电机原理与维修--第二章-变压器.pptx

2024/4/25 周四12 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）。2、按绕组数目分类:可分为双绕组变压器,三绕 组变压器、多绕组变压器和自耦变压器。3、按铁心结构分类，有心式变压器和壳式变压器。4、按相数分类，有单相变压器、三相变压器和多相变压器。2024/4/25 周四225、按冷却介质和冷却方式分类，可分为油浸式变压器（包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式）、干式变压器、充气式变压器。6、电力变压器按容量大小通常分为小型变压器（容量为10630kVA）、中型变压器（容量为8006300kVA）、大型变压器（容量为800063000kVA）和特大型变压器（容量在90000kVA及以上）。下面是我收集的一些变压器图片：2024/4/25 周四32024/4/25 周四42024/4/25 周四52024/4/25 周四62024/4/25 周四72024/4/25 周四82024/4/25 周四92024/4/25 周四102024/4/25 周四112024/4/25 周四122024/4/25 周四132024/4/25 周四142024/4/25 周四152-1 变压器的基本工作原理和结构一、变压器的基本工作原理2024/4/25 周四162-1 如上图，若一次绕组一侧加交流电源U1,那么一次绕组中将有交流电流流过。从而在铁心中产生交变磁通，进而在一二次绕组中产生交变电动势e1和e2。据电磁感应定律：2024/4/25 周四172-1.1若忽略绕组的漏电抗压降，设一二次绕组耦合系数为一，不考虑绕组的电阻压降，则一二次绕组的端电压：于是：2024/4/25 周四182-1.1二、变压器的基本结构2024/4/25 周四192-1.21、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0.350.5mm，两面涂以厚0.020.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。2024/4/25 周四202-1.2铁心型式：变压器铁心的结构有心式、壳式等形式。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。2024/4/25 周四212-1.22024/4/25 周四222-1.2 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。2024/4/25 周四232-1.2当采用冷轧硅钢片时，由于顺着碾压方向导磁系数高，损耗小，故用斜切钢片的叠装方法。（1-7）铁心柱的截面在小容量变压器中常用方形或矩形，大型变压器用阶梯截面。直径超过380mm时，还有冷去油道。渐开线性铁心（2-10）2024/4/25 周四242-1.2 2）绕组绕组：绕组：绕组是变压器的电路部分，它由绕组是变压器的电路部分，它由铜或铜或 铝绝缘导线绕制而成铝绝缘导线绕制而成。一次绕组（原绕组）：输入电能一次绕组（原绕组）：输入电能 二次绕组（副绕组）：输出电能二次绕组（副绕组）：输出电能 他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组他们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。具有不同的电压和电流。2024/4/25 周四252-1.2 其中，两个绕组中，电压较高的我们称为其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。特种变压器中。2024/4/25 周四262-1.2 3）油箱及冷却装置 油浸变压器的器身在充满油的油箱里。变压器油既是绝缘介质，又有散热的功能。小容量变压器采用平板式油箱，容量稍大时采用排管式油箱。当排管不能满足散热要求时，先将排管做成散热器，再安装在油箱上。大型变压器采用强迫油循环冷却等方式。4）绝缘套管 将线圈的高低压引线引到箱外的绝缘装置，2024/4/25 周四272-1.2 起着对地绝缘和固定引线的作用。可分为：纯磁套管、空心充气或充油套管和电容式套管。5）保护装置 （1）储油柜（油枕）：油保护装置，柜内油面高度随变压器的热胀冷缩而变动。