第3章變壓器基本原理及應(yīng)用

3.1變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)3.2變壓器的電磁關(guān)系3.3單相變壓器的參數(shù)測定3.4變壓器的聯(lián)接組別3.5變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

變壓器是一種靜止電器,它通過線圈間的電磁感應(yīng),將一種電壓等級(jí)的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電能.第3章變壓器基本原理及應(yīng)用*3.6變壓器的運(yùn)行特性*3.7特種變壓器連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)的封閉母線

與電網(wǎng)相連的高壓出線端返回三相干式變壓器接觸調(diào)壓器電源變壓器環(huán)形變壓器控制變壓器3.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)3.1.1變壓器的基本概念

1、變壓器的定義變壓器是指：一種能夠改變同頻率交流電壓的電磁裝置。變壓器的作用：主要用于改變交流電壓，還可以改變交流電流、阻抗、相角等。變壓器的原理：利用電磁感應(yīng)。變壓器的用途：在輸送電能時(shí)高壓供電最經(jīng)濟(jì)——變壓器用于升高電壓，高壓有：10、35、110、220、330、500KV；在使用電能時(shí)低壓用電最安全——變壓器用于降低電壓，低壓為：6000、3000、1000、400、230V。2、變壓器的構(gòu)成3、變壓器的原理變壓器=作為磁路的鐵心+作為電路的線圈。接電源的一側(cè)——原繞組、一次邊、輸入側(cè)，其物理量用下標(biāo)1表示：U1、I1、E1、N1、R1、X1、Z1等；接負(fù)載的一側(cè)——副繞組、二次邊、輸出側(cè)，其物理量用下標(biāo)2表示：U2、I2、E2、N2、R2、X2、Z2等；正方向的規(guī)定：原邊按電動(dòng)機(jī)慣例：以U1為參考，E1與Φm右手；I1與U1同向，Φm與I1右手，（關(guān)聯(lián)）副邊按發(fā)電機(jī)慣例：以E2為參考，U2與I2反向。Φm與E2右手，I2與E2同向，（非關(guān)聯(lián)）u1→E1≈U1?！鷌1→F1→Φm→N1→e1=-N1(dΦ/dt)→e1≈u1N2→E2≈U2?！鷈2=-N2(dΦ/dt)→e2≈u2變壓器的原邊線圈匝數(shù)與副邊線圈匝數(shù)的比值。變壓器變比基本定義：用k表示。k=N1/N2=e1/e2=E1/E2=U1/U2，★U1=kU2，若k＞1—→U1＞U2—→降壓變壓器，若k＜1—→U1＜U2—→升壓變壓器。4、變壓器的分類（1）按用途分類：電力變壓器，調(diào)壓變壓器，整流變壓器，儀用變壓器；（2）按相數(shù)分類：單相變壓器，六相變壓器，三相變壓器，多相變壓器；（3）按繞組分類：單繞變壓器，三繞變壓器，雙繞變壓器，多繞變壓器；（4）按鐵心分類：心式變壓器，殼式變壓器；鐵心柱鐵心柱鐵軛鐵軛11112222

心式變壓器低壓繞組高壓繞組(b)單相心式變壓器示意圖鐵軛鐵軛

殼式變壓器鐵鐵鐵心軛柱軛1122

單相殼式變壓器

三相油浸式電力變壓器S9型配電變壓器（10kV）

大型油浸電力變壓器

大型油浸電力變壓器

干式變壓器3.1.2變壓器的基本概念

1、變壓器的基本部件（1）變壓器鐵心作用：通過一定交變磁通，耦合原邊副邊繞組，固定原邊副邊線圈。材料：含硅絕緣鋼片。絕緣用于降低迭片厚度，減小渦流損耗。

含硅薄鋼片：厚0.27毫米，含硅用于提高導(dǎo)磁系數(shù)，減小磁滯損耗；片間涂絕緣：厚0.10毫米，構(gòu)成：由矩形絕緣硅鋼片交疊而成的閉合的鐵心磁路。鐵心的迭法：直角交迭，斜角交迭。鐵心柱截面：鐵心柱為多邊梯形，連接鐵心柱的磁軛為矩形。鐵心的結(jié)構(gòu)：大容量電力變壓器常用心式鐵心，

