電工理論培訓(xùn)(變壓器)課件

電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

萊鋼培訓(xùn)中心王憲芹Mobile:E-mail:電工理論培訓(xùn)主要內(nèi)容一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)二、變壓器的工作原理三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值五、變壓器的運(yùn)行方式六、三相變壓器七、其它用途的變壓器2一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)3變阻抗變流變壓變壓器的原邊阻抗與副邊阻抗之比等于原邊匝數(shù)與副邊匝數(shù)之比的平方。1.變壓器在電力系統(tǒng)中主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。2.升高電壓可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。3.降低電壓，把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷?jí)使用電壓，滿足用戶需要。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)5變壓器的品種、規(guī)格很多，通常根據(jù)變壓器的相數(shù)、冷卻方式、用途、繞組形式、鐵心結(jié)構(gòu)、調(diào)壓方式等劃分類別。1、按用途分類，變壓器可分為電力變壓器、特種變壓器、儀用互感器、調(diào)壓器、高壓試驗(yàn)變壓器等。2、按繞組數(shù)分類，變壓器可分為雙繞組、三繞組、多繞組變壓器以及自耦變壓器。3、按鐵心結(jié)構(gòu)分類，變壓器可分為心式和殼式變壓器。4、按相數(shù)分類，變壓器可分為單相變壓器和三相變壓器一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)（二）變壓器的分類65、按調(diào)壓方式分類，變壓器可分為無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。6、按冷卻方式和冷卻介質(zhì)分類，變壓器可分為以空氣為冷卻介質(zhì)的干式變壓器、以油為冷卻介質(zhì)的油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸強(qiáng)迫油循環(huán)式等）和充氣式冷卻變壓器。7、按容量分類，變壓器可分為小型變壓器（容量為10～630kVA）、中型變壓器（容量為800～6300kVA）、大型變壓器（容量為8000～63000kVA）和特大型變壓器（容量在90000kVA以上）。

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)7A：按相數(shù)分：單相變壓器：用于單相負(fù)荷和

三相變壓器組。三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)8C：按用途分電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測(cè)量儀

表和繼電保護(hù)裝置。試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生所需電壓，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)10單相變壓器三相變壓器一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)12

心式變壓器的繞組和鐵心(a)單相；(b)三相繞組包圍鐵芯一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)14

殼式變壓器繞組和鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖(a)單相；(b)三相鐵芯包圍繞組一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)15一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)（三）變壓器的結(jié)構(gòu)16

變壓器（油浸式）器身鐵芯繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護(hù)裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測(cè)溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)17

變壓器在運(yùn)輸和裝卸中，要求起吊繩索與垂線間的夾角不超過（）。A15°B20°C25°D30°D一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)18

1、鐵芯（1）鐵芯結(jié)構(gòu)：

鐵芯是變壓器最基本的組成部件之一，是變壓器的磁路部分，變壓器的一、二次繞組都在鐵芯上，鐵軛將鐵芯連接起來，使之形成閉合磁路。為防止運(yùn)行中變壓器鐵芯、夾件、壓圈等金屬部件感應(yīng)懸浮電位過高而造成放電，這些部件均需單點(diǎn)接地。為了方便試驗(yàn)和故障查找，大型變壓器一般將鐵芯和夾件分別通過兩個(gè)套管引出接地。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)20

鐵芯結(jié)構(gòu)有心式和殼式兩種。芯式特點(diǎn)：芯式指線圈包著鐵心，結(jié)構(gòu)簡單，裝配容易，省導(dǎo)線，適用于大容量、高電壓，所以電力變壓器大多采用三相芯式鐵心。三相心式變壓器高壓繞組低壓繞組一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)21

（2）鐵芯材料

由于鐵芯為變壓器的磁路，為提高磁路導(dǎo)磁系數(shù)和降低鐵芯內(nèi)渦流損耗，鐵芯通常用0.35、0.3、0.27毫米，表面絕緣的硅鋼片制成。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)23

2、繞組：

繞組也是變壓器的最基本的部件之一。它是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包裹的銅線或者鋁線繞成。接到高壓電網(wǎng)的繞組為高壓繞組，接到低壓電網(wǎng)的繞組為低壓繞組。

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)24

大型電力變壓器采用同心式繞組。它是將高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上。通常低壓繞組靠近鐵芯，高壓繞組在外側(cè)。一次和二次繞組具有不同的匝數(shù)，通過電磁感應(yīng)作用，一次繞組的電能就可以傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)26電力變壓器的鐵心和繞組小結(jié)：

變壓器的鐵芯必須()。A．一點(diǎn)接地B．兩點(diǎn)接地C．多點(diǎn)接地變壓器的故障變壓器的故障一般可分為電路故障和磁路故障。磁路故障指鐵心，鐵軛夾件間的故障。常見的有硅鋼片短路，鐵心接地不良引起短路等。電路故障指繞組和引線的故障等，常見的有線圈絕緣老化，受潮，二次系統(tǒng)短路等。A變壓器鐵心由硅鋼片疊裝而成，起導(dǎo)磁作用，由鐵心構(gòu)成變壓器的磁路。繞組是變壓器的電路部分，其作用是接受和輸出電能，通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電壓和電流的變換。

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)273、主要附件

（l）油箱

油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的鐵芯和繞組置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)注滿變壓器油。常見油箱有兩種類型：①.箱式油箱：一般用于中小型變壓器②.鐘罩式油箱：用于大型變壓器。變壓器油的作用就是絕緣和冷卻。為防止變壓器油的老化，必須采取措施，防止油受潮，減少與空氣的接觸。25#油：25#指變壓器油的凝固點(diǎn)是零下25攝氏度。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)283、主要附件

（l）油箱

變壓器大修一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)30（2）儲(chǔ)油柜

儲(chǔ)油柜也稱作油枕，有常規(guī)油枕和波紋油枕之分，當(dāng)變壓器油的體積隨油溫的升降而膨脹或縮小時(shí)，油枕就起著儲(chǔ)油和補(bǔ)油的作用，以保證油箱內(nèi)始終充滿油。油枕的體積一般為變壓器總油量的8%～10%左右。常規(guī)油枕有三種形式：敞開式、隔膜式和膠囊式。大型變壓器為了保證變壓器油的性能，防止油的氧化受潮，一般采用隔膜式和膠囊式，以避免油與空氣直接接觸。油枕上裝有油位計(jì)，現(xiàn)在一般采用磁力油位計(jì)，變壓器的油位計(jì)和變壓器油的溫度相對(duì)應(yīng)，用以監(jiān)視變壓器油位的變化。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)31（2）儲(chǔ)油柜

