3.2单相变压器的空载运行

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单相变压器的空载运行(15)

12
单相变压器的空载运行
等效电路为：
r1
x
1
I0
U1
E1
由于主磁通路径铁心为非线性磁路，故励磁 rm 阻抗、励磁电阻和励电抗均不为 xm 常数，大小随磁路的饱和而减小。
13
单相变压器的空载运行
4、相量图空载时的基本方程为
U 1 = E 1 + I 0 r1 + j I 0 x1 U 20 = E 2 E 1 = j 4.44 fN1 Φ m E 2 = j 4.44 fN 2 Φ m I 0 = I 0a + I 0r
j I 0 x1
U1
I 0 r1
E1 I 0
I 0a
I 0r
Φm
E2
E1
14
小结:
单相变压器的空载运行
（1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定. （2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。 15
5
3)空载电流波形 3)空载电流波形
单相变压器的空载运行
φ
i0
3
t
2
1
1 2 3
i0
磁路饱和时，正弦，磁路饱和时，φ 正弦，i 0 尖顶，正弦，平顶。尖顶，i 0 正弦， φ 平顶。
6
单相变压器的空载运行
三、感应电动势

变压器知识培训(2)

频率不变，匝数不变，电压有效值升高，则主磁通幅值升高，励磁电流将升高，激磁电抗将变小
等效电路
I0
E1
Rm
Xm
I0
R1 X1
Rm
U1
E1
Xm
•
•
E1 , E2
代表电动势
•
•
E1 , E2
代表压降
等效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、X1σ是常量；Xm是变量，它随铁心磁路饱和程度的增加而减少。
还可以从另一个角度来理解，由于磁滞和涡流，使得磁通的变化滞后于励磁电流的变化。
I0 IFe I
从相量图中可以看出，磁化电流为无功分量，用来建立磁场，而铁耗为有功分量。
U E1
I Fe
I0
m
I
E2
E1
三、感应电动势和变压器变比
主磁通按正弦规律变化 m sin t
e1
N1
d dt
N1
d dt
(m
sin
t)
N1
m
cos
t
N1m sin( t 900 ) E1m sin( t 900 )
m：主磁通的幅值；E1m：原绕组感应电动势的幅值。
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
变压器原边接在电源上，副边接上负载的运行情况，称为负载运行。
一、物理过程
变压器接通负载副边电流副边磁势原边电动势改变原边电流改变
主磁通变化新的平衡

变压器的基本工作原理和结构PPT课件

U1N—是指规定加到一次侧的电压， U2N—变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的二
次端电压。对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压器常用。高压绕组和低压绕组均做成圆筒形，然后同芯地套在铁芯柱上，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容
变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触面较少，减缓了变压器油的氧
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图电源。
气体继电器
化过程及吸收空气中的水分的如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器

变压器的空载运行及负载运行

N1I0 N1 I0 N1 I1L N2 I2
N1 I1L - N2 I2
其中I1L远远大于I0，大部分用来抵抗副边电流引起的磁通量变化。
当负载运行时可认为I1L=I1。
I1
I2 k
或 I1 I2
1 k
N2 N1
k为变压器变比
一、二次电流比近似与匝数成反比。可见匝数不同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。
产业信息
中国变压器设备-尤其是特种变压器-已走向世界成为“中国制造” 品牌
谢谢聆听
P0 = PFe + Pcu ≈ PFe
铁损耗分量
铁损耗分量：符号为I10P，供给铁磁材料铁损（磁滞和涡流损耗），为有功分量
Part 2 空载运行分析
思考
如果误将变压器高低压侧接反，会发生什么异常现象？
变压器低压侧如果接到高压电源上，则铁心主磁通Φm会增加，磁路饱和程度增加，因而励磁电流I0大大增加，有可能烧毁线圈（励磁电流随磁路饱和程度增加而急剧增大）
单相变压器空载运行示意图
Part 2 空载运行分析
空载电流的作用与组成
I10 I10Q I10P
励磁分量
励磁分量：符号为I10Q，用来建立主磁通，相位与主磁通相同，为无功分量
变压器空载运行时，只从电源吸收少量有功功率P0，用来供给铁心中铁损PFe和少量绕组铜损Pcu=R1I102 （可忽略不计）。容量越大，空载功率P0越小
Part 3 变压器的负载运行
变压器作用通过对变压器负载运行的分析，可以清楚地看出变压器具有变电压、变电流、变阻抗的作用。
• 变换电压 U1/U2≈E1/E2=k=N1/N2
• 变换电流 I1/I2≈N2/N1=1/k

