第三章 变压器的选择
负荷计算与变压器的选择
变压器分类
充气式（SF6)电力变压器
铭牌含义
联接组别
工矿企业广泛采用6~10kV配电变压器， 二次侧电压220/380V 联接组别：Y，yn0和D，yn11
D，yn11联结的变压器有以下特点：
1. 抑制高次谐波 2. 有利于短路保护动作 3. 承受不平衡负荷能力强 4. D，yn11联结变压器一次绕组的绝缘 强度比Y,yn0联结变压器稍高。 5. 防雷性能好
第三章 负荷计算与变压器的选择
第一节 概述 负荷load
指电气设备和线路中通过的功率或 电流，而不是指它们的阻抗。 例如线路的负荷指通过导线的功率 （或电流）。
一、负荷计算的目的
供电设计时考虑到用户要用多少 电，这就是负荷计算问题，负荷计算 主要是确定“计算负荷”。计算负荷 是按发热条件选择电气设备的一个假 想的持续负荷，它产生的热效应和实 际变动负荷产生的最大热效应相等。 所以根据计算负荷选择导体时，导体 的最高温升不会超过允许值。
5.单相设备分别接于不同线电压时。
三、单一设备计算电流的确定
1.三相电机类设备 2.普通的电焊机 3.大容量的电焊机 4.单相的用电设备
四、按需要系数法确定用电设备组的 计算负荷
用电设备在运行时可能出现以下现象： 1.各用电设备可能不同时工作 2.运行时，并非所有设备全运行于满负荷状 态。 3.各用电设备在工作时都要功率损耗 4.给用电设备组供电的线路在输送功率时要 有线路功率损耗。 5.加工条件和工人操作水平影响用电的水平。
五、配电干线或变电所的有功、无功 和视在计算负荷
1.总的有功计算负荷 2.总的无功计算负荷 3.总的视在计算负荷 4.总的计算电流 5.如果用电设备组经变压器供电，变压器一 次高压计算负荷还应加上变压器损耗。 6.对于成组低压用户的高压计算负荷，还应 计入高压线路的功率损耗。
第三章 变压器
铁芯形状
“口”形：芯式变压器， 绕组包围铁芯，大容量变压器
环形变压器，其铁芯由低铁损 冷轧硅钢带绕，具有损耗小、 效率高以及电磁干扰小的特点 在相同的参数下，环形变压器铁芯的体积最小
变压器的冷却：变压器工作时铁芯和绕组都会发热，因此必 须考虑冷却问题
小容量变压器：采用自然风冷，即依靠空气的自然对流 和辐射将热量散发
大容量变压器：采用油冷方式，将变压器浸入变压器油 内，使其产生的热量通过变压器油传给外壳而散发，变 压器油还具有良好的绝缘性能 • 在X线机设备中，高压变压器副绕组输出几十千伏以上的 高压，无论是副绕组对原绕组还是对铁芯等绝缘都有非常 高的要求。 • X线机的高压变压器就采用了油冷方式
(3-4)
Z1 K 2 Z 2
选取适当的变比K，可以把负载阻抗Z2等效变换到原绕组一 侧所需要的阻抗值Z1 在电子电路中，常使用变压器来实现阻抗匹配，以获得较高 的功率输出
四、变压器的主要参数 大型变压器的外壳通常附有铭牌来标明其型号及参数， 它是正确使用变压器的依据
1.原绕组的额定电压U1N：指当变压器按规定工作方式运行时 在原绕组上应加的电源电压值
(a)抽头式
(b)滑动式
(c)混合式
图3-7 x线机控制台的电源变压器
六、变压器绕组的同极性端
变压器的同极性端：变压器不同绕组在同一变化的磁通作用 下，其感应电动势的极性相同端，用符号“·”表示 在实际运用当中，有时需要将变 压器的两个(或多个)绕组连接起来 使用来适应不同的输入电压与满 足不同的输出电压要求
电机与拖动大学课程 第三章 变压器1
变压器是一种静止的电气设备， 通过电磁耦合作用，把 电能或信号从一个电路传递到另一个电路。通常用来改变 电压的大小，故叫变压器，有时用于电气隔离。
分类
本章学 习重点
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）
(2)额定电压U1N/U2N U1N为额定运行时原边接线端点间应施加的电压。U2N为原边施
加额定电压时副边出线端间的空载电压。单位为V或者kV。三 相变压器中，额定电压指的是线电压。指有效值。
(3)额定电流I1N/I2N 是变压器在额定容量和额定电压下所应提供的电流，在三相变 压器指线电流。单位为A/kA。指有效值。
考虑漏磁通和原边绕组的电阻时，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 jx1 ) (E1) I0Z1 (E1)
U20 E2
R1：原边绕组电阻；
Z1＝R1＋jX1σ为原边绕组漏阻抗
五、空载运行的等效电路和相量图
E2m N2m
有效值：
E2 E2m / 2 4.44 f1N2m
相量表示：
E2 j4.44 f1N2m
.
m
.
. E2 E1
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
由于.