隔膜式儲(chǔ)油柜膠囊式儲(chǔ)油柜一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)32（2）儲(chǔ)油柜

敞開式儲(chǔ)油柜波紋膨脹器儲(chǔ)油柜波紋膨脹器儲(chǔ)油柜敞開式油枕通常使用玻璃管式的油位計(jì)，玻璃管旁邊標(biāo)著刻度，油柜上標(biāo)著相對(duì)應(yīng)的溫度?，F(xiàn)在一般也采用磁力油位計(jì)。

波紋油枕采用膨脹器的位置指示作為油位指示。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)33儲(chǔ)油柜油位變化示意圖一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)34變壓器油質(zhì)量：

對(duì)變壓器油的要求很高，不經(jīng)耐壓試驗(yàn)和簡化試驗(yàn)很難說明油是否合格，但不合格的油可從外觀加以鑒別：A顏色：新油顏色為淺黃色，氧化后顏色變深。運(yùn)行中油色迅速變暗，說明油已變質(zhì)。B透明度：新油在玻璃瓶中是透明的，并帶有藍(lán)紫色熒光，如果失去熒光和透明度說明有機(jī)械雜質(zhì)和游離碳。C氣味：變壓器油沒有氣味或帶有一點(diǎn)煤油味，如有別的氣味，說明油質(zhì)變壞。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)35對(duì)變壓器油在運(yùn)行中有哪些要求？

為保證變壓器的正常運(yùn)行，對(duì)電壓在35KV以下的變壓器，每兩年至少作一次簡化試驗(yàn)；對(duì)電壓在35KV以上的變壓器，每年至少作一次簡化試驗(yàn)。還應(yīng)在兩次簡化試驗(yàn)之間作一次耐壓試驗(yàn)。對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的變壓器油要及時(shí)處理使其恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)值，一般可用過濾法，澄清法，干燥法將油與水分和雜質(zhì)分離，或者用化學(xué)處理法除去油中的酸堿，然后再過濾干燥使油再生，恢復(fù)原有的性能。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)36變壓器油的介質(zhì)損耗試驗(yàn)：指在外加電壓的作用下，測(cè)量絕緣介質(zhì)中功率損耗的數(shù)值。反映油的好壞及凈化程度，一般要求介質(zhì)損失角正切值在20攝氏度時(shí)不大于0.5%。1、變壓器絕緣油中的（)、()、()含量高，說明設(shè)備中有電弧放電缺陷。2、簡述變壓器油色譜分析的原理是什么?

當(dāng)變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生過熱,放電等故障時(shí),故障區(qū)附近的絕緣物會(huì)分解,分解產(chǎn)生的氣體不斷溶解在變壓器油中。不同性質(zhì)的故障,由于故障的程度不同,產(chǎn)生的數(shù)量也不相等。分析變壓器油中溶解氣體的成份及其數(shù)量,就可預(yù)先發(fā)現(xiàn)變壓器潛伏性故障的性質(zhì)和程度。這就是對(duì)變壓器進(jìn)行色譜分析的原理。

總烴乙炔氫一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)37（3）呼吸器

呼吸器又叫吸濕器，由油封、容器、干燥劑組成。容器內(nèi)裝有干燥劑（如硅膠）；當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨著變壓器油體積膨脹或縮小時(shí)，排出或吸入的空氣都經(jīng)過呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分，對(duì)空氣起過濾作用，從而保障了油枕內(nèi)的空氣干燥而清潔。呼吸器內(nèi)的干燥劑變色超過二分之一時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。有載開關(guān)油枕的呼吸器干燥劑更需及時(shí)更換，原因是油枕屬敞開式油枕，沒有膠囊或者隔膜，呼吸器一旦失去吸潮功能，水分就會(huì)直接沿管道進(jìn)入開關(guān)內(nèi)。波紋油枕沒有呼吸器。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)38（3）呼吸器

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)39（4）氣體繼電器（瓦斯繼電器）

氣體繼電器也稱瓦斯繼電器，它是變壓器的主要保護(hù)裝置，安裝在變壓器油箱與儲(chǔ)油柜的連接管上。有1%-1.5%的傾斜角度，以使氣體能流到瓦斯繼電器內(nèi)，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，由于油的分解產(chǎn)生的油氣流，沖擊繼電器下?lián)醢?，使接點(diǎn)閉合，跳開變壓器各側(cè)斷路器。若空氣進(jìn)入變壓器或內(nèi)部有輕微故障時(shí)，可使繼電器上接點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，通知相關(guān)人員處理。瓦斯繼電器上部裝有試驗(yàn)及恢復(fù)按鈕和放氣閥門。瓦斯繼電器上部有引出線，分別接入跳閘保護(hù)及信號(hào)。瓦斯應(yīng)有防雨罩，防止進(jìn)水。瓦斯繼電器應(yīng)定期進(jìn)行動(dòng)作和絕緣校驗(yàn)。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)40（4）氣體繼電器（瓦斯繼電器）

取氣盒一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)41（4）氣體繼電器（瓦斯繼電器）

上浮子上浮子磁鐵干簧管下浮子下浮子磁鐵干簧管擋板雙浮子瓦斯繼電器一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)42（4）氣體繼電器（瓦斯繼電器）

開口杯瓦斯繼電器開口杯干簧管干簧管擋板一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)43氣體積聚：在變壓器油中有自由氣體。反應(yīng):液體中的氣體上升，聚集在瓦斯繼電器內(nèi)并擠壓變壓器油。隨著液面的下降，上浮子也一同下降。通過浮子的運(yùn)動(dòng)，將帶動(dòng)一個(gè)開關(guān)元件（磁性開關(guān)管），由此啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。但下浮子不受影響，因?yàn)橐欢康臍怏w是可以通過管道向儲(chǔ)液罐流動(dòng)。故障：由于滲漏造成變壓器油流失。反應(yīng)：隨著液體水平面的下降，上浮子也同時(shí)下沉，此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)液體繼續(xù)流失，儲(chǔ)液罐、管道和瓦斯繼電器被排空。隨著液體水平面的下降，下浮子下沉。通過浮子的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)開關(guān)元件，由此切斷連接變壓器的電源。 故障：由于一個(gè)突發(fā)性地不尋常事件，產(chǎn)生了向儲(chǔ)液罐方向運(yùn)動(dòng)的壓力波流。反應(yīng)：壓力波流沖擊安裝在流動(dòng)液體中的擋板，壓力波流的流速超過擋板的動(dòng)作靈敏度，擋板順壓力波流的方向運(yùn)動(dòng)，開關(guān)元件因此被啟動(dòng)。由此變壓器跳閘。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)44（4）氣體繼電器（瓦斯繼電器）

