電機原理與維修-變壓器

2024/11/612

儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）、特種變壓器（如調壓變壓器、試驗變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）。

2、按繞組數目分類:可分為雙繞組變壓器,三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。3、按鐵心結構分類，有心式變壓器和殼式變壓器。4、按相數分類，有單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。2024/11/6225、按冷卻介質和冷卻方式分類，可分為油浸式變壓器（包括油浸自冷式、油浸風冷式、油浸強迫油循環(huán)式）、干式變壓器、充氣式變壓器。6、電力變壓器按容量大小通常分為小型變壓器（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及以上）。下面是我收集的一些變壓器圖片：2024/11/632024/11/642024/11/652024/11/662024/11/672024/11/682024/11/692024/11/6102024/11/6112024/11/6122024/11/6132024/11/6142024/11/6152-1變壓器的基本工作原理和結構一、變壓器的基本工作原理2024/11/6162-1

如上圖，若一次繞組一側加交流電源U1,那么一次繞組中將有交流電流流過。從而在鐵心中產生交變磁通，進而在一二次繞組中產生交變電動勢e1和e2。據電磁感應定律：

2024/11/6172-1.1若忽略繞組的漏電抗壓降，設一二次繞組耦合系數為一，不考慮繞組的電阻壓降，則一二次繞組的端電壓：于是：2024/11/6182-1.1二、變壓器的基本結構2024/11/6192-1.21、鐵心和繞組：變壓器中最主要的部件，他們構成了變壓器的器身。1）鐵心：構成了變壓器的磁路，同時又是套裝繞組的骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分構成。鐵心柱上套繞組，鐵軛將鐵心柱連接起來形成閉合磁路。鐵心材料：為了提高磁路的導磁性能，減少鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般用高磁導率的磁性材料——硅鋼片疊成。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，其厚度為0.35～0.5mm，兩面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片與片之間絕緣。2024/11/6202-1.2鐵心型式：變壓器鐵心的結構有心式、殼式等形式。殼式結構的特點是鐵心包圍繞組的頂面、底面和側面，如圖所示。心式結構的特點是鐵心柱被繞組包圍，如圖所示。殼式結構的機械強度較好，但制造復雜，心式結構比較簡單，繞組的裝配及絕緣比較容易，電力變壓器的鐵心主要采用心式結構。2024/11/6212-1.22024/11/6222-1.2

鐵心疊裝：變壓器的鐵心一般是由剪成一定形狀的硅鋼片疊裝而成。為了減小接縫間隙以減小激磁電流，一般采用交錯式疊法，使相鄰層的接縫錯開。鐵心截面:鐵心柱的截面一般作成階梯形，以充分利用繞組內圓空間。容量較大的變壓器，鐵心中常設有油道，以改善鐵心內部的散熱條件，如圖所示。2024/11/6232-1.2當采用冷軋硅鋼片時，由于順著碾壓方向導磁系數高，損耗小，故用斜切鋼片的疊裝方法。（1-7）鐵心柱的截面在小容量變壓器中常用方形或矩形，大型變壓器用階梯截面。直徑超過380mm時，還有冷去油道。漸開線性鐵心（2-10）2024/11/6242-1.22）繞組繞組：繞組是變壓器的電路部分，它由銅或鋁絕緣導線繞制而成。

一次繞組（原繞組）：輸入電能二次繞組（副繞組）：輸出電能他們通常套裝在同一個心柱上，一次和二次繞組具有不同的匝數，通過電磁感應作用，一次繞組的電能就可傳遞到二次繞組，且使一、二次繞組具有不同的電壓和電流。

2024/11/6252-1.2其中，兩個繞組中，電壓較高的我們稱為高壓繞組，相應的電壓較低的稱為低壓繞組。從高、低壓繞組的相對位置來看，變壓器的繞組又可分為同心式、交迭式。由于同心式繞組結構簡單，制造方便，所以，國產的均采用這種結構，交迭式主要用于特種變壓器中。2024/11/6262-1.2

