電機與拖動技術(shù)第五章

1、第五章第五章 變壓器變壓器第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值基本結(jié)構(gòu)及額定值第二節(jié)第二節(jié) 變壓器空載運行變壓器空載運行第三節(jié)第三節(jié) 變壓器負載運行變壓器負載運行第四節(jié)第四節(jié) 標幺值標幺值第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)測定變壓器參數(shù)測定 第五章第五章 變壓器變壓器第六節(jié)第六節(jié) 變壓器運行特性變壓器運行特性第七節(jié)第七節(jié) 變壓器聯(lián)接組別變壓器聯(lián)接組別第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行第九節(jié)第九節(jié) 自耦變壓器自耦變壓器第十節(jié)第十節(jié) 電流互感器及電壓互感器電流互感器及電壓互感器第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值一一、變壓器的分類變壓器的

2、分類v 按用途分類為：電力變壓器、調(diào)壓變壓器、儀用互感器、按用途分類為：電力變壓器、調(diào)壓變壓器、儀用互感器、特殊變壓器、控制用變壓器；特殊變壓器、控制用變壓器；v 按相數(shù)分類為：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。按相數(shù)分類為：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。v 按繞組數(shù)目分類為：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、按繞組數(shù)目分類為：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器、多繞組變壓器。自耦變壓器、多繞組變壓器。 v 按冷卻方式分類為：干式變壓器、油浸變壓器。按冷卻方式分類為：干式變壓器、油浸變壓器。v 按鐵芯結(jié)構(gòu)分類為：心式變壓器和殼式變壓器。按鐵芯結(jié)構(gòu)分類為：心式變壓器和殼式變壓器。v 鐵芯鐵

3、芯 鐵心是變壓器的磁路，它分為心柱和鐵軛兩部分。心柱鐵心是變壓器的磁路，它分為心柱和鐵軛兩部分。心柱上套繞組，鐵軛將心柱連接起構(gòu)成閉合磁路。上套繞組，鐵軛將心柱連接起構(gòu)成閉合磁路。第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值圖圖3.2 3.2 單相鐵心疊片單相鐵心疊片 圖圖3.3 3.3 三相鐵心疊片三相鐵心疊片圖圖 3.3 3.3 心柱和鐵軛截面心柱和鐵軛截面 為了減少交變磁通在鐵心中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，為了減少交變磁通在鐵心中產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗，變壓器鐵心由厚度為變壓器鐵心由厚度為 0.27mm、0.3mm、0.35mm 的冷軋高硅的冷軋高硅鋼片疊裝而

4、成。鋼片疊裝而成。二二、變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu) 鐵芯鐵芯和和繞組繞組是變壓器最主要的部分。此外，還包括油箱、是變壓器最主要的部分。此外，還包括油箱、套管等。套管等。第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值v 繞組繞組 繞組是變壓器的電路部分，由帶有絕緣層的導(dǎo)線繞制繞組是變壓器的電路部分，由帶有絕緣層的導(dǎo)線繞制而成。而成。 裝配時低壓繞組靠著鐵裝配時低壓繞組靠著鐵心，高壓繞組套在低壓繞組心，高壓繞組套在低壓繞組外面，高低壓繞組間設(shè)置有外面，高低壓繞組間設(shè)置有油道油道( (或氣道或氣道) )，以加強絕緣，以加強絕緣和散熱。和散熱。圖圖5.4 5.4 圓筒

5、式繞組圓筒式繞組 第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的鐵芯和繞組裝配到一起稱為變壓器的器身。變壓器的鐵芯和繞組裝配到一起稱為變壓器的器身。 圖圖5.5 5.5 三相變壓器器身三相變壓器器身第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值v 油箱油箱v 套管套管 除了干式變壓器以外，電力變壓器的器身都放在充滿除了干式變壓器以外，電力變壓器的器身都放在充滿變壓器油的油箱中，以提高絕緣強度，加強散熱。變壓器油的油箱中，以提高絕緣強度，加強散熱。 變壓器的引線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時，必須經(jīng)過絕緣變壓器的引線從油箱內(nèi)穿過油箱蓋時，必須

6、經(jīng)過絕緣套管，以使引線和油箱絕緣。絕緣套管一般由陶瓷制成，套管，以使引線和油箱絕緣。絕緣套管一般由陶瓷制成，為了增強絕緣性能，套管外形做成多級傘形。為了增強絕緣性能，套管外形做成多級傘形。 圖圖5.6 35KV5.6 35KV套管套管第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值 圖圖5.7 5.7 三相油浸式電力變壓器外形圖三相油浸式電力變壓器外形圖 1一銘牌一銘牌 2一信號式溫度計一信號式溫度計3一吸濕器一吸濕器 4油表油表 5儲油柜儲油柜6一安全氣道一安全氣道7氣體繼電器氣體繼電器圖圖5.7是一臺油浸式電力變壓器示意圖。是一臺油浸式電力變壓器示意圖。8一高壓套

7、一高壓套9低壓套管低壓套管10分接開關(guān)分接開關(guān)11油箱油箱12一放油閥門一放油閥門13器身器身14接地板接地板15一小車一小車第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值三三、變壓器的額定值變壓器的額定值 NSv 額定容量額定容量 : : 它是變壓器的它是變壓器的視在功率視在功率。單位為。單位為 VA 或或kVA。一次繞組、二次繞組的額定容量相等。一次繞組、二次繞組的額定容量相等。12/NNUU12/NNIIv 額定電壓額定電壓 : 指指線電壓線電壓，單位為，單位為 V 或或 kV。 是電是電源加到一次繞組上的額定電壓，源加到一次繞組上的額定電壓， 是一次繞組加上

8、額定電是一次繞組加上額定電壓后二次側(cè)開路即空載運行時二次繞組的端電壓。壓后二次側(cè)開路即空載運行時二次繞組的端電壓。v 額定電流額定電流 : 指指線電流線電流，單位為，單位為 A 。 1NU2NU第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值v 額定頻率額定頻率 ：我國規(guī)定標準工業(yè)用電頻率為：我國規(guī)定標準工業(yè)用電頻率為50Hz。 fv 額定運行時繞組溫升：單位為額定運行時繞組溫升：單位為K。油浸變壓器的線圈溫升。油浸變壓器的線圈溫升限值為限值為 65K 。 v 此外，額定值還有聯(lián)接組別、短路阻抗、空載損耗、短此外，額定值還有聯(lián)接組別、短路阻抗、空載損耗、短路損耗、空載