輕瓦斯保護(hù)重瓦斯保護(hù)變壓器的瓦斯保護(hù)分為()和()變壓器過負(fù)荷及溫度保護(hù),一般作用于跳閘。()

×一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)45（5）分接開關(guān)

變壓器的調(diào)壓方式分無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。需停電后才能調(diào)整分接頭電壓的稱無載調(diào)壓；可以帶電調(diào)整分接頭電壓的稱有載調(diào)壓。分接開關(guān)的作用是：保證電網(wǎng)電壓在合理范圍內(nèi)變動(dòng)。分接開關(guān)一般從高壓繞組中抽頭，因?yàn)楦邏簜?cè)電流小，引線截面積及分接開關(guān)的接觸面可以減小，減少了分接開關(guān)的體積。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)46①無載分接開關(guān)

無載分接開關(guān)又稱無勵(lì)磁分接開關(guān)，一般設(shè)有3到5個(gè)分接位置。操作部分裝于變壓器頂部，經(jīng)操作桿與分接開關(guān)轉(zhuǎn)軸連接。切換分接開關(guān)注意事項(xiàng)：1.切換前應(yīng)將變壓器停電，做好安全措施；2.三相必須同時(shí)切換，且處于同一檔位置；3.切換時(shí)應(yīng)來回多切換幾次，最后切到所需檔位，防止由于氧化膜影響接觸效果；4.切換后須測(cè)量三相直流電阻。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)47②有載分接開關(guān)

有載分接開關(guān)由選擇開關(guān)、切換開關(guān)及操作機(jī)構(gòu)等部分組成，供變壓器在帶負(fù)荷情況下調(diào)整電壓。有載調(diào)壓分接開關(guān)上部是切換開關(guān)，下部是選擇開關(guān)。變換分接頭時(shí)，選擇開關(guān)的觸頭是在沒有電流通過的情況下動(dòng)作；切換開關(guān)的觸頭是在通過電流下動(dòng)作，經(jīng)過一個(gè)過渡電阻過渡，從一個(gè)檔轉(zhuǎn)換至另一個(gè)檔位。切換開關(guān)和過渡電阻器裝在絕緣筒內(nèi)。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)48②有載分接開關(guān)

操作機(jī)構(gòu)經(jīng)過垂直軸、齒輪盒和絕緣水平軸與有載調(diào)壓開關(guān)相連接，這樣就可以從外部操作有載調(diào)壓開關(guān)。有載調(diào)壓分接開關(guān)有單獨(dú)的安全保護(hù)裝置，包括儲(chǔ)油柜、安全氣道和氣體繼電器。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)49（6）絕緣材料及結(jié)構(gòu)

變壓器的絕緣材料主要是電瓷、電工層壓木板及絕緣紙板。變壓器絕緣結(jié)構(gòu)分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構(gòu)成了相與相之間和相對(duì)地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部的絕緣，主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開關(guān)的絕緣等。繞組絕緣又可分為主絕緣和縱絕緣兩種。主絕緣指的是繞組與繞組之間、繞組與鐵心及油箱之間的絕緣；縱絕緣指的是同一繞組匝間以及層間的絕緣。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)50（6）絕緣材料及結(jié)構(gòu)

電工層壓木板絕緣紙板電瓷一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)51

（7）安全氣道和壓力釋放器（閥）壓力釋放器裝于變壓器的頂部。變壓器一旦出現(xiàn)故障，油箱內(nèi)壓力增加到一定數(shù)值時(shí)，壓力釋放器動(dòng)作，釋放油箱內(nèi)壓力，從而保護(hù)了油箱本身。在壓力釋放過程中，微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，也可使其接通跳閘回路，跳開變壓器電源開關(guān)。此時(shí)，壓力釋放器動(dòng)作，標(biāo)志桿升起，并突出護(hù)蓋，表明壓力釋放器已經(jīng)動(dòng)作。當(dāng)排除故障后，投入運(yùn)行前，應(yīng)手動(dòng)將標(biāo)志桿和微動(dòng)開關(guān)復(fù)歸。壓力釋放器動(dòng)作壓力有15、25、35、55kPa等各種規(guī)格，根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)選擇一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)52

（7）安全氣道和壓力釋放器（閥）一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)53

（7）安全氣道和壓力釋放器（閥）早期變壓器安裝的是一種防爆管，作用相當(dāng)于變壓器壓力釋放閥，同樣起到安全閥的作用。防爆膜一般用玻璃制作，中間用玻璃刀劃十字，降低玻璃機(jī)械強(qiáng)度，使其在設(shè)定壓力下正確動(dòng)作。

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)54

（8）測(cè)溫裝置

溫度計(jì)由溫包、導(dǎo)管和壓力計(jì)組成。將溫包插入箱蓋上注有油的安裝座中，使油的溫度能均勻地傳到溫包，溫包中的氣體隨溫度變化而脹縮，產(chǎn)生壓力，使壓力計(jì)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，指示溫度。變壓器還安裝有PT100（銅鉑合金）的電阻，該電阻阻值隨溫度呈線性變化，可以在控制室觀察變壓器溫度。變壓器的溫度計(jì)除指示變壓器上層油溫和繞組溫度以外，另一個(gè)作用是作為控制回路的硬接點(diǎn)啟動(dòng)或退出冷卻器、發(fā)出溫度過高的告警信號(hào)。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)55

（8）測(cè)溫裝置

B若發(fā)現(xiàn)變壓器的油溫較平時(shí)相同負(fù)載和相同冷卻條件下高出()時(shí)，應(yīng)考慮變壓器內(nèi)部已發(fā)生故障。A.5℃B.15℃C.10℃D.20℃變壓器的油溫平時(shí)是環(huán)境溫度加上55℃，變壓器三分之二處的溫度最好在95度里。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)56

（9）絕緣套管

變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時(shí)，必須經(jīng)過絕緣套管，以使帶電的引出線與接地的油箱絕緣。絕緣套管一般是瓷制的，它的結(jié)構(gòu)取決于它的電壓等級(jí)。10kV以下的為單瓷制絕緣套管，瓷套內(nèi)為空氣絕緣或變壓器油絕緣，中間穿過一根導(dǎo)電銅桿。110kV及以上電壓等級(jí)一般采用全密封油浸紙絕緣電容式套管。套管內(nèi)注有變壓器油，不與變壓器本體相通。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)57