他的作用是保证变压器的油箱内充满油，减少油和空气的接触面积，降低油老化的速度。（2）吸湿器（呼吸器）：内有硅胶或活性氧化铝，吸收进入储油柜的水分。2024/4/25 周四282-1.2（3）安全气道（防爆筒）：一个长钢圆筒，端口处有一定厚度的玻璃板或酚醛纸板，下端与油箱相连通。当变压器内压力骤增时，气流冲破玻璃或酚醛纸板，避免造成爆裂。现一般改用压力释放阀。（4）净油器（5）气体继电器 此外，变压器还有调压分接开关和测温及温度控制装置。2024/4/25 周四292-1.3变压器的铭牌三、变压器的铭牌 1.变压器的型号（表2-1）SL-500/10 SFPL-63000/300 2.额定值 视在功率：在交流线路中，电压与电流有效值的乘积。视在功率2=有功功率2+无功功率2 2024/4/25 周四302-2变压器的空载运行和负载运行一、变压器的空载运行 空载运行：是指变压器原绕组接到额定电压、额定频率的电源上，副绕组开路时的运行状态。1.空载运行时的电磁关系2024/4/25 周四312-2.1 主磁通：漏磁通：2.电压、电动势和磁通的关系 在研究变压器问题时，一般将一次绕组看成一次测电源的负载；将二次侧看成变压器负载的电源。（1）.按习惯方式规定方向：1）在负载支路，电流的正方向与电压降的正方向一致，而在电源支路，电流的正方向与电动势的正方向一致；2024/4/25 周四322-2.1 2）磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定则；3）感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则。（2）感应电动势与磁通之间的关系 假定主磁通按正弦规律变化，即=msint 根据电磁感应定律和对正方向规定，一、二次绕组中感应电动势的瞬时值为;2024/4/25 周四332-2.1即：其有效值：2024/4/25 周四342-2.12024/4/25 周四352-2.1 （3）电动势平衡方程式：根据对正方向的规定，可以得到空载时电动势平衡方程式：将漏感电动势写成压降的形式：于是：2024/4/25 周四362-2.1 式中 Z1=R1+I1原绕组的漏阻抗。对于电力变压器，空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小，其数值不超过U1的0.2%，将I0Z1忽略，则上式变成：在副方，由于电流为零，则副方的感应电动势等于副方的空载电压，即：2024/4/25 周四372-2.1(4)变压器的变比：在变压器中，原、副绕组的感应电动势E1和E2之比称为变压器的变比，用K表示，即：上式表明，变压器的变比等于原、副绕组的匝数比。当变压器空载运行时，由于U1E1，U20E2，故可近似地用空载运行时原、副方的电压比来作为变压器的变比，即:2024/4/25 周四382-2.1 3.空载电流和空载损耗 （1）空载电流：变压器空载运行时原绕组中的电流I0主要用来产生磁场，又称为励磁电流.空载电流主要分为两部分，一是磁化电流I0r,单纯起励磁作用，不消耗有功功率，称为空载电流的无功分量。另一部分是铁耗电流I0a，因磁滞和涡流损耗引起，为空载电流的有功分量。磁化电流一般比铁耗电流大10倍左右，空载电流几乎属于无功电流。2024/4/25 周四392-2.1 （2）空载损耗：空载损耗绝大部分是铁心损耗，只有极少部分为绕组的铜损耗。铁心损耗主要是在交变磁场下产生的磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗与电源频率的一次方和铁心最大磁通密度的平方成正比。4.空载运行时的向量图和等效电路 1)空载时的向量图:我们已知2024/4/25 周四402-2.1绘图步骤(p54）:2024/4/25 周四412-2.1 从向量图可见，空载电流与电源电压的相位差为900，因此空载时变压器的功率因数很低。（2）等效电路 为分析方便，可以用一个既能保持变压器原来内部的电磁关系不变，又便于工程计算的线性电路来代替实际变压器，这种电路称为等效电路。令：2024/4/25 周四422-2.1则有：如图2-20：r1是原绕组的电阻,X1是对应原绕组漏磁路磁导的电抗，它们数值很小且为常数。但rm、Xm却受铁心饱和度的影响，不是常数。对电力变压器来说，由于漏阻抗远小于励磁阻抗，所以可以把一次漏阻抗忽略不计。