小容量單相變壓器常用殼式鐵心。（2）變壓器繞組作用：輸入輸出交流電能，改變輸出電壓等級(jí)，傳導(dǎo)交變電磁功率。材料：銅質(zhì)絕緣線圈。構(gòu)成：繞制成集中線圈，原邊副邊緊密耦合。線圈的繞法：同心式繞組，交迭式繞組。同心式繞組：結(jié)構(gòu)：低壓在內(nèi)、高壓在外，線圈形式為筒式結(jié)構(gòu)。交迭式繞組：結(jié)構(gòu)：低壓、高壓分層排列，線圈形式為餅式結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：便于絕緣、不易加固，用途：電壓較高、電流較小。特點(diǎn)：不易絕緣、便于加固，用途：電壓較低、電流較大。2、變壓器的附屬部件（1）冷卻系統(tǒng)主油箱、儲(chǔ)油柜、絕緣油、散熱器、呼吸器、放油閥門。作用：冷卻鐵心以及線圈，對(duì)線圈絕緣進(jìn)行進(jìn)一步保護(hù)。構(gòu)成：（2）保護(hù)系統(tǒng)氣體繼電器、溫度顯示器、油位顯示器、防爆安全通道。作用：對(duì)短路、過載、過熱、缺油等一般情況進(jìn)行保護(hù)。構(gòu)成：（3）輸出系統(tǒng)輸入端和輸出端、高壓和低壓絕緣套管、空載分接開關(guān)。作用：輸入輸出交流電能，對(duì)輸入輸出端進(jìn)行絕緣保護(hù)。構(gòu)成：3.1.3變壓器的額定數(shù)據(jù)1、變壓器額定值（1）變壓器的額定容量由于變壓器效率很高，通常認(rèn)為：S1≈S2。變壓器額定容量：變壓器在額定條件下最大輸出視在功率。用SN表示。S1——原邊視在功率，S2——副邊視在功率，（2）變壓器的額定電壓副邊額定電壓指的是副邊開路電壓。變壓器額定電壓：變壓器在正常運(yùn)行時(shí)最高允許工作電壓。用UN表示。U1N——原邊額定電壓，U2N——副邊額定電壓，（3）變壓器的額定電流變壓器額定電流：變壓器在長期運(yùn)行時(shí)最大允許工作電流。用IN表示。I1N——原邊額定電流，I2N——副邊額定電流。（4）變壓器的額定頻率單相變壓器的額定容量為：SN=U1NI1N=U2NI2N；★變壓器額定頻率：變壓器在額定條件下最高允許工作頻率。用fN表示。fN=50HZ——工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)頻率。單相變壓器的額定電流為：I1N=SN/U1N、

I2N=SN/U2N；

★三相變壓器的額定容量為：SN=31/2U1NI1N=31/2U2NI2N?！锶嘧儔浩鞯念~定電流為：I1N=SN/31/2U1N、

I2N=SN/31/2U2N?！?/p>

型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器2、變壓器的型號(hào)3.2變壓器的電磁關(guān)系3.2.1空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系一、空載運(yùn)行時(shí)的物理情況二、各電磁量參考方向的規(guī)定1）性質(zhì)上：與成非線性關(guān)系；與成線性關(guān)系；2）數(shù)量上：占99%以上，僅占1%以下；3）作用上：起傳遞能量的作用，起漏抗壓降作用。主磁通與漏磁通的區(qū)別一次側(cè)遵循電動(dòng)機(jī)慣例，二次側(cè)遵循發(fā)電機(jī)慣例。強(qiáng)調(diào)：磁通與產(chǎn)生它的電流之間符合右手螺旋定則；電動(dòng)勢與感應(yīng)它的磁通之間符合右手螺旋定則。三、感應(yīng)電動(dòng)勢分析1.主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢——主電動(dòng)勢設(shè)則有效值相量同理，二次主電動(dòng)勢也有同樣的結(jié)論。

可見，當(dāng)主磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，所產(chǎn)生的一次主電動(dòng)勢也按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位上滯后主磁通。主電動(dòng)勢的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)及主磁通的最大值成正比。2.漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢——漏電動(dòng)勢漏電動(dòng)勢也可以用漏抗壓降來表示，即根據(jù)主電動(dòng)勢的分析方法，同樣有由于漏磁通主要經(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.3.2.2空載電流和空載損耗一、空載電流1.作用與組成2、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；大小：與電源電壓和頻率、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：空載電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量，作用是建立磁場，另一個(gè)是鐵損耗分量，主要作用是供鐵損耗。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。

當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。

當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，主磁通呈尖頂波形。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。二、空載損耗

對(duì)于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，與電流頻率的1.3次方成正比，即

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。3.2.3空載時(shí)的電動(dòng)勢方程、等效電路一、電動(dòng)勢平衡方程和變比1、電動(dòng)勢平衡平衡方程（1）一次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有則

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)。重要公式（2）二次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程2、變比定義

對(duì)三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動(dòng)勢之比，近似為額定相電壓之比，具體為Y，d接線D，y接線二、空載時(shí)的等效電路一次側(cè)的電動(dòng)勢平衡方程為空載時(shí)等效電路為勵(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)。

空載運(yùn)行小結(jié)（1）一次側(cè)主電動(dòng)勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定.（2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用的材質(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)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。（4）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動(dòng)勢與產(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。3.2.4單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行一

、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系變壓器一次側(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。用圖示負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過程二、

基本方程1、磁動(dòng)勢平衡方程或

電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來,二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少.用電流形式表示。,I;,I::L作用它起平衡二次磁動(dòng)勢的另一個(gè)是負(fù)載分量產(chǎn)生主磁通它用來一個(gè)是勵(lì)磁電流兩個(gè)分量變壓器的負(fù)載電流包括表明10&&2、電動(dòng)勢平衡方程根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一、二次側(cè)電動(dòng)勢平衡方程負(fù)載運(yùn)行時(shí),忽略空載電流有:表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢姡褦?shù)不同，不僅能改變電壓，同時(shí)也能改變電流。三、