（10）電流互感器

俗稱升高座，既支撐和固定套管，內(nèi)部還裝入套管式電流互感器，供繼電保護(hù)和電氣儀表用。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)58

（11）冷卻裝置

變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的銅損、鐵損等損耗都會(huì)轉(zhuǎn)變成熱量，使變壓器的有關(guān)部分溫度升高。變壓器的冷卻方式有：1、油浸自冷式(ONAN)；2、油浸風(fēng)冷式(ONAF)；3、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式(OFAF)；4、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式(OFWF)；冷控系統(tǒng)是根據(jù)變壓器運(yùn)行時(shí)的溫度或負(fù)荷高低手動(dòng)或自動(dòng)控制投入或退出冷卻設(shè)備，從而使變壓器的運(yùn)行溫度控制在安全范圍。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)59

（11）冷卻裝置

油浸自冷強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式油浸風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)水冷一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)60

（11）冷卻裝置

變壓器的冷卻方式是由冷卻介質(zhì)和循環(huán)方式?jīng)Q定的。油浸變壓器分為油箱內(nèi)部冷卻和油箱外部冷卻，因此油浸變壓器的冷卻方式是由四個(gè)字母代號(hào)表示的。第一個(gè)字母：與繞組接觸的冷卻介質(zhì)。O：礦物油或燃點(diǎn)大于300℃的絕緣液體；K：燃點(diǎn)大于300℃的絕緣液體；L：燃點(diǎn)不可測(cè)出的絕緣液體；第四個(gè)字母：外部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N：自然對(duì)流；F：強(qiáng)迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵等）

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)61

（11）冷卻裝置

第二個(gè)字母：內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N：流經(jīng)冷卻設(shè)備和繞組內(nèi)部的油流是自然的熱對(duì)流循環(huán)；F：冷卻設(shè)備中的油流是強(qiáng)迫循環(huán)，流經(jīng)繞組內(nèi)部的油流是熱對(duì)流循環(huán)；D：冷卻設(shè)備中的油流是強(qiáng)迫循環(huán)，在主要繞組內(nèi)的油流是強(qiáng)迫導(dǎo)向循環(huán)第三個(gè)字母：外部冷卻介質(zhì)。A：空氣；W：水第四個(gè)字母：外部冷卻介質(zhì)的循環(huán)方式。N：自然對(duì)流；F：強(qiáng)迫循環(huán)（風(fēng)扇、泵等）

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)62

變壓器器身測(cè)試應(yīng)在器身溫度為（）以上時(shí)進(jìn)行。A．0℃B．10℃C．25℃B電力變壓器:

主要組成部分是鐵心，繞組和附件。鐵心有硅鋼片疊裝而成，起導(dǎo)磁作用，由鐵心構(gòu)成變壓器的磁路。繞組是變壓器的電路部分，其作用是接受和輸出電能，通過電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電壓和電流的變換。電力變壓器的附件很多，如油箱，儲(chǔ)油柜，呼吸器，氣體繼電器溫度計(jì)等，它們的作用各不相同，但都是為了保證變壓器的安全可靠運(yùn)行而設(shè)置。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)63

如何檢查變壓器故障?

通?？梢詮囊韵聨追矫鏅z查:(1)外觀檢查:有無異常聲響和氣味;溫度指示值是否超出規(guī)定;油枕油位是否正常,箱外有無滲油;防爆膜是否破裂;高低壓引線接頭是否因過熱而變色;絕緣瓷管是否完整無損。(2)對(duì)于小型電力變壓器應(yīng)檢查熔絲是否符合要求的規(guī)格;有無局部損傷或接觸不良現(xiàn)象。(3)檢查繼電保護(hù)是否按規(guī)定的電流和規(guī)定的時(shí)間發(fā)出信號(hào)或跳閘。(4)檢查瓦斯繼電器中有無氣體產(chǎn)生。如有氣體,應(yīng)從顏色、氣味及化學(xué)成份等方面分析故障和產(chǎn)生部位。

一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)64

變壓器的常見故障有哪些？變壓器的故障一般可分為電路故障和磁路故障。磁路故障指鐵心，鐵軛夾件間的故障。常見的有硅鋼片短路，鐵心接地不良引起短路等。電路故障指繞組和引線的故障等，常見的有線圈絕緣老化，受潮，二次系統(tǒng)短路等。變壓器的內(nèi)部故障：變壓器常見的內(nèi)部故障有：繞組的相間短路，匝間短路和單相接地短路等。變壓器常見的外部故障：絕緣套管及引出線上的故障。這些故障會(huì)導(dǎo)致引出線的相間短路或一相接地短路。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)65

變壓器的不正常狀態(tài)變壓器常見的不正常狀態(tài)有：因外部短路和過負(fù)載引起的過電流，油面過度降低和油溫升高等。變壓器的內(nèi)部故障：變壓器常見的內(nèi)部故障有：繞組的相間短路，匝間短路和單相接地短路等。一、變壓器的用途、分類、結(jié)構(gòu)66二、變壓器的工作原理

變壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1、e2。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可寫出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)方程式：（一）變壓器的工作原理67二、變壓器的工作原理

只要：(1)磁通有變化量;(2)一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變電壓的目的。（一）變壓器的工作原理68

i線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。一次線圈二次線圈二、變壓器的工作原理

（一）變壓器的工作原理69

i：主磁通，同時(shí)穿過一次線圈和二次線圈。：漏磁通,只穿過一次線圈,不穿過二次線圈的磁通。二、變壓器的工作原理

（一）變壓器的工作原理70

變壓器的主磁通是指()。A．只穿過一次線圈,不穿過二次線圈的磁通B．只穿過二次線圈,不穿過一次線圈的磁通C．既不穿過一次磁通,也不穿過二次線圈的磁通D．既穿過一次線圈,也穿過二次線圈的磁通

D變壓器的基本工作原理是（）。A、電流的磁效應(yīng)B、電磁感應(yīng)C、能量平衡D、電流的熱效應(yīng)B二、變壓器的工作原理

71

二、變壓器的工作原理

（二）變壓器的額定值指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。是輸出能力保證值。額定容量指長期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓，單位：V、KV。額定電壓單位：V·A、KV·A、MV·A其實(shí)際輸出功率取決于負(fù)載的大小和性質(zhì)，即P=Scosφ。U1N是指根據(jù)絕緣強(qiáng)度和允許發(fā)熱所規(guī)定的應(yīng)加在一次繞組上的正常電壓有效值。U2N是指一次側(cè)加額定電壓時(shí)二次側(cè)的開路電壓。在三相變壓器中額定電壓為線電壓。72