3）油箱及冷卻裝置油浸變壓器的器身在充滿油的油箱里。變壓器油既是絕緣介質，又有散熱的功能。小容量變壓器采用平板式油箱，容量稍大時采用排管式油箱。當排管不能滿足散熱要求時，先將排管做成散熱器，再安裝在油箱上。大型變壓器采用強迫油循環(huán)冷卻等方式。4）絕緣套管將線圈的高低壓引線引到箱外的絕緣裝置，2024/11/6272-1.2起著對地絕緣和固定引線的作用。可分為：純磁套管、空心充氣或充油套管和電容式套管。5）保護裝置（1）儲油柜（油枕）：油保護裝置，柜內油面高度隨變壓器的熱脹冷縮而變動。他的作用是保證變壓器的油箱內充滿油，減少油和空氣的接觸面積，降低油老化的速度。（2）吸濕器（呼吸器）：內有硅膠或活性氧化鋁，吸收進入儲油柜的水分。2024/11/6282-1.2（3）安全氣道（防爆筒）：一個長鋼圓筒，端口處有一定厚度的玻璃板或酚醛紙板，下端與油箱相連通。當變壓器內壓力驟增時，氣流沖破玻璃或酚醛紙板，避免造成爆裂?，F一般改用壓力釋放閥。（4）凈油器（5）氣體繼電器此外，變壓器還有調壓分接開關和測溫及溫度控制裝置。2024/11/6292-1.3變壓器的銘牌三、變壓器的銘牌1.變壓器的型號（表2-1）

SL-500/10SFPL-63000/3002.額定值視在功率：在交流線路中，電壓與電流有效值的乘積。視在功率2=有功功率2+無功功率2

2024/11/6302-2變壓器的空載運行和負載運行一、變壓器的空載運行空載運行：是指變壓器原繞組接到額定電壓、額定頻率的電源上，副繞組開路時的運行狀態(tài)。1.空載運行時的電磁關系2024/11/6312-2.1

主磁通：漏磁通：2.電壓、電動勢和磁通的關系在研究變壓器問題時，一般將一次繞組看成一次測電源的負載；將二次側看成變壓器負載的電源。（1）.按習慣方式規(guī)定方向：

1）在負載支路，電流的正方向與電壓降的正方向一致，而在電源支路，電流的正方向與電動勢的正方向一致；2024/11/6322-2.1

2）磁通的正方向與產生它的電流的正方向符合右手螺旋定則；3）感應電動勢的正方向與產生它的磁通的正方向符合右手螺旋定則。（2）感應電動勢與磁通之間的關系

假定主磁通按正弦規(guī)律變化，即Φ=Φmsinωt根據電磁感應定律和對正方向規(guī)定，一、二次繞組中感應電動勢的瞬時值為;2024/11/6332-2.1即：其有效值：2024/11/6342-2.12024/11/6352-2.1（3）電動勢平衡方程式：根據對正方向的規(guī)定，可以得到空載時電動勢平衡方程式：將漏感電動勢寫成壓降的形式：于是：2024/11/6362-2.1

式中Z1=R1+I1σ——原繞組的漏阻抗。對于電力變壓器，空載時原繞組的漏阻抗壓降I0Z1很小，其數值不超過U1的0.2%，將I0Z1忽略，則上式變成：在副方，由于電流為零，則副方的感應電動勢等于副方的空載電壓，即：2024/11/6372-2.1(4)變壓器的變比：在變壓器中，原、副繞組的感應電動勢E1和E2之比稱為變壓器的變比，用K表示，即：上式表明，變壓器的變比等于原、副繞組的匝數比。當變壓器空載運行時，由于U1≈E1，U20≈E2，故可近似地用空載運行時原、副方的電壓比來作為變壓器的變比，即:2024/11/6382-2.13.空載電流和空載損耗

（1）空載電流：變壓器空載運行時原繞組中的電流I0主要用來產生磁場，又稱為勵磁電流.空載電流主要分為兩部分，一是磁化電流I0r,單純起勵磁作用，不消耗有功功率，稱為空載電流的無功分量。另一部分是鐵耗電流I0a，因磁滯和渦流損耗引起，為空載電流的有功分量。磁化電流一般比鐵耗電流大10倍左右，空載電流幾乎屬于無功電流。2024/11/6392-2.1

（2）空載損耗：空載損耗絕大部分是鐵心損耗，只有極少部分為繞組的銅損耗。鐵心損耗主要是在交變磁場下產生的磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗與電源頻率的一次方和鐵心最大磁通密度的平方成正比。4.空載運行時的向量圖和等效電路

