注冊(cè)電氣工程師輔導(dǎo)-電氣工程基礎(chǔ)二二

6變壓器考試大綱6.1了解三相組式變壓器及三相芯式變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6.2掌握變壓器額定值的含義和作用6.3了解變壓器變比和參數(shù)的測(cè)定方法6.4掌握變壓器工作原理6.5了解變壓器電勢(shì)平衡方程式及各量含義6.6掌握變壓器電壓調(diào)整率的含義6變壓器6.7了解變壓器在空載合閘時(shí)產(chǎn)生很大沖擊沖擊電流的原因6.8了解變壓器的效率計(jì)算及變壓器具有最高效率的條件6.9了解三相變壓器聯(lián)結(jié)組和鐵心結(jié)構(gòu)對(duì)諧波電流、諧波磁通的影響6.10了解用變壓器組接線方式及極性判斷三相變壓器連接組別的方法6.11了解變壓器的絕緣系統(tǒng)及冷卻方式、允許升溫6.1三相組式變壓器及三相芯式變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

一、

基本結(jié)構(gòu)變壓器的主要部件是鐵心和繞組，它們構(gòu)成了變壓器的器身。除此之外，還有放置器身的盛有變壓器油的油箱、絕緣套管、分接開(kāi)關(guān)、安全氣道等部件。

變壓器鐵芯的作用是構(gòu)成磁路。為減小渦流損耗，鐵芯用0.35～0.35mm厚的硅鋼片交錯(cuò)疊裝而成，在硅鋼片表面涂有絕緣漆并經(jīng)氧化處理形成絕緣層。

繞組（線圈）的作用是構(gòu)成交流電的通路，通以勵(lì)磁電流建立磁場(chǎng)。變壓器接電源一邊的繞組，稱為一次繞組；接負(fù)載一邊的繞組稱為二次繞組。

變壓器的鐵芯、一次繞組和二次繞組之間是彼此絕緣的。

6.1三相組式變壓器及三相芯式變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6.2變壓器額定值的含義和作用

1.額定容量：指變壓器的視在功率。對(duì)三相變壓器指三相容量之和。單位：伏安（VA）千伏安（kVA）2.額定電壓：指電源加到原邊繞組上的電壓，是副邊繞組開(kāi)路即空載運(yùn)行時(shí)副繞組的端電壓。對(duì)于三相變壓器一般指線電壓值。單位：伏（V）千伏（kV）6.2變壓器額定值的含義和作用

3.額定電流：由和計(jì)算出來(lái)的電流，即為額定電流對(duì)單相變壓器：

對(duì)三相變壓器：6.2變壓器額定值的含義和作用

3.額定電流：由和計(jì)算出來(lái)的電流，即為額定電流對(duì)單相變壓器：

對(duì)三相變壓器：6.2變壓器額定值的含義和作用

4.額定頻率

：我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50赫（Hz）有些國(guó)家采用60赫。此外，額定工作狀態(tài)下變壓器的效率、溫升等數(shù)據(jù)均屬于額定值。6.3變壓器變比和參數(shù)的測(cè)定方法1.變壓器的空載運(yùn)行變壓器一次繞組接電源，二次繞組開(kāi)路，負(fù)載電流為零，這種情況即為變壓器的空載運(yùn)行。和為一、二次繞組的匝數(shù)分別繞在兩個(gè)鐵心柱上。6.3變壓器變比和參數(shù)的測(cè)定方法2.變壓器的負(fù)載運(yùn)行

一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載，二次側(cè)中便有負(fù)載電流流過(guò)，這種情況稱為負(fù)載運(yùn)行。

6.3變壓器變比和參數(shù)的測(cè)定方法

3.變壓器等效電路參數(shù)的測(cè)定（1）空載實(shí)驗(yàn)用大寫(xiě)字母表示高壓端,小字母表示低壓端.空載試驗(yàn)可在任一邊作.但考慮到空載試驗(yàn)所加電壓較高,其電流較小,為試驗(yàn)的安全和儀器儀表選擇方便,一般在低壓側(cè)作。如下圖所示:測(cè)定方法:在原邊側(cè)加副邊側(cè)開(kāi)路，讀取、、、。6.3變壓器變比和參數(shù)的測(cè)定方法（2）短路試驗(yàn)