等效電路1、折算折算原則：1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè))折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組(N2=N1)來等效，同時(shí)對(duì)該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變,用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。折算后的方程式為2、等效電路根據(jù)折算后的方程，可以作出變壓器的等效電路。T型等效電路：近似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。3.2變壓器的參數(shù)測定變壓器的參數(shù)測定是指：通過試驗(yàn)的方法獲得變壓器基本參數(shù)的過程。變壓器參數(shù)測定的方法：變壓器等效電路的參數(shù)：變壓器的T型等效電路：空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)。R1、X1、R2?、X2?、Rm、Xm。3.2.1變壓器的空載實(shí)驗(yàn)1、空載試驗(yàn)的試驗(yàn)過程(以降壓變壓器為例)變壓器空載試驗(yàn)是指：空載試驗(yàn)近似于空載運(yùn)行。原邊接可變的正弦電壓、副邊直接開路的試驗(yàn)?？蛰d試驗(yàn)一般采用所以空載試驗(yàn)是一個(gè)升壓變壓器的試驗(yàn)。（1）試驗(yàn)?zāi)康模簻y量U1、U2、P0、I0，計(jì)算k、Rm、Xm、Zm。高壓側(cè)開路的實(shí)驗(yàn)方式。低壓側(cè)接電源，（3）試驗(yàn)接線：空載試驗(yàn)電路屬于高阻抗電路，為了減小測量電流時(shí)產(chǎn)生的誤差，接表順序?yàn)椋篤、W、A。（4）試驗(yàn)過程：從U0=1.2U1N開始，逐漸降低U0，直到U0=0.5U1N為止。（2）試驗(yàn)條件：U1=U0=(0.5～1.2)U1N、I1=I0、ZL=∞、U2=U20、I2=0

。記錄(7～8)組數(shù)據(jù)，U0=U1N點(diǎn)的數(shù)據(jù)必須測量，（5）試驗(yàn)記錄：在U1=U1N左右的數(shù)據(jù)需要多測。U01.2U1N1.1U1NU1N0.9U1N0.8U1N0.7U1N0.6U1N0.5U1NP0P0NI0I0N（6）繪制曲線：①空載功率特性P0=f(U1)——空載功率與空載電壓之間的函數(shù)關(guān)系——接近于拋物線；②空載電流特性I0=f(U1)——空載電流與空載電壓之間的函數(shù)關(guān)系——磁化特性曲線。2、空載試驗(yàn)的等效電路等效電路：ZL=∞—→I2=0—→空載試驗(yàn)的等值電路與空載運(yùn)行的等值電路完全相同。I1=I0

—→3、空載試驗(yàn)的參數(shù)計(jì)算k?=U1N/U20＜1——升壓變壓器的變比。U1N=

-E+I0Z1=I0(Zm?+Z1)=I0Z0，∵Zm?>>Z1，∴U1N≈I0Zm?，

三相變壓器勵(lì)磁阻抗：|Zm?|=U1N(相電壓)/I0N(相電流)。

∴單相變壓器勵(lì)磁阻抗：|Zm?|≈|Z0|=U1N/I0N，其中：Z0=(Zm?+Z1)——空載阻抗；Z1——低壓側(cè)的漏磁阻抗；Zm?——低壓側(cè)的勵(lì)磁阻抗；P0=

pFe+pCu1=I02Rm?+I02R1=I02(Rm?+R1)=I02R0，∵Rm?>>R1，∴P0≈I02Rm?，

∴單相變壓器勵(lì)磁電阻：Rm?≈R0=P0N/I0N2，三相變壓器勵(lì)磁電阻：Rm?=P0N(三相功率)/3I0N2(相電流)。其中：R0=(Rm?+R1)——空載電阻；R1——低壓側(cè)的繞線電阻；Rm?——低壓側(cè)的勵(lì)磁電阻；∵|Zm?|2=Rm?2+Xm?2，

∴Xm?=(|Zm?|2-Rm?2)1/2，其中：Xm?——低壓側(cè)的勵(lì)磁電抗；4、空載試驗(yàn)的參數(shù)折算空載試驗(yàn)得到的勵(lì)磁參數(shù)是低壓側(cè)的勵(lì)磁參數(shù)，對(duì)于降壓變壓器必須將低壓側(cè)勵(lì)磁參數(shù)折算到高壓側(cè)。k=1/k?＞1——降壓變壓器的變比。|Zm|=k2|Zm?|——高壓側(cè)的勵(lì)磁阻抗。Xm=k2Xm?——高壓側(cè)的勵(lì)磁電抗；Rm=k2Rm?——高壓側(cè)的勵(lì)磁電阻；5、空載試驗(yàn)的注意問題（1）測量儀表必須按照高阻抗電路形式進(jìn)行連接；（2）測量功率必須使用功率因數(shù)比較低的功率表；（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)必須包含額定電壓對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù)；（4）額定空載電流一般應(yīng)為I0N=(0.02～0.10)I1N；（5）對(duì)于降壓變壓器勵(lì)磁參數(shù)必須折算到高壓側(cè)。3.2.2變壓器的短路實(shí)驗(yàn)1、短路試驗(yàn)的試驗(yàn)過程(以降壓變壓器為例)變壓器短路試驗(yàn)是指：短路試驗(yàn)近似于負(fù)載運(yùn)行。原邊接可變的正弦電壓、副邊直接短路的試驗(yàn)。短路試驗(yàn)一般采用所以短路試驗(yàn)是一個(gè)降壓變壓器的試驗(yàn)。（1）試驗(yàn)?zāi)康模簻y量UK、PK、IK、θ，計(jì)算RK、XK、ZK。低壓側(cè)短路的實(shí)驗(yàn)方式。高壓側(cè)接電源，（3）試驗(yàn)接線：短路試驗(yàn)電路屬于低阻抗電路，為了減小測量電流時(shí)產(chǎn)生的誤差，接表順序?yàn)椋篈、W、V（4）試驗(yàn)過程：從IK=1.2I1N開始，逐漸降低U1，直到IK=0.5I1N為止。（2）試驗(yàn)條件：U1=UK=(0.5～1.2)UKN﹤﹤UNZL=0、I1=IK、U2=0。記錄(7～8)組數(shù)據(jù)，IK=I1N點(diǎn)的數(shù)據(jù)必須測量，（5）試驗(yàn)記錄：在IK=I1N左右的數(shù)據(jù)需要多測。IK1.2I1N1.1I1NI1N0.9I1N0.8I1N0.7I1N0.6I1N0.5I1N