电力变压器空载试验方法及注意事项

电力变压器空载试验方法及注意事项变压器空载试验报是从变压器任意一侧施工加正弦波形和额定电压，从而测量出变压器空载损耗和空载电流，及时发现磁路中铁芯硅钢片的是否存在局部不良或是有整个缺陷问题的存在。

另外还可以根据试验过程中所测得的空载损耗进行对比，从而及时对存在匝间击穿情况能够准确的进行判断。

1 空载损耗在变压器空载损耗中，其最为主要的是铁芯损耗，因为铁芯在磁化过程中会有磁滞损耗和涡流损耗发生，而且在空载损耗过程中不可避免的会存在着铜损耗和附加损耗，尽管铜损耗和附加损耗较小，其所占比例为总损耗的百分之三左右。

电网中所使用的变压器容量上存在一定的差异，这就导致其铁芯内部构造、硅钢片的质量和铁芯制造工艺等都存在着差别，其空载损耗及空载电流的大小必然也会有所不同，而当变压器内部的铁芯硅钢片所选择的材质存在差异时，其所导致的空载电流大小也会存在较大的不同。

2 变压器空载试验的目的和意义在变压器运行过程中，其所要进行的试验较多，所有的试验都是为了确保变压器能够处于稳定的运行状态。

空载损耗作为变电器性能好坏的重要参数，充分的体现了变压器运行的效率及制造的性能要求，所以在变压器运行过程中对其进行空载试验是必不可少的一个环节，试验中所测量到的空载损耗及空载电流可以及时判断出变压器的绝缘情况和整体缺陷，对变压器能否安全稳定的运行具有极为重要的意义。

在进行空载试验时需要利用高压侧来进行开路，而加压则利用低压侧来完成，通过低压侧的额定电流来进行试验，这充分的说明了空载试验是在额定电压下进行的，由于试验电压较低，所以试验时电流也远远低于额定电流的数值，所以空载试验时也是在额定电压下所测得的空载损耗和空载电流。

变压器空载试验的电源容量的选择：在进行变压器空载试验时，在对电源容量进行选择进，在确保其电源波形失真率小于百分之五，而被试验的变压器，其空载容量不能超过电源容量的一半，而当采用发电机组进行空载试验时，则空载容量则不能高于发电机组容量的百分之二十五。

电机学辜承林(第三版)第3变压器

– 而对 e2 有： e2(t) = -N2 d Øm/dt = -wN2 Øm cos wt = wN2 Øm sin(wt-90°) = E2m sin(wt-90°) 所以 e1 和 e2 也按正弦规律变化磁通与电势的关系(图2-tem1)
主磁通与感与应电动势 e1、e2关系
时间相位上：滞后于 Øm 的电角度是 90° 有效值大小: 相量表达式：
磁通Øm与电势E1、E2 的相量关系(图2-tem2)
2.漏磁通与漏电动势、漏电抗
• 漏电动势：e1s (t) = -N1 dØ1s/dt • 有效值： • 漏磁通与漏电抗
由于漏磁通所通过的途径是非磁性物质，其磁导率是常数，所以漏磁通的大小与产生此漏磁通的绕组中的电流成正比关系为：用漏感系数L1s表示二者关系： N1Ø1s∝ Im 即： L1s= N1Ø1s/√ 2 Im
从一个电路向另一个传递能量或传输信号的一种电气装置。
常用来将一种交流电压的电能转换为同频率的另一种交流电压的电能。
（一）变压器用途
• 电力系统中实现电能的远距离高效输送、合理配电、安全用电。如：电力变压器、配电变压器。
• 供给特殊电源用的专用变压器。如：炼钢炉供电的电炉变压器、大型电解电镀、直流电力机车供电的整流变压器，
三相芯式变压器示意图
绕组
上铁轭
铁芯柱
下铁轭
铁心结构示意图
铁心结构示意图
铁心结构示意图
（二）绕组
• 1、作用：构成变压器的电路系统。 • 2、构成：绝缘铜线或铝线在绕线模上绕制而成。
3、结构形式：同心式、交叠式。
同心式
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

