人起工营火 Hefel University of Technology 第三章变压器 第一节变的工作原理、分况绪构 变压器的工作原理 变压器的主要部件 @m 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。 4=-9=M dt dt
第三章 变压器 第一节变压器的工作原理、分类及结构 一、变压器的工作原理 变压器的主要部件—— 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。 t u e N d d 1 1 1 = − = t u e N d d 2 2 2 = = −
UEN U N kk—匝比 忽略铁心中的损耗,根据能量守恒定律,有:U1l1=U2l2 、变压器的分类 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。 按相数分:单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分:芯式变压器和壳式变压器。 按调压方式分:无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分:千式变压器、油浸式变压器和充气 式变压器
2 1 1 1 2 2 2 U E N k U E N = = = k——匝比 忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有： 1 1 2 2 U I =U I 二、变压器的分类 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。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 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
控制变压器 电力变压器 电源变压器 三相干式变压器 接触调压器 3
3 电源变压器 电力变压器 控制变压器 三相干式变压器 接触调压器
三、变压器的结构简介 铁心变压器中主要的磁路部分,用审 分为铁心柱与铁轭两部分 H田 ■■■■■■■■ 三相芯式变压器 单相芯式变压器 1-铁心柱2-铁轭 1一铁心柱2-铁轭 3—高压线圈4—低压线圈 3-高压线圈4低压线圈
4 三、变压器的结构简介 铁心——变压器中主要的磁路部分， 分为铁心柱与铁轭两部分。 单相芯式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈 三相芯式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈
绕组—变压器中的电路部分。 第一组 理2 7拜拜 匪1 〓:〓〓 第二组 理 睡 交叠式绕组 单相壳式变压器 1一低压绕组2一高压绕组 1—铁心柱2—铁轭3—绕组 5
5 单相壳式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组 绕组——变压器中的电路部分。 1—低压绕组 2—高压绕组 交叠式绕组
40℃ 1一信号式温度计 2-吸湿器 3-储油柜 4-油位计 10 5—安全气道 x 〓 6—气体继电器 l11 7一高压套管 8—低压套管 12 9—分接开关 10—油箱 11—铁心 12—线圈 油浸式电力变压器 13-放油阅门 6
油浸式电力变压器 6 1—信号式温度计 2—吸湿器 3—储油柜 4—油位计 5—安全气道 6—气体继电器 7—高压套管 8—低压套管 9—分接开关 10—油箱 11—铁心 12—线圈 13—放油阀门
变压器的额定值 额定容量为变压器的视在功率(用S表示,单位kVA,VA) 额定电压(一次和二次绕组上分别为1N和U2N,单位V,kV) 额定电流(一次和二次绕组上分别为1N和2N,单位A,kA) 单相变压器SN=U/11N=U2N12N 三相变压器SN=√3U1 ININ 2N12N 额定频率八一我国的规定为50Hz
7 变压器的额定值 额定容量为变压器的视在功率（用SN 表示，单位 kV·A ，V·A） 额定电压（一次和二次绕组上分别为U1N 和U2N ，单位V, kV） 额定电流（一次和二次绕组上分别为I1N 和I2N ，单位 A , kA） 单相变压器 N 1N 1N 2N 2N S =U I =U I 三相变压器 N 3 1N 1N 3 2N 2N S = U I = U I 额定频率fN ——我国的规定为50Hz
[例3-1]有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器 4SN=160从VAYy0联结N/Ux=3kV/04V 试求一次、二次绕组的额定电流。 解: S160×103 N√3U1N√3×35×103 A=2.64A 160×103 2N√3U133×04×10 A=230.9A
8 [例3-1] 有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器， SN =160kVA U1N /U2N = 35kV/ 0.4kV 试求一次、二次绕组的额定电流。 解： A 2.64A 3 35 10 160 10 3 3 3 1 N N 1N = = = U S I A 230.9A 3 0.4 10 160 10 3 3 3 2 N N 2N = = = U S I Y,y0 联结
第二节单粗变丘的窆载ξ狞 空载运行时的物理情况 i2=0 变压器匝数为M的一次组加上叫 N 22 交流电压,变压西数为N2的 乐暗,这种情况即为变压 的至载逛行 一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式 l=i+(-2)+(-2)=iR+Md+M dφ dt da dt 其中,i—空载电流;2—二次绕组的空载电压;n1-一次绕组的 电阻。q—主磁通;φ1—一次绕组漏磁通
9 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 变压器匝数为N1的一次绕组加上 交流电压，变压器匝数为N2的二 次绕组开路，这种情况即为变压 器的空载运行。 一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 d d ( ) ( ) d d u i r e e i R N N t t = + − + − = + + 20 2 2 d d u e N t = = − 其中，i0— 空载电流；u20— 二次绕组的空载电压；r1— 一次绕组的 电阻。φ— 主磁通；φ1σ — 一次绕组漏磁通
1、感应电动势与主磁通 空载运行时,忽略R和e1≈e1设:中=功 , sinat 0N①nSin(0t-90°)=E1nSin(Ot-/2) do 0N2nsin(ot-90°)=E2mSin(0t-兀/2 感应电动势e1和e2均滞后于φ的电角度90°,其有效值为 E1mONΦn21 2 2=44 E,,ON,④,2nNV④ E m=444N2④, 2√2 2 E和E2的相量表达式 E1=-444NNΦ E2=-444N2①
10 1、感应电动势与主磁通 空载运行时，忽略i1R1和e1σ 1 1 u e sin m 设： = t 1 1 1 1 d sin( 90 ) sin( π / 2) d m m e N N t E t t = − = − − = − 2 2 2 2 d sin( 90 ) sin( π / 2) d m m e N N t E t t = − = − − = − 感应电动势e1 和e2 均滞后于φ 的电角度90° ，其有效值为 m m m m f N E N f N E 1 1 1 1 1 4.44 2 2π 2 2 = = = = m m m m f N E N f N E 2 2 2 2 2 4.44 2 2π 2 2 = = = = E1和E2的相量表达式 m E fN 1 44 1 = −j4. m E fN 2 44 2 = −j4