变压器用第二章
第二章 变压器的电磁关系
第二章 变压器的电磁关系知识点一：变压器空载运行1、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为 和 ，前者在 闭合，起 作用，后者主要通过 闭合，起 作用。
2、变压器空载电流由 和 两部分组成，前者用来 ，后者用来 。
3、变压器励磁电流的大小受 、 、 、 和 等因素的影响。
4、变压器等效电路中的m x 是对应于 的电抗，m r 是表示 的电阻。
5、变压器的漏抗Ω=04.01x ，铁耗W p Fe 600=，今在一次施加很小的直流电压，二次开路，此时=1x Ω，=Fe p W 。
6、一台已制成的变压器，在忽略漏阻抗压降的条件下，其主磁通的大小主要取决于 和 ，与铁心材质和几何尺寸 （填有关、无关）7、建立同样的磁场，变压器的铁心截面越小，空载电流 ；一次绕组匝数越多，空载电流 ，铁心材质越好，空载电流 。
8、变压器一次绕组匝数减少，额定电压下，将使铁心饱和程度 ，空载电流 ， 铁耗 ，二次空载电压 ，励磁电抗 。
9、变压器一次绕组匝数、铁心截面一定，当电源电压及频率均减半，则铁心磁密 ，空载电流 。
10、变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是 。
（A ） 原绕组匝数多电阻大；（B ） 原绕组漏抗很大；（C ） 变压器的励磁阻抗很大。
11、一台V U U N N 110/220/21=的单相变压器空载运行，一次侧接220V 时铁心主磁通为0Φ，二次侧接110V 时铁心主磁通为'0Φ，则 。
（A ）'00Φ=Φ；（B ）'00Φ>Φ；（C ）'00Φ<Φ。
12、变压器其他条件不变，若一次侧匝数增加10%，21,x x 及m x 的大小将 。
（A ）1x 增加到原来的1.1倍，2x 不变，m x 增大；（B ）1x 增加到原来的1.1倍，2x 不变，m x 减少；（C ）1x 增加到原来的1.21倍，2x 不变，m x 增大；（D ）1x 增加到原来的1.21倍，2x 不变，m x 减少；13、某三相电力变压器V U U KVA S N N N 400/10000/,50021==，下面数据中有一个是励磁电流的倍数，它应该是 。
第二章 变压器的运行原理
Electric Machinery
本章节重点和难点： 重点: (1)变压器空载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (2)变压器负载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (3)绕组折算前后的电磁关系； (4)变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义； (5)变压器的运行特性。 难点: (1)变压器绕组折算的概念和方法; (2)变压器的等值电路和相量图； (3)励磁阻抗Zm与漏阻抗Z1的区别； (4)励磁电流与铁芯饱和程度的关系； (5)参数测定、标么值。
空载损耗约占额定容量的（0.2~1）%，随 容量的增大而减小。这一数值并不大，但因为 电力变压器在电力系统中用量很大，且常年接 在电网上，因而减少空载损耗具有重要的经济 意义。工程上为减少空载损耗，改进设计结构 的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激 光化硅钢片或应用非晶态合金。
Electric Machinery
漏电动势 : E1
2 2
fN 1 1
2 fN 1 1
Electric Machinery
E 1 j 2 f
N 1 1
I 0 j 2 fL 1 I 0 j I 0 x 1
I0
x 1 2 f
N1
2
为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用。
电机学：变压器第二章变压器的运行分析 04
用一台副绕组匝数等于原绕组匝数的假想变压器来模拟实际变压器，假想变压器与实际变压器在物理情况上是等效的。
2)3) 有功和无功损耗不变。
2I实际上的二次侧绕组各物理量称为实际值或折合前的值。
折合后，二次侧各物理量的值称为其折合到一次绕组的折合值。
当把副边各物理量归算到原边时，凡是单位为伏的物理量（电动势、电压等）的归算值等于其原来的数值乘以k；凡是单位为欧姆的物理量（电阻、电抗、阻抗等）的归算值等于其原来的数值乘以k2；电流的归算值等于原来数值乘以1/k。
参数意义220/110V,1R m E 0I 2I ′ U 2I简化等效电路R k 、X k 、Z k 分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗，是二次侧短路时从简化等效电路一次侧端口看进去的电阻、电抗和阻抗。