U1 E1 U2 E2
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
第三章 电力变压器(高压特种电工培训)
2021年4月27日9时0分
二、变压器的结构
中小型油浸电力变压器典型结构如图3-1所示。 1.铁芯 （1）铁芯结构 变压器的铁芯是磁路部分。 由铁芯柱和铁轭两部分组成。铁芯的机构分为
心式和壳式两种。
2021年4月27日9时0分
（2）铁芯材料 由于铁芯为变压器的磁路，所以其材料 要求导磁性能好，导磁性能好，才能使铁损小。
查一次。容量在630kVA以下的变压器，可适当延长巡视周期，但变 压器在每次合闸前及拉闸后应检查一次。 8）有人值班的变配电所，每班都应检查变压器的运行状态。 9）对于强油循环水冷或风冷变压器，不论有无值班，都应每小时巡 视一次。 10) 负荷急剧变化或变压器发生短路故障后，都应增加特殊巡视。
根据变压器的大小分为吊器身式油箱（6300kVA以下） 和吊箱壳式油箱（又称钟罩式油箱，8000kVA以上）两种。
2021年4月27日9时0分
6.冷却装置 变压器冷却装置是起散热作用的。 7.储油柜（又称油枕）主要是当油箱油面降低时给油箱 补油的装置，它通过管道和瓦斯继电继电器与油箱相连。 8.安全气道（又称防爆管，现在被压力释放阀代替） 9.吸湿器（装有变色硅胶，颜色由蓝变白，粉红色） 10.气体继电器 11.高、低压绝缘套管
5.额定容量 变压器的容量为视在功率，单位为 kVA。
单相变压器视在功率为：
S N U1N I1N U 2N I 2N
2021年4月27日9时0分
三相变压器视在功率为：
SN 3U1N I1N 3U 2N I2N
一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器； 800~6300kVA的为中型电力变压器； 8000~63000kVA为大型电力变压器； 90000kVA及以上的为特大型电力变压器。
高中人教物理选择性必修二第3章第2节变压器
第三章 交变电流 第3节 变压器一、理想变压器及变压原理和规律1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 2．工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电．从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化．3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1n 2.当有n 组线圈时，则有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3…4．功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入＝P 出． 5．电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋….[特别提醒](1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的周期和频率． (3)理想变压器关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值或最大值．瞬时值和平均值不成立 (4)变压器的输入功率总等于所有输出功率之和（5）变压器匝数多的接高压，导线细；匝数少的接低压，导线粗 6．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例题1】如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b .小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________．流过灯泡b 的电流为________A.【答案】：10∶3 0.2[解析]根据P ＝U 2R 和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a＝P R＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A ＝0.3 A ，根据I 2＝I a ＋I b ，得流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.【例题2】如图，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小 【答案】C[解析]交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A 、B 错误．由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变，所以U 2不变．滑片P 向下滑动过程中，电阻变小，电流I 2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I 1变大，C 正确，D 错误，故选C.【例题3】.(多选)(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9【答案】：AD[解析]设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈2．(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后()A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变3．如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1＝n2，副线圈中接有定值电阻R.当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I′.那么I′与I的比值等于()A．4∶1B．1∶4C．2∶1 D．1∶24.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数为n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V5.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法不正确的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表A 1的示数为0.2 AC ．电流表A 2的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V6.如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2和ab 间电压应为( )A ．2∶1,25 VB ．2∶1,20 VC ．1∶2,25 VD ．1∶2,20 V7．如图甲、乙所示的电路中，当A 、B 接有效值为10 V 的交流电压时，C 、D 间电压的有效值为4 V ；当M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间的电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流电压，P 、Q 接4 V 直流电压，下列表示A 、B 间和M 、N 间电压的是( )A. 10 V ,10 VB. 10 V ,4 VC. 4 V,10 VD. 10 V,08、（多选）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值为U 0，如图所示，心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法正确的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 29.(多选)如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V 和10 A ，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则( )A ．