二、變壓器的工作原理

（二）變壓器的額定值指在額定容量下，變壓器在連續(xù)運(yùn)行時(shí)允許通過的最大電流有效值。在三相變壓器中指的是線電流。額定電流單位：A三者關(guān)系：單相：三相：73

二、變壓器的工作原理

（二）變壓器的額定值三相變壓器的額定電壓,無論原方或副方均指其(),額定電流指()。

線電壓變壓器銘牌所標(biāo)的容量單位一般為KW。()×變壓器額定容量是指（）。變壓器額定電壓是指（）。變壓器在額定使用條件下的輸出能力變壓器各繞組在空載時(shí)端電壓的保證值74

（一）變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行是指變壓器一次繞組接在額定電壓的交流電源上，而二次繞組開路時(shí)的工作情況。u1i0Φ主磁通N1N2Φσ1漏磁通eσ1e1e2i2=0u02當(dāng)變壓器的一次繞組加上交流電壓u1時(shí)，一次繞組內(nèi)便有一個(gè)交變電流i0（即空載電流）流過,并建立交變磁場。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分別在一、二次繞組產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e1、eσ1和e2。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行75

雖然主磁通Φ和漏磁通Φ1σ都是由空載電流I0產(chǎn)生的，但由于路徑不同，兩者差異很大①在性質(zhì)上，由于鐵磁材料存在飽和現(xiàn)象，因而主磁通Φ與建立它的電流I0之間的關(guān)系是非線性的；漏磁通Φ1σ沿非鐵磁材料構(gòu)成的路徑閉合，其磁阻基本上是常數(shù)，它與電流I0是線性關(guān)系。②在作用上，Φ是傳遞能量的媒介，Φ1σ僅起漏抗壓降的作用。主磁通在一次、二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果二次繞組接上負(fù)載，則在二次繞組電動(dòng)勢(shì)的作用下向負(fù)載輸出電功率。因此，主磁通起著傳遞能量的媒介作用，而漏磁通僅在一次繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只起電壓降的作用，不能傳遞能量。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行76

③在數(shù)量上，Φ占總磁通的99%以上，Φ1σ只占1%以下，約為總磁通的0.1％-0.2％，這是因?yàn)殍F心的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于空氣（或變壓器油），鐵心磁阻小，所以磁通的絕大部分通過鐵心而閉合。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行77

自感系數(shù)空心線圈通過電流后此電流產(chǎn)生的磁場使每匝線圈具有的磁通F叫做自感磁通。使N匝線圈具有的磁通叫自感磁鏈用Y表示，Y=NF，我們把單位電流產(chǎn)生的自感磁鏈稱為自感系數(shù)，也稱自感量。簡稱電感，用L表示。變壓器的空載電流指的是當(dāng)變壓器空載運(yùn)行時(shí),初級(jí)線圈中通過的電流。變壓器的空載電流指的是當(dāng)變壓器空載運(yùn)行時(shí),次級(jí)線圈中通過的電流。()×三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行78

+–+–+–+–+–根據(jù)基爾霍夫電壓定律，按上圖所示電壓、電流和電動(dòng)勢(shì)的正方向，可寫出一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)方程式為：u1=i0R1-e1-eσ1≈i0R1+N1dφ/dtu20=e2=－N2dφ/dtN1N2在一般變壓器中，電阻壓降i0R1很小，僅占一次繞組電壓的0.1%以下，故可近似認(rèn)為u1≈－e1。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行79

+–+–+–+–+–N1N2設(shè)則有效值同理，e2=2πfN2φmsin(ωt-90)=E2msin（ωt-90）有效值E2=4.44fN2φm相量表達(dá)式三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行80

因此，可得出：E1/E2=N1/N2≈U1/U2=k定義式中k為變壓器的電壓比，即變比。根據(jù)主電動(dòng)勢(shì)e1的分析方法，同樣有漏電動(dòng)勢(shì)也可以用漏抗壓降來表示，即由于漏磁通主要經(jīng)過非鐵磁路徑,磁路不飽和,故磁阻很大且為常數(shù),所以漏電抗很小且為常數(shù),它不隨電源電壓負(fù)載情況而變.K>1變壓器為降壓變壓器；K<1變壓器為升壓變壓器。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行81

變壓器空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)和電壓平衡方程式：

（1）一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有則重要公式可見，影響主磁通大小的因素有電源電壓和頻率，以及一次線圈的匝數(shù)。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行82

變壓器空載時(shí)的電動(dòng)勢(shì)和電壓平衡方程式：

（2）二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行83

空載電流和空載損耗①作用與組成1、空載電流空載電流i0包含兩個(gè)分量：③性質(zhì)和大小性質(zhì)：由于空載電流的無功分量遠(yuǎn)大于有功分量，所以空載電流主要是感性無功性質(zhì)——也稱勵(lì)磁電流。另一個(gè)是鐵損耗分量iFe,稱為鐵耗電流，主要作用是供鐵損耗（磁滯損耗和渦流損耗），超前于主磁通90度，即與E1反相。一個(gè)是勵(lì)磁分量(無功分量)

iμ，稱為磁化電流，作用是建立磁場，與主磁通同相；大?。号c電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，用空載電流百分?jǐn)?shù)I0%來表示：三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行84

空載電流和空載損耗1、空載電流③空載電流波形由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通呈非線性關(guān)系。因此，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。實(shí)際空載電流為非正弦波，但為了分析、計(jì)算和測(cè)量的方便，在相量圖和計(jì)算式中常用正弦的電流代替實(shí)際的空載電流。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行85

空載電流和空載損耗2、空載損耗空載損耗約占額定容量的0.2%～1%，而且隨變壓器容量的增大而下降。為減少空載損耗，改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次繞組從電源中吸取了少量的電功率P0，主要用來補(bǔ)償鐵心中的鐵耗以及少量的繞組銅耗，可認(rèn)為P0≈pFe。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行86

空載時(shí)的相量圖和等效電路1、相量圖（1）以為參考相量可作出變壓器空載時(shí)的相量圖：根據(jù)一次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程：二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)平衡方程：（3）滯后，；（4）（5）（2）與同相，超前，勵(lì)磁電流分量鐵損耗電流分量三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行87