因短路試驗(yàn)電流大,電壓低,一般在高壓側(cè)作，從等效電路可見(jiàn),外加電壓僅用來(lái)克服變壓器本身的漏阻抗壓降,所以當(dāng)很低時(shí),電流即到達(dá)額定,該電壓為。

在

時(shí),讀取

、計(jì)算短路參數(shù)。

6.3變壓器變比和參數(shù)的測(cè)定方法短路試驗(yàn)時(shí)使電流達(dá)到額定值時(shí)所加電壓稱為阻抗電壓或短路電壓。阻抗電壓用額定電壓百分比表示時(shí)有:阻抗電壓百分比是銘牌數(shù)據(jù)之一，

是變壓器的主要參數(shù)，阻抗電壓的大小反映變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，漏阻抗壓降的大小。6.4變壓器工作原理變壓器的一次繞組（一次繞組）與交流電源接通后，經(jīng)繞組內(nèi)流過(guò)交變電流產(chǎn)生磁通，在這個(gè)磁通作用下，鐵芯中便有交變磁通，即一次繞組從電源吸取電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍?，在鐵芯中同時(shí)交（環(huán)）鏈原、副邊繞組（二次繞組），由于電磁感應(yīng)作用，分別在原、二次繞組產(chǎn)生頻率相同的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果此時(shí)二次繞組接通負(fù)載，在二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下，便有電流流過(guò)負(fù)載，鐵芯中的磁能又轉(zhuǎn)換為電能。這就是變壓器利用電磁感應(yīng)原理將電源的電能傳遞到負(fù)載中的工作原理。6.5變壓器電勢(shì)平衡方程式及各量含義1.磁動(dòng)勢(shì)方程式負(fù)載后作用于主磁路上的磁勢(shì)有兩個(gè)和而勵(lì)磁磁勢(shì)，維持不變，與空載時(shí)相同，負(fù)載時(shí)，作用于鐵心上的磁動(dòng)勢(shì)是一、二次繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)，且為空載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)，即激磁磁動(dòng)勢(shì)。6.5變壓器電勢(shì)平衡方程式及各量含義上式表明負(fù)載后，一次側(cè)電流由兩部分組成，一部分維持主磁通的。另一部分用來(lái)抵消二次側(cè)的負(fù)載分量，能量由一次側(cè)傳到二次側(cè)。6.5變壓器電勢(shì)平衡方程式及各量含義1、

2.電壓方程式

由主磁通在一、二次繞組中分別感應(yīng)電勢(shì)和，漏磁通在一、二次繞組中感應(yīng)漏電勢(shì)，此外，一、二次側(cè)繞組還分別有電阻壓降，根據(jù)基爾霍夫定律及負(fù)載運(yùn)行示意圖中各量正方向的規(guī)定，可列寫(xiě)一、二次側(cè)電壓方程如下：式中——一、二次側(cè)繞組漏磁抗； ——一、二次側(cè)繞組漏電阻；——一、二次側(cè)繞組漏電抗。6.5變壓器電勢(shì)平衡方程式及各量含義歸納起來(lái)變壓器的基本方程式為：按磁路性質(zhì)不同，分為主磁通和漏磁通兩部分。并分別用不同的電路參數(shù)表征，漏感磁通感應(yīng)電勢(shì)用和表征。主磁通感應(yīng)電勢(shì)用表征，和為常數(shù)，不為常數(shù)。

6.6變壓器電壓調(diào)整率的含義1.變壓器的外特性

在電源電壓不變的情況下，變壓器二次側(cè)接入負(fù)載后，一、二次繞組都有電流通過(guò)，必然產(chǎn)生一、二次側(cè)的內(nèi)阻抗壓降，從而使二次電壓隨負(fù)載的增減而變化。二次電壓從隨二次電流變化的特性曲線稱為變壓器的外特性。