9、電流等。路損耗、空載電流等。 第一節(jié)第一節(jié) 變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值變壓器的分類、基本結(jié)構(gòu)及額定值 變壓器的額定容量、額定電壓和額定電流之間的關(guān)系變壓器的額定容量、額定電壓和額定電流之間的關(guān)系 ：單相變壓器：單相變壓器：三相變壓器：三相變壓器：1122NNNNNSUIUI112233NNNNNSUIUI第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行一一、空載運行時的磁通、感應(yīng)電動勢空載運行時的磁通、感應(yīng)電動勢圖圖 3.7 3.7 單相變壓器的空載運行單相變壓器的空載運行第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行1u0i01 0FN im1s1e2e1se0i R第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的

10、空載運行變壓器的空載運行1uf0i 交流電壓交流電壓 隨時間以頻率隨時間以頻率 做正弦變化，因此勵磁電流做正弦變化，因此勵磁電流 、主磁通主磁通 及一次繞組漏磁通及一次繞組漏磁通 也都隨時間交變，頻率均為也都隨時間交變，頻率均為 。m1sfsinmt 根據(jù)電磁感應(yīng)定律根據(jù)電磁感應(yīng)定律 ：1111cossin(90 )ommdeNNtNtdt 222sin(90 )omdeNNtdt 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行其相量形式為：其相量形式為：111124.4422mmmNf NEjjjf N 222224.4422mmmNf NEjjjf N 繞組中感應(yīng)電動勢與繞組的匝數(shù)及主磁通

11、的最大值繞組中感應(yīng)電動勢與繞組的匝數(shù)及主磁通的最大值成正比，相位則落后于主磁通成正比，相位則落后于主磁通 。 90第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行二二、電壓平衡方程式電壓平衡方程式根據(jù)基爾霍夫第二定律，可得一次繞組電壓平衡方程式：根據(jù)基爾霍夫第二定律，可得一次繞組電壓平衡方程式： 11101sUEEI R 將漏磁通在繞組中產(chǎn)生的電動勢看成是勵磁電流在將漏磁通在繞組中產(chǎn)生的電動勢看成是勵磁電流在漏電抗上產(chǎn)生的電壓降。即：漏電抗上產(chǎn)生的電壓降。即：10101ssEjILjI X 11sXL為對應(yīng)一次繞組漏磁通的漏電抗。為對應(yīng)一次繞組漏磁通的漏電抗。 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓

12、器的空載運行因此，一次繞組電壓平衡方程式為：因此，一次繞組電壓平衡方程式為：110101101UEjI XI REI Z 二次側(cè)電壓平衡方程式：二次側(cè)電壓平衡方程式：202UE第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行 忽略一次繞組漏阻抗時，空載運行的變壓器一、二次側(cè)忽略一次繞組漏阻抗時，空載運行的變壓器一、二次側(cè)電壓關(guān)系為：電壓關(guān)系為：11UE 220UE 在變壓器中，一次繞組的電動勢與二次繞組的電動勢在變壓器中，一次繞組的電動勢與二次繞組的電動勢之比稱為之比稱為變比變比，用，用 表示。表示。1112220ENUkENUk第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行三三、空載電流空載電

13、流 變壓器空載運行時，由空載電流建立主磁通，所以空載變壓器空載運行時，由空載電流建立主磁通，所以空載電流也就是勵磁電流。電流也就是勵磁電流。 1. 空載電流波形空載電流波形圖圖5.8 5.8 空載電流波形空載電流波形 0i空載電流空載電流 與由它產(chǎn)生的主磁通與由它產(chǎn)生的主磁通 呈非線性關(guān)系。呈非線性關(guān)系。當磁通按正弦規(guī)律變化時，勵磁電流呈當磁通按正弦規(guī)律變化時，勵磁電流呈尖頂波尖頂波。第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行2. 空載電流與主磁通的相量關(guān)系空載電流與主磁通的相量關(guān)系 0I圖圖5.9 5.9 變壓器空載時各物理量的相位關(guān)系變壓器空載時各物理量的相位關(guān)系 m1E1E2E鐵耗角

14、鐵耗角m0I滯后滯后一個角度一個角度 。第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行四四、空載運行相量圖空載運行相量圖 圖圖5.10 5.10 變壓器空載運行相量圖變壓器空載運行相量圖 01I R01jI X1E00Im2E1E1U 電源電壓電源電壓 與勵磁電流與勵磁電流 之間的夾角之間的夾角 ，稱為空載運，稱為空載運行的行的功率因數(shù)角功率因數(shù)角。 1U0I0第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行五五、空載運行時的等效電路空載運行時的等效電路 引入勵磁阻抗引入勵磁阻抗 ，將，將 和和 聯(lián)系起來，即聯(lián)系起來，即 mZ1E0I10mEI Z mmmZRjX式中：式中： ：勵磁阻抗勵磁阻抗

15、； ：勵磁電阻勵磁電阻； ：勵磁電抗勵磁電抗。mZmRmX第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的空載運行變壓器的空載運行mZ1Z用用 、 表示的電壓平衡方程式為：表示的電壓平衡方程式為： mZ1Z1001mUI ZI Z圖圖5.11 5.11 變壓器空載時的等效電路變壓器空載時的等效電路等效電路等效電路變壓器空載運行時，相當于一個電感線圈。變壓器空載運行時，相當于一個電感線圈。1mZZ0ImZ變壓器運行時，希望變壓器運行時，希望 較小，因此較小，因此 一般設(shè)計得較大。一般設(shè)計得較大。第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行 變壓器的一次繞組接在電源上，二次繞組接負載運行，稱變壓器的一次繞組接在電源上，二