变压器第2次课(空载与负载运行)

I Z I Z I Z U1 E 1 0 1 0 m 0 1 (r jX ) I (r jX ) I
0 1 1 0 m m
(3-16)
根据式 (3-16) 可画出对应的电路 , 如
图3-11 所示。
3.2.5 空载运行时的相量图 ①以 m 为参考相量
U1N/U2N=380V/220V,r1=0.14Ω ,r2=0.035Ω ， X1=0.22Ω , X2=0.055Ω , rm=30Ω ,Xm=310Ω 。一次侧加额定频率的额定电压并保持不变,二次侧接负载阻抗ZL=(4+j3) Ω 。试用简化等效电路计算：
(3-11)
在电力变压器中 , 由于 Iμ 》IFe, 当忽略 IFe 时,I0≈Iμ ,因此把空载电流近似称为励磁电流。空载电流越小越好 , 一般电力变压器 ,I0=2%～ 10%,
容量越大,I0相对越小,大型变压器I0在1％以下。
2. 空载损耗变压器空载运行时 , 空载损耗p0 主要包括铁心损耗

同理
dΦ e2 N 2 2fN 2 m sin t 90 E2 m sin t 90 dt
e2也按正弦规律变化,但e1、e2滞后于Φ90°,且感应电动势的有效值为结论1

（3-7）由上式可知,当主磁通Φ按正弦规律变化时,电动势e1、
E1m m N1 2fN1 m E1 4.44 fN1 m 2 2 2
路的电磁效应,X1=ω L1σ 由于漏磁通的路径是非铁磁性物质,磁路不会饱和, 是线性磁路 , 因此对已制成的变压器 , 漏电感Ｌ 1σ 为常数,当频率f一定时,漏电抗X1也是常数。

变压器PPT讲解-PPT精选文档

第三章
变压器
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.1 基本工作原理和分类
一、基本工作原理变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。
U1
d e1 N 1 dt d e2 N 2 dt
第三章
变压器
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.3 型号与额定值
二、额定值额定容量 S (kVA ) N
额定电流 I 和 I (A ) 1 N 2 N
指铭牌规定的额定使用条指在额定容量下，允许长期通过的额定件下所能输出的视在功率。电流。在三相变压器中指的是线电流额定电压 U 和 U ( kV ) 指长期运行时所能承受的工作电压 1 N 2 N
第三章
变压器
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.2 基本结构
一、铁心变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。二、绕组变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。三、油箱油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。四、绝缘套管将线圈的高、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。
第三章
变压器
3.2 单相变压器的空载运行
3.2.1 电磁关系
一、空载运行时的物理情况主磁通与漏磁通的区别
1 与 I 成线性关系； 1）性质上： 0 与 I 0 成非线性关系； 0
1 仅占1%以下； 2）数量上： 0 占99%以上，