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB ．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC ．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD ．乙图是电流互感器，输电电流是100 A10.（多选）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，滑动变阻器的滑动触头为Q .则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变小11.如图所示，理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”“12V ,12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光．求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.12．如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut 图象如乙图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.1．【答案】：C【解析】：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误．2．【答案】：AD【解析】：交流电源的电压有效值不变，即V 1示数不变，因U 1U 2＝n 1n 2，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电阻减小，I 2＝U 2R ，所以I 2增大．因I 1I 2＝n 2n 1，所以A 1示数增大，A 1与A 2示数的比值不变，A 对．3．【答案】：C【解析】：当电压由AC 端输入改为由AB 端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R 是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍．4.【答案】：A【解析】：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U 1＝512V ≈36 V ，按变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝9.0 V ，而实际上副线圈磁通量Φ2<Φ1，由U ＝n ΔΦΔt 得U 1n 1>U 2n 2，则应选A.5【答案】：C【解析】：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s ，所以频率为50 Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U 1U 2＝n 1n 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R ＝1 A, 故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 2I 1＝n 1n 2，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 项说法正确．6.【答案】：A【解析】：要使得L 1、L 2、L 3和L 4都正常发光，副线圈的电压应为10 V ．若L 1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的12，所以由I 2I 1＝n 1n 2可知n 1∶n 2＝2∶1，再由U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压为20 V ，U ab ＝U 1＋U L1＝25 V ，所以选项A 正确．7．【答案】：B【解析】：题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C 、D 作为输入端，A 、B 作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4 V 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比．但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流通过，M 、P 两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等．所以当P 、Q 接4 V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4 V ．如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．8、【答案】：ACD【解析】：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈的电流分别为I 1、I 2，R 2的功率为P ，则有P ＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于此时扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；此时大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确，故本题选A 、C 、D. 9.【答案】：AD【解析】：甲图是电压互感器，电表是电压表，故B 错误；根据匝数比U 1U 2＝n 1n 2，有U 1＝n 1n 2U 2＝1001×220V ＝22 000 V ，故A 正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I 1I 2＝n 2n 1，有I 1＝n 2n 1I 2＝101×10 A ＝100 A ，故D 正确．10.【答案】：BC【解析】：当P 的位置不动时，U 2＝n 2n 1U 1不变，将Q 向下移动，R 接入电路的阻值变大，由I 2＝U 2R 知I 2减小，故选项B 正确；保持Q 的位置不动，R 接入电路的阻值就不变，将P 沿逆时针方向移动，则n 2增多，U 2增大，所以I 2也增大，故选项C 正确．11.【答案】：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A 【解析】：(1)由于两灯泡均正常发光， 所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1 320匝n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3 所以P 入＝P 2＋P 3，即I 1U 1＝P 2＋P 3则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.12．【答案】：(1)u ab ＝400sin 200πt V (2)0.28 A(3)43【解析】：(1)由乙图知ω＝200π rad/s ， 电压瞬时值 u ab ＝400sin 200πt V. (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1≈0.28 A.(3)设ab 间匝数为n 1，根据变压器规律有 U 1n 1＝U ce n ce ，U 1n 1＝U den de ， 由题意有U 2ce R ce ＝U 2deR de ，联立可得n cen de＝R ce R de ＝43.。
第3章 三相变压器及其他变压器
习 三次谐波分量同相位、同大小。
三次谐波电流在Y联接的原边
学 绕组中无法流通，空载电流接
近正弦波，主磁通为一平顶波。
供 平顶波主磁通分解：除基波 仅 磁通外，还包含三次谐波磁
通F3
17
三相组式结构：