R k ＝R 1＋2R ′， X k ＝X 1＋2X ′ Z k ＝R k ＋j X k应用基本方程式作出的相量图在理论上是有意义的，但实际应用较为困难。
因为，对已经制造好的变压器，很难用实验方法把原、副绕组的漏电抗x 1和x 2分开。
因此，在分析负载方面的问题时，常根据简化等效电路来画相量图。
短路阻抗的电压降落一个三角形ABC ，称为漏阻抗三角形。
对于给定的一台变压器，不同负载下的这个三角形，它的形状是相似的，三角形的大小与负载电流成正比。
在额定电流时三角形，叫做短路三角形。
讨论：变压器的运行分析感性负载时的简化相量图2U ′− 21I I ′−= 2ϕ 1kI r kx I j 1 1U ABC()()1111111121111210211220m2211P U I E I R jX I E I I RE I I I R I R E I I R =⎡⎤=−++⎣⎦=−+′=−−+′′=++ i i i i i()em 222222222222P E I U I R jX I U I I R ′′=′′′′′⎡⎤=++⎣⎦′′′′=+ i i i 有功功率平衡关系，无功功率平衡关系例题一台额定频率为60Hz的电力变压器，接于频率等于50Hz，电压等于变压器5/6倍额定电压的电网上运行，试分析此时变压器的磁路饱和程度、励磁电抗、励磁电流、漏电抗以及铁耗的变化趋势。
第二章变压器操作及其旁路代操作
第二章变压器操作及其旁路代操作第二章：变压器操作及其旁路代操作一、变压器操作变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流大小。
变压器的操作过程涉及到一系列操作步骤和注意事项，下面将详细介绍。
1. 准备工作在操作变压器之前，需要进行一些准备工作。
首先，要确保变压器的外部环境清洁干净，无杂物积聚。
其次，要检查变压器的冷却系统是否正常工作，保证变压器能够正常散热。
最后，要检查变压器的接地情况，确保接地良好，以防止触电等意外事故发生。
2. 开关操作在操作变压器之前，需要先关闭变压器的输入和输出开关，以防止电流通过变压器。
在关闭开关之后，可以进行其他操作步骤。
3. 变压器切换变压器一般具有多个绕组，可以通过切换绕组来改变电压和电流大小。
在切换绕组之前，需要先将切换开关置于断开状态，并确保变压器无负载运行。
然后，可以根据需要将切换开关置于相应的位置，实现所需的电压和电流变化。
4. 调节操作变压器的输出电压和电流可以通过调节器件进行调节。
在进行调节操作之前，需要先将调节器件置于最小位置，并逐步调节到所需的位置。
在调节过程中，需要注意观察变压器的工作状态，以确保调节过程稳定可靠。
5. 保护装置操作变压器上通常配备有各种保护装置，用于监测和保护变压器的正常运行。
在操作变压器时，需要定期检查保护装置的状态，并确保其正常工作。
如果发现保护装置有异常情况，需要及时处理，并找出原因进行修复。
二、旁路代操作旁路代是变压器操作中常用的一种操作方式，用于临时绕过变压器进行电力供应。
旁路代操作可以在变压器发生故障或维护期间，保证电力系统的正常运行。
1. 准备工作在进行旁路代操作之前，需要先关闭变压器的输入和输出开关，确保电流不会通过变压器。
然后，需要将旁路代开关置于断开位置，以切换电力供应路径。
2. 连接操作在进行旁路代操作时，需要将旁路代开关与旁路线路连接起来。
连接时需要确保连接牢固可靠，并检查连接处是否有漏电等安全隐患。
第2章 变压器的基本作用原理与理论分析
3、油枕 4、高低压绝缘套管 5、油标` 6、起吊孔
1、油箱
2、散热管
7、铭牌
18
大型电力变压器
19
五、变压器的额定值
1 额定容量S N (kVA) : 、
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。
2 额定电流I1N 和I 2 N ( A) : 、
指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相 变压器中指的是线电流
铁轭
铁芯柱
铁芯叠片
装配实物
11
铁芯各种截面
充分利用空间
提高变压器容量
减小体积。
12
㈡、绕组
变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。
按照绕组在铁芯中的排列方法分为：铁芯式和铁壳式两类 按照变压器绕组的基本形式分为：同芯式和交叠式两种．
1、铁芯式:
（1）、每个铁芯柱上都套有
高压绕组和低乐绕组。为了绝
3 额定电压U1N 和U 2 N (kV ) : 、
指长期运行时所能承受的工作电压（ 线电压）
U1N是指加在一次侧的额定 电压,U 2 N 是指一次侧加 U1N时二次的开路电压对三相变压器指的是线 . 电压.