6.6變壓器電壓調(diào)整率的含義2.電壓調(diào)整率一般情況下，外特性曲線近似一條略向下傾斜的直線，且傾斜的程度與負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)，對(duì)于感性負(fù)載，功率因數(shù)愈低，下傾愈烈。從空載到滿載（），二次電壓變化的數(shù)值與空載電壓的比值稱為電壓調(diào)整率，即

電力變壓器的電壓調(diào)整率一般為2％～3％。6.7鉤變壓器貫在空載奇合閘時(shí)黎產(chǎn)生很淡大沖擊剪沖擊電拳流的原叼因在變壓削器副繞仍組開(kāi)路憑的情況糖下，把塘原邊線癢圈接到臭電網(wǎng)成莊為空載貫合閘。緒由于變扭壓器鐵訊心存在服飽和現(xiàn)糖象，當(dāng)千變壓器價(jià)空載合猴閘時(shí)，罪會(huì)出現(xiàn)籍沖擊電廁流，此牲電流與饑主磁場(chǎng)濁的建立抬有關(guān)。當(dāng)電壓今的初相發(fā)角貓時(shí)合閘想即建立攪了穩(wěn)態(tài)招磁通，重合閘電焦流也沒(méi)雄有瞬變麗過(guò)程就逢進(jìn)入了匙穩(wěn)態(tài)空純載。6.7糟變壓器斜在空載雀合閘時(shí)年產(chǎn)生很矮大沖擊響沖擊電洽流的原客因當(dāng)電壓格的初相喪角室時(shí)合閘幟，變壓秒器中的礎(chǔ)磁通除喊了穩(wěn)態(tài)動(dòng)分量，案還有暫減態(tài)分量雪，在合象閘后半佛個(gè)周波府，磁通涼達(dá)到最旁大值，巷為穩(wěn)態(tài)拌值的2站倍，加誰(shuí)上鐵心把的磁飽姿和特性用，故合氣閘電流擺增加的互倍數(shù)遠(yuǎn)鉗遠(yuǎn)超過(guò)悄磁通增攤加的倍負(fù)數(shù)。沖攝擊電流勸的數(shù)值私最大可隱以達(dá)到即額定電當(dāng)流的6警~8倍充。解決的仇辦法是仁在變壓蟻器的原礎(chǔ)邊串聯(lián)求一個(gè)合煤閘電阻牲，合閘陶完后將爽電阻切編除。6.8跨變壓器怪的效率四計(jì)算及仔變壓器遭具有最憤高效率眠的條件1.變壓縮慧器的損耗變壓器番運(yùn)行時(shí)玻將產(chǎn)生船損耗，掠變壓器因的損耗氧分兩大層類銅耗：貞基本銅鎮(zhèn)耗和雜域散銅耗鐵耗：惜基本鐵距耗和雜忌散鐵耗基本銅耗四：一、二攔次繞組內(nèi)索電流所引煙起時(shí)的直桂流電阻損欲耗。雜散銅務(wù)耗：主栗要是由般漏磁通麗所引起堂的集膚晚效應(yīng)，閉使繞組芽的有效弄電阻增紙大而增免加的銅蛛耗。以遭及漏磁桐場(chǎng)在結(jié)仔構(gòu)部件訂中引起零的渦流曉損耗等耀。6.8艦變壓蘇器的效率咱計(jì)算及變碗壓器具有委最高效率搬的條件銅耗與柴負(fù)載電昆流的平令方成正枯比。因偷此也稱衡為可變蠢損耗。銅耗與繞坑組的溫度彼有關(guān)，一沙般都用7昆7度時(shí)的棄電阻值來(lái)廟計(jì)算?；捐F耗紛：變壓器金鐵心中的解磁滯與渦園流損耗。雜散鐵敏耗：主歡要是鐵獎(jiǎng)心接連鬼處由于打磁通密駝度分布卷不均勻忽所引起布的損耗短，和主誦磁通在島鐵軛夾揮件，油厭箱等結(jié)框構(gòu)部件遺中所引歪起的渦靜流損耗魔。鐵耗飾可近似出認(rèn)為芽與兇或成正前比。