用 F3与F1沿同一磁路闭合， F3大，感应得到的E3可达45~60%。
感应电势称为尖顶波，最大值升高，影响绝缘。因此，三相变压
15
单相变压器
外施电压U1 感应电势E 主磁通F
用 习使 空载电流
学 电流存在许多谐波。
供 在三相变压器中，谐波磁通的路径、电流形状与绕组 仅 的联接方式和结构有关。
16
Y/Y联接的三相变压器
三相三次谐波电流：
I03A = I03m sin 3w t;
用 I03B = I03msin3(w t -1200 ) = I03m sin 3w t; 使 I03C = I03msin3(w t +1200 ) = I03m sin 3w t;
用 使
和低压电压。 Ø用每一绕组的自感系数和各
习
学 绕组间的互感系数作为基本参
数。令L1、L2、L3为各绕组自
供 感系数，M12＝M21为1与2绕组 仅 间互感系数；M13=M31为1与3
绕 组 间 互 感 系 数 ； M23=M32 为
绕组2与3间互感系数
29
• 当外施电压为正弦波且稳定运行时，电压方程式：
- U&1
/k
II
Z kI + Z kII
××
= IIL - IC
仅 I&II
=
Z kI Z kI + ZkII
×
I+
第三章 变压器
Zk
Uk Ik
Rk
pk
I
2 k
Xk
Z
2 k
Rk2
绕组的电阻时随温度而变的，故经过计算的到的短路参数应 根据国家标准规定折算到参考温度。
三 、相量图
根据T形等效电 路，可以画出相应 的相量图。
四 、近似等效电路图
RK、XK和ZK分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
单相变压器基本方法总结
分析计算变压器运行的方法：
基本方程式：变压器电磁关系的数学表达式。 等效电路：基本方程式的模拟电路。 相量图：基本方程式的图示表示。
三者是统一的，一般定量计算用等效电路，讨论各 物理量之间的相位关系用相量图。
E2 KE2
E2 KE2
U 2 KU 2
（二）电流的归算 电流归算的原则：归算前后二次侧磁动势保持不变。
N2'I2' N2I2
（三）阻抗的归算
I 2
I2 K
阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。
I 22 R2
I
2 2
R2
I22 X 2
I
2 2
X
2
R2
I
2 2
I22
R2
K 2R2
S7-315/10 三相（S）铜芯10KV变压器,容量315KVA,设计序号7为节 能型.
SJL-1000/10 三相油浸自冷式铝线、双线圈电力变压器，额定容量为 1000千伏安、高压侧额定电压为10千伏。
我国生产的各种变压器主要系列产品有：S7、SL7、S9、 SC8等。其中SC8型为环氧树脂浇注干式变压器。
同心式绕组 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈
交叠式绕组 1—低压绕组 2—高压绕组
第三章 变压器习题答案
第三章 变压器一、填空：1. 变压器空载运行时功率因数很低，其原因为 。
答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。
2. 变压器的副端是通过 对原端进行作用的。
答：磁动势平衡和电磁感应作用。
3. 引起变压器电压变化率变化的原因是 。
答：负载电流的变化。
4. 联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为 。
答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。
5. 变压器副边的额定电压指 。
答：原边为额定电压时副边的空载电压。
6. 通过 和 实验可求取变压器的参数。
答：空载和短路。
7. 变压器的结构参数包括 ， ， ， ， 。
答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。
8. 在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为 。
答：1。
9. 既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为 ，仅和一侧绕组交链的磁通为 。
答：主磁通，漏磁通。
10. 变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是 。
答：自耦变压器。
11. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。
答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。
12. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。
答：可变损耗，不变损耗。
二、选择填空1. 三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高，则 。
A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越高，B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低，D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η越高。
答：D2. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。
A ： 808.3A ， B: 56A ，C: 18.67A ， D: 32.33A 。
第三章变压器3
Z
* 2k
Z 2k = Z 2φN
采用标幺值的优点： 采用标幺值的优点：
（1）不论电力变压器容量相差多大，用标幺值 不论电力变压器容量相差多大， 表示的参数及性能数据变化范围很小。 表示的参数及性能数据变化范围很小。例如空载 电流约为0.5% 2.5%，短路阻抗4% 10.5%。 0.5%4%电流约为0.5%-2.5%，短路阻抗4%-10.5%。
末 端 X ，Y ，Z X ，y ，z
中性点 O o
变压器的同名端与电动势相位
高低压绕组的同名端同标记，则相电动势同相位； 高低压绕组的同名端同标记，则相电动势同相位； 高低压绕组的同名端异标记，则相电动势反相位。 高低压绕组的同名端异标记，则相电动势反相位。
三相变压器的连接组号
& & Eao 滞后E AO的相角 连接组号 = 30 o
3.7 变压器的运行特性
1、电压变化率 变压器的原、副边绕组都具有漏阻抗， 变压器的原、副边绕组都具有漏阻抗，负载电流流过漏阻 在变压器内部就引起电压降落， 抗，在变压器内部就引起电压降落，二次侧端电压随负载 的变化而变化。 的变化而变化。
U20 −U2 U2N −U2 ∆U%= ×100%= ×100% U2N U2N
第3章 三相变压器
C A B A B 0 A B C C A B C
三铁心柱变压器的形成
、U 、U 三相对称 U A B C
、 、 三相对称 A B C
c
y
E b
A E a
a
C
x z b
E ab
x
y
z
联结组标号：Yy6
2）Yd联结
低压绕组的联结顺序：ax→cz→by→ax
A E AB B E A E B E C
C
B
E AB
E B
X
Y
Z
a E ab b E a E b E c
c
E Eab b
4.YDy联结
大容量电力变压器需要 采 用 Yy 联 结 时 ， 可 另 加一个接成三角形的第 三绕组，以改善相电动 势波形。
A
a
I 3 c I 3
I 3
b
C
B
带附加D联结绕组的Yy联结变压器
三相变压器绕组联结方式和磁 路系统对相电动势波形的影响
Yy(包括Yyn)
三相变压器组 三铁心柱式
2）Yd联结
i0(正弦波)
A
E 23
a
(接近正
弦波)
I 23
E 23 E 23
b
C
c
B
1 (正弦波) 3 (正弦波)
e1 (正弦波) e13(正弦波)
e23(正弦波)
YD联结二次绕组中的3次谐波电流 与3相位基 本相反
i23 (正弦波)
23 (正弦波)
3
变 压 器
3、双击原理图元件库文档图标，就可以进入原 理图元件库编辑工作界面，如下图所示。
二、 元件库编辑器界面简介