PKPKNUKUKN（6）繪制曲線：①短路功率特性P0K=f(U1)——短路功率與短路電壓之間的函數(shù)關(guān)系——接近于拋物線；②短路電流特性IK=f(U1)——短路電流與短路電壓之間的函數(shù)關(guān)系——正比例曲線。2、短路試驗(yàn)的等效電路等效電路：ZL=0→UKN

=(0.045～0.105)U1N→I0?≈0→I0?＜(0.045～0.105)I0→3、短路試驗(yàn)的參數(shù)計(jì)算∵UK=IKZ1+IKZ2?

=IK(Z1+Z2?)=IKZK，負(fù)載支路短路。勵(lì)磁支路開路。其中：ZK=(Z1+Z2?)——短路阻抗；

三相變壓器短路阻抗：|ZK|=UKN(相電壓)/I1N(相電流)?！鄦蜗嘧儔浩鞫搪纷杩梗簗ZK|=UKN/I1N

，∵PK=

pCu1+pCu2=IK2R1+IK2R2?

=IK2(R1+R2?)=IK2RK其中：RK=(R1+R2?)——短路電阻；

∴單相變壓器短路電阻：RK=PKN/I1N2，三相變壓器短路電阻：RK=PKN(三相功率)/3I1N2(相電流)?！遼ZK|2=RK2+XK2，其中：XK=(X1+X2?)——短路電抗；∴XK=(|ZK|2-RK2)1/2，4、短路試驗(yàn)的溫度折算短路試驗(yàn)獲得的參數(shù)是在室溫條件下的短路參數(shù)，為了便于比較，必須將短路參數(shù)折算到標(biāo)準(zhǔn)溫度。銅制導(dǎo)線：RK75C=[(235+75)/(235+θ)]RKθ；UKN=I1NZK75C=(0.045～0.105)U1N——額定短路電壓。ZK75C=（RK75C

2+XK2）1/2，鋁制導(dǎo)線：RK75C=[(228+75)/(228+θ)]RKθ；5、短路試驗(yàn)的注意問題（1）測量儀表必須按照低阻抗電路形式進(jìn)行連接；（2）測量功率必須使用功率因數(shù)比較高的功率表；（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)必須包含額定電流對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù)；（4）額定短路電壓一般為UKN=(0.045～0.105)U1N；（5）對(duì)于升壓變壓器短路參數(shù)必須折算到低壓側(cè)。3.2.3變壓器的標(biāo)幺值變壓器的標(biāo)幺值：某一物理量的實(shí)際值與同單位的基準(zhǔn)值的比值。即：標(biāo)幺值=實(shí)際值/基準(zhǔn)值