由所于變壓晃器一側(cè)階電壓保史持不變句。故鐵壓耗可視餃為不變松損耗。攻（F不變的前園提下）。6.8前變壓朝器的效率崇計(jì)算及變各壓器具有柔最高效率仁的條件因變壓器愁無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部某分，一般笨效率都很亮高，大多乎數(shù)在95%以上。村大型變巨壓器可矩達(dá)99%。測(cè)量變壓脹器的效率拌一般不采彈用直接測(cè)、的方法，歉因與燃相差叉很小。袋測(cè)量?jī)x倆器本身駛的誤差施就可能槐超出次百范圍，在一般用爆間接法甲測(cè)量變棚壓器的射效率。元即測(cè)出羨各種損恨耗，再盯計(jì)算效豪率。6.8長(zhǎng)變壓懸器的效率敞計(jì)算及變惰壓器具有笨最高效率軟的條件當(dāng)變壓器期的可變損尖耗與不變悠損耗相等全時(shí)，產(chǎn)生燈最大效率霉，此時(shí)對(duì)應(yīng)最大正效率時(shí)負(fù)圾載電流的練標(biāo)幺值為6.9至三相炭變壓器聯(lián)天結(jié)組和鐵綢心結(jié)構(gòu)對(duì)倡諧波電流券、諧波磁刺通的影響考慮鐵心飲磁路的飽券和，不會(huì)喪同時(shí)為正魯弦，一個(gè)惹為正弦，散另一個(gè)就尸為非正弦畏，如為正餐弦，電流洪I為尖頂壩波，電流竭中除基波灑分量外，賀還有3次獨(dú)諧波分量肝。6.9患三相集變壓器聯(lián)衣結(jié)組和鐵警心結(jié)構(gòu)對(duì)啦諧波電流倡、諧波磁欠通的影響1.Y甩，y聯(lián)傍結(jié)組三次諧版波電流巖構(gòu)成零鴿序?qū)ΨQ濫組,不暗能存在襖于無(wú)中駱線的星欄形連接示的三相斷電路中磨,所以跟當(dāng)正弦?jiàn)Z電壓施饒加于Y譯連接的閉變壓器妨?xí)r,電禽流接近貞正弦波卷,主磁夢(mèng)通為平叫頂波,名其中三奔次諧波睡磁通的堅(jiān)大小及王對(duì)電勢(shì)筍波形的鳳影響還撫要看磁悔路系統(tǒng)雙的結(jié)構(gòu)釋.6.9巨三相變火壓器聯(lián)匆結(jié)組和墨鐵心結(jié)下構(gòu)對(duì)諧蠶波電流肺、諧波賺磁通的醬影響（1）三緊相變壓器尸組組成磁劃路系統(tǒng)王的特點(diǎn)蝕是互相信獨(dú)立,殊彼此無(wú)郵關(guān),所撇以三次驚諧波磁隔通和基吳波一樣芽可以存射在于各勝相磁路遷中,在摸一,二擱次側(cè)繞照阻中每立相感應(yīng)香電勢(shì)為安:三次諧皂波頻率,所以滿感應(yīng)的鳴三次諧拐波電勢(shì)辰相當(dāng)大刊，可達(dá)石基波的牙50%奸，結(jié)果盛使相電角勢(shì)波形溝嚴(yán)重畸啄形，幅牛值很高夾，可使糞繞阻絕華緣擊穿虜，所以等三相變翠壓器組網(wǎng)不允許桌采用Y尚，y聯(lián)精結(jié)。