16、次繞組接負載運行，稱為變壓器的負載運行。為變壓器的負載運行。 圖圖5.12 5.12 變壓器的負載運行變壓器的負載運行第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行1u2u1i2i11 1FN i22 2FN i01 0FN i1sm2s1 1Ri2se1se1e2e2 2R i第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行一一、磁動勢平衡方程式磁動勢平衡方程式 變壓器負載運行時，一、二次側(cè)繞組都有電流流過，都要變壓器負載運行時，一、二次側(cè)繞組都有電流流過，都要產(chǎn)生磁動勢，鐵芯中的主磁通是由這兩個磁動勢共同產(chǎn)生的。產(chǎn)生磁動勢，鐵芯中的主磁通是由這兩個磁動勢共同產(chǎn)生的。 即負載時的合成磁動勢為：

17、即負載時的合成磁動勢為： 12FF一次側(cè)電流產(chǎn)生一次側(cè)電流產(chǎn)生二次側(cè)電流產(chǎn)生二次側(cè)電流產(chǎn)生第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行由于變壓器原邊繞組的漏阻抗壓降由于變壓器原邊繞組的漏阻抗壓降 很小，負載時：很小，負載時：11I ZmfNEU11144. 4故與故與 相對應(yīng)的主磁通相對應(yīng)的主磁通 近似等于空載時的主磁通。近似等于空載時的主磁通。m所以：所以：120FFF即即1 1221 0N IN IN I1E第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行m于是有：于是有：21201NIIIN即：即：102011LIIIIIk 建立主磁通建立主磁通 建立磁動勢抵消二次側(cè)建立磁動勢抵消二次側(cè)

18、電流產(chǎn)生的磁勢。電流產(chǎn)生的磁勢。1 1220LN IN I第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行二二、電壓平衡方程式電壓平衡方程式 變壓器負載運行時，二次繞組電流變壓器負載運行時，二次繞組電流 產(chǎn)生漏磁通產(chǎn)生漏磁通 ，感應(yīng)，感應(yīng)電動勢電動勢 。可把它看成一個漏抗壓降?？砂阉闯梢粋€漏抗壓降 ： 2I2sE22222ssEjILjI X 二次繞組的漏阻抗二次繞組的漏阻抗 ： 222ZRjX二次側(cè)回路電壓平衡方程式：二次側(cè)回路電壓平衡方程式： 2222UEI Z 二次繞組二次繞組漏電抗漏電抗線圈電阻線圈電阻2s第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行變壓器穩(wěn)態(tài)負載運行時的六個基本方程

19、式變壓器穩(wěn)態(tài)負載運行時的六個基本方程式 ：11112222121122011022mLUEI ZUEI ZEkEI NI NI NEI ZUI Z 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行三三、折合算法折合算法 當當 k k 較大時，變壓器原、副邊電壓相差很大，為計算較大時，變壓器原、副邊電壓相差很大，為計算和作圖帶來不便。和作圖帶來不便。 變壓器原邊和副邊沒有直接電路的聯(lián)系，只有磁路的聯(lián)變壓器原邊和副邊沒有直接電路的聯(lián)系，只有磁路的聯(lián)系。副邊的負載通過磁勢影響原邊。因此只要副邊的磁勢不系。副邊的負載通過磁勢影響原邊。因此只要副邊的磁勢不變，原邊的物理量沒有改變。這為折算提供了依據(jù)。變，

20、原邊的物理量沒有改變。這為折算提供了依據(jù)。第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行顯然，進行繞組折算的條件就是折算前后顯然，進行繞組折算的條件就是折算前后磁動勢不變磁動勢不變。 實際繞組的各個量稱為實際值，等效繞組的各個量稱為實際繞組的各個量稱為實際值，等效繞組的各個量稱為折合值。折合值上角加折合值。折合值上角加“ ”以示區(qū)別。以示區(qū)別。 磁勢不變而假想改變它的匝數(shù)與電流的方法，稱磁勢不變而假想改變它的匝數(shù)與電流的方法，稱折合算法折合算法。第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行1.二次側(cè)電流的折算二次側(cè)電流的折算 把實際的二次繞組折算成匝數(shù)為把實際的二次繞組折算成匝數(shù)為 、電流、

21、電流 為的等效二次為的等效二次繞組，而保持磁動勢不變。即：繞組，而保持磁動勢不變。即：1N2I22221FI NI N因此：因此：22221NIIINk第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行2.二次側(cè)電動勢的折算二次側(cè)電動勢的折算 由于折算前后由于折算前后 不變，從而鐵芯中主磁通不變，從而鐵芯中主磁通 不變，于是不變，于是折算后的二次繞組的感應(yīng)電動勢折算后的二次繞組的感應(yīng)電動勢 2Fm214.44mEjf N 折算前后的感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系：折算前后的感應(yīng)電動勢之間的關(guān)系： 12222NEEkEN 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行3.二次側(cè)阻抗的折算二次側(cè)阻抗的折算 折算

22、后二次側(cè)的阻抗為：折算后二次側(cè)的阻抗為：22222222221LLEkEEZZkkZZIIIk則則222222222222LLLLLLZk ZRk RXk XZk ZRk RXk X 阻抗折合值為實際值的阻抗折合值為實際值的 倍，倍，2k折合前后的阻抗角不變。折合前后的阻抗角不變。第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行折合后端電壓換算關(guān)系：折合后端電壓換算關(guān)系：22222222IUEI Zk Ek Zk2222()k EI ZkU 以上換算關(guān)系表明，各參數(shù)折合時，只改變大小、不改以上換算關(guān)系表明，各參數(shù)折合時，只改變大小、不改變阻抗角；電壓、電流、電動勢折合時，只改變大小、不改變阻抗角

23、；電壓、電流、電動勢折合時，只改變大小、不改變相位。變相位。 折合算法不改變變壓器的功率關(guān)系。折合算法不改變變壓器的功率關(guān)系。 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行二次側(cè)輸出的有功功率不變：二次側(cè)輸出的有功功率不變：22222222221coscoscosPmU ImkUImU Ik二次側(cè)輸出的無功功率不變二次側(cè)輸出的無功功率不變 ：22222222221sinsinsinQmU ImkUImU Ik 折合算法也可以由一次側(cè)向二次側(cè)折合，這時二次側(cè)參折合算法也可以由一次側(cè)向二次側(cè)折合，這時二次側(cè)參數(shù)為實際值，一次側(cè)參數(shù)為折合值。數(shù)為實際值，一次側(cè)參數(shù)為折合值。第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負