单相变压器的运行原理

由于变压器的空载电流I0很小，
特别是在变压器接近满载时，
相对于或而言基本上可以忽
单相变压器负载运行图
略不计，于是可得变压器一通势的有效值关系为
N1I1 ≈ N2I2
I1 N 2 1 KI I 2 N1 K u
的电流与一、二次绕组的匝
数成反比，即变压器也有变换电流的作用，且电流的大小与匝数成反比。
第三节单相变压器的运行原理
1．掌握单相变压器的运行原理。 2．掌握变压器的变压、变流、阻抗变换及改变相位的作用。
一、空载运行
变压器空载运行——变压器一次绕组加额定电压，二次绕组开路的工作状态。
变压器的空载运行原理图
1. 理想变压器空载运行（1）空载电流i0 理想变压器的空载电流主要产生铁心中磁通，所以
三、变压器的阻抗变换
变压器的阻抗变换作用
阻抗变换公式：
Z1 U1 KU 2 U K 2 2 K 2Z2 I1 I2 / K I2
空载电流也称为空载励磁电
流，是无功电流。（2）电压和感应电动势的关系
变压器的空载运行原理图
E U 1 1
E U o2 2
1. 理想变压器空载运行（3）感应电动势的大小 E=4.44 fNΦm U1=E1；即U1=E1=4.44 fNΦm
变压器的空载运行原理图
（4）变压比
其中空载电流有功分量为I0P=I0 sinα，空载电流无功分量为 I0Q＝I0 cosα，
通常I0P很小，所以 cosα很小。
二、变压器的负载运行
单相变压器负载运行实验图
单相变压器负载运行图
单相变压器负载运行接线图
变压器负载运行时的磁通势平衡
方程式为

变压器

第3章变压器
图3.1.2 油浸式电力变压器的外形图
第3章变压器 1）铁心铁心构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。
铁心分为铁心柱和铁轭两部分。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心
柱连接起来形成闭合磁路。为了减少铁心中的磁滞、涡流损耗，提高磁路的导磁性能，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠装而成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5 mm，两面涂以厚0.02～0.23 mm的漆膜，使片与片之间绝缘。
在变压器的铭牌上，是选用变压器的依据。 1. 型号型号可以表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。例如，SL—500/10表示三相油浸式自冷双线
圈铝线，额定容量为500 kVA，高压侧额定电压为10 kV级的电
力变压器。
第3章变压器 2. 额定值（1）额定容量SN(VA/kVA/MVA)：铭牌规定在额定使用条件下所能输出的视在功率，通常和变压器一、二次侧的额定容量设计为相同值。（2）额定电压UN（V/kV）：指变压器长时间运行所承受的工作电压（三相为线电压），其中U1N为规定加在一次侧的电压；U2N为一次侧加额定电压、二次侧空载时的端电压。
的联系。其中与交流电源相接的绕组称为原绕组或一次绕组，
也简称原边或初级；与用电设备（负载）相接的绕组称为副绕组或二次绕组，也简称副边或次级。
第3章变压器
图3.1.1 单相变压器原理图
第3章变压器
一次侧通入电流产生交变磁通，感应出电动势e1，二次侧
与一次侧产生的磁通交链进而产生感应电动势e2，有
（4）按相数分类，变压器可分为单相变压器和三相变压器。
第3章变压器（5）按调压方式分类，变压器可分为无励磁调压变压器和有载调压变压器。（6）按冷却方式和冷却介质分类，变压器可分为以空气为冷却介质的干式变压器、以油为冷却介质的油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式等）和充气式冷却变压器。（7）按容量分类，变压器可分为小型变压器（容量为10～

第3章变压器

（3）交变的磁通在一次、二次侧产生感应电动势； 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交链，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Φ或者Φm。漏磁通Ø 1ó通过铁芯和油/空气闭合的磁通量（占少量）。主磁通在一次绕组和二次绕组产生感应电动势，交链一次绕组的漏磁通在一次绕组中感应漏电动势。
3.1 概述
2.变压器的分类
1)按用途分类: 特种变压器（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、控制变压器等）
电焊变压器(专用) 给电焊机供电。
3-18
3.1 概述
2.变压器的分类
1)按用途分类: 仪用互感器（电压互感器和电流互感器）电子变压器：用在电子线路中
3-19
U1N / U 2 N 35kV / 0.4kV
试求一次、二次绕组的额定电流。
解：
I1N
SN 3U 1N
SN 3U 2 N