變壓器負(fù)載系數(shù)是指：標(biāo)幺值的表示方法：（1）在物理量下加下滑線；（2）在物理量右上角加星花?；鶞?zhǔn)值常為額定值。變壓器的基準(zhǔn)值主要包括額定電壓UN，額定電流IN，額定阻抗ZN。原邊的基準(zhǔn)值：U1N(線電壓)、U1NP(相電壓)、I1N(線電流)、I1NP(相電流)、Z1N(相阻抗)=U1NP/I1NP。副邊的基準(zhǔn)值：U2N(線電壓)、U2NP(相電壓)、I2N(線電流)、I2NP(相電流)、Z2N(相阻抗)=U2NP/I2NP。常用的標(biāo)幺值：β——負(fù)載電流標(biāo)幺值——負(fù)載系數(shù)。UKN——短路電壓標(biāo)幺值，ZK——短路阻抗標(biāo)幺值，例如：I1=I1/I1N=I2/I2N=I2=β。即原邊的標(biāo)幺值等于副邊的標(biāo)幺值。UKN=UKN/U1N=I1NZK75C/U1N=ZK75C/(U1N/I1N)=ZK75C/Z1N=ZK，變壓器的實(shí)際輸出電流與額定輸出電流的比值。（3）畫出變壓器的等值電路。[例3-2-1]已知：單相變壓器，SN=20000KVA，U1N/U2N=(220/31/2)/11KV，θ=15C?。空載實(shí)驗(yàn)(低壓側(cè)接電源)數(shù)據(jù)：U0=11KV，I0=45.5A，P0=47KW。短路實(shí)驗(yàn)(高壓側(cè)接電源)數(shù)據(jù)：UK=9.24KV，IK=157.5A，PK=129KW。試求：（1）k=？Rm=？Xm=？Zm=？Rm=？Xm=？Zm=？（2）RK=？XK=？ZK=？RK=？XK=？ZK=？3.3變壓器的聯(lián)接組別變壓器的聯(lián)接組別是指：用鐘表法表示的變壓器原、副繞組電勢之間的相位關(guān)系。變壓器聯(lián)接組別的作用：變壓器聯(lián)接組別的種類：3.3.1變壓器的磁路系統(tǒng)用于表示變壓器原、副繞組電勢之間的相位關(guān)系。（1）單相變壓器聯(lián)接組別；（2）三相變壓器聯(lián)接組別。1、三相組式變壓器2、三相心式變壓器3.3.2單相變壓器的聯(lián)接組別若符合左手螺旋關(guān)系則稱為左繞。1、單相變壓器的繞組繞法單相變壓器的繞組繞法是指原副繞組線圈的繞行方向。若符合右手螺旋關(guān)系則稱為右繞，原繞組的首端用A表示、尾端用X表示；2、單相變壓器的繞組標(biāo)志單相變壓器的繞組標(biāo)志是指原副繞組首尾的命名方式。副繞組的首端用a表示、尾端用x表示。AXaxAXax原繞組電勢定義為：3、單相變壓器的繞組極性單相變壓器的繞組極性是指原副繞組電勢的相位關(guān)系。同一個(gè)鐵心柱上的由同一個(gè)磁通產(chǎn)生的原副繞組電勢之間才有對(duì)應(yīng)的相位關(guān)系；副繞組電勢定義為：EA=EAX，Ea=Eax。AXaxAXaxEAEaEAEa原、副繞組電勢同相是指：原邊電勢EA和副邊電勢Ea均與主磁通符合右手螺旋關(guān)系。否則稱為反相。AXaxEAEa同一個(gè)鐵心柱上的原副繞組電勢之間相位關(guān)系由繞組標(biāo)志和繞組繞法共同決定。（1）原副繞組繞法相同，以EA為參考相量，然后再比較Ea與Φm是否符合右手螺旋關(guān)系：先令EA與Φm符合右手螺旋關(guān)系，標(biāo)志相同：Φm由于Ea與Φm也符合右手螺旋關(guān)系，所以EA與Ea一定同相?！(a)EAEaAXaxEAEaAXaxEAEa（2）原副繞組繞法相反，以EA為參考相量，然后再比較Ea與Φm是否符合右手螺旋關(guān)系：先令EA與Φm符合右手螺旋關(guān)系，標(biāo)志相同：Φm由于Ea與Φm不符合右手螺旋關(guān)系，所以EA與Ea一定反相。·A(a)EAEaAXaxEAEaAXaxEAEa（3）原副繞組繞法相同，以EA為參考相量，然后再比較Ea與Φm是否符合右手螺旋關(guān)系：先令EA與Φm符合右手螺旋關(guān)系，標(biāo)志相反：Φm由于Ea與Φm不符合右手螺旋關(guān)系，所以EA與Ea一定反相?！(a)EAEaAXaxEAEaAXaxEAEa（4）原副繞組繞法相反，以EA為參考相量，然后再比較Ea與Φm是否符合右手螺旋關(guān)系：先令EA與Φm符合右手螺旋關(guān)系，標(biāo)志相反：Φm由于Ea與Φm也符合右手螺旋關(guān)系，所以EA與Ea一定同相?！(a)EAEaAXaxEAEa4、單相變壓器的聯(lián)接組別用鐘表法表示的原邊電勢EA與副邊電勢Ea之間的相位關(guān)系。單相變壓器聯(lián)接組別是指：在單相變壓器的聯(lián)接組別中，鐘表法定義為：原邊電勢EA——用分針表示——EAEA作為參考相量，永遠(yuǎn)指向12點(diǎn)鐘；副邊電勢Ea——用時(shí)針表示——Ea的位置由Ea與EA相位決定，分別為6或12；Ea12Ea6A、a間嵌位——用中軸表示——Ea與EA的公共參考點(diǎn)?！(a)在單相變壓器的聯(lián)接組別中，EA與Ea的相位關(guān)系定義為：①EA與Ea同相。在繞組連接圖中表示為：原繞組同名端在首端，副繞組同名端也在首端；在電勢相量圖中表示為：EA與Ea同向；·A(a)EAEa在聯(lián)接組別中表示為：I，I0或I/I—12。在單相變壓器的聯(lián)接組別中，EA與Ea的相位關(guān)系定義為：②EA與Ea反相。在繞組連接圖中表示為：原繞組同名端在首端，副繞組同名端也在尾端；在電勢相量圖中表示為：EA與Ea反向；·A(a)EAEa在聯(lián)接組別中表示為：I，I6或I/I—6。3.3.3三相變壓器的繞組接法1、三相變壓器的繞組標(biāo)志2、三相變壓器的繞組標(biāo)志例題某三相電力變壓器，SN=750kVA，U1N/U2N=10000/400V，Y,y接線，在低壓側(cè)做空載試驗(yàn)，測出數(shù)據(jù)為：U0=400V，I0=60A，P0=3800W；在高壓側(cè)做短路試驗(yàn)，測出數(shù)據(jù)為：US=440V，IS=43.3A，PS=10900W，室溫20oC，求：變壓器折算到高壓邊的勵(lì)磁參數(shù)和短路阻抗參數(shù)（其中電阻換算時(shí)K=235）；3.4變壓器的聯(lián)接組別3.4.1磁路系統(tǒng)一、組式磁路變壓器二、心式磁路變壓器特點(diǎn)是：三相磁路彼此無關(guān)聯(lián)。特點(diǎn)是：三相磁路彼此有關(guān)聯(lián)。3.4.2

電路系統(tǒng)一、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、V2、W1U2、V2、W2N低壓繞組u1u2u1、v1、w1u2、v2、w2n中壓繞組U1mU2mU1m、V1m、W1mU2m、V2m、W2mNm二、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)勢反相位。三、三相變壓器的連接組別連接組別：反映三相變壓器連接方式及一、二次線電動(dòng)勢（或線電壓）的相位關(guān)系。