24、載運行變壓器的負載運行四四、等效電路等效電路 采用折合算法后，變壓器的基本方程式為：采用折合算法后，變壓器的基本方程式為： 11112222121201022mLUEI ZUEI ZEEIIIEI ZUI Z 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行1. T T型等效電路型等效電路 圖圖5.13 5.13 變壓器的變壓器的T T型等效電路型等效電路 第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行2.簡化等效電路簡化等效電路 變壓器負載運行時，可以認為變壓器負載運行時，可以認為 無窮大而開路，于是得無窮大而開路，于是得到了簡化等效電路到了簡化等效電路 ：mZ5.14 5.14 變壓器的簡化

25、等效電路變壓器的簡化等效電路第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行五五、相量圖相量圖 1U11jI X11I R1E12I1I0Im2I22U22I R22jI X12EE給定給定 、 、 及各個參數(shù)。及各個參數(shù)。2U2I2cos2U2I 作出作出 和和 ， 再根據(jù)再根據(jù) 2222UEI Z作出作出 ，2E 且且12EE 1Em 作出領(lǐng)先作出領(lǐng)先 的的 。 9001/mIE Z 0I 根據(jù)根據(jù)作出作出 。 102III1I 根據(jù)根據(jù)作出作出 。110101UEjI XI R 1U 根據(jù)根據(jù)作出作出 。第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行 相量圖最大的優(yōu)點就是直觀，它把六個方程

26、式的關(guān)系清相量圖最大的優(yōu)點就是直觀，它把六個方程式的關(guān)系清楚地體現(xiàn)出來了。楚地體現(xiàn)出來了。 相量圖在理論上分析是有意義的，但已制好的變壓器，相量圖在理論上分析是有意義的，但已制好的變壓器，很難用試驗方法把很難用試驗方法把 和和 分開，因此實際應(yīng)用時常常采用簡分開，因此實際應(yīng)用時常常采用簡化相量圖?；嗔繄D。1X2X第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行1kjI X1kI R1U2U12II 12圖圖5.16 5.16 容性負載時的簡化相量圖容性負載時的簡化相量圖 簡化相量圖：簡化相量圖：第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行 變壓器負載運行的變壓器負載運行的基本方程式基本方程式

27、、等效電路等效電路、相量相量圖圖是分析變壓器運行的三種方法，其物理本質(zhì)是一致是分析變壓器運行的三種方法，其物理本質(zhì)是一致的。在進行定量計算時，宜采用等效電路；定性討論的。在進行定量計算時，宜采用等效電路；定性討論各物理量間關(guān)系時，宜采用方程式；而表示各物理量各物理量間關(guān)系時，宜采用方程式；而表示各物理量之間大小、相位關(guān)系時，相量圖比較方便。之間大小、相位關(guān)系時，相量圖比較方便。 總結(jié)總結(jié)第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行550NSkVA12/=10000/ 400NNUUV/Y1.85kzj0.30.1LZj 例例5.2 某三相電力變壓器某三相電力變壓器 ， ， 接法，短路阻抗接法

28、，短路阻抗 。二次側(cè)帶。二次側(cè)帶Y接的三相負載，接的三相負載，每相負載阻抗每相負載阻抗 ，計算：，計算：（1）一次側(cè)電流）一次側(cè)電流 及額定電流及額定電流 ；（2）二次側(cè)電流）二次側(cè)電流 及額定電流及額定電流 ；（3）二次側(cè)電壓）二次側(cè)電壓 及其與額定電壓及其與額定電壓 相比降低的百分值；相比降低的百分值；（4）變壓器輸出容量。）變壓器輸出容量。 1I1NI2I2NI2U2NU第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行解解:（1）變比變比121000043.3/3400/3NNUkU負載阻抗負載阻抗0.30.10.316 18.43oLZj2562.5187.5LLZk Zj每相總阻抗每相

29、總阻抗1.85562.5187.5596.23 18.84kLkkLLZZZRjXRjXjj第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行一次側(cè)電流一次側(cè)電流1133 1000029.05596.23NUIAZ一次側(cè)額定電流一次側(cè)額定電流311550 1031.7633 10000NNNSIAU（2）二次側(cè)電流）二次側(cè)電流1121000043.3726.23596.233NUIIkkAZ二次側(cè)額定電流二次側(cè)額定電流322550 10793.8833400NNNSIAU第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的負載運行變壓器的負載運行（3）二次側(cè)電壓）二次側(cè)電壓2233 726.23 0.316397.47LUI

30、ZV二次側(cè)電壓比額定值降低二次側(cè)電壓比額定值降低 22400397.472.53NUUUV二次側(cè)電壓降低的百分值二次側(cè)電壓降低的百分值22.530.63%400NUU（4）變壓器的輸出容量）變壓器的輸出容量22233 397.47 726.23499950SU IVA第四節(jié)第四節(jié) 標幺值標幺值 標幺值，是指一個物理量的實際數(shù)值與選定的一個同單標幺值，是指一個物理量的實際數(shù)值與選定的一個同單位的值之比。該選定的值稱為基值，此比值稱為該物理量位的值之比。該選定的值稱為基值，此比值稱為該物理量的標幺值或相對值。即的標幺值或相對值。即 實際值標幺值=基值一般基值都選為額定值。一般基值都選為額定值。 第

31、四節(jié)第四節(jié) 標幺值標幺值 電壓基值：電壓基值： ， 電流基值：電流基值： ，1NU2NU1NI2NI阻抗的基值則是電壓基值除以電流的基值：阻抗的基值則是電壓基值除以電流的基值： ，為了區(qū)別，在各物理量符號下邊加為了區(qū)別，在各物理量符號下邊加“”表示其標幺值。表示其標幺值。 11NNUI22NNUI對于變壓器對于變壓器第四節(jié)第四節(jié) 標幺值標幺值采用標幺值具有下列優(yōu)點：采用標幺值具有下列優(yōu)點： v 不論變壓器的容量大小，標么值表示的各參數(shù)和典型的不論變壓器的容量大小，標么值表示的各參數(shù)和典型的性能數(shù)據(jù)，通常都在一定的范圍，便于比較和分析。性能數(shù)據(jù)，通常都在一定的范圍，便于比較和分析。v 采用標幺值

