在三角形电路中产生的三次谐波电流

• （磁势平衡式）
u1≈4.44fN1Φm
F F F 空载磁势，励磁磁势 F 1 2 m 0 N I N I N I N I 1 1 2 2 m 1 0 1
• 负载时作用在主磁路上的全部磁势应等于产 生磁通所需的激磁磁势。
初级、次级电流间的约束关系
I2 I1 I 0 k
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4.6.4.1 变压器的空载运行
•空载：原边接额定电压u1n电源，副边开路 •原边绕组电流i0为空载电流，产生空载励磁 磁势F0=I0×N1——产生磁通 •磁通分为两部分 主磁通Φ流径闭合铁心，同时匝链 了原边和副边绕组,并感应出电势e1和e2。是 变压器传递能量的主要媒介 漏磁通Ф1σ，仅与原边绕组匝链， 通过变压器油或空气形成闭路。 变压器铁心由高导磁材料硅钢片制成 （导磁系数μr>2000)，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。

e1=－N1dФ/dt • 规定电流的正方向与该电流所产生的磁通正 • 方向符合“右手螺旋”定则，规定磁通的正 例如正在增加，dФ/dt为正值，e1＝－ N1dФ/dt ＜0为负值，若外电路能使e1产生电流，其电流 方向与其感应电势的正方向符合“右手螺旋” 方向必与i0正方向相反，该电流产生磁通Ф′，与 定则。 Ф方向相反，起阻止Ф增加的作用，即符合楞次 • 电流正方向与电势正方向一致 。 定律。
SN SN I1N I2N 对三相变压器，额定电压和电流值均指线值，额定容量为 U1 N U2N
注意： 单相变压器 三相的总容量（不是有功功率）
三相变压器
I1N
SN 3U1N
I2N
SN 3U 2 N
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4.6.3 变压器的变比和参数测定
• 定义：一次绕组感应电动势E1对二次绕 组感应电动势E2之比
Imrm I0r
I0w
-铁耗角
4.6.4.2 负载运行
N2
N1
变压器的初级、次级绕组没有电的联系，功率传递依靠 互感。在功率传递过程中应满足能量守恒，在电路上需 满足电压平衡、磁路上需满足磁势平衡。
负载时的磁势平衡 ——二次电流的影响
• 次级电流的存在、建立起次级磁势，它也作用在铁芯 磁路上。试图改变原有的磁势平衡状态，迫使主磁通 变化，导致电势也随之改变。电势的改变又破坏已建 立的电压平衡，迫使原电流随之改变，直到电路和磁 路又达到新的平衡为止。
Bm——磁密最大值（T），热轧硅钢片1.1-1.475，冷轧片 1.5-1.7
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4.6.4 变压器的工作原理
• 空载运行 • 负载运行 • 等效电路
注意：正方向的规定
正方向的规定
电压u1与电流i0同方向 磁通正方向与电流正方向符合右手螺旋定则 e的正方向与电流同方向。 • 箭头方向来表示正方向
由三台完全相同（容量、变比）的单相变压器按三相连接方式连接而成 三相组成变压器
4.6.1.2 芯式——各相磁路彼此相关
• 通过中间三个芯柱的磁通等于三相磁通的总和。 • 当外施电压为对称三相电压，三相磁通也对称， 其总和A+B+c=0，即在任意瞬间，中间芯柱 磁通为零。 • 在结构上省去中间的芯柱
变压器
注册电气工程师执业资格考试 专业基础——电气工程
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4.6.1 三相变压器的结构特点
• 三相组式变压器
体积小
•三相芯式变压器
材料省 效率高 经济
重量轻 用于超高压、特大容量场合
分析要点： 铁芯结构
磁路特点
励磁电流和磁通情况
4.6.1.1 组式——各相磁路彼此独立
• 各相主磁通以各自 铁芯作为磁路。— —铁芯独立，磁路 不关联 • 各相磁路的磁阻相 同，当三相绕组接 对称的三相电压时， 各相的激磁电流和 磁通对称。
• 额定容量 SN——制造厂所规定的在额定 条件下使用时输出能力的保证值。单位 为VA或kVA。对于三相变压器而言是指 三相的总容量——视在功率。 • 由于效率高，原、副方的额定容量设计 得相等，与体积、用铜量有关
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4.6.2 变压器的额定值
• 额定电流 I1N/I2N——额定容量除以各绕 组的额定电压所计算出来的线电流值。 单位用A或kA。
E1 4.44 fN1 m N1 k E2 4.44 fN 2 m N 2
• 实用：
讲解：升压与降压
E1 N1 U1 ph k E2 N 2 U 20 ph 次级空载时端点电压
4.6.3 变压器的变比和参数测定
• 一次绕组匝数N1的确定
U1 E1 4.44 fN1 m 4.44 fN1Bm S U1 N1 4.44 fB m S
三相三铁芯柱变压器
• 三相铁心互不独立 • 三相磁路互相关联 • 中间相的磁路较短，令 外施电压为对称三相电Байду номын сангаас压，三相激磁电流也不 完全对称，中间相激磁 电流较其余两相为小。
• 与负载电流相比激磁电 流很小，如负载对称， 三相电流基本对称。
中间相磁路短，磁阻小，激磁 电流较小 （F=ΦR）
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4.6.2 变压器的额定值
掌握
4.6.4.1 变压器的空载运行
•空载：原边接额定电压u1n电源，副边开路 •原边绕组电流i0为空载电流，产生空载励磁 磁势F0=I0×N1——产生磁通 •空载激磁电流 Im： 磁化电流分量I0w: 产生磁通，超前电势E1 90°，无功性质 铁耗电流分量I0r：供给涡流损耗和磁滞损 耗，有功性质 •空载电势 E1:
• 额定电压U1N/U2N——由制造厂所规定的 变压器在空载时额定分接头上的电压保 证值。单位为V或kV。当变压器初级侧 在额定分接头处接有额定电压U1N，次级 侧空载电压即为次级侧额定电压U2N。对 于三相变压器而言，铭牌上的额定电压 是指线电压 • 额定频率——50 Hz
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4.6.2 变压器的额定值
I R jI X I Z E 1 m m m m m m
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4.6.4.1 变压器的空载运行
•空载电势 E1:
I R jI X I Z E 1 m m m m m m
E 1
Rm励磁电阻——等效铁耗 Xm励磁电抗——反映主磁通
空载相量图
jImxm