1)空載時的向量圖:我們已知2024/11/6402-2.1繪圖步驟(p54）:2024/11/6412-2.1

從向量圖可見，空載電流與電源電壓的相位差為900，因此空載時變壓器的功率因數很低。（2）等效電路為分析方便，可以用一個既能保持變壓器原來內部的電磁關系不變，又便于工程計算的線性電路來代替實際變壓器，這種電路稱為等效電路。令：2024/11/6422-2.1則有：如圖2-20：r1是原繞組的電阻,X1是對應原繞組漏磁路磁導的電抗，它們數值很小且為常數。但rm、Xm卻受鐵心飽和度的影響，不是常數。對電力變壓器來說，由于漏阻抗遠小于勵磁阻抗，所以可以把一次漏阻抗忽略不計。可見空載電流主要取決于勵磁阻抗的大小，一般希望空載電流越小越好，所以變壓器采用高導磁材料，以增大Zm。2024/11/6432-2.2變壓器的負載運行二、變壓器的負載運行當變壓器原方接入交流電源，副方接上負載時的運行方式稱為變壓器的負載運行。2024/11/6442-2.2

1.負載運行時的電磁關系

當二次側接上負載，二次側感應電動勢將在二次繞組中產生電流I2,I2流過二次繞組將產生磁通勢。此時，鐵心中的磁通勢將由一二次繞組共同決定。由于電源電壓和頻率都為常數，相應磁通基本不變。因此由空載到負載，一次繞組中電流將增加一個分量△I，以平衡二次繞組產生的作用。即：2024/11/6452-2.22.負載運行的基本方程式（1）磁通勢平衡方程式負載是一二次繞組產生的合成磁通勢和空載時產生的主磁通的勵磁磁通勢基本相等。即：可以推得：2024/11/6462-2.2

其中：由于I0遠小于I1,所以可以忽略。即有：（2）電動勢平衡方程式在原方，電動勢平衡方程式為：2024/11/6472-2.2在副方，電動勢平衡方程式為：綜上，負載時：2024/11/6482-2.23.繞組折算與等效電路（1）繞組折算：由于原、副繞組的匝數Ｎ１Ｎ２，原、副繞組的感應電動勢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。為了克服這個困難，常用一假想的繞組來代替其中一個繞組，使之成為變比k=１的變壓器，這樣就可以把原、副繞組聯成一個等效電路，從而大大簡化變壓器的分析計算。這種方法稱為繞組折算。折算后的量在原來的符號上加一個上標號“′”以示區(qū)別。通常將二次折算到一次側。2024/11/6492-2.2

折算的本質：在由副方向原方折算時，由于副方通過磁動勢平衡對原方產生影響，因此，只要保持副方的磁動勢不變，則變壓器內部電磁關系的本質就不會改變。即折算前后副方對整個回路的電磁關系的影響關系不能發(fā)生變化！副方各量折算方法如下：1）二次側電動勢的折算值：于折算前后主磁通和漏磁通均未改變，根據電動勢與匝數成正比的關系可得2024/11/6502-2.2

2）二次側電流的折算值:

3）二次側漏阻抗的折算值：根據折算前后副繞組的銅損耗不變的原則：2024/11/6512-2.2得：2024/11/6522-2.2

（2）等效電路：經過折算2024/11/6532-2.2等效電路如圖T型電路：2024/11/6542-2.2考慮到Zm》Z1，I1N》I0，當負載變化時，變化很小，可以認為不隨負載的變化而變化。這樣，便可把T型等效電路進行簡化處理：

2024/11/6552-2.2

4.變壓器負載時的向量圖

通常在做定性分析時用相量圖比較形象直觀，而在做定量計算時用等效電路比較簡便（圖2-24）。2024/11/6562-2.2向量圖：2024/11/6572-3變壓器的工作特性變壓器的工作特性主要指其外特性和效率特性，主要指標有電壓變化率和效率。一、變壓器的外特性和電壓變化率1.變壓器的外特性；當變壓器的電源電壓和負載的功率因數為常數時，二次端電壓隨負載電流變化的規(guī)律。即U2=f(I2).2024/11/6582-3.1變壓器的外特性和電壓變化率外特性曲線：2024/11/6592-3.12.電壓的變化率

電壓變化率反映了變壓器供電電壓的穩(wěn)定性，一定程度上反映了電能的質量。2024/11/6602-3.1由簡化等效電路：β——變壓器的負載系數2024/11/6612-3.2變壓器的損耗、效率和效率特性

