電工學少學時第五章（章節(jié)課程）

1、第 5 章變壓器1陽山書屋c5.1 磁路5.2 電磁鐵 5.4 變壓器的基本結(jié)構(gòu)5.3 變壓器的工作原理5.7 自耦變壓器5.5 三相變壓器5.9 繞組的極性第5章 變壓器5.6 儀用互感器5.8 三繞組變壓器2陽山書屋c5.1 磁路5.1 磁場的基本物理量1、磁感應(yīng)強度B : 表示磁場內(nèi)某點磁場強弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強度B的大小:磁感應(yīng)強度B的方向: 與電流的方向之間符合右手螺旋定則。磁感應(yīng)強度B的單位: 特斯拉(T)均勻磁場: 各點磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同的 磁場，也稱勻強磁場。3陽山書屋c2、磁通磁通 ：穿過垂直于B方向的面積S中的磁力線總數(shù)。 說明: 如果不是均勻磁場，則取B的

2、平均值。在均勻磁場中 = B S 或 B= /S 磁感應(yīng)強度B在數(shù)值上可以看成為與磁場方向垂直的單位面積所通過的磁通,故又稱磁通密度。磁通 的單位:韋伯(Wb)3、磁場強度磁場強度H ：介質(zhì)中某點的磁感應(yīng)強度 B 與介質(zhì) 磁導率 之比。磁場強度H的單位 ：安培/米（A/m)4陽山書屋c真空的磁導率為常數(shù)，用 0表示，有：4、磁導率磁導率 ：表示磁場媒質(zhì)磁性的物理量，衡量物質(zhì) 的導磁能力。相對磁導率 r： 任一種物質(zhì)的磁導率 和真空的磁導率0的比值。磁導率 的單位：亨/米（H/m）5陽山書屋c5. 2 物質(zhì)的磁性能1. 非磁性物質(zhì) 非磁性物質(zhì)分子電流的磁場方向雜亂無章，幾乎不受外磁場的影響而互相

3、抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁導率都是常數(shù)，有： 所以磁通 與產(chǎn)生此磁通的電流 I 成正比，呈線性關(guān)系。當磁場媒質(zhì)是非磁性材料時，有：即 B與 H 成正比，呈線性關(guān)系。由于OHB 0 r 1B = 0 H ( )( I )6陽山書屋c2. 磁性物質(zhì) 磁性物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內(nèi)的分子磁場排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域為磁疇。 在外磁場作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場方向趨于一致，物質(zhì)整體顯示出磁性來，稱為磁化。即磁性物質(zhì)能被磁化。磁疇外磁場 在沒有外磁場作用的普通磁性物質(zhì)中，各個磁疇排列雜亂無章，磁場互相抵消，整體對外不顯磁性。磁疇7陽

4、山書屋c5.2.1磁性材料的磁性能1 高導磁性 磁性材料的磁導率通常都很高，即 r 1 (如坡莫合金，其 r 可達 2105 ) 。 磁性材料能被強烈的磁化，具有很高的導磁性能。 磁性材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等。 磁性物質(zhì)的高導磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。 磁性物質(zhì)的高導磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線圈中通入不太大的勵磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強度。8陽山書屋c 在電機、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導率比周圍空氣或其它物質(zhì)的磁導率高

5、的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱為磁路。+NIfNSS直流電機的磁路交流接觸器的磁路9陽山書屋c磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場不會隨著外磁場的增強而無限的增強。2 磁飽和性磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場不會隨著外磁場的增強而無限的增強。當外磁場增大到一定程度時，磁性物質(zhì)的全部磁疇的磁場方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場方向一致，磁化磁場的磁感應(yīng)強度將趨向某一定值。如圖。B HO 初始磁化曲線 10陽山書屋c B-H 磁化曲線的特征： Oa段：B 與H幾乎成正比地增加； ab段： B 的增加緩慢下來； b點以后：B增加很少，達到飽和。OHBBab 有磁性物質(zhì)存在時，B 與 H不成