32、表示電壓和電流時，便于直觀地表示變壓器采用標幺值表示電壓和電流時，便于直觀地表示變壓器的運行情況。比如，的運行情況。比如， ， ，就可直觀地看出變壓器，就可直觀地看出變壓器處于額定運行狀態(tài)。處于額定運行狀態(tài)。 1=1.0U1=1.0Iv 三相變壓器的電壓和電流在三相變壓器的電壓和電流在Y或聯(lián)接時，線值與相值或聯(lián)接時，線值與相值的標幺值相等。的標幺值相等。 第四節(jié)第四節(jié) 標幺值標幺值v 二次側(cè)物理量對二次側(cè)基值的標幺值等于該物理量的折二次側(cè)物理量對二次側(cè)基值的標幺值等于該物理量的折算值對一次側(cè)基值的標幺值。不需要再將二次側(cè)的物理量折算值對一次側(cè)基值的標幺值。不需要再將二次側(cè)的物理量折算到一次側(cè)算

33、到一次側(cè) 。v 變壓器各阻抗參數(shù)折合到一次側(cè)與折合到二次側(cè)的數(shù)值變壓器各阻抗參數(shù)折合到一次側(cè)與折合到二次側(cè)的數(shù)值相差相差 倍，用標幺值表示時，二者是一樣的。倍，用標幺值表示時，二者是一樣的。 2k22111111212222122NNNNNNNNRk Rk RRRRUkUUUkIIIIkv 標幺值是一個相對值概念，應(yīng)用它還有其他許多好處，標幺值是一個相對值概念，應(yīng)用它還有其他許多好處，比如說使公式簡化，使計算簡化等，因此在各種電機包括變比如說使公式簡化，使計算簡化等，因此在各種電機包括變壓器中都廣泛采用標幺值。壓器中都廣泛采用標幺值。第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定 當用基本方程

34、式、等效電路、相量圖求解變壓器的運行當用基本方程式、等效電路、相量圖求解變壓器的運行性能時，必須知道變壓器的電路參數(shù)如性能時，必須知道變壓器的電路參數(shù)如 、 等。這些參等。這些參數(shù)在設(shè)計變壓器時可用計算方法求得數(shù)在設(shè)計變壓器時可用計算方法求得 。mRmX 對于已制成的變壓器對于已制成的變壓器 ，勵磁參數(shù)和短路參數(shù)可通過，勵磁參數(shù)和短路參數(shù)可通過空空載試驗載試驗和和短路試驗短路試驗測出。測出。第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定一一、變壓器的空載試驗變壓器的空載試驗 mZ 根據(jù)變壓器的空載試驗，可以求出變比根據(jù)變壓器的空載試驗，可以求出變比 k ，鐵損耗，鐵損耗 ，勵磁阻抗勵磁阻抗 等

35、。等。Fep圖圖5.17 5.17 單相變壓器空載試驗線路圖單相變壓器空載試驗線路圖 一次側(cè)接額定電壓一次側(cè)接額定電壓 ，二次側(cè)開路，測量，二次側(cè)開路，測量 、 、輸、輸入功率入功率 及及 。 1NU1U0I0P20U第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定Cup 空載試驗時，變壓器功率損耗包括一次繞組銅損耗空載試驗時，變壓器功率損耗包括一次繞組銅損耗 及鐵芯中鐵損耗及鐵芯中鐵損耗 兩部分。兩部分。201I R20mI R1mRR圖圖5.18 5.18 空載試驗的等效電路空載試驗的等效電路Fep由于由于 ，可以近似認為只有鐵損耗。，可以近似認為只有鐵損耗。第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變

36、壓器參數(shù)的測定v 變壓器變比：變壓器變比：120UkUv 空載阻抗：空載阻抗：100UZIv 空載電阻：空載電阻：0020PRI01mZZZ01mRRR由于由于 和和 ，因此，因此 ：1mRR1mZZv 勵磁電阻：勵磁電阻： 020mPRI第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定v 勵磁阻抗：勵磁阻抗： 10mUZIv 勵磁電抗：勵磁電抗：22mmmXZR 空載試驗可以在一次側(cè)做，也可以在二次側(cè)做，結(jié)空載試驗可以在一次側(cè)做，也可以在二次側(cè)做，結(jié)果都是一樣。通常為方便起見，試驗都在果都是一樣。通常為方便起見，試驗都在低壓邊低壓邊做。做。 上面的計算是對單相變壓器進行的，求三相變壓器上面的計

37、算是對單相變壓器進行的，求三相變壓器的參數(shù)，必須根據(jù)一相的空載損耗、相電壓、相電流來的參數(shù)，必須根據(jù)一相的空載損耗、相電壓、相電流來計算。計算。第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定二二、變壓器的短路試驗變壓器的短路試驗 根據(jù)變壓器的短路試驗可以求出銅損耗根據(jù)變壓器的短路試驗可以求出銅損耗 和短路阻抗和短路阻抗 。圖圖5.19 5.19 單相變壓器短路試驗線路圖單相變壓器短路試驗線路圖 CupkZ 二次側(cè)短路，一次側(cè)通以額定電流二次側(cè)短路，一次側(cè)通以額定電流 稱為稱為短路電壓短路電壓。 1kNkUIZ1NI第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定 短路試驗時，由于電壓短路試驗時，

38、由于電壓 很低，鐵芯中主磁通很小，鐵芯很低，鐵芯中主磁通很小，鐵芯中的損耗可忽略。從電源輸入的功率中的損耗可忽略。從電源輸入的功率 等于銅耗，亦稱為負載等于銅耗，亦稱為負載損耗。短路試驗的等效電路：損耗。短路試驗的等效電路： kP圖圖5.20 5.20 短路試驗時的等效電路短路試驗時的等效電路kU第五節(jié)第五節(jié) 變壓器參數(shù)的測定變壓器參數(shù)的測定v 短路阻抗：短路阻抗：1kkUZIv 短路電阻：短路電阻：21kkPRIv 短路電抗：短路電抗：22kkkXZR 上面的計算是對單相變壓器進行的，如求三相變壓器的上面的計算是對單相變壓器進行的，如求三相變壓器的參數(shù)，必須根據(jù)一相的短路損耗、相電壓、相電流