20
三者关系：
单相 : S 三相 : S
N N
U 1 N I1 N U 2 N I 2 N 3U1N I1N 3U 2 N I 2 N
同理，二次侧感应电动势也有同样的结论。
则:
e2 N 2 d 0 2fN 2 m sin(t 90 0 ) E2 m sin(t 90 0 ) dt
有效值: E2 4.44 fN2m
相量:
E2 j 4.44 fN2m
25
⒉ E1﹑E2在时间相位上滞后于磁通 0 900. 其波形图和相量图如图2—8所示
第二章变压器习题答案
1.什么是主磁通？什么是漏磁通？答：链着励磁绕组和电枢绕组、经过气隙在电机主磁路中形成闭合磁路的磁通是主磁通；只链着励磁绕组或电枢绕组的磁通是漏磁通，它不穿过气隙。
2.变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件?如何达到理想的并联运行? 答：理想的并联应能满足下列条件：(1)空载时，并联的变压器之间没有环流。
(2)负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载； (3)负载时各变压器所分担的电流应为同相。
要达到理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足： (1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。
(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。
3.变压器的主要额定值有哪些?一台单相变压器的额定电压为220／110V ，额定频率为50Hz ，试说明其意义．若这台变压器的额定电流为4.55／9.1A ，问在什么情况下称其运行在额定状态?答：变压器的主要额定值有：(1)额定视在功率或称额定容量N S (kV A)；(2)额定线电压12/(V)N n U U k ；(3)额定线电流12/(A)N n I I ；(4)额定频率(Hz)N f ．一台单相交比器的额定电压为220／110V ，额定额率为50Hz ，这说明：(1)该变压器高压绕组若接在50Hz 、220V 电源上，则低压绕组空载电压为110V ，是降压变压器；(2)若该变压器低压绕组接在50Hz 、220V 电源上，则高压绕组空载电压为220V ，是升压变压器．当这台变压器加负载，使高压绕组电流为4.55A 、低压绕组电流为9.1A 时，称其运行在额定状态．4. 变压器的电抗参数m X ，1X σ，2X σ各与什么磁通相对应?说明这些参数的物理意义以及它们的区别，从而分析它们的数值在空载试验、短路试验和正常负载运行时是否相等．答：励磁电抗m X 对应于主磁通，主磁通所走的磁路是闭合铁心．其磁阻很小，而电抗与磁阻成反比，因此m X 的值很大．此外，铁心的磁导率不是一个常数，它随磁通密度的增加而变小．磁阻与磁导率成反比，所以励磁电抗和铁心磁导率成正比．由于短路试验时电压低、主磁通小，而空载试验时加额定电压、主磁通大，所以短路试验时励磁电抗比空载试验时的励磁电抗大．正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同，即负载运行时的励磁电抗和空载试验时的基本相等．一次绕组漏电抗1X σ与二次绕组漏电抗2X σ分别对应于一次绕组漏磁通和二次绕组漏磁通，漏磁通要走空气磁路而闭合，磁路的磁阻很大，冈此1X σ和2X σ就很小．因为空气的磁导率为常数，所以1X σ和2X σ为常数，即在空载试验、短路试验及正常负载运行时，它们的数值都相等．5.变压器的简化等效电路与T 型等效电路相比，忽略了什么量?这两种等效电路各适用于什么场合?答：简化等效电路是在将T 型等效电路中的励磁阻抗||m Z 视为无穷大时得到的，也就是在励磁电流0/m m I E Z =-=，即忽略丁励磁电流0I 的情况下得到的．T 型等效电路适合一次绕组加交流额定电压时各种运行情况，而简化等效电路只适合变压器负载运行时计算一、二次电流和二次电压的场合，例如计算电压调整率和并联运行时负载分配等． 6.变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率丰要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗?为什么?答：空载试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铁损耗．短路试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铜损托．在一、二次侧分别做空载试验，只要都加额定电压．由于12N N U kU =，这两种情况下铁心中主磁通是相等的；1212221112/4.444.444.444.44N N N N m U k U N N U U f N f N f N f N Φ====所以铁损耗相等，即电源输入功率相同．由于短路试验时所加电压很低，铁心中主磁通很小，铁损耗可忽略不计，因此，在一、二次侧分别做短路试验时，只要都加额定电流，这两种情况的铜损耗就相等，即电源输入功率相等．7.两台变比相同的三相变压器，一次额定电压也相同、联结组标号分别为Yyn0和Yyn8，能否想法使它们并联运行?答：能．只要将Yyn8变压器的二次绕组标志a ，b ，c 分别改为c ，a ，b 即可，因为这时已改为Yyn0的变压器了．8.一台单相变压器的额定容量为3200kVA N S =，电压为35／10.5kV ，一、二次绕组分别为星形、三角形联结，求：(1)这台变压器一、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流； (2)若负载的功率因数为0. 85(滞后)，则这台变压器额定运行时能带多少有功负载，输出的无功功率又是多少?解：(1)一次额定线电压 135(k V )N U = 一次额定相电压120.2(kV)N U φ=== 一次额定线电流152.8(A)N I === 一次额定相电流 1152.8(A)N N I I φ== 二次额定线电压 210.5(k V )N U = 二次额定相电压 2210.5(kV)N N U U φ== 二次额定线电流2176(A)N I === 二次额定相电流2101.6(A )N I φ== (2)能带有功负载为c o s 32000.852720N P S ϕ==⨯= 输出无功功率为s i n32000.5271686N Q S ϕ==⨯= 9.某台单相变压器的N 100kVA S =，220V /3300U /U 2N 1N =，10.45R =Ω，1 2.96X σ=Ω，20.0019R =Ω，20.0137X σ=Ω。