三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首末端標(biāo)志有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)。理論和實(shí)踐證明，無論采用怎樣的連接方式，一、二次側(cè)線電動(dòng)勢（可電壓）的相位差總是300的整數(shù)倍。因此可以采用時(shí)鐘表示法——

作為時(shí)鐘的分針，指向12點(diǎn)，作為時(shí)鐘的時(shí)針，其指向的數(shù)字就是三相變壓器的組別號(hào)。組別號(hào)的數(shù)字乘以300，就是二次繞組的線電動(dòng)勢滯后于一次側(cè)電動(dòng)勢的相位角。連接組別可以用相量圖來判斷：若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),y4、Y,y8連接組別。1、Y，y連接

同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢同相位，線電動(dòng)勢和也同相位，連接組別為Y，y0。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)，y6、Y,y10和Y,y2連接組別。若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d3、Y,d7連接組別。2、Y，d連接-11

同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢同相位，線電動(dòng)勢和相差3300，連接組別為Y，d11。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)，d5、Y,d9和Y,d1連接組別。若高壓繞組三相標(biāo)志不變，低壓繞組三相標(biāo)志依次后移，可以得到Y(jié),d5、Y,d9連接組別。3、Y，d連接-1同名端在對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢同相位，線電動(dòng)勢和相差300，連接組別為Y，d1。同理，若異名端在對(duì)應(yīng)端，可得到Y(jié)，d7、Y,d11和Y,d3連接組別。

總之，對(duì)于Y，y（或D，d）連接，可以得到0、2、4、6、8、10等六個(gè)偶數(shù)組別；而Y，d（或D，y）連接，可以得到1、3、5、7、9、11等六個(gè)奇數(shù)組別。

變壓器的連接組別很多，為了便于制造和并聯(lián)運(yùn)行，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Y，yn0、Y，d11、YN，d11、YN，y0和Y，y0連接組為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別。

其中前三種最為常用：Y,yn0

連接的二次繞組可以引出中線，成為三相四線制，用作配電變壓器時(shí)可兼供動(dòng)力和照明負(fù)載。Y,d11連接用于低壓側(cè)電壓超過400V的線路中。YN,d11連接主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)可以接地。3.4變壓器的并聯(lián)運(yùn)行變壓器的并聯(lián)運(yùn)行：兩臺(tái)以上變壓器原邊并聯(lián)于同一電源，副邊并聯(lián)于同一負(fù)載的運(yùn)行方式。U1αU1βU1NU2αU2βAX····αβA1X1

A2X2

a1x1a2x2ax····U2NABCabcA1αβB1C1A2B2C2X2Y2Z2a2b2c2x2y2z2X1Z1Y1a1b1c1x1z1y1············并聯(lián)運(yùn)行的作用：（1）保證正常供電；當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)其他并聯(lián)變壓器仍可保持繼續(xù)供電。（2）提高供電效率；當(dāng)并聯(lián)變壓器負(fù)載下降時(shí)可以撤掉部分變壓器減小供電損耗。（3）減小備用容量；當(dāng)變壓器需要輪流維護(hù)時(shí)并聯(lián)運(yùn)行可以減小備用變壓器容量。（4）增加供電能力。當(dāng)變壓器負(fù)載容量上升時(shí)可以根據(jù)需要繼續(xù)增加變壓器容量。3.4.1變壓器的并聯(lián)條件1、變壓器的理想并聯(lián)（1）變壓器空載時(shí)，副邊電流為零；

變壓器副邊電流為零：空載并聯(lián)運(yùn)行時(shí)各變壓器之間無有害循環(huán)電流。（2）變壓器有載時(shí)，負(fù)載系數(shù)相等。變壓器負(fù)載系數(shù)相等：有載并聯(lián)運(yùn)行時(shí)各變壓器之間按容量分配負(fù)載。變壓器理想并聯(lián)運(yùn)行：空載并聯(lián)副邊電流為零有載并聯(lián)負(fù)載系數(shù)相等。2、變壓器的并聯(lián)條件（1）原副邊額定電壓相同；即：U1Nα=U1Nβ=U1Nγ=U1N，U2Nα=U2Nβ=U2Nγ=U2N。即變比必須相同。（2）短路阻抗標(biāo)幺值相同；即：Zkα=Zkβ=Zkγ=ZkN。即短路電壓必須相同。（3）變壓器聯(lián)接組別相同。即：Y，y0∥Y，y0∥Y，y0。只有上述三個(gè)條件都滿足時(shí)變壓器才能在理想狀態(tài)下并聯(lián)運(yùn)行。變壓器并聯(lián)時(shí)很難同時(shí)滿足三個(gè)并聯(lián)條件，變比可能會(huì)有一定的差異，短路阻抗標(biāo)幺值更是很難相同，聯(lián)接組別也可能出錯(cuò)。3.4.2變壓器額定電壓不同時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行設(shè)α與β兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其它條件均滿足，僅額定電壓不同，即變比略有不同，也即：Zkα=Zkβ=ZkN，I，I0∥I，I0，僅僅是kα≠kβ，副邊必將產(chǎn)生循環(huán)電流IC?！鱑2=U2β–U2α＞0，這里假設(shè)kα＞kβ。U1αU1βU1NU2αU2β△U2αβA1X1