39、來計算。參數(shù)，必須根據(jù)一相的短路損耗、相電壓、相電流來計算。 短路試驗可在一次側(cè)做，也可在二次側(cè)做，結(jié)果一樣。短路試驗可在一次側(cè)做，也可在二次側(cè)做，結(jié)果一樣。一般為了方便都在一般為了方便都在高壓邊高壓邊做。做。 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性變壓器的運行性能主要有兩個重要指標：變壓器的運行性能主要有兩個重要指標：v 電壓變化率電壓變化率 當一次側(cè)繞組端電壓和負載功率因數(shù)不變時，當一次側(cè)繞組端電壓和負載功率因數(shù)不變時， 二二次側(cè)端電壓隨負載變化的規(guī)律。次側(cè)端電壓隨負載變化的規(guī)律。v 效率特性效率特性 當一次側(cè)繞組外加電壓和二次側(cè)繞組的負載功率當一次側(cè)繞組外加電壓和二次側(cè)繞組的負載

40、功率因數(shù)不變時，變壓器效率隨負載電流變化的規(guī)律。因數(shù)不變時，變壓器效率隨負載電流變化的規(guī)律。電壓變化率電壓變化率效率效率第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性一一、電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率 2022222100%100%NNNUUUUUUU若采用標幺值，則有若采用標幺值，則有 2211UUU 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性電壓調(diào)整率，可以用簡化的等效電路及其相量圖分析與計算。電壓調(diào)整率，可以用簡化的等效電路及其相量圖分析與計算。圖圖5.21 5.21 用標幺值表示的簡化等效電路用標幺值表示的簡化等效電路12kUIZUkZ第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性1222

41、122cos()(coscossinsi(co)snsin)kkkkkkkUI ZIEFRZX負載系數(shù)阻抗角20感性負載感性負載20容性負載容性負載第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性v 當電流的標幺值相等、負載阻抗角當電流的標幺值相等、負載阻抗角 相等時，變壓器短路相等時，變壓器短路阻抗標幺值越大，它的電壓變化率阻抗標幺值越大，它的電壓變化率 也越大。也越大。2U2Uv 同一臺變壓器在同一臺變壓器在 相同的條件下，負載越大，相同的條件下，負載越大， 越大。越大。v 帶感性負載或純電阻負載時，二次側(cè)電壓降低；帶容性負帶感性負載或純電阻負載時，二次側(cè)電壓降低；帶容性負載時，二次側(cè)電壓卻

42、有可能升高。載時，二次側(cè)電壓卻有可能升高。 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性 當變壓器帶額定負載，即當變壓器帶額定負載，即 時，這時的時，這時的 稱為變壓器稱為變壓器的的額定電壓調(diào)整率額定電壓調(diào)整率，用來表征變壓器輸出電壓的穩(wěn)定程度。，用來表征變壓器輸出電壓的穩(wěn)定程度。1U圖圖5.23 5.23 變壓器的外特性變壓器的外特性 變壓器二次側(cè)端電壓與負載電流的關(guān)系稱為變壓器的變壓器二次側(cè)端電壓與負載電流的關(guān)系稱為變壓器的外特性外特性。 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性二二、變壓器的效率變壓器的效率 211121PPppPPPp 總損耗包括鐵損耗總損耗包括鐵損耗 和銅損耗

43、和銅損耗 ，即，即FepCupFeCuppp輸入有功功率輸入有功功率輸出有功功率輸出有功功率總損耗總損耗不變損耗不變損耗可變損耗可變損耗第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性 額定電壓下的鐵損耗近似等于空載試驗時輸入的有功功額定電壓下的鐵損耗近似等于空載試驗時輸入的有功功率率 ，即，即 0P0FepP 額定電流下的銅損耗近似等于短路試驗電流為額定值時額定電流下的銅損耗近似等于短路試驗電流為額定值時輸入的有功功率輸入的有功功率 ；忽略空載電流；忽略空載電流 在一次繞組電阻上產(chǎn)生在一次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，銅損耗與負載系數(shù)的平方成正比，即的損耗，銅損耗與負載系數(shù)的平方成正比，即 kNP0I

44、2CukNpP第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性 202201coskNNkNPPSPP 變壓器的效率：變壓器的效率： 對于一臺給定的變壓器，運行效率的高低與負載的大小和對于一臺給定的變壓器，運行效率的高低與負載的大小和負載功率因數(shù)有關(guān)：負載功率因數(shù)有關(guān)： 當負載電流不變時，負載的功率因數(shù)越高，效率越高當負載電流不變時，負載的功率因數(shù)越高，效率越高;第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性mmax圖圖5.24 5.24 效率特性效率特性 當負載功率因數(shù)一定時，效率當負載功率因數(shù)一定時，效率 與負載系數(shù)的大小有關(guān)，與負載系數(shù)的大小有關(guān)，用用 表示，稱為表示，稱為效率特性效率特性

45、 。( )f 當輸出電流從零增加時，當輸出電流從零增加時，總損耗雖然隨總損耗雖然隨 增加，但是增加，但是輸出功率增加得更快，因此輸出功率增加得更快，因此效率增加。效率增加。 當銅損耗隨著當銅損耗隨著 增加而增加而與鐵耗相等時，效率達到與鐵耗相等時，效率達到最大值。最大值。mC up 當當 后，后， 成了損耗成了損耗中的主要部分，而且銅損耗的中的主要部分，而且銅損耗的增加超過了輸出功率，因此增加超過了輸出功率，因此 隨著隨著 增加反而降低了。增加反而降低了。 第六節(jié)第六節(jié) 變壓器的運行特性變壓器的運行特性最高效率時的負載系數(shù)最高效率時的負載系數(shù)m0mkNPP即：即： 20mkNPP上式表明，最大

46、效率出現(xiàn)在銅損耗與鐵損耗上式表明，最大效率出現(xiàn)在銅損耗與鐵損耗相等相等的時候。的時候。 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別 變壓器除了能夠變電壓、變電流、變阻抗之外，還可以變變壓器除了能夠變電壓、變電流、變阻抗之外，還可以變相位。某些情況下，也需要知道變壓器一、二次側(cè)電壓相位的相位。某些情況下，也需要知道變壓器一、二次側(cè)電壓相位的變化，也就是要知道變壓器繞組的聯(lián)接組別。此外，電力變壓變化，也就是要知道變壓器繞組的聯(lián)接組別。此外，電力變壓器并聯(lián)運行時對其聯(lián)接組別也有嚴格的要求。器并聯(lián)運行時對其聯(lián)接組別也有嚴格的要求。 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別一一、單相變壓器繞組