6、正比，磁性物質(zhì)的磁導率不是常數(shù)，隨H而變。 有磁性物質(zhì)存在時，與 I 不成正比。 磁化曲線11陽山書屋c3 磁滯性 磁性材料在交變磁場中反復磁化，其B-H關(guān)系曲線是一條回形閉合曲線，稱為磁滯回線。磁滯性：磁性材料中磁感應(yīng)強度B的變化總是滯后于 外磁場變化的性質(zhì)。磁滯回線OHBBrHc剩磁感應(yīng)強度Br (剩磁) ： 當線圈中電流減小到零(H=0)時，鐵心中的磁感應(yīng)強度。矯頑磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。 磁性物質(zhì)不同，其磁滯回線和磁化曲線也不同。12陽山書屋c按磁性物質(zhì)的磁性能，磁性材料分為三種類型：(1)軟磁材料 具有較小的矯頑磁力，磁滯回線較窄。一般用來制造電機、電器及變壓器等

7、的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金即鐵氧體等。(2)永磁材料 具有較大的矯頑磁力，磁滯回線較寬。一般用來制造永久磁鐵。常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。(3)矩磁材料 具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性良好。在計算機和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錳鐵氧體等。13陽山書屋c式中：F=NI 為磁通勢，由其產(chǎn)生磁通； Rm 稱為磁阻，表示磁路對磁通的阻礙作用； l 為磁路的平均長度； S 為磁路的截面積。三. 磁路的歐姆定律 若某磁路的磁通為，磁通勢為F ，磁阻為Rm，則即有：此即磁路的歐姆定律。14陽山書屋c1. 磁路分析的特點(1)在處理電路時不涉及

8、電場問題，在處理磁路時離不開磁場的概念；(2)在處理電路時一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時一般都要考慮漏磁通；(3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式上相似。由于 不是常數(shù)，其隨勵磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來計算，只能用于定性分析；(4)在電路中，當 E=0時，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當 F=0 時， 不為零；15陽山書屋c5.2 電磁鐵1. 概述 電磁鐵是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機械零件、工件于固定位置的一種電器。當電源斷開時電磁鐵的磁性消失，銜鐵或其它零件即被釋放。電磁鐵銜鐵的動作可使其它機械裝置發(fā)生聯(lián)動。 根據(jù)使用電源類型分為：直流電磁鐵：用直流電源勵磁；

9、交流電磁鐵：用交流電源勵磁。16陽山書屋c5.2 電 磁 鐵 電磁鐵的常見結(jié)構(gòu)形式 電磁鐵的種類： 直流電磁鐵、交流電磁鐵。 勵磁 線圈 鐵心 銜鐵 勵磁 線圈 銜鐵 鐵心 鐵心 勵磁 線圈 銜鐵 銜鐵 鐵心 勵磁 線圈 17陽山書屋c一、直流電磁鐵 U S N N SIf U I N I URI =(1) 電壓與電流的關(guān)系 (2) 線圈的功率： P = R I 2 1. 直流鐵心線圈電路 18陽山書屋c一、直流電磁鐵 U S N N SIf2. 電磁吸力 線圈通電后，產(chǎn)生主磁通。鐵心和銜鐵被磁化，在它們的兩端形成N極和S極，從而產(chǎn)生電磁吸力F。 I 不變 F 銜鐵吸合后磁阻 19陽山書屋c二

10、、交流電磁鐵1、電磁關(guān)系+e+e+uNi（磁通勢）主磁通 ：通過鐵心閉合的磁通。漏磁通：經(jīng)過空氣或其它非導磁媒質(zhì)閉合的磁通。線圈鐵心 i，鐵心線圈的漏磁電感 與i不是線性關(guān)系。20陽山書屋c2、電壓電流關(guān)系根據(jù)KVL:+eeuNi式中：R是線圈導線的電阻 L 是漏磁電感 當 u 是正弦電壓時，其它各電壓、電流、電動勢可視作正弦量，則電壓、電流關(guān)系的相量式為：Z 是漏磁阻抗21陽山書屋c設(shè)主磁通 根據(jù)電磁感應(yīng)定律有效值 由于線圈電阻 R 和感抗X（或漏磁通）較小，其電壓降也較小，與主磁電動勢 E 相比可忽略，故有式中：Bm是鐵心中磁感應(yīng)強度的最大值，單位T； S 是鐵心截面積，單位m2。22陽山