第二章 变压器习题及其答案
第二章 变压器2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。
2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化答：（1）额定电压不变，则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N又5060'=f f ⇒6050'=ΦΦ， 即Φ=Φ5'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻sl R m μ=不变，励磁磁势m m R N I Φ=⋅1，∴m m I I 65'=； （2）铁耗：βαf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小；（3）σσσπ11''1562x L f x =⋅=， σσσπ22''2562x L f x =⋅= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。
2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值，为什么？答：一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际值。
2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。
（具体测量方法略）2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=，Y ,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。
第二章变压器运行规程
第十五条 运行中的变压器每1小时应进行一次外部检查，检查项目如下：
1、变压器的油温和温度计应正常，各部位无渗油、漏油。
2、油枕充油正常，油色透明，油枕油色介于清和浅棕色之间。
3、套管外部无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象。
第八条 变压器的并列运行
1、高压或低压厂用变压器不能长期并列运行，以防止电压不等产生环流。
2、厂用变压器充电应在装有保护装置的高压侧进行。厂用变压器在并列前应尽可能将高压侧电源联络起来或调整一次电压接近以减少环流。
3、变压器并列时应符合下列条件：
a.绕组接线组别相同
b.电压比相同（相差不超过±5%）
7、高压侧装有断路器，低压侧装有闸刀开关的变压器，拉闸时，先拉闸刀开关，合闸时，先合断路器，即用闸刀开关拉合环流。（变压器并列运行时）
8、新安装或大修后的变压器，以及因内部故障使保护动作跳闸的变压器，在投运前应用发电机做零起升压试验。
第四条 变压器的充电应由高压电源侧用开关进行。停电时应先停负载侧，后停电源侧。严禁变压器从低压侧向高压侧倒充电。变压器在投运前应先投入其冷却装置。
第二章 变压器运行规程
第三章 变压器概况
我厂#1、2、3主变高备变为双绕组变压器，油浸风冷方式，低厂变、电除尘变、3号励磁变、输煤变为干式变压器。各铭牌参数如下:
#1、2主变 #3主变 高备变
型号 SF9-31500/38.5 SF9-75000/38.5 SFZ10-10000/35GY
3、变压器投入运行前的外部检查项目如下：
（1）油枕和充油套管油位正常，油色应透明，油枕的油色应介于清与浅棕色之间，各处不漏油。
第二章 变压器的基本作用原理与理论分析
Page: 18
Date:2013-7-14
第三节 变压器负载运行 一、物理现象
Page: 19
Date:2013-7-14
二、基本方程式
磁动势平衡式： I1 N 1 I 2 N 2 I m N 1
电流表达式： I1 I m I 2 N 2 N1
Page: 25 Date:2013-7-14
第四节
一、定义：
标幺值
某物理量实际值 标幺值 = 该物理量的基值 二、基值： 电压基值：额定电压。 容量基值：额定容量。 电流和阻抗基值：由电路基本规律算得。
S1b S N，U1b U1 N，I1b S1b U1b I1 N，Z1b U1b I1b 。
2、绕组
同心式：高低压绕组同心，低压绕组靠近铁芯。
交叠式：高低压绕组交叠，低压绕组靠近铁轭。
高压 绕组 低压 绕组
铁芯式变压器
Page: 3
铁壳式变压器
Date:2013-7-14
3、变压器油：起绝缘和散热的作用。 4、油箱：
5、绝缘套管：由导电杆和瓷套等组成。
Page: 4
Date:2013-7-14
设主磁通 m sin t ，则：
d e1 N 1 N 1 m cos t E1m sin(t 90) dt d e2 N 2 N 2 m cos t E 2 m sin(t 90) dt
其有效值形式为
I m ( gm jbm )( E1 )
化成阻抗的形式为： E1 I m ( rm jx m ) I m Z m
其中： rm
gm bm ，x m 2 2 2 2 gm bm gm bm
第二章 变压器 电机学原理
E 10 jL 1 I 0 jI 0 X 1 作为I 0的电抗压降， 1 2fLσ1为漏磁电抗 X
C、原绕组回路的电压方程：
u1 e10 e 10 i 0 R1
U1 I 0 R 1 (-E 10 ) (-E10 ) I 0 (R1 jX 1 ) (-E10 ) -E10 U1 E10 4.44fN 0 m 1
23
i1
i2
e1
u1
e
N1
1
2
e2 u e 2
Z
N2
原边的电压方程：
u1 e1 e 1 i1R1
副边的电压方程：
设