空載時(shí)的相量圖和等效電路2、等效電路空載變壓器可以看作是兩個(gè)電抗線圈串聯(lián)的電路。由公式：可知其中一個(gè)是沒有鐵心的線圈，其阻抗為Z=R1+jX;另一個(gè)是帶有鐵心的線圈，其阻抗為Zm=Rm+jXm

三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行88

空載時(shí)的相量圖和等效電路即一次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)平衡方程為勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗、勵(lì)磁阻抗。由于磁路具有飽和特性，所以不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。由于，所以有時(shí)忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個(gè)元件的電路。在一定的情況下，大小取決于的大小。從運(yùn)行角度講，希望越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大，減小，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行89

空載運(yùn)行小結(jié)（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小與電源頻率f、繞組匝數(shù)N及鐵心中主磁通的最大值φm成正比，在相位上滯后產(chǎn)生它的主磁通90度。而主磁通的大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用材料的性質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)。（3）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)。鐵心的飽和程度越高，則磁導(dǎo)率越低，勵(lì)磁電抗越小，空載電流越大。因此要合理選擇鐵心截面，使磁通密度Bm為最大。（2）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)與產(chǎn)生該磁通的電流的比值，線性磁路中，電抗為常數(shù)，非線性電路中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行90

空載運(yùn)行小結(jié)（4）鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，則勵(lì)磁電抗越大，空載電流越小。因此變壓器的鐵心均用高導(dǎo)磁的材料硅鋼片疊成。（5）氣隙對(duì)空載電流影響很大，氣隙越大，空載電流越大。因此要嚴(yán)格控制鐵心疊片接縫之間的氣隙。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行91

(二）變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。1、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行92

用圖示負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過程:三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行93

2、變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式：⑴磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式

這就是說，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，作用在主磁路的兩個(gè)磁動(dòng)勢(shì)F1和F2構(gòu)成了負(fù)載時(shí)的合成磁動(dòng)勢(shì)F0，從而由F0建立了鐵心內(nèi)的主磁通。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行94

對(duì)于電力變壓器，因?yàn)橐淮蝹?cè)繞組漏阻抗壓降I1Z1很小可忽略，負(fù)載時(shí)仍然有關(guān)系式U1≈E1=4.44fN1Φ0，故負(fù)載時(shí)的主磁通Φm（由F1和F2共同作用產(chǎn)生）近似等于空載主磁通（由F0產(chǎn)生）。負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁電流Im與空載電流I0也近似相等，三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行95

負(fù)載運(yùn)行時(shí)，I0<<I1，可忽略I0，則有：

這說明一、二次側(cè)電流的大小近似與繞組匝數(shù)成反比，可見變壓器兩側(cè)繞組匝數(shù)不同，不僅能改變電壓，同時(shí)也能改變電流。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行96

簡述電力變壓器的工作原理。

變壓器是按照電磁感應(yīng)原理工作的。在閉合的鐵心上繞有兩個(gè)繞組，一個(gè)是一次繞組，另一個(gè)是二次繞組。當(dāng)一次繞組接入交流電源時(shí)，交變電流流過一次繞組，在鐵心中產(chǎn)生了交變磁通，沿鐵心穿過二次繞組，使兩個(gè)繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于同一個(gè)鐵心，穿過繞組的磁通也是一樣的，不論是一次繞組還是二次繞組，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在每一匝中是相同的，因一次、二次繞組的匝數(shù)不同，兩個(gè)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不同，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比，即匝數(shù)越多，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則越大。在變壓器空載時(shí)，由于一次繞組電流很小，于是電源電壓主要是平衡一次繞組.三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行97

或

綜上所述，變壓器負(fù)載運(yùn)行方程式總結(jié)為:

（2）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式根據(jù)基爾霍夫定律可知：三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行98

(二）變壓器的負(fù)載運(yùn)行2、變壓器的等效電路（1）繞組折算由于變壓器一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)為Ｎ１Ｎ２，繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ｅ1Ｅ2，這就給分析變壓器的工作特性和繪制相量圖增加了困難。為了克服這個(gè)困難，常用一假想的繞組來代替其中一個(gè)繞組，使之成為變比k=１的變壓器，這樣就可以把一、二次側(cè)繞組聯(lián)成一個(gè)等效電路，從而大大簡化變壓器的分析計(jì)算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號(hào)上加一個(gè)上標(biāo)號(hào)“′”以示區(qū)別。折算只是人為地處理問題的方法，它不會(huì)改變變壓器運(yùn)行時(shí)的電磁本質(zhì)。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行99

（1）繞組折算需要注意的一點(diǎn)是：習(xí)慣上，我們都是將變壓器二次側(cè)數(shù)據(jù)折算到一次測(cè)。①二次側(cè)電動(dòng)勢(shì)和電壓的折算值由于折算后的二次繞組和一次繞組有相同的匝數(shù)，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比的關(guān)系可得：三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行100

（1）繞組折算②二次側(cè)電流的折算值根據(jù)折算前后一二次繞組磁動(dòng)勢(shì)不變的原則，可得：③二次側(cè)阻抗的折算值根據(jù)折算前后二次繞組的銅損耗不變的原則，可得：三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行101

（1）繞組折算③二次側(cè)阻抗的折算值負(fù)載阻抗的折算值：三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行102

為了計(jì)算變壓器的初次級(jí)電壓、電流及功率的大小和向量關(guān)系,可以把變壓器的鐵芯和線圈用含有電阻和感抗的電路來代替。（2）等效電路T型等效電路：近似等效電路三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行103

（2）等效電路簡化等效電路：其中分別稱為短路電阻、短路電抗和短路阻抗。

由簡化等效電路可知，短路阻抗起限制短路電流的作用，由于短路阻抗值很小，所以變壓器的短路電流值較大，一般可達(dá)額定電流的10～20倍。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行104

(二）變壓器的負(fù)載運(yùn)行3、變壓器負(fù)載時(shí)的相量圖作相量圖的步驟——對(duì)應(yīng)T型等效電路，假定變壓器帶感性負(fù)載。三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行105

(二）變壓器的負(fù)載運(yùn)行3、變壓器負(fù)載時(shí)的相量圖作相量圖的步驟（假定帶感性負(fù)載）——對(duì)應(yīng)簡化等效電路由等效電路可知根據(jù)方程可作出簡化相量圖三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行106