11、書屋cU =E 忽略漏阻抗，有U4.44 f Nm= 則 當 U 、f 一定時， m 基本不變。 (2) 功率視在功率: S = U I無功功率: Q = S sin 有功功率: P = S cos = PCuPFe 銅損耗 鐵損耗= RI2 +( PhPe )磁滯損耗 渦流損耗 23陽山書屋c3、功率損耗 交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。1. 銅損（Pcu） 在交流鐵心線圈中, 線圈電阻R上的功率損耗稱銅損，用Pcu 表示。 Pcu = RI2式中：R是線圈的電阻；I 是線圈中電流的有效值。2. 鐵損（PFe） 在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用PFe

12、表示。鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。+ui24陽山書屋c（1）磁滯損耗（Ph）由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗（Ph）。 磁滯損耗的大小： 交變磁化一周在鐵心的單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的磁滯損耗能量與磁滯回線所包圍的面積成正比。OHB 磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。 減少磁滯損耗的措施： 選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。25陽山書屋c(2)渦流損耗（Pe）渦流損耗: 由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。 渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少渦流損耗措施： 提高鐵心的電阻率。鐵心用彼

13、此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。鐵心線圈交流電路的有功功率為：26陽山書屋c(1) 變化 f 變化 電磁吸力用平均值衡量。 m 不變 Fm 不變。(2) 銜鐵吸合后磁阻 起動電流 工作電流。4. 電磁吸力 m 不變 磁通勢 勵磁電流 Of t F fm 平均吸力 27陽山書屋c (1) 交流電磁鐵的吸力在零與最大值之間脈動。銜鐵以兩倍電源頻率在顫動，引起噪音，同時觸點容易損壞。為了消除這種現(xiàn)象，在磁極的部分端面上套一個分磁環(huán)（或稱短路環(huán)），工作時，在分磁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其阻礙磁通的變化，在磁極端面兩部分中的磁通 1 和 2 之間產(chǎn)生相位差，因而兩部分的吸力不同時為零，實現(xiàn)消除振動

14、和噪音，如圖所示；而直流電磁鐵吸力恒定不變；綜合上述：12 (2) 交流電磁鐵中,為了減少鐵損，鐵心由鋼片疊成；直流電磁鐵的磁通不變，無鐵損，鐵心用整塊軟鋼制成；28陽山書屋c (4) 直流電磁鐵的勵磁電流僅與線圈電阻有關(guān)，在吸合過程中，勵磁電流不變。 (3) 在交流電磁鐵中，在其吸合過程中，隨著磁路氣隙的減小，磁阻減小，電流減小。如果銜鐵被卡住，通電后銜鐵吸合不上，電流較大，將使線圈嚴重發(fā)熱甚至燒毀；4. 電磁鐵的應(yīng)用 電磁鐵在生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。其主要應(yīng)用原理是：用電磁鐵銜鐵的動作帶動其他機械裝置運動，產(chǎn)生機械連動，實現(xiàn)控制要求。29陽山書屋c應(yīng)用實例 圖示為應(yīng)用電磁鐵實現(xiàn)制動機床或起重機

15、電動機的基本結(jié)構(gòu)，其中電動機和制動輪同軸。原理如下：M3 抱閘制動輪彈簧電磁鐵通電電磁鐵動作拉開彈簧抱閘提起松開制動輪 電機轉(zhuǎn)動斷電電磁鐵釋放彈簧收縮抱閘抱緊抱緊制動輪 電機制動啟動過程：制動過程：30陽山書屋c例5.2.1 一個鐵心線圈，加上12V直流電壓時，電流為1A；加上110V交流時，電流為2A，消耗的功率為88W。求后一種情況線圈的銅損耗、鐵損耗和功率因數(shù)。解：(1) 線圈施加直流電壓時： UIR = 121=12(2) 線圈施加交流電壓時： PCu = RI2=1222 W=48 WPFe = PPCu=(8848) W=40W PU Icos = 881102= 0.431陽山書