A2X2

AXa1x1ax····a2x2····IC原邊并聯(lián)時(shí)：U1α=U1β=U1N，∵kα＞kβ，∴U2α=U1N/kαU2β=U1N/kβU2α＜U2β副邊電壓不同，出現(xiàn)副邊電壓差：此時(shí)如果將副邊并聯(lián)，那么在△U2的作用下，IC的大小由△U2與Zk共同決定：IC=△U2/(Zkα+Zkβ)=△U2

/2ZkN。變壓器副邊循環(huán)電流：并聯(lián)運(yùn)行時(shí)副邊電壓差在副繞組中引起的電流。

IC是一個(gè)僅僅通過副邊繞組的電流，它占用變壓器的容量，增加變壓器的損耗，IC是有害的循環(huán)電流。

所以，變壓器在額定電壓不同的條件下進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，

由于ZkN=(0.045～0.105)很小，即使很小的△U2，也可以產(chǎn)生很大的循環(huán)電流IC。

為使循環(huán)電流減小，必須使kα與kβ接近相等，即對(duì)△k提出限制，也即必須使△k滿足：△k=[(kα–kβ)

/(kαkβ)1/2]≤0.005，將會(huì)在各變壓器之間出現(xiàn)有害的循環(huán)電流。3.4.3變壓器短路阻抗不同時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行設(shè)α與β兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其它條件均滿足，僅短路阻抗標(biāo)幺值不同，即短路電壓標(biāo)幺值不同，也即：

U1Nα=U1Nβ=U1N、U2Nα=U2Nβ=U2N，I，I0∥I，I0，僅僅是Zkα≠Zkβ，U1U2

ZkαZkβAXaxIα

IβZL這里假設(shè)Zkα＞Zkβ。原邊并聯(lián)時(shí)：U1α=U1β=U1N，副邊并聯(lián)時(shí)：U2α=U2β=U2N，∵UAa=Iα

Zkα=Iβ

Zkβ=βαZkα=ββZkβ，∴βα/ββ=Zkβ/Zkα，

或βα︰ββ=Zkβ︰Zkα=1/Zkα︰1/Zkβ。因?yàn)閆kα＞Zkβ，所以βα＜ββ，即β變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值Zkβ相對(duì)較小，負(fù)載系數(shù)ββ相對(duì)較大。短路阻抗標(biāo)幺值較小的變壓器對(duì)應(yīng)的負(fù)載系數(shù)相對(duì)較大。若使α變壓器的負(fù)載系數(shù)βα=1，則ββ＞10UβU2Nβ=1βαβ變壓器過載——不允許；ββ＞1若使β變壓器的負(fù)載系數(shù)ββ=1，則βα＜1α變壓器欠載——不合理。βα＜1由于α與β變壓器不能同時(shí)達(dá)到滿載，既使變壓器容量不能充分利用，所以，變壓器在短路阻抗不同的條件下進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，將會(huì)使各變壓器之間不能按容量分配負(fù)載。又使變壓器運(yùn)行效率大大降低。為使負(fù)載分配合理，必須使βα與ββ接近相等，即必須對(duì)Zk

提出限制，也即必須使Zk滿足：Zkα

–Zkβ＜[(Zkα+Zkβ)/2]×0.1=0.05(Zkα+Zkβ)。若使Zkα

–Zkβ＜0.05(Zkα+Zkβ)，則有20Zkα

–20Zkβ＜(Zkα+Zkβ)，∴21Zkβ＞19Zkα，即Zkβ/Zkα＞19/21，

∴βα/ββ=Zkβ/Zkα＞19/21=0.9048。因此，當(dāng)變壓器短路阻抗不同時(shí)要求：當(dāng)一臺(tái)變壓器滿載時(shí)，另一臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)至少應(yīng)大于0.9。（1）兩臺(tái)短路阻抗標(biāo)幺值不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的容量分配關(guān)系∵βα/ββ=(Iα/I1Nα)/(Iβ/I1Nβ)=(Sα/SNα)/(Sβ/SNβ)=Zkβ/Zkα①兩臺(tái)變壓器并聯(lián)的容量分配公式為：∵Sα/Sβ=SNαZkβ