可见空载电流主要取决于励磁阻抗的大小，一般希望空载电流越小越好，所以变压器采用高导磁材料，以增大Zm。2024/4/25 周四432-2.2变压器的负载运行二、变压器的负载运行 当变压器原方接入交流电源，副方接上负载时的运行方式称为变压器的负载运行。2024/4/25 周四442-2.2 1.负载运行时的电磁关系 当二次侧接上负载，二次侧感应电动势将在二次绕组中产生电流I2,I2流过二次绕组将产生磁通势。此时，铁心中的磁通势将由一二次绕组共同决定。由于电源电压和频率都为常数，相应磁通基本不变。因此由空载到负载，一次绕组中电流将增加一个分量I，以平衡二次绕组产生的作用。即：2024/4/25 周四452-2.2 2.负载运行的基本方程式 （1）磁通势平衡方程式 负载是一二次绕组产生的合成磁通势和空载时产生的主磁通的励磁磁通势基本相等。即：可以推得：2024/4/25 周四462-2.2 其中：由于I0远小于I1,所以可以忽略。即有：（2）电动势平衡方程式 在原方，电动势平衡方程式为：2024/4/25 周四472-2.2 在副方，电动势平衡方程式为：综上，负载时：2024/4/25 周四482-2.2 3.绕组折算与等效电路 （1）绕组折算：由于原、副绕组的匝数，原、副绕组的感应电动势12，这就给分析变压器的工作特性和绘制相量图增加了困难。为了克服这个困难，常用一假想的绕组来代替其中一个绕组，使之成为变比k=的变压器，这样就可以把原、副绕组联成一个等效电路，从而大大简化变压器的分析计算。这种方法称为绕组折算。折算后的量在原来的符号上加一个上标号“”以示区别。通常将二次折算到一次侧。2024/4/25 周四492-2.2 折算的本质：在由副方向原方折算时，由于副方通过磁动势平衡对原方产生影响，因此，只要保持副方的磁动势不变，则变压器内部电磁关系的本质就不会改变。即折算前后副方对整个回路的电磁关系的影响关系不能发生变化！副方各量折算方法如下：1）二次侧电动势的折算值：于折算前后主磁通和漏磁通均未改变，根据电动势与匝数成正比的关系可得2024/4/25 周四502-2.2 2）二次侧电流的折算值:3）二次侧漏阻抗的折算值：根据折算前后副绕组的铜损耗不变的原则：2024/4/25 周四512-2.2得：2024/4/25 周四522-2.2 （2）等效电路：经过折算2024/4/25 周四532-2.2等效电路如图T型电路：2024/4/25 周四542-2.2 考虑到ZmZ1，I1NI0，当负载变化时，变化很小，可以认为不随负载的变化而变化。这样，便可把T型等效电路进行简化处理：2024/4/25 周四552-2.2 4.变压器负载时的向量图 通常在做定性分析时用相量图比较形象直观，而在做定量计算时用等效电路比较简便（图2-24）。2024/4/25 周四562-2.2向量图：2024/4/25 周四572-3 变压器的工作特性 变压器的工作特性主要指其外特性和效率特性，主要指标有电压变化率和效率。一、变压器的外特性和电压变化率 1.变压器的外特性；当变压器的电源电压和负载的功率因数为常数时，二次端电压随负载电流变化的规律。即U2=f(I2).2024/4/25 周四582-3.1变压器的外特性和电压变化率外特性曲线：2024/4/25 周四592-3.1 2.电压的变化率 电压变化率反映了变压器供电电压的稳定性，一定程度上反映了电能的质量。2024/4/25 周四602-3.1由简化等效电路：变压器的负载系数2024/4/25 周四612-3.2变压器的损耗、效率和效率特性 1.变压器的损耗 变压器没有机械损耗，变压器损耗主要包括铁损耗和1、2次绕组的铜损耗两部分。95%，99%。（1）铁损耗:基本铁损耗为铁心中的涡流和磁滞损耗，取决于磁通密度的大小磁通交变的频率和硅钢片的质量。附加铁损耗包括有铁心叠片坚决缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等，较小。铁损耗与一次侧外加电源电压大小有关，与负载大小无关。又称不变损耗。2024/4/25 周四622-3.2 （2）铜损耗：基本铜损耗是电流在一二次绕组上电阻的损耗，附加铜损耗包括以集肤效应一起导线等截面积变小而增加的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜损耗的大小与负载电流的平方成正比，所以又称为“可变损耗”。