16、屋c單相變壓器+一次繞組N1二次繞組N2鐵心 一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。5.3 變壓器的工作原理32陽山書屋c(1) 空載運行情況1. 電磁關(guān)系一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。+1i0 ( i0N1) 1空載時，鐵心中主磁通是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。33陽山書屋c(2) 帶負載運行情況1. 電磁關(guān)系一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負載。+11i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，鐵心中主磁通是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。2i2+e2+e2+u2Z 34陽山書屋c2. 電壓變換（設(shè)加正弦交流電壓）有效值:同 理：主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則變壓器 一

17、次、二次側(cè)繞組的電動勢之比稱為變壓器的電壓比(1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動勢35陽山書屋c根據(jù)KVL：變壓器一次側(cè)等效電路如圖 由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動勢 E1比較可忽略不計，則+(2) 一次、二次側(cè)電壓式中 R1 為一次側(cè)繞組的電阻; X1=L1 為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生)。36陽山書屋c（匝比）K為變比對二次側(cè)，根據(jù)KVL：結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。式中 R2 為二次繞組的電阻; X2=L2 為二次繞組的感抗； 為二次繞組的端電壓。變壓器空載時:+u2+i1i2+e2+e2式中U20為變壓器空載電壓。故有3

18、7陽山書屋c 一般取高壓繞組的電壓與低壓繞組的電 壓之比， 規(guī)定: 當 U1 = U1N 時, U1N U2N即：k1U20 = U2N 如銘牌上標注:電壓 10000 / 230V變壓器銘牌參數(shù)：額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值U1N ，一次繞組的額定電壓U2N，一次繞組加上額定電壓時，二次側(cè)空載時的電壓 一般 U2N 比滿載時的 電壓高 5% 10% 。 38陽山書屋c（3）、變壓器的外特性 當一次側(cè)電壓 U1和負載功率因數(shù) cos2保持不變時，二次側(cè)輸出電壓 U2和輸出電流 I2的關(guān)系，U2 = f (I2) U20：一次側(cè)加額定電壓、二

19、次側(cè)開路時，二次側(cè)的輸出電壓。 一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2 變化不大），電壓變化率約在23%左右。電壓變化率：cos2 =0.8(感性）U2I2U20I2Ncos2 =1Ocos2 =0.8(容性）39陽山書屋c 例5.3.1 某單相變壓器的額定電壓為 10 000/230 V 接在 10 000 V 的交流電源上向一電感性負載供電，電壓 調(diào)整率為 0.03，求變壓器的電壓比、空載和滿載時的二 次電壓。 解 變壓器的電壓比為 空載時的二次電壓為 U20 = U2N = 230 V 滿載時的二次電壓為 U2 = U2N (1 VR ) = 230(1 0.03) V = 223

20、 V k = = = 43.5 U1N U2N 10 000 230 40陽山書屋c3. 電流變換(一次、二次側(cè)電流關(guān)系)有載運行 可見，鐵心中主磁通的最大值m在變壓器空載和有載時近似保持不變。即有 不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有由上式，若U1、 f 不變，則 m 基本不變，近于常數(shù)?？蛰d：有載：+|Z |+41陽山書屋c一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略?；蚪Y(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。磁勢平衡式：空載磁勢有載磁勢42陽山書屋c U2|ZL |I2 = 2230.966= 224A= 5.15A I2kI1 =例5.3.1 某單相變壓器的額定電壓

21、為10000/230V，接在10000V的交流電源上向一電感性負載供電，電壓調(diào)整率為0.03。當|ZL |=0.966時，變壓器正好滿載。求該變壓器的電流?？蛰d電壓：=230V滿載電壓:=230(10.03) V= 223VU20 = U2N U2 = U2N (1U ) PCu43陽山書屋c4. 阻抗變換由圖可知： 結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負載的阻抗模的K 2 倍。 +44陽山書屋c 一只電阻為 8的揚聲器（喇叭），需要把電阻提高到 800才可以接入半導體收音機的輸出端。問：應(yīng)該利用電壓比為多大的變壓器才能實現(xiàn)這一阻抗匹配。解：例5.3.3 = 10RL = k2 R