6.9神三相變屈壓器聯(lián)緣瑞結(jié)組和攪鐵心結(jié)勢(shì)構(gòu)對(duì)諧炒波電流孩、諧波撿磁通的脖影響（2）兇三相心猛式變壓煎器心式磁路絡(luò)特點(diǎn)是互天相聯(lián)系，牧彼此相關(guān)菌，而三次頁(yè)諧波磁通躍，也是零害序?qū)ΨQ組械，由于磁張路構(gòu)成三剪相行星形口磁路，三役個(gè)同相，勤同大小的咱磁通不能光沿鐵心磁膊路閉和，怖這和三次塑諧波電流睜不能在Y接三相電香路中流通闖相似，但兔他們可以頑經(jīng)油箱壁蹦等形成閉估路，由于率這些磁路猛的磁阻很體大，使三拾次諧波磁雖通大為削蝕弱，所以搜相電勢(shì)中聞也接近正特弦波。但茂三相諧波充磁通沿油幕箱閉和，軍引起附加丈渦流損耗磨，降低變稠壓器效率迫，因此，剪對(duì)心式變賊壓器Y，y接僅在容情量為160希0千伏安勒以下的燦中，小宣容量的坊變壓器把中采用牛。6.9婚三相堆變壓器聯(lián)制結(jié)組和鐵鎖心結(jié)構(gòu)對(duì)悔諧波電流得、諧波磁惱通的影響2.Y，d或D，y聯(lián)結(jié)組（1）D，y聯(lián)結(jié)組D，y聯(lián)結(jié)組的范三相變壓抱器，因一桑次側(cè)為接，三次擠諧波電流銜可在林接的電獎(jiǎng)路中流通敵，所以主冬磁通為正版弦波，由顫它感應(yīng)的檢一二次側(cè)俊相電勢(shì)e須都接近正互弦波。6.9姿三相捧變壓器聯(lián)從結(jié)組和鐵職心結(jié)構(gòu)對(duì)扎諧波電流祝、諧波磁拾通的影響（2）手Y，d聯(lián)結(jié)組Y，d聯(lián)結(jié)組的三相胳變壓器窗，因一爬次側(cè)電匙流無(wú)三杏次諧波態(tài)分量，柏所以主核磁通和千一，二替次側(cè)相鼓電動(dòng)勢(shì)晨出現(xiàn)電衣動(dòng)勢(shì)出撓現(xiàn)三次肆諧波分陶量。只要變壓旺器有一側(cè)捷采用“角滋形”接，詢就能保證職主磁通及葛電勢(shì)波形圓為正弦波肝。在大容擋量變壓器己中，當(dāng)一拖、二側(cè)都謎是“Y”聯(lián)結(jié)時(shí)報(bào)，可另加雹一個(gè)接成聚“角形”雙的小容量法第三側(cè)。薄供改善電仍勢(shì)波形之剝用。6.9款三相變誤壓器聯(lián)中結(jié)組和侍鐵心結(jié)槽構(gòu)對(duì)諧蜜波電流肥、諧波它磁通的逆影響綜上所由述：三聾相變壓喊器的相思電勢(shì)波搏形與繞待組接法乳和磁路疼系統(tǒng)有孤密切的乞關(guān)系。尾只要變桃壓器有念一側(cè)是腦角接。財(cái)就能保藥證主磁梅通及電校勢(shì)波形控為正弦薦波。6.1禍0冶三相清變壓器炒組接線肌方式及帽極性端沖判斷三儉相變壓生器組別等的方法1.聯(lián)結(jié)行方法在三相變冰壓器中用負(fù)大寫(xiě)字母A、B、C表示高認(rèn)壓端首竄端，X、Y、Z表示尾端濱，小寫(xiě)字怎母a、b、c表示低壓好端首端，x、y、z表示尾摧端，連暗接可采腫用星型休（Y連接）用Y（或y）表示能，角型調(diào)（連接囑）用D(或d)表示。三相變盒壓器的渴原、副配繞組的虧連接方元法有星角（Y）形連州接和三獄角（D）形連霉接兩種。6.10飾三去相變壓器逆組接線方消式及極性遞端判斷三帥相變壓器剩組別的方策法2.聯(lián)結(jié)組根據(jù)變資壓器原默、付方傘對(duì)應(yīng)的揮線電壓求之間的猶相位關(guān)塞系，把私變壓器捷繞組的忘連接分匪成不同投的組合真稱為繞否組的聯(lián)珠結(jié)組。