集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。2.变压器的效率及效率特性2024/4/25 周四632-3.2 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:2024/4/25 周四642-3.2这样，变压器的功率关系可表示如下：所以变压器的效率为：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。2024/4/25 周四652-3.22）电力变压器可以应用间接法计算效率，电力变压器可以应用间接法计算效率，间接法又称损间接法又称损耗分析法。耗分析法。其优点在于无需给变压器直接加负载，也无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，需运用等效电路计算，只要进行空载试验和短路试验，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测出额定电压时的空载损耗p p0 0和额定电流时的短路损耗和额定电流时的短路损耗p pkNkN就可以方便地计算出任意负载下的效率。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：在应用间接法求变压器的效率时通常作如下假定：1.忽忽略略变变压压器器空空载载运运行行时时的的铜铜耗耗，用用额额定定电电压压下下的的空空载载损损耗耗p0来来代代替替铁铁耗耗pFe，即即pFe=p0，它它不不随随负载大小而变化，称为不变损耗；负载大小而变化，称为不变损耗；2.忽忽略略短短路路试试验验时时的的铁铁耗耗，用用额额定定电电流流时时的的短短路路损损耗耗pkN来来代代替替额额定定电电流流时时的的铜铜耗耗。但但需需要要注注意意的是：的是：2024/4/25 周四662-3.2不同负载时的铜耗与负载系数的平方成正比，当短路损耗pk不是在IK=IN时测的，则pkN=(IN/IK)2PK。3.不考虑变压器副边电压的变化，即认为U2=U2N不变，这样便有P2=mU2I2 cos2=mU2NI2N(I2/I2N)cos2 =SN cos 22024/4/25 周四672-3.2这样，效率的公式可变为：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 2一定时，效率随负载系数而变化。图为变压器的效率曲线。2024/4/25 周四682-3.2特性分析：1.空载时输出功率为零，所以=0。2.负载较小时，损耗相对较大，功率较低。3.负载增加，效率亦随之增加。超过某一负载时，因铜耗与成正比增大，效率反而降低，最大效率出现在 =0的地方。因此，取对的导数，并令其等于零，即可求出最高效率max时的负载系数m2024/4/25 周四692-3.2即当不变损耗（铁耗）等于可变损耗（铜耗）时效率最大。由于变压器总是在额定电压下运行，但不可能长期满负载。为了提高运行的经济性，通常设计成m=0.50.6，这样，使铁耗较小。2024/4/25 周四702-4三相变压器 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。2024/4/25 周四712-4.1三相变压器的磁路系统一.三相变压器的磁路 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。1、组式磁路:三相变压器组或组式三相变压器,如图所示 特点：特点：1）.显然各相磁路相互独立彼此无关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。磁通和励磁电源也是对称的。2024/4/25 周四722-4.12、心式磁路相关：、心式磁路相关：如图所示，如图所示，2024/4/25 周四732-4.1可见，此时的各相磁通之间是相互联系的，可见，此时的各相磁通之间是相互联系的，即：即：特点：特点：在这种铁心结构的变压器中，任在这种铁心结构的变压器中，任一瞬间某一一瞬间某一相的磁通均以其他两相铁心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。为回路，因此各相磁路彼此相关联。2024/4/25 周四742-4.2三相变压器的电路系统-联接组别二.