22、RRLk = 8008上一節(jié)下一節(jié)上一頁下一頁返 回45陽山書屋c(1) 變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：信號源R0RL+R0+解:例1: 如圖，交流信號源的電動勢 E= 120V，內(nèi)阻 R 0=800，負載為揚聲器，其等效電阻為RL=8。（1）當RL折算到原邊的等效電阻 時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（2）當將負載直接與信號源聯(lián)接時,信號源輸出多大功率？46陽山書屋c信號源的輸出功率：電子線路中，常利用阻抗匹配實現(xiàn)最大輸出功率。 結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。原因：滿足了最大功率輸出的條件：（2）將負載直接接到信號源上時，輸出功率為：47陽山書屋c5 變壓器的功率關(guān)系一次繞組的視在功

23、率：S1 = U1I1二次繞組的視在功率：S2 = U2I2變壓器的額定容量：SN = U2NI2N = U1NI1N輸入功率：P1 = U1I1cos1輸出功率：P2 = U2I2cos2變壓器的損耗：P = P1 P2= PCu + PFe48陽山書屋c不變損耗PFe = Ph+Pe鐵損耗：上一節(jié)下一節(jié)上一頁下一頁返 回銅損耗：PCu = R1I12 + R2I22可變損耗銅損 (PCu) ：繞組導線電阻的損耗。渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感 應(yīng)電流(渦流)造成的損耗。磁滯損耗：磁滯現(xiàn)象引起鐵心發(fā)熱，造 成的損耗。 鐵損(PFe )：變壓器的效率為輸出功率輸入功率一般 95% ,負載為

24、額定負載的(5075)%時，最大49陽山書屋c 一變壓器容量為10kVA，鐵耗為300W，滿載時的銅耗為400W。求該變壓器在滿載時向功率因數(shù)為 0.8 的負載供電時輸入和輸出的有功功率及效率。解：例5.3.4忽略電壓變化率，則P2 = SN cos2= 101030.8 W= 8 kWP = PCu + PFe= (300 + 400) W= 0.7 kWP1 = P2 + P= (8 + 0.7) kW= 8.7 kWP1P2=100%88.7=100%= 92 %上一節(jié)下一節(jié)上一頁下一頁返 回50陽山書屋c5.4 變壓器的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件 1. 鐵心 用硅鋼片疊成。 2. 繞組（線圈

25、） 高壓繞組和低壓繞組同心地套在鐵心上。 3. 其他 油箱、油、儲油柜、絕緣套管、保護設(shè)備等。 51陽山書屋c1. 按相數(shù)分類 三相變壓器、單相變壓器。2. 按每相繞組的個數(shù)分類 雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器。3. 按結(jié)構(gòu)分類 心式變壓器、殼式變壓器。3. 按冷卻方式分類 干式變壓器、油浸式變壓器。二、主要種類 變壓器符號52陽山書屋c 心式變壓器 鐵心 繞組 殼式變壓器 鐵心 繞組 53陽山書屋c S9 型 10 kV 三相油浸配電變壓器 54陽山書屋c 樹脂澆注干式變壓器 55陽山書屋c(2) 三相繞組的聯(lián)結(jié)方式：GB: Y,yn Y,d YN,d Y,y YN,y(1) 三相電

26、壓變換的方式： 采用三臺單相變壓器、三相心式變壓器。常用的三種高壓繞組接法低壓繞組接法5.5 三相電壓的變換ABCXYZabczyx56陽山書屋c5.5 三相變壓器1. 三相組式變壓器U1 U2u1 u2V1 V2v1 v2W1 W2w1 w2 特點：三相之間只有電的聯(lián)系，沒有磁的聯(lián)系。 57陽山書屋c2. 三相心式變壓器 U1U2u1u2V1V2v1v2W1W2w1w2 特點：三相之間既有電的聯(lián)系，又有磁的聯(lián)系。 58陽山書屋c三相電壓的變換ABCXYZabczyx1) 三相變壓器的結(jié)構(gòu)高壓繞組：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端A、B、C ：首端低壓繞組：a-x b-y c-za、