原理图元件库编辑器界面主要由元件管理器 、主工具栏、菜单、常用工具栏、编辑区等组成 。
在编辑区有一个十字坐标轴，将元件编辑区 划分为四个象限。象限的定义和数学上的定义相 同，即右上角为第一家限，左上角为第二象限， 左下角为第三象限，右下角为第四象限，一般我 们在第四象限进行元件的编辑工作。
• (1)空载运行及电压比一次绕组接交流电源，二次绕组开路的运行方 式称为空载运行，如图3一2所示。此时，一次绕组的电流i01称为励磁 电流，由于im是按正弦规律变化的，因此由它在铁芯中产生的磁通中 也是按正弦规律变化的，在交变磁通中的作用下，在一、二次绕组中 分别产生感应电动势e1、e2
•设
，则可根据电磁感应定律计算出
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第二节 单相变压器
• 解 已知U1= 220V ,U2=22V,戈=2 100匝 • 所以 •又 • 所以
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第二节 单相变压器
• 例3一2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数N1= 230匝，二次 绕组匝数N2 = 80匝，原来配有阻抗为8Ω的扬声器，现在要改接为4Ω 的扬声器，问输出变压器二次绕组的匝数应如何变动(一次绕组匝数 不变)。
• 解设输出变压器二次绕组变动后的匝数为N'2 • 当R'L= 4Ω时
• 根据题意Ri=R'i，即
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第二节 单相变压器
• 2.额定值 • (1)额定电压U1N和U2N(V)额定电压U1N是指根据变压器的绝缘强度
和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。额定电压U2N是指一 次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。 • (2)额定电流I1N和I2N(A)指根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长 期允许通过的最大电流值。 • (3)额定容量SN ( VA)指变压器在额定工作状态下，二次绕组的视 在功率。忽略损耗时，额定容量 • 二、单相变压器的同名端及其判断 • 所谓同名端是指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感 应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以“*” 或“·”标记。判断同名端可根据如下方法:
第三章变压器 2
第三章变压器第一节概述变压器是利用电磁感应的原理，将某一数值的交流电压转变成频率相同的另一种或几种不同数值交流电压的电器设备。
通常可以分为电力变压器和特种变压器两大类。
电力变压器是电力系统中的关键设备之一，有单相和三相之分，容量从几千伏安到数十万伏安。
按其作用可分为升压变压器、降压变压器和配电变压器，(参阅第五章有关部分介绍)。
特种变压器是指除电力系统应用的变压器以外，其它各种变压器统称为特种变压器。
因此它的品种繁多，常用的有可调节电压的自耦变压器；测量用的电压互感器、电流互感器；焊接用的电焊变压器等。
尽管种类不同，大小形状也不同，但是它们的基本结构和工作原理是相似的。
第二节变压器的结构和工作原理一、变压器的结构变压器的电磁感应部分包括电路和磁路两部分。
电路又有一次电路与二次电路之分。
各种变压器由于工作要求、用途和型式不同，外形结构不尽相同，但是它们的基本结构都是由铁心和绕组组成的。
．1．铁心铁心是磁通的通路，它是用导磁性能好的硅钢片冲剪成一定的尺寸，并在两面涂以绝缘漆后，按一定规则叠装而成。
变压器的铁心结构可分为心式和壳式两种，如图3—1所示。
心式变压器绕组安装在铁心的边柱上，制造工艺比较简单，一般大功率的变压器均采用此种结构。
壳式变压器的绕组安装在铁心的中柱上，线圈被铁心包围着，所以它不需要专门的变压器外壳，只有小功率变压器采用此种结构。
2．绕组绕组是电流的通路。
小功率变压器的绕组一般用高强度漆包线绕制，大功率变压器的绕组可以采用有绝缘的扁形铜钱或铝线绕制。
绕组分为高压和低压绕组。
高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。
为了提高绕组与铁心的绝缘性能，一般低压绕组制作在绕组的内层，高压绕组制作在绕组的外层。
二、工作原理1．变压器的空载运行单相变压器有二个绕组，其中一个绕组接交流电源，叫做一次绕组(又叫原绕组、初级绕88图3-1心式和壳式变压器(a)心式变压器； (b)壳式变压器； (c)单相变压器的符号1一铁心；2--绕组组)，匝数为N 1。
第三章电力变压器题库
一、第三章电力变压器（181题占17.37％）一、选择题（78题）1、国家标准规定，变压器运行时其周围环境温度最高为（）。
A. 400CB. 450CC. 500C正确答案:A2、变压器一、二次侧感应电势之比等于（）之比。
A. 一、二次侧绕组匝数B. 一、二次电压最大值C. 一、二次电压瞬时值正确答案:A3、变压器的储油柜位于变压器油箱的上方，通过（）与油箱相通。
A. 冷却装置B. 气体继电器C. 吸湿器正确答案:b4、变压器正常运行时，各部件的温度是( )。
A. 互不相关的B. 相同的C. 不同的正确答案:C5、变压器正常运行时，（）的温度最高。
A. 绕组B. 铁芯C. 变压器油正确答案:A6、变压器的绕组一般用绝缘纸包的（）或铝线绕制而成。
A. 绝缘B. 铜线C. 硅钢片正确答案:B7、在变压器（）带负载时的调压称为有载调压。
A. 一次侧B. 二次侧C. 高压侧正确答案:C8、绕组Yy联接的三相变压器的一次侧的额定电压等于（）。
A. 变压器额定容量除以一次侧额定电流的3倍B. 变压器额定容量除以一次侧额定电流的2倍C. 变压器额定容量除以二次侧额定相电流的3倍正确答案:A9、变压器一次绕组加额定电压，二次绕组带负载运行时，二次电压大小将随负载电流大小和（）的改变而改变。
A. 负载功率因数大小B. 励磁阻抗大小C. 负载大小正确答案:A10、在单相变压器( )的铁芯上绕有两个互相绝缘的绕组。
A. 闭合B. 断开C. 并联正确答案:A11、电流互感器工作时，一次绕组与被测电路（）。
A. 混联B. 串联C. 并联正确答案:B12、变压器的额定容量是指变压器在铭牌规定的（）下，变压器二次侧的输出能力。
A. 空载状态B. 短路状态C. 额定状态正确答案:C13、电压互感器工作时相当于一台空载运行的（）。
A. 升压变压器B. 降压变压器C. 自耦变压器正确答案:B14、电压互感器的容量分为额定容量和（）。
《第三章3变压器》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版19选择性必修第二册
《变压器》教学设计方案（第一课时）一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握变压器的基本概念、工作原理及其在电力传输中的应用。
通过学习，学生能够理解变压器的电压、电流、功率关系，并能解释变压器在实际生活中的作用。
同时，培养学生观察实验现象、分析实验数据的能力，提高其物理学科的综合素养。
二、教学重难点教学重点：变压器的工作原理及其在电力传输中的应用。
通过实验演示和理论分析，使学生深刻理解变压器的基本原理和电压、电流、功率的关系。
教学难点：变压器的内部构造和工作过程的深入理解。
需要引导学生通过图示、模型等教学手段，逐步剖析变压器的内部结构，理解其工作过程。
三、教学准备教学准备包括教材、教具、实验器材等。
教材需准备《高中物理》相关章节内容；教具包括多媒体课件、变压器模型等，用于展示变压器的工作原理和结构；实验器材包括变压器、电压表、电流表等，用于学生进行实验操作，观察实验现象。
同时，教师需提前熟悉教材内容，准备好教案和讲义。
四、教学过程：一、引入新课在课程的开始，教师首先通过一个生动的实例来吸引学生的注意力。
教师可以展示一个变压器在实际生活中的应用场景，如家庭电路中的电压变换，或者工厂中大型设备的电力供应等。