m sin t d 2fN1 m sin(t 900 ) E1m sin(t 900 ) 则 e1 N1 dt d e2 N 2 2fN 2 m sin(t 900 ) E 2 m sin(t 900 ) dt 有效值 E1 4.44 fN1 m 有效值 E2 4.44 fN 2 m
U1 I1 (R1 jX 1 ) (-E1 ) -E1 4.44fN m 1
U1为外加电源，空载与负载均相同，所以 4.44fN 0m 4.44fN m 1 1
0m m 由于磁通近似相等，磁阻不变，所以空载与负载磁动势近似相等。 i 0 N 1 R m 0 i1 N1 i 2 N 2 R m
当原边电压和负载功率因数一 定时, 副边电压随负载电流 的变化关系曲线 即U 2 f(I2 ), 称为为变压器的外特 . , 性
RS
I1
I2
RS ~ ES
~ E
S
R
第2章变压器的基本理论
第2章 变压器的基本理论[内容]本章以单相变压器为例，介绍变压器的基本理论。
首先分析变压器空载运行和负载运行时的电磁过程，进而得出定量描述变压器电磁关系的基本方程式、等效电路和相量图。
然后介绍变压器的参数测定方法和标么值的概念。
所得结论完全适用于对称运行的三相变压器。
[要求]● 掌握变压器空载、负载运行时的电磁过程。
● 掌握变压器绕组折算的目的和方法。
● 掌握变压器负载运行时的基本方程式、等效电路和相量图。
● 掌握变压器空载试验和负载试验的方法。
●掌握标么值的概念，理解采用标么值的优、缺点。
2.1单相变压器的空载运行变压器空载运行是指一次绕组接额定频率、额定电压的交流电源，二次绕组开路（不带负载）时的运行状态。
一、空载运行时的电磁过程 1．空载时的电磁过程图 2.1.1为单相变压器空载运行示意图，图中各正弦量用相量表示。
当一次绕组接到电压为1U 的交流电源后，一次绕组便流过空载电流0I ，建立空载磁动势100N I F =，并产生交变的空载磁通。
空载磁通可分为两部分，一部分称为主磁通0Φ ，它沿主磁路(铁心)闭合,同时交链一、二次绕组；另一部分称为漏磁通σΦ1 ，它沿漏磁路(空气、油)闭合、只交链一次绕组本身。
根据电磁感应原理，主磁通0Φ 分别在一、二次绕组内产生感应电动势1E 和2E ；漏磁通σΦ1 仅在一次绕组内产生漏磁感应电动势σ1E 。
另外空载电流0I 流过一次绕组时，将在一次绕组的电阻1R 上产生电压降10R I 。
变压器空载运行时的电磁过程可用图2.1.2表示。
变压器空载时，一次绕组中的1E 、σ1E 、10R I 三者与外加电压1U 相平衡；因二次绕组开路，02=I ，故2E 与空载电压20U 相平衡，即2E =20U 。
2．主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通的磁路、大小、性质和作用都是不同的，表2.1.1给出了二者的比较。
表2.1.1 主磁通和漏磁通的比较3．各电磁量参考方向的规定变压器中的电压、电流、磁通和电动势等都是随时间变化的物理量，通常是时间的正弦量。
第二章变压器操作及其旁路代操作
第二章变压器操作及其旁路代操作（原创版）目录一、变压器操作的基本知识二、变压器操作的步骤三、变压器旁路代操作的方法四、变压器操作的安全注意事项正文第二章变压器操作及其旁路代操作一、变压器操作的基本知识变压器操作是指对变压器进行投切、调节和检查等操作。
变压器操作人员需要熟悉变压器的结构、原理和性能，掌握操作方法和安全规程，以确保变压器正常运行和安全使用。
二、变压器操作的步骤1.投切操作：将变压器投入或切断电路，需按照操作顺序依次进行。
投切前应检查变压器及其附件的完好情况，确认无异常后进行操作。
2.调节操作：根据负荷需求，调节变压器的输出电压。
调节过程中应密切关注变压器的运行状态，确保电压稳定。
3.检查操作：定期对变压器进行检查，包括外观、温度、声音等方面。
发现异常情况应立即处理，确保变压器正常运行。
三、变压器旁路代操作的方法旁路代操作是指在变压器故障或检修时，通过旁路设备实现电力传输。
旁路代操作方法如下：1.确定旁路设备：根据变压器的类型和容量，选择合适的旁路设备，如旁路开关、旁路断路器等。
2.旁路连接：将旁路设备与变压器相连接，确保连接可靠。
3.调整参数：根据旁路设备的性能，调整相关参数，如电压、电流等，以保证电力传输的稳定性。
四、变压器操作的安全注意事项1.操作前，必须进行安全检查，确保变压器及其附件完好。
2.操作过程中，应严格遵守操作规程，避免误操作。
3.变压器投切时，应注意顺序，避免短路和电压波动。
4.旁路代操作时，要确保旁路设备质量可靠，连接牢固。
5.定期对变压器进行检查，发现异常及时处理。
总之，本章主要介绍了变压器操作及其旁路代操作的基本知识、操作步骤和安全注意事项。
第二章的_变压器答案详解
第二章 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. 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 。
答：C2. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那末原边的励磁阻抗标幺值是 。
Ａ：１６, Ｂ：１６００, Ｃ：０.１６。
答：A3. 变压器的其它条件不变，外加电压增加１０℅，则原边漏抗1X ，副边漏抗2X 和励磁电抗m X 将 。
第2章变压器
2.1 变压器的工作原理
1. 电压变换 一次侧电路 E1 =－j4.44 N1f Φm
+ i1
U1 = －E1 + (R1 + jX1) I1 = －E1 + Z1I1
※ R1 ：一次绕组电阻。
u1
－
－ e1 ＋
i2 ＋ ＋ e2 ZL u2 － －
图形符号表示的电路图
X1 ：一次绕组漏电抗。 Z1 ：一次绕组漏阻抗。 忽略 Z1 ，则 U1≈－E1
大连理工大学电气工程系
第 2 章 变压器
2.3 变压器的运行分析
一、等效电路
将匝数为N2的实际二次绕组用匝数为N1的等 效二次绕组来代替。代替时保持磁通势和功率不 变。
二次绕组的折算公式：
1. 折算后的二次绕组电流 磁通势不变： N1I2' = N2I2 N2 I2 I2' = N I2 = k 1
大连理工大学电气工程系
2.3 变压器的运行分析
2. 折算后的二次绕组电压和电动势 输出视在功率不变： U2'I2' = U2 I2 I2 U2' = U2 = kU2 I2' 匝数相同： E2'= E1 = kE2
