变压器（三绕组变压器、自耦变压器、互感器） 2.10 变压器的瞬态过程 2.11 三相变压器的不对称运行
➢ 额定电流：线电流：I1N、I2N
➢ 单相：I1N＝SN／U1N； I2N＝SN／U2N
➢ 三相：
I1N
SN , 3U1N
I2N
SN 3U2N
➢ 定额频率：fN=50Hz
➢ 相数：单相、三相
➢ 额定效率
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五、发热、温升与冷却
1. 变压器的发热与温升 ➢损耗(铁心损耗、绕组损耗) →热量→温
➢ 1.交变的：u1
i0
F0
N 1i0
e1 e2
u2
u1
i0
F0
N
1i0
e1 e2
u2
1 e1
i0 r1
➢ 2.因为空载：i1 i0
✓ 所以：i0全部用于激磁: i0 im
➢ 3.主磁通与漏磁通
✓ 主磁通：(同时交链N1和N2)，磁路磁阻小，易饱和
✓ 漏磁通：(只交链N1或N2(或其部分))，磁路磁阻大， 不饱和
Def .
2f
E1m N 1 m 2 fN 1 m
2f
E 2 m N 2 m 2 fN 2 m
✓ 单相变压器
▪ 单下标：原方：1；副方：2 ▪ 双下标：原方：AX；副方：ax ▪ 空载：下标加0
✓ 三相变压器
▪ 原方：首端 A B C， 末端 X Y Z， 零线 N ▪ 副方：首端 a b c， 末端x y z ， 零线n ▪ 空载：下标加0
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二、电磁物理现象
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2.2 变压器的空载运行
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一、预备知识
预备知识 ➢ 分析方法：
✓ 电磁关系 ✓ 平衡方程 ✓ 等值电路 ✓ 相量图
➢ 述语：初级、次级；原方、副方 ➢ 空载：原方接电源，副方空载
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一、预备知识
➢ 下标约定：
➢ 1.铁心（铁芯）
✓ 磁路部分 ✓ 硅钢片叠成（减少涡流损耗），彼此绝缘 ✓ 铁心柱 ✓ 铁轭 ✓ 冲片
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三、电力变压器的基本结构
2.绕组 ➢ 电路部分 ➢ 分类：按绕组在铁芯中的排列分两大类
✓ 铁芯式、铁壳式
➢ 电力变压器都用铁芯式
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If :
m sin t Then :
e1
d 1 dt
N1
d dt
N 1 m cos t N 1 m sin
t 90
E1m sin
t 90
e2
d dt
2
N2
d dt
N 2 m cos t N 2 m sin
t 90
E 2 m sin
t 90
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三、变压器的分类
➢分类：
✓按电压升降
▪ 升压变压器；降压变压器
✓按相数：
▪ 单相变压器、 ▪ 三相变压器、 ▪ 多相变压器
✓按绕组个数：
▪ 双绕组变压器、 ▪ 三绕组变压器、 ▪ 单绕组变压器（自耦变压器）
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三、电力变压器的基本结构
五大部分：铁心、绕组、变压器油、油箱、绝缘 套管。
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序
➢ 变压器类型很种，本课程主要分析电力变压器 ➢ 电力变压器的作用：
✓ 直接作用：改变电压等级 ✓ 电力系统用变压器的根本作用：高压输电、减小线
路损耗
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2.1 变压器的工作原理、分类和结构
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一、电力变压器的基本原理
1.基本概念：
➢ 绕组 ➢ 一次绕组（原方绕组） ➢ 二次绕组（副方绕组）
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一、电力变压器的基本原理
2. 基本原理：
➢ 一次绕组：外施交流电压→，交变电流→ 铁心： 交变磁通→ 匝链二次绕组→ 二次绕组：感应 电势；
➢ ∵E∝N（匝数），∴改变N2 →E2； ➢ 接上负载→ 电能输出。
➢ ：由I1（I0）根据右手定则
➢ E1, E2 ：与 方向一致：右手螺旋关系（课上画图 讲解） ✓ 注意：电势从低电位指向高电位。E:
➢ U2：由E2决定 ➢ I2：与E2一致或“负载惯例”
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三、感应电势、电压变比
➢ 空载： I0r1,E1 很小，所以：U1 E1
3➢0.124.2.02i00产生电阻压降：i0编r1辑ppt
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二、电磁物理现象
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三、参考方向
➢ u,i,e等均交变，应规定参考正方向。
➢ 正方向任意假定，但一般约定俗成如下：
➢
U1：参考方向，任意假定，
✓ 注意：电压从高电位指向低电位。
U:
➢ I1（I0）：“负载惯例”，由U1决定