三相变压器的电路系统-联接组别 1.变压器三相绕组的联接方法 对于三相变压器，不论是高压绕组还是低压绕对于三相变压器，不论是高压绕组还是低压绕组，组，我国主要采用我国主要采用星形连接（星形连接（Y连接）和三角形连接）和三角形连接（连接（D连接）两种。连接）两种。绕组名绕组名单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器首首端端末末端端首首端端末末端端中中点点高压绕组高压绕组AXABCXYZN低压绕组低压绕组axabcxyzn中压绕组中压绕组Nm2024/4/25 周四752-4.2星星形形连连接接方方式式：以以高高压压绕绕组组为为例例，把把三三相相绕绕组组的的个个末末端端X、Y、Z连连在在一一起起，结结成成中中点点，而而把把它它们们的的三三个个首首端端A、B、C引引出出，便是星形连接，以符号便是星形连接，以符号Y表示。表示。三三角角形形连连接接方方式式：如如果果把把一一相相的的末末端端和和另另一一相相首首端端连连接接起起来来，顺顺序序形形成成一一闭闭合合电电路路，称为三角形连接，用称为三角形连接，用D D表示。表示。2024/4/25 周四762-4.22.三相变压器的联结组别 按高低压绕组线电动势的相位关系，把变压器绕组的连接分成不同组合，称为三相变压器的组标号。因为高低压绕组相位差为30的倍数，因此其联结组标号可以用时钟法来表示。把高压绕组的线电动势相量作为时钟的长针，且固定指向12的位置，对应的低压绕组的线电动势相量作为时钟的短针，其所指的钟点数就是变压器联结组的标号。2024/4/25 周四772-4.2同极性(名)端：由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号“*”标出。注意：绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、尾端的标志无关。规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。当同一铁心柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同，如图所示。当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反，如图：2024/4/25 周四782-4.22024/4/25 周四792-4.2三相变压器的联结组高、低绕组对应线电动势之间的相位差，不仅与绕组的极性（绕法）和首末端的标志有关，而且与绕组的连接方式有关。1、Y，y接法 如图所示：2024/4/25 周四802-4.2当各相绕组同铁心柱时，Y，y接法有两种情况。1）、高、低压绕组同极性端有相同的首端标志，高、低压绕组相电动势相位相同，则高、低压绕组对应线电动势和也同相位，其联结组为Y，y0。2）、同极性端有相异的端点标志，高、低压绕组相电动势相位相反，则对应的线电动势和相位也相反，因此其联结组为Y，y6。2024/4/25 周四812-4.22、Y，d接法2024/4/25 周四822-4.2对于Y,y连接而言,可的0,2,4,6,8,10六个偶数的联结组号.相对于Y,d而言,就可的1,3,5,7,9,11六个奇数的联结组号.2024/4/25 周四832-4.23、标准联结组：总的来说，Y，y接法和D，d接法可以有0、2、4、6、8、10等6个偶数联结组别，Y，d接法和D，y接法可以有1、3、5、7、9、11等6个奇数组别，因此三相变压器共有12个不同的联结组别。为了使用和制造上的方便，我国国家标准规定只生产下列5种标准联结组别的电力变压器，即Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。其中以前3种最为常用。对于单相变压器，标准联结组为I，I0。2024/4/25 周四842-4.24.变压器的绕组连接时应注意以下几点：1）绕组的极性只表示绕组的绕法，与绕组首末端的标志无关；2）高、低压绕组的相电动势均从首端指向末端，线电动势从A指向B；3）同一铁心柱上的绕组（在连接图中为上下对应的绕组），首端为同极性时相电动势相位相同，首端为异极性时相电动势相位相反；4）相量图中A、B、C与a、b、c的排列顺序必须同为顺时针排列，即原、副方同为正相序。