通过这个实例，让学生明白变压器在日常生活和工业生产中的重要性，从而激发学生对本节课的兴趣和好奇心。
二、新课内容展示1. 基础知识讲解首先，教师需要详细讲解变压器的基本概念、工作原理和结构特点。
通过图示、模型或者多媒体课件，让学生直观地了解变压器的外观和内部构造。
同时，教师还需要解释变压器中电压、电流、电功率等基本概念，为后续的深入学习打下基础。
2. 变压器的工作原理在讲解了基础知识之后，教师需要详细解释变压器的工作原理。
通过分析电磁感应现象、互感等现象，让学生理解变压器是如何通过磁场来传递能量的。
同时，教师还可以利用物理实验或者模拟软件，让学生更加直观地了解变压器的运行过程。
3. 变压器的类型和应用在了解了变压器的工作原理之后，教师需要向学生介绍不同类型的变压器以及它们的应用场景。
变压器应用管理规定(3篇)
第1篇第一章总则第一条为规范变压器应用，保障电力系统安全、稳定、经济运行，根据《电力法》、《电力设施保护条例》等相关法律法规，制定本规定。
第二条本规定适用于电力系统中的变压器应用，包括设计、制造、安装、运行、维护和报废等全过程。
第三条变压器应用应遵循安全第一、预防为主、综合治理的原则，确保变压器安全、可靠、经济运行。
第四条从事变压器应用的单位和个人应遵守本规定，加强变压器安全管理，提高变压器应用水平。
第二章设计与制造第五条变压器设计应符合国家标准、行业标准和电力系统运行要求，确保变压器性能符合设计参数。
第六条变压器制造企业应具备相应的资质，严格按照设计文件和工艺标准进行生产。
第七条变压器制造过程中，应严格控制原材料质量，确保变压器零部件的精度和可靠性。
第八条变压器应配备必要的保护装置，如过载保护、短路保护、温度保护等，以防止变压器过载、短路等故障。
第九条变压器制造完成后，应进行型式试验和出厂试验，检验变压器性能是否符合标准要求。
第三章安装与调试第十条变压器安装前，应进行现场勘查，确定安装位置和基础尺寸，确保变压器安装符合设计要求。
第十一条变压器安装应严格按照施工规范进行，确保安装质量。
第十二条变压器安装后，应进行调试，包括电气性能调试、机械性能调试和保护装置调试等。
第十三条变压器调试合格后，应进行试运行，观察变压器运行状态，确保变压器安全、稳定运行。
第四章运行与维护第十四条变压器运行过程中，应加强监视，定期进行维护保养，确保变压器运行状态良好。
第十五条变压器运行人员应熟悉变压器结构、原理和运行规程，掌握变压器运行参数，及时发现和处理异常情况。
第十六条变压器应定期进行电气试验，如绝缘电阻测试、介质损耗角正切测试等，检验变压器绝缘状态。
第十七条变压器应定期进行机械性能检查，如油位、油质、密封等，确保变压器机械状态良好。
第十八条变压器应定期进行温度检测，及时发现并处理过热问题。
第十九条变压器应定期进行保护装置检查，确保保护装置功能正常。
第三章三绕组变压器及特殊变压器
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➢自耦变压器的结构特点
如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原 绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。而副绕组还 同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗ZL，便演变成 了一台降压自耦变压器。
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（1）电压关系
U1≈E1＝4.44fN1Фm U2＝E2＝4.44fN2Фm
No
No
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个绕组传递功率时
的实际比例
（2）标准联结组： （GB1094-85 ） 三相三绕组电力变压器的标准联结组为：
YN,yn0,d11 和 YN,yn0,y0 。 单相三绕组变压器的标准联结组为 ：I, I0, I0 。
三、变比、磁动势平衡方程式、等效电路
1．变比
No
Image
2）发电厂利用三绕组变压器把发出的电压用两种电压 输送到不同的电网。如图 (b)所示。
No Image
一、结构特点
Y
对于升压变压器，如果采用降压的方法 布置，则低压和高压绕组之间的漏磁通较大， 同时附加损耗也显著增加，使变压器可能发 生局部过热和降低效率。
Y
1 32
2 31
12 3
32 1
升压
降压
第三章 三绕组变压器及特殊变压器
31
3.1 三绕组变压器
2
3.2 自耦变压器
3
3.3 分裂绕组变压器
4
3.4 互感器
3.1 三绕组变压器
➢什么是三绕组变压器？
在同一铁心柱上绕上一个原绕组、两个副绕组或两个原绕 组一个副绕组。具有U1/U2/U3三种电压的变压器叫三绕组变压 器。(同心式绕组，铁心为心式ImNaoge结构)
第三章 变压器
不考虑空载损耗时的空载电流
一般变压器铁芯工作在具有一定饱和程度 的状态下，所以当电源电压为正弦波，感应电 势为正弦波，主磁通为正弦波时，磁化电流为 尖顶波，读者可通过平均磁化曲线Φ=ƒ(iμ)和 主磁通曲线Φ=ƒ(ωt)，画出磁化电流曲线 iμ=ƒ(ωt)，证明磁化电流为尖顶波。
2.考虑空载损耗时的空载电流
电路和相量图等。
思考题：
1.P89 3-1、3-2、3-3
2.试证明磁路饱和条件下，当磁通为正弦波时， 励磁电流为尖顶波。（画图证明）
3-3 单相变压器的负载运行
变压器负载运行是指原边接电源，副边接负载zL 时的工作状态。如下图所示，这时副边有负载电 流运I行2通时过相，同原。边电流为I1，各量正方向规定与空载
式中： E1mN1m
同理可得副边感应电势为：
e 2 N 2d d t N 2 m co t E s 2 m sit n 9 ) ( （0 1-22）
用相量式表示为：
E1
j
N1 m
2
j4.44fN1 m
E2
j
N2 m
2
j4.44fN2
m
（1-13） （1-25）
可见，感应电势的大小与匝数和主磁通幅值成
主磁通产生的电抗。这样,变压器原方的电动势
方程可写成
•
•
•
•
U1 E1ImZ1Im(ZmZ1)
等值电路
励磁参数
它们可通过实验测得，由于铁芯有饱和现 象，rm和xm不是常数，是随铁芯饱和程度增 大而减小的参数，但实际上，电源电压可近 似认为稳定，故励磁参数也可近似认为常数。
课后复习要点与思考题
复习要点： 变压器空载运行时电磁关系、工作原理、等值
220KV变电站电气部分初步设计
220KV变电站电气部分初步设计分类号郑州电力高等专科学校毕业设计（论文）题目220KV变电站电气部分初步设计并列英文题目Preliminary Design ofElectricity Part in 220KVTransformer Substation系部电力工程系专业发电厂及电力系统姓名X X X 班级X X X指导教师郭琳、马雁职称教授、助教论文报告提交日期2010-06-12郑州电力高等专科学校摘要本设计以220KV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。
通过对变电站的原始资料分析、主接线的选择与比较，站用电接线设计，短路电流的计算，主要电气设备的选择，配电装置设计，防雷保护的设计与继电保护配置等步骤，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。
通过本次毕业设计，巩固了“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握了变电站电气部分设计的基本方法，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关实际问题的能力。