160103 3 35 10
160 103 3 0.4 10
3
3
A 2.64A
I 2N

A 230.9 A
3.1.3 本章主要内容
1）本章主要对单相变压器进行分析，所得的基本方程式、等效电路、相量图以及运行特性分析等方法完全适用于三相变压器。 2）因为电力系统中三相电压是对称的，如果三相变压器带对称负载，则三相变压器的三相原、副边的电压，电流都是对称的。电力变压器正常的工作状态基本是对称运行。但三相变压器也有其特殊的问题需要研究，例如三相变压器的磁路系统、三相变压器绕组的连接方法和联结组等问题。 3）本章只分析变压器的稳态运行，不考虑过渡过程。

电气测量技术B(一)三相变压器空载与短路的原理

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电气测量技术B（一）
三相变压器空载与短路的原理
3.1 变压器的工作原理
变压器是一种静止的装置，它是依靠磁耦合的作用，变压器是一种静止的装置，它是依靠磁耦合的作用，将一种等级的电压与电流转换成另一种等级的电压与电流，起着传递电能的作用。电流转换成另一种等级的电压与电流，起着传递电能的作用。
20 2
(3.6) (3.7)
8
3.2 变压器的空载运行
1. 感应电动势首先研究主磁通所产生的感应电动势。首先研究主磁通所产生的感应电动势。由于漏磁通远小于主磁通，空载时的原边绕组压降也很小。由于漏磁通远小于主磁通，故 e1σ ≪e1 ，空载时的原边绕组压降也很小。忽略这两者(它们之和只有它们之和只有u1的左右)的影响时忽略这两者它们之和只有的0.2%左右的影响时，可认为左右的影响时，可认为u1≈e1。可见当。可见当u1 是正弦波时，和也按正弦规律变化。是正弦波时，e1和 Φm 也按正弦规律变化。设 Φm = Φm sinωt，则，
图3.1 单相双绕组变压器原理图
2
变压器的工作原理
与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组(初级绕组、原边绕与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组初级绕组、初级绕组标注其出线端；组)，以A、X标注其出线端；与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边，、标注其出线端与负载相连的绕组，送出交流电能，绕组(次级绕组副边绕组)，次级绕组、标注其出线端。绕组次级绕组、副边绕组，以a、x标注其出线端。与原边绕组相关的物理量均、标注其出线端以下角标“ 来表示与副边绕组相关的物理量均以下标“ 来表示来表示，来表示。以下角标“1”来表示，与副边绕组相关的物理量均以下标“2”来表示。例如原边的匝数、电压、电动势、电流分别以N1、、、来表示副边的匝数、电压、来表示；的匝数、电压、电动势、电流分别以、u1、e1、i1来表示；副边的匝数、电压、电动势、电流分别以N2、u2、e2、i2来表示。对一台降压变压器而言，原边绕组电动势、电流分别以、、、来表示。对一台降压变压器而言，来表示即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组；与此相反，即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组；与此相反，升压变压器的高压绕组指的是副边绕组。是副边绕组。当原边绕组接通电源，便会在铁心中产生与电源电压同频率的交变磁通。当原边绕组接通电源，便会在铁心中产生与电源电压同频率的交变磁通。忽略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，耦合系数kc=1，这样的变压器称略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，耦合系数，为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为