2024/4/25 周四852-4.3变压器的并联运行并联运行的定义：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。2024/4/25 周四862-4.3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。2024/4/25 周四872-4.3变压器的理想并联运行条件变压器的理想并联运行条件：1）空空载载时时并并联联的的各各变变压压器器副副绕绕组组之之间间没没有有环环流。流。2）带负载后各变压器的负载系数相等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负载时各变压器对应相的电流相位相同。并联运行的变压器必须满足以下三个条件：并联运行的变压器必须满足以下三个条件：1）各各变变压压器器高高、低低压压方方的的额额定定电电压压分分别别相相等等，即各变压器的变比相等；即各变压器的变比相等；2)各变压器的联结组相同；各变压器的联结组相同；3）各各变变压压器器短短路路阻阻抗抗的的标标么么值值相相等等，且且短短路路电电抗抗与短路电阻之比相等。与短路电阻之比相等。上述三个条件中，条件上述三个条件中，条件2必须严格保证。必须严格保证。2024/4/25 周四882-2.3条件不满足时的情况：1）如果各变压器的联结组不同：将会在变压器的副绕组所构成的回路上产生一个很大的电压差，这样的电压差作用在变压器必然产生很大的环流（几倍于额定电 流）它将烧坏变压器的绕组，因此联结组不同的变压器绝对不能并联运行。2）变比不相等时：在并联运行的变压器之间也会产生环流。3）当并联运行的变压器阻抗标么值不相等时：各并联变压器承担的负载系数将不会相等，下面分析变压器并联运行时的负载分配问题。2024/4/25 周四892-4.3在在实实际际运运行行中中，条条件件1）和和3）可可以以稍稍有有差差异异，但但要要求求各各并并联联运运行行的的变变压压器器其其变变比比的的差差值值不不超超过过 1%，短短路路阻阻抗抗的差值不超过的差值不超过10%。2024/4/25 周四902-4.3变压器并联运行时的负载分配：如图所示:2024/4/25 周四912-4.3设这两台并联运行的变压器联结组相同设这两台并联运行的变压器联结组相同,变比相等变比相等,但是阻抗的标幺值不等但是阻抗的标幺值不等,这样这样,从上图可的从上图可的:用标幺值表示用标幺值表示:2024/4/25 周四92补充：标幺值在工程计算中，各物理量往往不用实际值表示，而采用相应的标幺值来进行表示：标幺值=实际值/基值通常取各量的额定值作为基值。采用标幺值的优点：1.采用标么值可以简化各量的数值，并能直观地看出变压器的运行情况。2.采用标么值计算，原、副方各量均不需要折算 3.用标么值表示，电力变压器的参数和性能指标总在一定的范围之内，便于分析比较。2024/4/25 周四932-4.3可见,负载电流的标幺值与其短路阻抗的标幺值成反比.由于短路阻抗角相差不大,短路阻抗角的差别对并联变压器的负载分配影响不大,因此上试可以写成标量的形式,即:设变压器负载运行时副边电压U2=U2N保持不变,则负载系数:2024/4/25 周四942-4.3进而可以写成进而可以写成:2024/4/25 周四952-5其他变压器 电力系统中，除大量采用双绕组变压器外，还常采用多种特殊用途的变压器，他们涉及面广，种类繁多。一、自耦变压器 自耦变压器：把普通双绕组变压器 的高压绕组和低压绕组串联连接，便构成一台自耦变压器，如图所示。正方向规定与双绕组变压器相同。2024/4/25 周四962-5.12024/4/25 周四972-5.1 自耦变压器能节省大量材料、降低成本、减小变压器的体积重量，有利于大型变压器的运输和安装。在高电压、大容量的输电系统中，自耦变压器主要用来连接两个电压等级相近的电力网，做联络变压器用。实验室中用作调压器，此外可以用作异步电动机的启动补偿器2024/4/25 周四98 2、电流关系和电压关系：、电流关系和电压关系：如图如图C所示，在分析时我们可忽略自耦变所示，在分析时我们可忽略自耦变压器的漏磁通和绕组电阻，这样我们可以压器的漏磁通和绕组电阻，这样我们可以得到以下等式：得到以下等式：=k kA A k kA A：自耦变压器的变比。自耦变压器的变比。