47、的聯(lián)接組別單相變壓器繞組的聯(lián)接組別 圖圖5.25 5.25 變壓器繞組的同極性端變壓器繞組的同極性端圖圖5.25(a)中，中，1和和3為同名端為同名端圖圖5.25(b)中，中，1和和4為同名端。為同名端。第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別aEAEAE 為了表示單相變壓器高、低壓繞組的相位關(guān)系，采用為了表示單相變壓器高、低壓繞組的相位關(guān)系，采用時鐘法時鐘法。 圖圖5.26 5.26 單相變壓器高、低壓繞組電動勢的相位關(guān)系單相變壓器高、低壓繞組電動勢的相位關(guān)系aEIi0Ii6第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別 所謂時鐘法，就是把高壓繞組電動勢相量所謂時鐘法，就是把高壓繞組電

48、動勢相量 作為鐘表作為鐘表的分針，指向鐘面上的的分針，指向鐘面上的0點，低壓繞組電動勢相量點，低壓繞組電動勢相量 作為鐘作為鐘表的時針。表的時針。 AEaE 當當 指向鐘面上的指向鐘面上的“0”時，其聯(lián)接組別的標號為時，其聯(lián)接組別的標號為0，記為記為 Ii0 。 aE 若若 指向指向“6” 時，聯(lián)接組別的標號為時，聯(lián)接組別的標號為“6”，記為，記為 Ii6 。 aE第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別二二、三相變壓器繞組的聯(lián)接組別三相變壓器繞組的聯(lián)接組別 三相繞組可以聯(lián)接成三相繞組可以聯(lián)接成星形星形（Y）接法或）接法或三角形三角形（）接法。（）接法。 v 星形聯(lián)接星形聯(lián)接 圖圖5.2

49、7 Y5.27 Y接法的相電動勢與線電動勢接法的相電動勢與線電動勢 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別0120240ABCEEEEEEABABBCBCCACAEEEEEEEEE相電動勢：相電動勢：線電動勢：線電動勢：第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別v 三角形聯(lián)接三角形聯(lián)接由于聯(lián)結(jié)順序的不同，存在兩種接法。由于聯(lián)結(jié)順序的不同，存在兩種接法。 聯(lián)接順序聯(lián)接順序 AX-BY-CZ-AX 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別 聯(lián)接順序是聯(lián)接順序是 CZ-BY-AX-CZCZ-BY-AX-CZ 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別 三相變壓器高、低壓繞組相應(yīng)

50、線電動勢之間的相位差總?cè)嘧儔浩鞲?、低壓繞組相應(yīng)線電動勢之間的相位差總是是 的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。 30其相位關(guān)系，仍采用時鐘表示法。其相位關(guān)系，仍采用時鐘表示法。 高壓邊線電動勢高壓邊線電動勢 為分針，指向鐘面上的為分針，指向鐘面上的0點，低壓邊點，低壓邊線電動勢線電動勢 為時針，指向鐘面的數(shù)字，該數(shù)字則為聯(lián)接組別為時針，指向鐘面的數(shù)字，該數(shù)字則為聯(lián)接組別的標號。的標號。 ABEabE第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別v Y/y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 圖圖5.30 Yy05.30 Yy0聯(lián)接組別聯(lián)接組別 與與 方向相同，因此該變壓器聯(lián)接組別表示為方向相同，因此該變壓器聯(lián)接組別表示為 Yy0 。A

51、BEabE第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別 由于高、低壓繞組的不同接法，由于高、低壓繞組的不同接法，Y/Y 聯(lián)接的三相變壓器聯(lián)接的三相變壓器可以有可以有 Yy0 、Yy2 、Yy4 、Yy6 、Yy8 和和 Yy10 等六個偶數(shù)等六個偶數(shù)聯(lián)接組別。聯(lián)接組別。 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別v Y/聯(lián)接聯(lián)接 聯(lián)接順序為聯(lián)接順序為 AX-BY-CZ-AX 圖圖5.31 Yd15.31 Yd1聯(lián)接組別聯(lián)接組別 第七節(jié)第七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別聯(lián)接順序為聯(lián)接順序為 CZ-BY-AX-CZ 圖圖5.32 Y1d115.32 Y1d11聯(lián)接組別聯(lián)接組別 第七節(jié)第

52、七節(jié) 變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別 Y/聯(lián)接的變壓器，可以有聯(lián)接的變壓器，可以有 Yd1 、Yd3 、Yd5 、Yd7、Yd9 、Yd11 等六個奇數(shù)聯(lián)接組別。等六個奇數(shù)聯(lián)接組別。 第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行 在大容量的變電站中，常采用幾臺變壓器并聯(lián)的運行方在大容量的變電站中，常采用幾臺變壓器并聯(lián)的運行方式，即將這些變壓器的一次、二次繞組分別并聯(lián)到一次、二式，即將這些變壓器的一次、二次繞組分別并聯(lián)到一次、二次側(cè)的公共母線上，共同對負載供電。次側(cè)的公共母線上，共同對負載供電。 圖圖 5.33 5.33 兩臺變壓器并聯(lián)運行兩臺變壓器并聯(lián)運行 并聯(lián)運行的優(yōu)點：并聯(lián)運行的優(yōu)點：

53、v 能提高供電的可靠性。能提高供電的可靠性。v 可以減少備用容量。可以減少備用容量。 第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行一一、并聯(lián)運行的理想情況和條件并聯(lián)運行的理想情況和條件 變壓器并聯(lián)運行的理想情況：變壓器并聯(lián)運行的理想情況：v 負載時并聯(lián)的各變壓器間無環(huán)流；負載時并聯(lián)的各變壓器間無環(huán)流；v 負載時各變壓器所負擔(dān)的負載電流按容量成比例分配。負載時各變壓器所負擔(dān)的負載電流按容量成比例分配。第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行變壓器并聯(lián)運行滿足的條件：變壓器并聯(lián)運行滿足的條件： 1. 一、二次側(cè)額定電壓對應(yīng)相同。一、二次側(cè)額定電壓對應(yīng)相同。 2. 聯(lián)接組別相同。聯(lián)接組別相同