大连理工大学电气工程系
2.3 变压器的运行分析
3. 折算后的二次绕组漏阻抗和负载阻抗 有功功率不变
大连理工大学电气工程系
2.2 变压器的基本结构
(2) 低压绕组额定线电流 SN I2NL = I2N = 3 U1N 500〓103 = A 26.24 A 3 1.732〓11〓10 因低压绕组为△形联结，额定相电流为 I2NL 26.24 = A 15.15 A I2NP = 3 1.732
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。
电机学(第二章)变压器
漏磁感应电动势
一次绕组漏磁通在一次绕组中感应的漏磁电动势 的瞬时值 d
e 1 N1
1
dt
E 1 j4.44fN1Φ 1m
有效值为 E 1＝4.44f N11m
电压方程式
根据基尔霍夫电压定律
U1 E1 E 1 I10 R1 A U E
空载运行时的电磁关系
U1 E1 E 1 I 0 R1
I 0 R1
U1 U2
I0
F0 N1I 0
1m
E 1 E1
m
E2
E1 k E2
U 2 E2
小结
既有电路的问题，也有磁路的问题，电与磁之 间又有密切的联系。
心式变压器: 结构 心柱被绕组所包围，如图2—1所示。 特点 心式结构的绕组和绝缘装配比较容易， 所以电力变压器常常采用这种结构。
壳式变压器:
结构 铁心包围绕组的顶面、底面和侧面， 如图2—2所示。 特点 壳式变压器的机械强度较好，常用于低 电压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。
2.绕组 定义 变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁 线或圆线（铜或铝）绕成。 一次绕组 : 输入电能的绕组。 二次绕组: 输出电能的绕组。 高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少， 导线粗。 从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分 为同心式和交迭式。
U1 E1 j4.44fN1Φm
在频率f 和一次绕组匝数N1一定时，空载运行时主磁 通m（励磁磁动势产生）的大小和波形取决于一次 绕组电压的大小和波形。
变比
E1 N1 k E2 N 2
比值 k 称为变压器的变比，是一、二次绕组相电动势有效 值之比，等于每相一、二次绕组匝数比。
第二章 配电变压器
变压器的主要结构
（二 ）绕组 1、作用：是变压器的电路部分， 作用： 起变换电压和传递电能作用。 2、型式：圆筒式、连续式。 型式： 高低压绕组一般制成同心式， 高压在外低压在内
变压器的主要结构
（三）油枕 1、作用： （1）储油，保证油箱内的油位高度 （2）减少油箱内的油与空气的接触面积，防潮 防氧化，延长使用时间。 油箱： （四）油箱：储油、冷却； 瓷套管： （五）瓷套管：保证三相引线之间的绝缘； 分接开关： （ 六 ） 分接开关 ： 装于高压侧绕组上，通过调整高压 绕组匝数，来调整变压器的输出电压；调压方式为 有载调压和无载调压。
五、 三相变压器的连接组别
一、三相变压器的型式： 1、组式：三相铁芯组合在一起。 2、芯式：各相铁芯独立 二、三相变压器接线端子符号： 1、原边：首端：A、B、C、； 未端：X、Y、X、N； 2、副边：首端：a、b、c 未端：x、y、z、n； 3、同名端：原、副边中电位同时为正或同时为负的对 应相绕组的对应端，用*表示。
变压器的额定值
5、额定电流Ie1，Ie2： （ 1）单相计算：
（ 2）三相变压计算：
例题： 例题：
某台单相变压器，额定容量15kVA，额定电压 为6600/220V，如并联接入额定电压为220V， 功率为300W的若干电阻炉，使二次电流为额 定输出电流的一半，求需并联多少个电阻炉？ 某台三相变压器，额定容量125kVA，额定电 压为10/0.4kV，如接入额定电压为380V，功率 为10kW,功率因数为0.8的若干电动机，使二次 电流为额定输出电流的80%，求最多能接多少 个电动机？
四、变压器的额定值
1、额定容量Se：指变压器额定状态下输出的 视在功率，单位：KVA 2、额定电压：变压器空载且分接开关在额定 位置时的线电压Ue1，Ue2。 3、变压器的原副边额定电压与线路（系统） 额定电压之间的关系： 原边1.05Ue 升压变 副边1.1Ue 原边1.0Ue 降压变 副边1.1Ue 此处Ue为线路的额定电压 4、频率：50HZ
第二章 变压器运行规程
3.5 测量变压器绕组的直流电阻。
3.6 检查所有分接头的变压比一致。
3.7 检查变压器接线组别和极性。
3.8 有载调压装置试验。
3.9 测量绕组连同套管一起的直流泄漏电流。
3.10 检查相位。
3.11 空载实验。
3.11.1 上述检查和Biblioteka 验项目符合要求时,方可重复下列试验。
7 低压厂变的中性线电流不得超过变压器的低压侧额定电流的25％。
8 变压器可以在正常过负荷和事故过负荷的情况下运行。正常过负荷可以经常使用，事故过负荷只允许在事故情况下（如：运行中的若干台变压器中有一台损坏，而又无备用时，则其余变压器允许按事故过负荷运行使用。变压器存在较大的缺陷（如：冷却系统不正常 严重漏油 色谱分析异常等）时不准过负荷运行。
短路阻抗（%） 最大7.92%
额定7.55%
最小7.58% 额定频率（Hz） 50 绝缘耐热等级 A
效率（%） 98% 噪音水平（dB） ＜60dB 冷却器
总重（T） 12050 油重（T） 2800 联结组标号 Y,d11
负载损耗(KW) 36.120 空载损耗
(KW) 5.500 空载电流
短路阻抗（%） 10.33% 额定频率（Hz） 50 绝缘耐热等级 A
联结组标号 Yn d11 负载损耗（KW） 168.7 空载损耗（KW）
24.7
噪音水平（dB）
62
冷却器
PC 每个冷却器风扇数量
6/4
冷却器数量（其中备用组数）
6 每个风扇电机容量（kW）、电压（kV） 0.37 0.38
4.2 变压器上层油温已超过55℃。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A B C 0
特点：在这种铁心结构的变压器中，任
.