负载时磁动势平衡关系为：负载时磁动势平衡关系为：2024/4/25 周四99 若忽略励磁电流，则有：若忽略励磁电流，则有：A点电流关系为：点电流关系为：带入上式，可得：带入上式，可得：2024/4/25 周四1002024/4/25 周四101 3、容量关系：自耦变压器的容量是它的输入容量或输出容量。额定运行时容量用S自N表示：SN=（1-1/KA）S自自N在这里：SN-等于普通变压器的额定容量，在自耦变压器中，叫做绕组容量绕组容量1/KAS自自N-自耦变压器的传导容传导容量量 2024/4/25 周四1024、主要优缺点：优点：优点：由于自耦变压器的绕组容量小于额定容量，当额定容量相同时，自耦变压器与双绕组变压器相比，其单位容量所消耗的材料少、变压器的体积小、造价低，而且铜耗和铁耗也小，因而效率高。这就是自耦变压器的主要优点。2024/4/25 周四103 缺点：缺点：由于自耦变压器原、副绕组之间有直接电的联系，为了防止因高压边单相接地故障而引起低压边的过电压，用在电力系统中的三相自耦变压器中性点必须可靠接地。同样，由于原、副绕组之间有直接电的联系，当高压边遭受过电压时，会引起低压边严重过电压，为避免这种危险，需要在原、副边都装设避雷器。2024/4/25 周四1042.5.2仪用互感器二、仪用互感器 仪仪用用互互感感器器包包括括电压互感器和电流互感器，是电力系统中使用的测量设备，其工作原理与变压器基本相同。使用互感器的目的是：1与与小小量量程程的的标标准准化化电电压压表表和和电电流流表表配配合合测测量量高高电电压压、大大电电流流；2使使测测量量回回路路与与被被测测回回路路隔隔离离，以以保保障障工工作作人人员员和和测测试试设设备备的的安安全全；3为各类继电保护和控制系统提供控制信号。2024/4/25 周四1052-5.2二、电流互感器：如图所示：2024/4/25 周四106如果将励磁电流忽略，根据磁动势平衡关系：式中，k i 为电流互感器的变流比，显然，当测量出I2后，被测电流I1=Ki I 2在实际中，由于励磁电流和漏阻抗的影响，电流互感器也存在着误差。2024/4/25 周四107电电流流互互感感器器在在使使用用时时应应注注意意：1在在运运行行过过程程中中绝绝对对不不允允许许副副方方开开路路。这是因为电流互感器的原方电流是由被测试的电路决定的，在正常运行时，电流互感器的副方相当于短路，副方电流有强烈的去磁作用，即副方的磁动势近似与原方的磁动势大小相等、方向相反，因而产生铁心中的磁通所需的合成磁动势和相应的励磁电流很小。2024/4/25 周四108若副方开路，则原方电流全部成为励磁电流，使铁心中的磁通增大，铁心过分饱和，铁耗急剧增大，引起互感器发热。同时因副绕组匝数很多，将会感应出危险的高电压，危及操作人员和测量设备的安全；2副副方方应应可可靠靠接接地地；3副副方方回回路路阻阻抗抗不不应应超超过过规规定定值值，以免增大误差。以免增大误差。2024/4/25 周四1092-5.2一、电压互感器：一、电压互感器：2024/4/25 周四1102-5.22024/4/25 周四111 当忽略漏抗时：=这样，被测电压 U1=K U22024/4/25 周四1122-5.2但实际上很明显，电压互感器存在着误差，但实际上很明显，电压互感器存在着误差，这个误差包括变比误差和相位误差。这个误差包括变比误差和相位误差。在使用电压互感器时应注意：在使用电压互感器时应注意：1副方不允许短路，否则会产生很大的短副方不允许短路，否则会产生很大的短路电流，烧坏互感器的绕组；路电流，烧坏互感器的绕组；2副方应副方应可靠接地；可靠接地；3副方接入的阻抗不得小于副方接入的阻抗不得小于规定值，以减小误差。规定值，以减小误差。2024/4/25 周四1132-5.3电焊变压器三、电焊变压器电焊变压器是一种特殊的降压变压器，为保证电焊的质量和电弧燃烧的稳定性，应满足以下几点：1.应具有60-75V的空载电压，以保证容易起弧，但考虑操作的安全，电压不超过85V。2.应具有迅速下降的外特性，以满足电弧特性的要求。3.为适应不同工件，应能够调节焊接电流的大小。2024/4/25 周四1142-5.3 4.短路电流不应太大，也不应太小。一般短路电流不超过额定电流的两倍。一二次绕组一班装在两个铁心柱上，所以漏阻抗较大，常用改变漏抗的方法很多，常用的有磁分路法和可变电抗法 。（p77）2024/4/25 周四1152-5.4整流变压器四、整流变压器 在整流装置中，将电源电压变换成整流器所需要的交流电压，还可以将三相交流系统变换为多相系统，以减小整流器输出直流电压的脉动程度 1.作用原理