关键词：变电站短路电流电气设备配电装置防雷设计继电保护ABSTRACTThe project about the 220kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through analysis of original data on the substation, selection and comparison of main connection, station power design, short circuit current calculation，the choice of major electrical equipment, design of power distribution equipment,, lightning protection design and relay configuration steps, detail completed substations in power system design.Through the graduation design, consolidate the "power of electric parts" curriculum theory knowledge, grasps the basic design method of the electric parts, we use knowledge to analyse and solve the relevant question.KEY WORDS: Substation, short–circuit currents , electric equipment, power distribution equipment, Lightning protection design目录第一部分设计说明书 0第一章前言 0第二章原始资料分析 (1)第三章主变压器的选择 (1)第一节概述 (2)第二节主变压器台数的选择 (2)第三节主变压器容量的选择 (2)第四节主变压器型式的选择 (3)第五节所用变压器的选择 (5)第四章电气主接线选择 (6)第一节概述 (6)第二节主接线的选择 (10)第三节所用电接线的选择 (12)第五章短路电流计算 (13)第一节短路计算的目的及假设 (13)第二节短路电流的计算结果 (15)第六章电气设备的选择 (16)第一节概述 (16)第二节断路器的选择 (18)第三节隔离开关的选择 (19)第四节电流互感器的选择 (20)第五节电压互感器的选择 (22)第六节母线的选择 (25)第七节电力电缆的选择 (26)第八节限流电抗器的选择 (26)第七章配电装置的选择 (28)第一节概述 (28)第二节配电装置的选用 (33)第八章防雷保护的设计 (34)第一节概述 (34)第二节避雷针和避雷器的配置原则 (35)第三节避雷针的选择 (36)第四节避雷器的选择 (36)第九章继电保护配置 (37)第一节概述 (38)第二节主变压器保护 (38)第三节线路及母线保护 (39)第二部分附录 (40)附录一短路电流的计算 (40)附录二电气设备的选择 (44)2.1 断路器的选择 (44)2.2 隔离开关的选择 (47)2.3 电流互感器的选择 (48)2.4 电压互感器的选择 (51)2.5 10kV母线的选择 (51)2.6 10KV出线电力电缆的选择 (53)2.7 10KV出线限流电抗器的选择 (54)附录三防雷保护设计 (56)3.1 避雷针保护范围的计算 (56)3.2 避雷器的选择 (57)结束语 (58)参考文献 (59)第一部分设计说明书第一章前言电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。
变压器的选择
第三章变压器的选择1.1主变压器台数的确定变压器设计规范中一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上的主变压器，如变电所中可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
装有两台及两台以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余变压器的容量不应小于60%的全部负荷并应保证用户的一、二级负荷。
已知系统情况为本站经2回U0kv 线路与系统相连，分别用于35kv和10kv向本地用户供电。
在该待设计变电所供电的负荷中，同时存在有一、二级负荷。
故在本设计中选择两台主变压器。
1.2主变压器型号和容量的确定：1.主变容量一般按变电所建成后5〜10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10〜20年的负荷发展。
对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。
对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%。
考虑变压器有1.3倍事故过负荷能力，则0.6*1.3=78%,即退出一台时，可以满足78%的最大负荷。
本站主要负荷占60%,在短路时(2小时)带全部主要负荷和一半左右1类负荷。
在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。
主变压器的容量为：Sn=0.6P mCos (2-1)=0.6x(10+3.6)/0.85=9.6MVA=9600KVA3.相数选择变压器有单相变压器组和三相变压器组。
在330kv及以下的发电厂和变电站中，一般选择三相变压器。
单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高。
只有受变压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组，因此在本次设计中采用三相变压器组。
4.绕组数选择：在具有三种电压等级的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15%以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选用三绕组变压器。
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第三章变压器的选择3.1 主变压器台数的确定变压器设计规范中一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上的主变压器，如变电所中可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
装有两台及两台以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余变压器的容量不应小于60%的全部负荷并应保证用户的一、二级负荷。
已知系统情况为本站经2回110kv线路与系统相连，分别用于35kv和10kv向本地用户供电。
在该待设计变电所供电的负荷中，同时存在有一、二级负荷。
故在本设计中选择两台主变压器。
3.2 主变压器型号和容量的确定：1．主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。
对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
2．根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。
对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%。
考虑变压器有1.3倍事故过负荷能力，则0.6*1.3=78%，即退出一台时，可以满足78%的最大负荷。
本站主要负荷占60%，在短路时（2小时）带全部主要负荷和一半左右Ⅰ类负荷。
在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。
主变压器的容量为：S n=0.6P max/cos（2-1）=0.6×(10+3.6)/0.85=9.6MV A=9600KV A3.相数选择变压器有单相变压器组和三相变压器组。
在330kv及以下的发电厂和变电站中，一般选择三相变压器。
单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高。
只有受变压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组，因此在本次设计中采用三相变压器组。