/SNβZkα，且Sα+Sβ=S?！郤α=S/[1+(ZkαSNβ/

ZkβSNα)]，Sβ=S/[1+(ZkβSNα/ZkαSNβ)]。

驗(yàn)算：S=Sα+Sβ。②兩臺(tái)變壓器并聯(lián)的電流分配公式為：∵Iα/Iβ=I1NαZkβ

/I1NβZkα，且Iα+Iβ=I。∴Iα=I/[1+(ZkαI1Nβ/ZkβI1Nα)]，Iβ=I/[1+(ZkβI1Nα/ZkαI1Nβ)]。

驗(yàn)算：I=Iα+Iβ。（2）三臺(tái)短路阻抗標(biāo)幺值不同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的容量分配關(guān)系①三臺(tái)變壓器并聯(lián)的容量分配公式為：Sα=S/[1+(ZkαSNβ/ZkβSNα)+(ZkαSNγ/ZkγSNα)]，Sβ=S/[1+(ZkβSNα/ZkαSNβ)+(ZkβSNγ/ZkγSNβ)]，Sγ=S/[1+(ZkγSNα/ZkαSNγ)+(ZkγSNβ/ZkβSNγ)]。驗(yàn)算：S=Sα+Sβ+Sγ。②三臺(tái)變壓器并聯(lián)的電流分配公式為：Iα=I/[1+(ZkαINβ/ZkβINα)+(ZkαINγ/ZkγINα)]，Iβ=I/[1+(ZkβINα/ZkαINβ)+(ZkβINγ/ZkγINβ)]，Iγ=I/[1+(ZkγINα/ZkαINγ)+(ZkγINβ/ZkβINγ)]。3.4.4變壓器聯(lián)接組別不同時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行設(shè)α與β兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其它條件均滿足，僅聯(lián)接組別不同，也即U1Nα=U1Nβ=U1N、U2Nα=U2Nβ=U2N，Zkα=Zkβ，僅僅是聯(lián)接組別不同，這里假設(shè)Y，y0∥Y，y2。原邊并聯(lián)時(shí)：U1α=U1β=U1N，副邊并聯(lián)時(shí)：U2α=U2β=U2N，但是由于U2α引前U2β60?，所以：△U2=2sin(60?/2)U2N=U2N，△U2=△U2/U2N=1。U2αU2β△U2IC=△U2/2ZkN=1/2(0.045～0.105)=(4.762～11.11)。所以，三相變壓器在聯(lián)接組別不同的條件下進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，將會(huì)在各變壓器之間出現(xiàn)很大的循環(huán)電流。聯(lián)接組別不同的變壓器不允許并聯(lián)運(yùn)行。U1αU1βU1NU2αU2β△U2AX····αβA1X1

A2X2

a1x1a2x2ax····ICXx·U2NUABCabcAA1αβB1C1A2B2C2X2Y2Z2a2b2c2x2y2z2X1Z1Y1a1b1c1x1z1y1·····················3.5.2并聯(lián)條件不滿足時(shí)的運(yùn)行分析變比不等的兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，二次空載電壓不等。折算到二次側(cè)的等效電路如圖所示。由等效電路可以列出方程式：則二次側(cè)電流為：一、變比不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行

為了保證空載時(shí)環(huán)流不超過額定電流的10%，通常規(guī)定并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的變比差不大于1%。

當(dāng)變壓器的變比不等時(shí)，在空載時(shí)，環(huán)流就存在。變比差越大，環(huán)流越大。由于變壓器的短路阻抗很小，即使變比差很小，也會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流。環(huán)流的存在，既占用了變壓器的容量，又增加了變壓器的損耗，這是很不利的。二、連接組別不同時(shí)并聯(lián)運(yùn)行

連接組別不同時(shí)，二次側(cè)線電壓之間至少相差300，則二次線電壓差為線電壓的51.8%，由于變壓器的短路阻抗很小,這么大的電壓差將產(chǎn)生幾倍于額定電流的空載環(huán)流，會(huì)燒毀繞組，所以連接組別不同絕不允許并聯(lián)。三、短路阻抗標(biāo)么值不等時(shí)并聯(lián)運(yùn)行由等效電路可知：

等效電路如圖所示。

可見，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載大小與其短路阻抗標(biāo)么值成反比。

為了充分變壓器的容量，理想的負(fù)載分配，應(yīng)使各臺(tái)變壓器的負(fù)載系數(shù)相等，而且短路阻抗標(biāo)值相等。

變壓器運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：在任何一臺(tái)變壓器不過負(fù)荷的情況下，變比不同和短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器可以并聯(lián)運(yùn)行。又規(guī)定：阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高短路阻抗標(biāo)么值大的變壓器的二次電壓，以使并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的容量均能充分利用。

為了使各臺(tái)變壓器所承擔(dān)的電流同相位，要求各變壓器的短路阻抗角相等。一般來說，變壓器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的最大容量之比不超過3：1。3.6變壓器的運(yùn)行特性3.6.1電壓變化率用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：定義：是指一次側(cè)加50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值，即

電壓變化率是表征變壓器運(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。式中稱為負(fù)載系數(shù)

由表達(dá)式可知，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。1.001.03.6.2

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。

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。

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%。3.6.3

損耗、效率及效率特性

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。一、變壓器的損耗

銅損耗分基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起的損耗以及漏磁場在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。

鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗。基本鐵損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。

銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗。

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。二、效率及效率特性效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。其中效率表達(dá)式

變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。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(β),稱為變壓器的效率特性。

即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時(shí),變壓器效率最大：或

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。令,則1.自耦變壓器的基本結(jié)構(gòu)只有一個(gè)繞組。手柄接線柱一、自耦變壓器3.7特種變壓器2.自耦變壓器的工作原理(1)電壓關(guān)系忽略漏阻抗，則=U1U2E1E2=N1N2=k

I

降壓自耦變壓器N1N2+U1－I1E1E2－

U2＋I(xiàn)2(2)電流關(guān)系N1I1＋N2I2=

N1I0

忽略I0，則N1I1＋N2I2=0I1=－I2N2N1大小關(guān)系：I1I2N2N1=相位關(guān)系：I1與I2

相位相反。1k=I=

I1＋I(xiàn)2

=(1－)I21k=(1－k)I1I

與I2同相位。

在降壓變壓器中，k＞1，I=I2－I1（k越接近1，I越?。?3)功率關(guān)系變壓器容量SN=U2NI2N=U1NI1NS2=U2I2

對(duì)于降壓變壓器，輸出視在功率=U2

(I1＋I(xiàn))=U2I1＋U2I=St＋SiI=(1－k)I1=(1－)I21k傳導(dǎo)功率St感應(yīng)功率Si

U2I1U2I

在SN一定時(shí)，k越接近1，Si越小，St所占比例越大，經(jīng)濟(jì)效果