27、b、c：首端x、y、z：尾端2) 三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式高壓繞組接法低壓繞組接法三相配電變壓器動力供電系統(tǒng)（井下照明）常用接法:59陽山書屋c（1）三相變壓器Y/yn聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBbca+（三相配電變壓器）60陽山書屋c（2）三相變壓器Y/聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBabc+動力供電系統(tǒng)（井下照明）61陽山書屋c1） 變壓器的型號變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)S J L 1000/10 變壓器額定容量(KVA) 鋁線圈 冷卻方式J:油浸自冷式F:風冷式相數(shù)S:三相D:單相 高壓繞組的額定電壓(KV)62陽山書屋c額定值 額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值

28、單相：U1N ，一次側(cè)電壓， U2N，二次側(cè)空載時的電壓三相：U1N、U2N，一次、二次側(cè)的線電壓 額定電流 I1N、I2N 變壓器滿載運行時，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。單相：一次、二次側(cè)繞組允許的電流值三相：一次、二次側(cè)繞組線電流63陽山書屋c 額定容量 SN 傳送功率的最大能力。單相：三相：容量 SN 輸出功率 P2 一次側(cè)輸入功率 P1 輸出功率 P2注意：變壓器幾個功率的關(guān)系（單相）效率容量：一次側(cè)輸入功率：輸出功率： 變壓器運行時的功率取決于負載的性質(zhì)額定值64陽山書屋c 某三相變壓器SN=50kVA，U1N/U2N=10000/400 V，Y/D聯(lián)結(jié)，向2=cos2 =0.9的

29、感性負載供電，滿載時二次繞組的電壓為380V。求：(1) 滿載時一、二次繞組的線電流、相電流； (2) 輸出的有功功率。解：例5.5.1(1)= 2.9 AI1N =SN3 U1N 501033 10000=I2N =SN3 U2N 501033 400= 72.2 AI1p = I1N = 2.9 AI2p = I2N3 I2N3 = 41.7 A65陽山書屋c(2)P2 =3 U2 I2 cos2 =3 38072.20.9W= 42.8 kW66陽山書屋c*5.6 儀用互感器一、電壓互感器 U1 U2= = ku N1 N2 國產(chǎn)互感器： U2N = 100 V1. 工作原理 空載運行的

30、降壓變壓器。 u1 Vu1u267陽山書屋c二次側(cè)不能短路， 以防產(chǎn)生過流；2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在 絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù) N1/N22.電壓互感器 實現(xiàn)用低量程的電壓表測量高電壓VR N1（匝數(shù)多）保險絲 N2（匝數(shù)少）u（被測電壓）68陽山書屋c二、電流互感器 1. 工作原理 短路運行的升壓變壓器。 I1 I2 = = ki N2 N1 國產(chǎn)互感器： I2N = 5 A Ai2i1N1 N2 1 2 匝69陽山書屋c電流表被測電流=電流表讀數(shù) N2/N1二次側(cè)不能開路， 以防產(chǎn)生高電壓；2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防

31、在 絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。使用注意事項：2.電流互感器實現(xiàn)用低量程的電流表測量大電流（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i270陽山書屋c*5.7 自耦變壓器一、結(jié)構(gòu) 手柄 接線柱 調(diào)壓器 手柄 繞組 接觸臂 71陽山書屋c二、工作原理 I+U2I1E1E2U1 I2 降壓自耦變壓器 升壓自耦變壓器 I N1N2+U1I1E1E2 U2I2忽略漏阻抗，則= U1 U2E1 E2=N1 N2= k 72陽山書屋c 使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：一次、二次側(cè)千萬不能對調(diào)使用，以防變壓器損壞。因為N變小時，磁通增大，電流會迅速增加。1.自耦變壓器ABP+73陽山書屋c*5.8 三繞組變壓器 有三個繞組和三個電壓等級。 三繞組變壓器 = k12 U1 U2= N1 N2= k13 U1 U3= N1 N3= k23 U2 U3= N2 N3 各繞組間的電壓關(guān)系 N1N3N2I1I2U1I3U2U3ZL3ZL274陽山書屋c 各繞組間的電流關(guān)系