變壓器的等效電路

為了計(jì)算變壓器的初次級(jí)電壓、電流及功率的大小和向量關(guān)系,可以把變壓器的鐵芯和線圈用含有電阻和感抗的電路來代替,這個(gè)電路便稱為變壓器的等效電路。B若變壓器帶感性負(fù)載，從輕載到重載，其輸出電壓將會(huì)（）。A．升高B．降低C.不變

三、變壓器的空載運(yùn)行與負(fù)載運(yùn)行107

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值（一）空載試驗(yàn)1、目的：通過測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。2、接線圖：WAVV~**3、要求及分析：1）為了便于測(cè)量和安全，通常在低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)開路；108

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值（一）空載試驗(yàn)4）求出參數(shù)3、要求及分析：5）空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值，并以此求取勵(lì)磁參數(shù)；6）若要得到高壓側(cè)參數(shù)，須折算；7）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值。109

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值（二）短路試驗(yàn)1、目的：通過測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。2、接線圖：WAV~**3、要求及分析：1）高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；3）同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫；110

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值（二）短路試驗(yàn)3、要求及分析：4）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為：5）參數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果：在短路情況下，短路阻抗：短路電阻：短路電抗：

111

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值3、要求及分析：6）溫度折算：電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。Rk75℃=Rk（對(duì)銅線而言）Rk75℃=Rk（對(duì)鋁線而言）Zk75℃=短路損耗和短路電壓也應(yīng)換算到75℃的值PkN=I2N1Rk75℃UkN=IN1Zk75℃（二）短路試驗(yàn)112

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值3、要求及分析：注意：另外由于實(shí)驗(yàn)是在高壓側(cè)進(jìn)行的，故得到的實(shí)驗(yàn)參數(shù)是高壓側(cè)的數(shù)據(jù)，不用再向高壓測(cè)折算。7）對(duì)三相變壓器，各公式中的電壓、電流和功率均為相值；（二）短路試驗(yàn)113

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值（三）標(biāo)么值在工程計(jì)算中，各物理量往往不用實(shí)際值表示，而采用相應(yīng)的標(biāo)幺值來進(jìn)行表示，通常取各量的額定值作為基值，利用公式:標(biāo)么值=實(shí)際值/基值計(jì)算，各物理量的標(biāo)幺值都用在其右上角加“*”表示。例如：標(biāo)幺值經(jīng)常作為重要參數(shù)標(biāo)注在變壓器的銘牌上。114

四、變壓器參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值（三）標(biāo)么值采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn)：1.采用標(biāo)么值可以簡化各量的數(shù)值，并能直觀地看出變壓器的運(yùn)行情況。用標(biāo)么值表示，電力變壓器的參數(shù)和性能指標(biāo)總在一定的范圍之內(nèi)，便于分析比較。2.采用標(biāo)么值表示時(shí)，高、低壓側(cè)的阻抗標(biāo)么值都是相等的，不需要折算，例如：。標(biāo)么值沒有單位，物理意義不明確。缺點(diǎn)：115

五、變壓器的運(yùn)行特性（一）變壓器的電壓調(diào)整率和外特性1、電壓調(diào)整率

是指當(dāng)一次側(cè)接在額定電壓的電網(wǎng)上，負(fù)載的功率因數(shù)為常數(shù)時(shí)，空載與負(fù)載時(shí)二次側(cè)端電壓變化的相對(duì)值，用△U*表示。即：

電壓調(diào)整率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。

由表達(dá)式可知，電壓調(diào)整率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：116

五、變壓器的運(yùn)行特性2、變壓器的外特性變壓器在負(fù)載運(yùn)行中，隨著負(fù)載的增加，負(fù)載電流隨之增加，一、二次繞組上的電阻壓降及漏磁電動(dòng)勢(shì)都隨之增加，二次繞組的端電壓U2將會(huì)降低。電容性負(fù)載電阻性負(fù)載電感性負(fù)載117

五、變壓器的運(yùn)行特性3、電壓調(diào)整

為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi),通常在變壓器的高壓側(cè)設(shè)置抽頭,并裝設(shè)分接開關(guān),調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù),來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。中、小型電力變壓器一般有三個(gè)分接頭，記作UN±5%。大型電力變壓器采用五個(gè)或多個(gè)分接頭,例UN±2x2.5%或UN±8x1.5%。

分接開關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為無載分接開關(guān)-----這種調(diào)壓方式稱為無勵(lì)磁調(diào)壓；另一種可以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開關(guān)-----這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。118

五、變壓器的運(yùn)行特性（二）變壓器的損耗與效率1、變壓器的損耗變壓器損耗分有功損耗和無功損耗，有功損耗有分為鐵損和銅損,鐵損又叫空載損耗,就是其固定損耗,實(shí)是鐵芯所產(chǎn)生的損耗(也稱鐵芯損耗）,而銅損也叫負(fù)荷損耗。Ｐ０——空載損耗，主要是鐵損，包括磁滯損耗和渦流損耗。PFe=PO

磁滯損耗與頻率成正比；與最大磁通密度的磁滯系數(shù)的次方成正比。

渦流損耗與頻率、最大磁通密度、硅鋼片的厚度三者的積成正比。

119

五、變壓器的運(yùn)行特性（二）變壓器的損耗與效率1、變壓器的損耗

鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為不變損耗。

銅損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗，銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。

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五、變壓器的運(yùn)行特性（二）變壓器的損耗與效率2、變壓器的效率效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。變壓器的效率一般都在95%以上?？梢宰C明，當(dāng)銅損等于鐵損時(shí)變壓器的效率最高。

效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。121

五、變壓器的運(yùn)行特性（二）變壓器的損耗與效率3、效率特性：在功率因數(shù)一定時(shí)，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系η=f(I2),稱為變壓器的效率特性。特性分析：（1）空載時(shí)輸出功率為零，所以η=0。（2）負(fù)載較小時(shí)，損耗相對(duì)較大，功率η較低。122

五、變壓器的運(yùn)行特性（二）變壓器的損耗與效率3、效率特性：特性分析：（3）負(fù)載增加，效率η亦隨之增加。超過某一負(fù)載時(shí)，因銅耗與負(fù)載電流的平方成正比增大，效率η反而降低，最大效率η不一定出現(xiàn)在額定負(fù)載處，最高效率ηmax出現(xiàn)在變壓器的不變損耗等于可變損耗時(shí)。為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。

123

五、變壓器的運(yùn)行特性變壓器的銅損耗:

變壓器運(yùn)行時(shí)，原副邊都有電流流過，因?yàn)樵边叾加幸欢ǖ碾娮?，所以?huì)產(chǎn)生能量損耗，這種損耗稱為變壓器的銅損耗。變壓器的鐵損耗:

由于變壓器的工作磁通是交變磁通，它在鐵心內(nèi)部要引起渦流，而渦流在鐵心內(nèi)部的流動(dòng)也要產(chǎn)生能量損耗，此損耗稱為渦流損耗。同時(shí)，鐵心在交變磁通的作用下被反復(fù)磁化，鐵心在反復(fù)磁化過程中消耗的能量稱為磁滯損耗，渦流損耗和磁滯損耗統(tǒng)稱為鐵損耗。124

五、變壓器的運(yùn)行特性變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是以降低損耗，提高效率，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益為目的的。變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗。鐵損和銅損都是變壓器的有功損耗。無功損耗分為兩部分：用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵(lì)磁電流的部分和消耗在變壓器一二次繞組漏電抗上的無功功率。125

（一）三相變壓器的磁路系統(tǒng)六、三相變壓器三相變壓器的磁路可以分為各相磁路獨(dú)立和各相磁路相關(guān)兩大類。1、三相變壓器組（三相組式變壓器）把三個(gè)完全相同的單相變壓器的繞組按一定方式相連接，便構(gòu)成一臺(tái)三相變壓器組或三相組式變壓器。特點(diǎn)是：三相磁路彼此無關(guān)。126

（一）三相變壓器的磁路系統(tǒng)六、三相變壓器2、三相心式變壓器特點(diǎn)是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。127

（二）三相變壓器的電路系統(tǒng)－聯(lián)結(jié)組六、三相變壓器1、變壓器的端頭標(biāo)號(hào)繞組名稱單相變壓器三相變壓器中性點(diǎn)首端末端首端末端高壓繞組U1U2U1、V1、W1U2、V2、W2N低壓繞組u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中壓繞組U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm128

（二）三相變壓器的電路系統(tǒng)－聯(lián)結(jié)組六、三相變壓器2、單相變壓器的極性****一、二次繞組的同極性端同標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)同相位。****一、二次繞組的同極性端異標(biāo)志時(shí)，一、二次繞組的電動(dòng)勢(shì)反相位。129

（二）三相變壓器的電路系統(tǒng)－聯(lián)結(jié)組六、三相變壓器

同名端：

規(guī)定當(dāng)兩個(gè)線圈的電流由同名端通入線圈時(shí)，所產(chǎn)生的互感磁通與自感磁通是互相增強(qiáng)的。單相變壓器原副繞組的首端A,a是同名端則此變壓器屬于()。A．I/I-6的聯(lián)接B．I/I-12聯(lián)接C．什么聯(lián)接組都可以B130

（二）三相變壓器的電路系統(tǒng)－聯(lián)結(jié)組六、三相變壓器3、三相變壓器的連接組別（1）聯(lián)結(jié)組的定義定義：按一、二次側(cè)線電勢(shì)的相位關(guān)系,把變壓器繞組的連接分成各種不同的組合,稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。（2）聯(lián)結(jié)組的表達(dá)形式在三相變壓器中，對(duì)于一次繞組或二次繞組，主要采用星型和三角形兩種聯(lián)結(jié)形式。我國生產(chǎn)的三相電力變壓器常用Y,yn、Y,d、YN,d等三種聯(lián)結(jié)。（3）聯(lián)結(jié)組別號(hào)的判定方法①時(shí)鐘表示法131

六、三相變壓器（3）聯(lián)結(jié)組別號(hào)的判定方法①時(shí)鐘表示法123456789101112將一次側(cè)線電勢(shì)的向量作為時(shí)鐘的分針，始終指向12（0）點(diǎn)；二次側(cè)線電勢(shì)的向量作為時(shí)鐘的時(shí)針，它所指的鐘點(diǎn)即為變壓器的聯(lián)結(jié)組別號(hào)。鐘表上時(shí)間的確定是由分針和時(shí)針在順時(shí)針方向的夾角確定的。132

六、三相變壓器（3）聯(lián)結(jié)組別號(hào)的判定方法②判定的步驟A:繞組的連接形式UVWUVW各相繞組末端連接在一起，首端引出為星型連接。順相序和逆相序各相繞組首、末端依次連接在一起形成回路。順相序和逆相序UVWUVW133

六、三相變壓器②判定的步驟B:相序的判定UVW對(duì)于星型連接U、V、W為順相序，做向量圖是按照順時(shí)針方向畫圖。UVWEU.EV.Ew.134

六、三相變壓器②判定的步驟B:相序的判定UVW對(duì)于星型連接，逆相序時(shí)，做向量圖依然按照順時(shí)針方向畫圖。VWEU.EV.Ew.U135

六、三相變壓器②判定的步驟B:相序的判定對(duì)于三角型連接U、V、W為順相序，做向量圖是按照順時(shí)針方向畫圖。UVWUVWEU.EV.Ew.136

六、三相變壓器②判定的步驟B:相序的判定對(duì)于三角型連接為逆向序時(shí)，做向量圖是按照逆時(shí)針方向畫圖。UVWEV.EW.EU.WUV137

六、三相變壓器C:同名端的判斷同名端是指一、二次側(cè)繞組相電動(dòng)勢(shì)間的極性關(guān)系，用“.”標(biāo)記。極性相同時(shí)為同名端，對(duì)應(yīng)相電勢(shì)同向。反之為非同名端，對(duì)應(yīng)相電勢(shì)反向。EU.Eu.EU.Eu.Uu138

六、三相變壓器D:作向量圖判定組別號(hào)UVWuvwUVWEU.EV.Ew.EUV.uvwEuv.Eu.組別號(hào)為：Y,y0139

六、三相變壓器D:作向量圖判定組別號(hào)UVWUVWEU.EV.Ew.EUV.uvwEuv.Eu.180°UVW組別號(hào)為：Y,y6140

六、三相變壓器D:作向量圖判定組別號(hào)UVWUVWEU.EUV.uEu.vw組別號(hào)為：Y,d130°Euv.141

六、三相變壓器D:作向量圖判定組別號(hào)UVWUVWEU.EUV.uEu.vwEuv.330°組別號(hào)為：Y,d11142

六、三相變壓器D:作向量圖判定組別號(hào)UVW組別號(hào)為：D,d6UEU.EV.EW.VEUV.vEV.uwEuV.180°W143六、三相變壓器

思考題有一三相變壓器，其一、二次繞組的同名端及端點(diǎn)標(biāo)