《电机与拖动》第3章变压器

（4）按冷却介质和冷却方式分类：分为干式变压器、油浸变压器和充气式冷却变压器。
19
3.2
变压器的结构和工作原理
二、变压器的基本工作原理
变压器的结构是在一个闭合铁芯上套有两个绕组，其原理如图 3-14所示。这两个绕组具有不同的匝数且互相绝缘，两绕组间只有磁的耦合而没有电的联系。其中，接于电源侧的绕组称为原绕组或一次绕组，一次绕组各量用下标“1” 表示；用于接负载的绕组称为副绕组或二次绕组，二次绕组各量用下标“2”表示。图3-14 变压器工作原理示意图两个绕组中感应出同频率的电动势e1和e2。
任务3
变压器参数测试
6
任务1
变压器的外形观察与铭牌解读
1、观察变压器的外观
（1）电力变压器
图3-1为干式电力变压器，图3-2为油浸式电力变压器。
图3-1 干式变压器
图3-2 油浸式电力变压器
7
任务1
变压器的外形观察与铭牌解读
（2）特殊变压器
图3-3为自耦变压器，图3-4为电压互感器，图3-5为电流互感器。
1 表示。或油）穿过而形成闭合磁通，用
28
3.3
单相变压器的运行分析
主磁通和漏磁通的区别：
与
与
呈非线性关系；而漏磁通磁路由非铁磁材料组成，磁路不饱和， I 0 1 呈线性关系。 I
0
（1）在性质上，主磁通磁路由铁磁材料组成，具有饱和特性，
0
（2）在数量上，铁芯的磁导率较大，磁阻小，所以总磁通的绝大
图3-13 变压器交叠式绕组 1-低压绕组 2-高压绕组 3-铁芯 4-铁轭
18
3.2
变压器的结构和工作原理
2．变压器的分类
（1）按用途分类：分为电力变压器和特种变压器两类。（2）按绕组数目分类：分为单绕组变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。

变压器的空载运行

Xm
I1L I2
U 2 ZL
第三章变压器
简化等效电路：
RS X S
I1 I2
U 1
U 2 Z L
其中
RS R1 R2 X S X1 X 2 ZS RS jX S
分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的10~20倍。
X
m
1
2
I2
a
E 2 E 2
U
2
ZL
x
第三章变压器
用图示负载运行时的电磁过程
U 1 I1 U 2 I2
F1 N1I1 F2 N 2 I2
F0 N1I0
R1I1
1
E1
E1
0
E 2
2
E 2
R2 I2
第三章变压器
3.3.2 基本方程
反映了供电电压的稳定性。
用相量图可以推导出电压变化率的表达式：
式中
β
I2
ΔU

β(R*s
cos 2

X
* s
sin2
)
称为负载系数
I2N
由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及
变压器的本身参数有关。
第三章变压器
当变压器带阻性负载(2 0 )和阻感性负载(2 0 )时,U为

E 1
I1R1
jI1X1

E 1
I1Z1

E1
U1 E1 4.44 fN1m U 2 E2 I2R2 jI2 X 2 E2 I2Z2 U 2 I2Z L

变压器单相变压器的空载运行

按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。
第四章变压器
6
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.2 基本结构
一、铁心变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm
厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。二、绕组
变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。同心式绕组
第四章变压器
8
壳式变压器
第四章变压器
9
心式变压器
第四章变压器
10
油浸自冷
第四章变压器
11
油浸风冷
第四章变压器
12
强迫油循环冷
第四章变压器
13
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.3 型号与额定值
二、额定值
额定容量 SN ( kVA)
额定电流 I1N 和I2N ( A )
I Fe
pFe E1
pFe U1
第四章变压器
20
3.2 单相变压器的空载运行
3.2.2 空载电流和空载损耗
二、空载损耗
变压器空载时，一次侧从电源吸收少量的功率P0 ，用来供
给铁损PFe和绕组铜损I
2 0
R1。由于I
0
和 R1均很小，所以P0
PFe，即
空载损耗近似等于铁损。
对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与电流频率的1.3次方成正比，即
• e的正方向与电流正方向一致
第四章变压器
5
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.1 基本工作原理和分类
二、分类按用途分：电力变压器和特种变压器。
按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。