.
.
一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心 为回路，因此各相磁路彼此相关联。
七 变压器的并联运行
（一）、并联运行的定义： 是指将两台或多台变压器的原方和副方分别 接在公共母线上，同时向负载供电的运行方 式，如图所示。
（二）、并联运行的优点： 1）可以提高供电的可靠性。 2）可以根据负荷的大小调整投入并联运 行变压器的台数，以提高运行效率； 3）可以减少备用容量，并可随着用电量 的增加，分期分批地安装新的变压器，以 减少初投资。 当然，并联变压器的台数也不宜太多，因为 在总容量相同的情况下，一台大容量变压 器要比几台小容量变压器造价低、基建设 投资少、占地面积小。
这样，效率的公式可变为： 2 p0 p kN = *100% 1 2 S N cos 2 p0 p kN 以上的假定引起的误差不大（不超过0.5 ％），却给计算带来很大方便，电力变压 器规定都用这种方法来计算效率。 3.效率特性： 上式说明，当负载的功率因数cos φ 2一定 时，效率随负载系数而变化。图为变压器 的效率曲线。 效率决定于铁耗、铜耗和 负载大小。
四、变压器在铁路信号设备供电的应用
铁路信号用变压器，多采用低压小功率的干式自 冷变压器。主要由信号、轨道、道岔表示、扼流、 防雷等变压器。 BX型信号变压器用于色灯信号机的点灯电路， 目前广泛采用的是BXl—34型。其绕组组成如图1 所示。 BG型轨道变压器用于轨道电路供电，目前广 泛使用的是BfiI一50型。其绕组组成如图2所示， 原边接220V电源，副边输出电压为0．45"-10．8V，通过改变副边端子连接可获所需电压。
变压器的外特性
（1）、电压变化率： 原边为额定电压，负载功率因数一定时，空载 副边端电压和负载副边端电压之差与额定电 压比值
U 20 U 2 U % 100% U2N
在纯电阻和感性负载时，外特性下降；在容性 负载时，可能上翘；纯电阻时变化较小。
（容性负载)
(纯阻负载)
（感性负载)
此曲线称之为变压器的外特性
1、铁心和绕组：变压器中最主要的部 件，他们构 成了变压器的器身。 1）铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装 绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。 铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭 合磁路。 铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少铁心 中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁 性材料——硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两 种，其厚度为0.35～0.5mm，两面涂以厚0.02～ 0.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。
第二章 变压器
变压器：是一种静止的电机，它利用电 磁感应原理将一种电压、电流的交流电 能转换成同频率的另一种电压、电流的 电能。换句话说，变压器就是实现电能 在不同等级之间进行转换,能量既不能增 加又不能减少。
变压器
变压器
1.1 变压器的基本结构和分类 一、变压器的基本结构：
电力变压器的基本构成部分有：铁心、绕 组、绝缘套管、油箱及其他附件等，其中 铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器 身。图1-2是油浸式电力变压器的结构图。
=
特性分析： 1.空载时输出功率为零，所以η=0。 2.负载较小时，损耗相对较大，功率η较低。 3.负载增加，效率η亦随之增加。超过某一 负载时，因铜耗与成正比增大，效率 η 反而 降低，最大效率η出现在 =0的地方。因此， d 取η对β的导数，并令其等于零，即可求出最 d 高效率ηmax时的负载系数βm βm=
根据额定容量和额定电压计算出的线电流，称为 额定电流，以A表示。 对单相变压器
I 1N
对三相变压器
SN SN ; I 2N U 1N U 2N
SN 3U 1N ; I 2N SN
I 1N
3U 2 N
4、额定频率 fN 除额定值外，变压器的相数、绕组连接方式及联结 组别、短路电压、运行方式和冷却方式等均标注在 铭牌上。额定状态是电机的理想工作状态，具有优 良的性能，可长期工作。
p0 pkN
2 p0 ηmax= 1 ×100％ m S N cos 2 2 p0
即当不变损耗（铁耗）等于可变损耗（铜耗） 时效率最大。
六、 三 相 变 压 器
现代电力系统都采用三相制，故三相变 压器使用最广泛。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、 三相变压器空载电动势的波形和三相变压器 的不对称运行等。此外，变压器的并联运行 也放在本章讨论。
铁心型式 ：变压器铁心的结构有心式、壳 式和渐开线式等形式。壳式结构的特点是 铁心包围绕组的顶面、底面和侧面，如图 所示。心式结构的特点是铁心柱被绕组包 围，如图所示。壳式结构的机械强度较好， 但制造复杂，