男實(shí)踐與腦理論證岸明，變棒壓器高規(guī)、低壓伶方相對(duì)霜應(yīng)的線緩電壓的朽相位差關(guān)總是3最0度的岡倍數(shù)。保因此采逆用“時(shí)閑鐘表示惜法”來(lái)括表示這趟種相位經(jīng)差是很守簡(jiǎn)明的瞧?！皶r(shí)鐘表誕示法”：謎把高壓邊嶼線電壓作旅為長(zhǎng)針始求終指向“12”。而低中壓邊相對(duì)頑應(yīng)的線電偽壓作為短乖時(shí)，短針耽指向的數(shù)準(zhǔn)字稱為三象相變壓器鞠連接組的漠組號(hào)。6.10翅三浙相變壓器禽組接線方恥式及極性緣瑞端判斷三套相變壓器落組別的方打法3.同鳳名端無(wú)論單捎相變壓男器的高摩、低壓孔繞組還跌是三相萌變壓器雪同一相畏的高、聯(lián)低壓繞治組都是聞繞在同類一鐵心喪柱上的慌。它們笑是被同帽一主磁工通所交血鏈，高膊、低壓扎繞組的波感應(yīng)電稀勢(shì)的相側(cè)位關(guān)系遺只能有曲兩種可克能，一否種同相晴，一種鹿反相(銷差18視0度)外。當(dāng)電流從殿線圈的同件極性端流粉入（或流壺出）時(shí)，真產(chǎn)生的磁免通的方向卻相同；當(dāng)也磁通變化聽(tīng)（增大或鈴減小）時(shí)抹，在同極呢性端感應(yīng)框電動(dòng)勢(shì)的有極性也相鳳同。6.10譯三刷相變壓器缺組接線方潑式及極性窮端判斷三圖相變壓器血組別的方蔽法4.國(guó)平家標(biāo)準(zhǔn)竹聯(lián)結(jié)組Yyn程0、Y軌d1圾1、Yn換d11爆、Yn隙y0、Y瞞y05.變沸壓器繞餃組的極望性及其童測(cè)定進(jìn)行繞鋼組極性芬測(cè)定時(shí)尚，首先欄用萬(wàn)用物表的歐洞姆檔確尿認(rèn)出哪熊兩個(gè)出辟線端屬蹦于同一榨線圈的艱端子，曲然后再鋼辨認(rèn)不增同線圈顧的同極算性端。6.1肌0某三相頸變壓器浪組接線廉方式及扣極性端策判斷三鳥(niǎo)相變壓臭器組別類的方法（1）交流推測(cè)定法實(shí)驗(yàn)電扒路如圖凱所示，累首先用互一段粗嘩導(dǎo)線將劫一、二片次繞組嚼中各選艘出的一演個(gè)端子嗓（如端疊子1和3）聯(lián)接賭起來(lái)，賢然后在羊一個(gè)繞測(cè)組的端偵子上（銜一般取國(guó)高壓繞想組）加焦上一較騰低的交模流電壓俗，用電稱壓表測(cè)浮量一、耗二次繞寇組另外桌兩端子倘（即2和4）之間族的電壓和兩繞組電囑壓、。若謝，則被短接的苗兩個(gè)端子薦（1和3）為同名端上；反之，其則為異名端，而這轟時(shí)即可判低定端子1和4或2和3為同名辱端。6.10沿三例相變壓器膏組接線方婦式及極性發(fā)端判斷三言相變壓器磁組別的方立法（2）直流亮測(cè)定法實(shí)驗(yàn)電路路如圖鮮所示。繡在端子1、2間串聯(lián)憑接入一膀個(gè)直流深電源E和開(kāi)關(guān)S，在另昏一繞組俗的兩端地子（3和4）串接一及個(gè)直流毫已安表。當(dāng)饅電源E和毫安擔(dān)表的極任性如圖蔬所示時(shí)課，在S合上的瞬衫間，若毫何安表的指乏針正向擺荒動(dòng)，則表乖明接表正宅極的端子3和接電翁源正極雕的端子1為同名殘端；若感表針?lè)囱?/p>