4.绕组数选择：在具有三种电压等级的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15%以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选用三绕组变压器。
5.绕组连接方式的选择：变压器绕组的联结方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。
电力系统中变压器绕组采用的联结方式有星形和三角形两种。
高压绕组为星形联结时，用符号Y表示，如果将中性点引出则用ＹＮ表示，对于中＼低压绕组则用ｙ及ｙｎ表示；高压绕组为三角形联结时，用符号Ｄ表示，低压绕组用ｄ表示。
三角形联结的绕组可以消除三次谐波的影响，而采用全星形的变压器用于中性点不直接接地系统时，三次谐波没有通路，将引起正弦波电压畸变，使电压的峰值增大，危害变压器的绝缘，还会对通信设备产生干扰，并对继电保护整定的准确性和灵敏度有影响。
选SFSL-100000型，选择结果如表2-1：表2-1主变压器参数表3.3 站用变压器的确定由主变压器容量为10000KV A，站用电率为0.5%，可选用变压器容量。
S n=9600×0.5%=48KV A选SJL1—50型，选择结果如表2-2表2-2 站用变压器参数表第四章短路电流的计算在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。
其计算的目的主要有以下几个方面：在选择电气主接线时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流为依据。
接地装置的设计，也需要短路电流。
4.1 短路电流计算的目的及意义1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
2.在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
3.在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。
4.在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
5.按接地装置的设计，也需用短路电流。
4.2 等值网络的绘制图1-1 系统等值网络图4.3 短路点的确定1．确定原则：计算短路电流时，短路点的选择，应使站选择的电气设备和载流导体通过可能最大的短路电流。
2．短路点的确定，根据以上原则，选择了4个短路点。
3．基准值的选取：Sb ＝100MVA Ub取各侧平均额定电压4.4 短路点短路电流的计算1．主变压器参数计算由表2-1查明，选SFSL-10000型号参数：U d(1-2)%=17U d(1-3)%=10.5U d(2-3)%=6 U d1%= 1/2(U d(1-2)%+ U d(1-3)%- U d(2-3)%)=1/2(17+10.5-6)=10.75U d2%= 1/2(U d(1-2)%+ U d(2-3)%- U d(1-3)%)=1/2(17+6-10.5)=6.25U d3%= 1/2(U d(2-3)%+ U d(1-3)- U d(1-2)%)=1/2(6+10.5-17)=-0.25X B*.1=1010010075.10100%1⋅=⋅n b d S S U =1.75 (2-1) X B*.2=1010010025.6100%2⋅=⋅n b d S S U =0.625 (2-2) X B*.3=1010010025.0100%3⋅-=⋅n b d S S U =－0.8 (2-3) 2．站用变压器参数计算由表2-2查明：选SJL I —50型号参数： U d %=４ X B*.4=05.01001004100%⋅=⋅n b d S S U =80 (2-4)3.线路参数计算110kV 线路：X L *1 =X OL1⨯2bb U S =65⨯0.4⨯2115100=0.196 (2-5) 取基准容量为M V AS B 100=,基准电压为av B U U =，又依公式：BBB U S I 3=;B B B S U X 2=。
计算出基准值如下表1-1所示：()MVA S B 100=表1-1 基准值短路计算点的选择选择上图中的54321d d d d d 、、、、各点。
（1）1d 点短路时（如图1-2所示）：KA U av 37= 次暂态短路电流标幺值的计算：13.1888.00.11*1*''*≈===∞X I I次暂态（0s ）和4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：KA U S I I avB76.1)373(10013.13''*''≈⨯⨯=⨯=两相短路电流为：KA 52.176.1866.0≈⨯ 冲击电流为：KA I i sh 49.476.155.255.2''≈⨯== 短路容量为：MVA I U S B 79.11276.13733''≈⨯⨯==KA I I sh 66.276.151.151.1''=⨯==图1-2 1d 点短路时的系统网络等值简化(2) 2d 点短路时（如图1-3所示）：KA U av 5.10=图1-3 2d 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：22.1823.00.11*2*''*≈===∞X I I次暂态（0s ）和4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：KA U S I I avB71.6)5.103(10022.13''*''≈⨯⨯=⨯=两相短路电流为：KA 81.571.6866.0≈⨯ 冲击电流为：KA I i sh 11.1771.655.255.2''≈⨯== 短路容量为：MVA I U S B 03.12271.65.1033''≈⨯⨯==KA I I sh 13.1071.651.151.1''=⨯==（3）3d 点短路时（如图1-4所示）：KA U av 115=图1-4 3d 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：27.1786.00.11*3*''*≈===∞X I I次暂态（0s ）和4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：KA U S I I avB64.0)1153(10027.13''*''≈⨯⨯=⨯=两相短路电流为：KA 55.064.0866.0≈⨯ 冲击电流为：KA I i sh 98.364.055.255.2''≈⨯== 短路容量为：MVA I U S B 48.12764.011533''≈⨯⨯==KA I I sh 97.064.051.151.1''=⨯==（4）4d 点短路时（如图1-5所示）： KA U av 37=图1-5 4d 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：05.1953.00.11*4*''*≈===∞X I I次暂态（0s ）和4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：KA U S I I avB64.1)373(10005.13''*''≈⨯⨯=⨯=两相短路电流为：KA 42.164.1866.0≈⨯ 冲击电流为：KA I i sh 18.464.155.255.2''≈⨯== 短路容量为：MVA I U S B 1.10564.13733''≈⨯⨯==KA I I sh 48.264.151.151.1''=⨯==（5）5d 点短路时（图1-6所示）：KA U av 5.10=图1-6 5d 点短路时的系统网络等值简化次暂态短路电流标幺值的计算：15.1866.00.11*1*''*≈===∞X I I次暂态（0s ）和4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：KA U S I I avB32.6)5.103(10015.13''*''≈⨯⨯=⨯=两相短路电流为：KA 47.532.6866.0≈⨯ 冲击电流为：KA I i sh 12.1632.655.255.2''≈⨯== 短路容量为：MVA I U S B 94.11432.65.1033''≈⨯⨯==。