项目03_单相变压器的空载、短路及负载运行

功率。如图3-6所示。这时就有：
I0P=I0 sin I0Q=I0 cos 空载损耗则为：
(3-3)
P0＝U1I0 cos1≈U1I0Q cos1
（3）空载相量图如图3-6所示。
（3-4）
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单相变压器的空载、短路及负载运行
2．负载运行（1）原理图及电压方程式单相变压器负载运行原理图如图3-7所示，它的二次侧可简化成图3-8所示的等效电路图，因一次侧等效电路和空载时一样，这里只分析二次侧等效电路。对照前面空载运行的分析，r2、XS2是二次侧绕组的电阻和漏电抗，可以得到一次侧、二次侧电压方程式为：
cos K＝ P K 。 U KIK
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单相变压器的空载、短路及负载运行
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单相变压器的空载、短路及负载运行
4．cos ＝0.8（感性）时的负载测定（1）根据电路图（见图3-4）负载阻抗为可调的，为了保持功率因数不变，须接入功率因数表监视。 (2)先将负载阻抗调至最大，调节外加电压，使U1 ＝U1N，闭合负载端开关，使变压器带上负载，保持原边电压不变，逐渐增加负载电流，在0~1.1IN范围内读取I2 、U2共6~7点
单相变压器的空载、短路及负载运行
一、能力目标二、使用的设备及仪器调压器、单相变压器、电流表、电压表、功率因数表、负载阻抗、开关、熔断器。三、项目要求 1．变压器变压比的测定（1）根据电路图（见图3-1）高压绕组接电源，低压绕组开路。（2）在调压器处于零位时合上电源开关，调节调压器使高压绕组的电压约为高压边额定电压的50％，测量一二次侧电压。
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单相变压器的空载、短路及负载运行
图3-1变比测定接线图

第三章变压器的基本运行原理

ｅ1的有效值为： E1 E1m / 2 N1m / 2 2 fN1m 2 即 E1 4.44 fN1m 式（3-3）
E1 j 4.44 fN1 m

式（3-6）
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（2）由主磁通φ将在二次磁绕组上产生的感应电势
d e2 N 2 N 2m cos t dt
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（3）空载运行时铁耗较铜耗大很多，所以励磁电阻较一次绕组的电阻大很多；由于主磁通也远大于一次绕组的漏磁通，所以励磁阻抗远大于漏电抗。则在对变压器分析时，可以忽略一次绕组的阻抗。（4）从等效电路可知，空载励磁电流的大小主要取决于励磁阻抗。从变压器运行的角度，希望其励磁电流小一些，所以要求采用高磁导率的铁心材料，以增大励磁阻抗。励磁电流减小，可提高变压器的效率和功率因数。

图3-6 变压器空载运行时的相量图
可得U1的正方向。注意：一次绕组电阻压降i０rl与i0同相位，一次漏抗压降i0x１σ（此项实际很小，夸大以便作图）超前i090°；
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？例3-1 一台三相变压器（还没讲到）
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第二节
变压器的负载运行
变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接有负载的运行方式，为变压器的负载运行方式。如图3-7所示（可与图3-1空载运行示意图对比看一看）。
式（3-22）
式中，i1L= -i2/K 被称为一次侧绕组励磁电流的负载分量，其大小随负载变化而变化。显然，空载时，一次侧的电流i１=i0 ，负载时，一次侧的电流i１＞i0 。
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*讨论：变压器空载时，二次绕组电流为零，二次侧输出功率为零；一次绕组电流为空载电流很小，变压器从电源吸收很小的功率提供空载损耗。负载时，二次侧电流不为零，有功率输出，一次电流发生变化，在一、二次侧电压基本一定时，如果二次绕组电流增大，表明二次输出功率增大，则一次电流也增大，变压器从电源吸收的功率增加。一、二次绕组之间没有电的直接联系，但由于两个绕组共用一个磁路，共同交链一个主磁通，借助于主磁通的变化，通过电磁感应作用，实现了一、二次绕组间的电压变换和功率传递。