54、。 3. 短路阻抗標幺值相等。短路阻抗標幺值相等。 三個條件中，第二個條件必須嚴格滿足，其他兩個條件三個條件中，第二個條件必須嚴格滿足，其他兩個條件允許有一定的誤差。允許有一定的誤差。 第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行 二二、變比不等時的并聯(lián)運行變比不等時的并聯(lián)運行 設(shè)兩臺變壓器的聯(lián)接組別相同，但變比不相等。設(shè)兩臺變壓器的聯(lián)接組別相同，但變比不相等。圖圖5.345.34變比不等并聯(lián)運行的變壓器等效電路變比不等并聯(lián)運行的變壓器等效電路 第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行兩變壓器繞組間的環(huán)流兩變壓器繞組間的環(huán)流 為：為： cI11 ckkUUkkIZZ 由于變壓器的短路阻

55、抗很小，即使變比相差很小，也能產(chǎn)由于變壓器的短路阻抗很小，即使變比相差很小，也能產(chǎn)生較大的環(huán)流。生較大的環(huán)流。 為了限制環(huán)流，通常規(guī)定并聯(lián)運行的電力變壓器變比誤差為了限制環(huán)流，通常規(guī)定并聯(lián)運行的電力變壓器變比誤差不超過不超過0.5%。 第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行 三三、短路阻抗標幺值不等的并聯(lián)運行短路阻抗標幺值不等的并聯(lián)運行 設(shè)兩臺變壓器設(shè)兩臺變壓器 、 并聯(lián)運行，其一、二次側(cè)額定電壓相并聯(lián)運行，其一、二次側(cè)額定電壓相同，聯(lián)接組別相同，但短路阻抗不等。同，聯(lián)接組別相同，但短路阻抗不等。 圖圖5.35 5.35 變壓器并聯(lián)運行等效電路變壓器并聯(lián)運行等效電路第八節(jié)第八節(jié) 變壓器

56、的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行等效電路中等效電路中 a、b 兩點間的電壓兩點間的電壓 ：abUabkkUI ZI Z用標幺值表示則有：用標幺值表示則有：abkkkkUI ZI ZZZ因此，并聯(lián)運行的變壓器之間則有因此，并聯(lián)運行的變壓器之間則有 11:kkZZ第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行 并聯(lián)運行的各臺變壓器負載系數(shù)與短路阻抗標幺值成并聯(lián)運行的各臺變壓器負載系數(shù)與短路阻抗標幺值成反比反比。 由于容量相近的變壓器由于容量相近的變壓器 值相差較小，盡量使并聯(lián)運值相差較小，盡量使并聯(lián)運行的變壓器容量之比小于行的變壓器容量之比小于 3 。 kZ實際各臺變壓器分擔(dān)的容量比：實際各臺變壓器分擔(dān)

57、的容量比：:SSII第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行 四四、聯(lián)接組別問題聯(lián)接組別問題 如果并聯(lián)運行的變壓器額定電壓等級相同，而聯(lián)接組別不如果并聯(lián)運行的變壓器額定電壓等級相同，而聯(lián)接組別不一樣時，就等于只保證了二次側(cè)額定電壓的大小相等，而電壓一樣時，就等于只保證了二次側(cè)額定電壓的大小相等，而電壓相量的相位至少相差相量的相位至少相差 ，造成，造成 的數(shù)值較大，這樣一、二次的數(shù)值較大，這樣一、二次側(cè)繞組中都出現(xiàn)極大的環(huán)流，這是絕對不允許的。側(cè)繞組中都出現(xiàn)極大的環(huán)流，這是絕對不允許的。2U因此并聯(lián)運行的變壓器必須保證因此并聯(lián)運行的變壓器必須保證聯(lián)接組別相同聯(lián)接組別相同。30第八節(jié)第八節(jié)

58、變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行2000kVANS0.0725kZ1000kVANS0.0690kZ，連接組別為，連接組別為 Yd11 ，額定電壓為，額定電壓為 35/10kV，連接組別為，連接組別為 Yd11 ，額定電壓為，額定電壓為 35/10kV，當負載為當負載為 3000kVA 時，計算：時，計算： （1）每臺變壓器的電流、容量及負載系數(shù)；）每臺變壓器的電流、容量及負載系數(shù)； （2）若不使任何一臺變壓器過載，能帶的最大負載）若不使任何一臺變壓器過載，能帶的最大負載是多少？是多少？ 例例5.6 兩臺變壓器并聯(lián)運行，其額定數(shù)據(jù)為兩臺變壓器并聯(lián)運行，其額定數(shù)據(jù)為 。第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)

59、運行變壓器的并聯(lián)運行解：解：（1）一次側(cè)總負載電流）一次側(cè)總負載電流333000 1049.49A3 35 10III一次側(cè)額定電流一次側(cè)額定電流3132000 1033A3 35 10NI3131000 1016.5A3 35 10NI負載系數(shù)關(guān)系負載系數(shù)關(guān)系0.6900.9520.725kkZZ0.952第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行電流關(guān)系電流關(guān)系110.952NNIIII11330.9520.9521.90416.5NNIIIIII1.90449.49AIII求得：求得：17.04AI32.45AI容量容量33133 35 1032.451967 10 VANSUI33

60、13335 1017.041033 10 VANSUI第八節(jié)第八節(jié) 變壓器的并聯(lián)運行變壓器的并聯(lián)運行實際負載系數(shù)實際負載系數(shù) 32.45=0.98333I17.04=1.0316.5I（2）最大負載時的負載系數(shù)）最大負載時的負載系數(shù)10.06900.9520.0725kkzz最大負載時各臺變壓器容量最大負載時各臺變壓器容量 0.952 20001903VANSS1000VANNSSS最大負載最大負載2903kVASSS第九節(jié)第九節(jié) 自耦變壓器自耦變壓器 一、二次側(cè)共用一部分繞組的變壓器稱為自耦變壓器。一、二次側(cè)共用一部分繞組的變壓器稱為自耦變壓器。 圖圖5.36 5.36 自耦變壓器自耦變壓器