心式结构比较简单，绕组的装配及绝缘比 较容易，电力变压器的铁心主要采用心式 结构。 铁心叠装 ：变压器的铁心一般是由剪成一 定形状的硅钢片叠装而成。为了减小接缝 间隙以减小激磁电流，一般采用交错式叠 法，使相邻层的接缝错开。 铁心截面:铁心柱的截面一般作成阶梯形， 以充分利用绕组内圆空间。容量较大的变 压器，铁心中常设有油道，以改善铁心内 部的散热条件，如图所示。
三相变压器的磁路系统
三相变压器的磁路系统 可分为各相磁路独立和
各相磁路相关两大类。
（一）、各相磁路独立: 三相变压器组或组式三相变压器,如图所示
特点：1.显然各相磁路相互独立彼此无关 2.当原方接三相对称电源时，各相主 磁通和励磁电源也是对称的。 （二）、各相磁路相关： 如图所示，
可见，此时的各相磁通之间是相互联 系的，即：
1、额定容量SN 额定容量是指额定运行时的视在功率。以 VA、kVA 或 MVA 表示。由于变压器的效率很 高，通常一、二次侧的额定容量设计成相 等。 2、额定电压U2N和U2N 正常运行时规定加在一次侧的端电压称为 变压器一次侧的额定电压 U2N。二次侧的额 定电压U2N 是指变压器一次侧加额定电压时 二次侧的空载电压。额定电压以V或kV表示。 对三相变压器，额定电压是指线电压。 3、 额定电流I2N和I2N
电压变化率还与负载的性质，即 功率因数φ 2的大小和正负有关。
（2）、变压器的损耗和效率： 1、变压器的功率关系： 变压器在传递能量的 过程中将产生损耗，损耗可分为铁耗和铜耗两类。 通常变压器的空载损耗指的是铁耗，而短路损耗 指的是铜耗。 变压器的基本铁耗主要是磁滞和涡流损耗，主 要是磁滞损耗。 变压器的基本铜耗是指原、副绕组中的电阻损 耗。 变压器原边从电网吸收电功率P1，其中很小部分功 率消耗在原绕组的电阻上(pcu1=mI12R1)和铁心损 耗上(pFe=mI02Rm)。其余部分通过电磁感应传给 副绕组，称为电磁功率PM。副绕组获得的电磁功 率中又有很小部分消耗在副绕组的电阻上 (pcu2=mI22R2)，其余的传输给负载，即输出功率:
2）电力变压器可以应用间接法计算效率， 间 接法又称损耗分析法。其优点在于无需给变压器 直接加负载，也无需运用等效电路计算，只要进 行空载试验和短路试验，测出额定电压时的空载 损耗p0和额定电流时的短路损耗pkN就可以方便地 计算出任意负载下的效率。 在应用间接法求变压器的效率时通常作如下假定： 1.忽略变压器空载运行时的铜耗，用额定电压下的 空载损耗p0来代替铁耗pFe，即pFe=p0，它不随负 载大小而变化，称为不变损耗； 2. 忽略短路试验时的铁耗，用额定电流时的短路 损耗pkN来代替额定电流时的铜耗。但需要注意的 是：
Bxl一34 、BGI一50型变压器
四 变压器在信号设备应用
BZ型中继变压器设于交流连续式轨道电路受电端， 用以使钢轨阻抗与轨道继电器阻抗相匹配。其技术 特性与BZ4型相似。 BD型道岔表示变压器用于电气集中联锁的道岔表 示电路中作为道岔表示电源的隔离变压器，现使用 BDI一7型。 在电气化区段，为使牵引电流顺利通过绝缘节， 而信号电流不流经相邻区段，在轨道电路送、受电 端等需连通牵引电流的地方设置扼流变压器。
（三）、变压器的理想并联运行条件： 1）空载时并联的各变压器副绕组之间没有环流。 2）带负载后各变压器的负载系数相等。 3）负载时各变压器对应相的电流相位相同 （四）、并联运行的变压器必须满足以下三个条 件： 1）各变压器高、低压方的额定电压分别相等， 各变压器的变比相等； 2) 各变压器的联结组相同； 3）短路电抗与短路电阻之比相等。 上述三个条件中，条件2﹚必须严格保证。 即
6、电力变压器按容量大小通常分为小型变 压器（容量为 10 ～ 630kVA）、中型变压器 （ 容 量 为 8 0 0 ～ 6 3 0 0 kVA）、 大 型 变 压 器 （容量为 8000 ～ 63000kVA）和特大型变压 器（容量在90000kVA及以上）。 三、额定值： 额定值是制造厂对变压器在指定工作条件 下运行时所规定的一些量值。额定值通常 标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值 主要有：
这样，变压器的功率关系可表示如下：
所以变压器的效率为：
P 1 pcu1 pFe pcu 2 P 2
p1 p p2 100% 100% p1 P1
2、效率的求解： 1）以按给定负载条件直接给变压器加负载，测出 输出和输入有功功率就可以计算出来。这种方法 称为直接负载法 ，P1和P2效率相差不大，难以 直接测得，且效率实验耗电多，不经济。因而， 采用间接法，测出各种损耗锓电力变压 器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护 装置等部件。 二、变压器的分类： 变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、 冷却方式等不同来进行分类。 1 、按用途分类，可分为电力变压器（主要用在输 配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、 联络变压器和厂用变压器）、仪用互感器（电压 互感器和电流互感器）、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、 电焊变压器等）。