1.變壓器的損耗

變壓器沒有機械損耗，變壓器損耗主要包括鐵損耗和1、2次繞組的銅損耗兩部分。95%，99%。（1）鐵損耗:基本鐵損耗為鐵心中的渦流和磁滯損耗，取決于磁通密度的大小磁通交變的頻率和硅鋼片的質量。附加鐵損耗包括有鐵心疊片堅決緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結構部件中引起的渦流損耗等，較小。鐵損耗與一次側外加電源電壓大小有關，與負載大小無關。又稱不變損耗。2024/11/6622-3.2

（2）銅損耗：基本銅損耗是電流在一二次繞組上電阻的損耗，附加銅損耗包括以集膚效應一起導線等截面積變小而增加的損耗以及漏磁場在結構部件中引起的渦流損耗等。銅損耗的大小與負載電流的平方成正比，所以又稱為“可變損耗”。集膚效應又叫趨膚效應,當交變電流通過導體時,電流將集中在導體表面流過,這種現象叫集膚效應。2.變壓器的效率及效率特性2024/11/6632-3.2

變壓器原邊從電網吸收電功率P1，其中很小部分功率消耗在原繞組的電阻上(pcu1=mI12R1)和鐵心損耗上(pFe=mI02Rm)。其余部分通過電磁感應傳給副繞組，稱為電磁功率PM。副繞組獲得的電磁功率中又有很小部分消耗在副繞組的電阻上(pcu2=mI22R2)，其余的傳輸給負載，即輸出功率:2024/11/6642-3.2這樣，變壓器的功率關系可表示如下：所以變壓器的效率為：2、效率的求解：1）以按給定負載條件直接給變壓器加負載，測出輸出和輸入有功功率就可以計算出來。這種方法稱為直接負載法。2024/11/6652-3.22）電力變壓器可以應用間接法計算效率，間接法又稱損耗分析法。其優(yōu)點在于無需給變壓器直接加負載，也無需運用等效電路計算，只要進行空載試驗和短路試驗，測出額定電壓時的空載損耗p0和額定電流時的短路損耗pkN就可以方便地計算出任意負載下的效率。在應用間接法求變壓器的效率時通常作如下假定：

1.忽略變壓器空載運行時的銅耗，用額定電壓下的空載損耗p0來代替鐵耗pFe，即pFe=p0，它不隨負載大小而變化，稱為不變損耗；2.忽略短路試驗時的鐵耗，用額定電流時的短路損耗pkN來代替額定電流時的銅耗。但需要注意的是：2024/11/6662-3.2不同負載時的銅耗與負載系數的平方成正比，當短路損耗pk不是在IK=IN時測的，則pkN=(IN/IK)2PK。3.不考慮變壓器副邊電壓的變化，即認為U2=U2N不變，這樣便有P2=mU2I2cosφ2=mU2NI2N(I2/I2N)cosφ2

=β

SNcosφ

22024/11/6672-3.2這樣，效率的公式可變?yōu)椋阂陨系募俣ㄒ鸬恼`差不大（不超過0.5％），卻給計算帶來很大方便，電力變壓器規(guī)定都用這種方法來計算效率。3.效率特性：上式說明，當負載的功率因數cosφ

2一定時，效率隨負載系數而變化。圖為變壓器的效率曲線。2024/11/6682-3.2特性分析：1.空載時輸出功率為零，所以η=0。2.負載較小時，損耗相對較大，功率η較低。3.負載增加，效率η亦隨之增加。超過某一負載時，因銅耗與成正比增大，效率η反而降低，最大效率η出現在=0的地方。因此，取η對β的導數，并令其等于零，即可求出最高效率ηmax時的負載系數βm2024/11/6692-3.2即當不變損耗（鐵耗）等于可變損耗（銅耗）時效率最大。由于變壓器總是在額定電壓下運行，但不可能長期滿負載。為了提高運行的經濟性，通常設計成βm=0.5～0.6，這樣，使鐵耗較小。2024/11/6702-4三相變壓器

現代電力系統都采用三相制，故三相變壓器使用最廣泛。但三相變壓器也有其特殊的問題需要研究，例如三相變壓器的磁路系統、三相變壓器繞組的連接方法和聯結組、三相變壓器空載電動勢的波形和三相變壓器的不對稱運行等。2024/11/6712-4.1三相變壓器的磁路系統一.三相變壓器的磁路三相變壓器的磁路系統可分為各相磁路獨立和各相磁路相關兩大類。1、組式磁路:三相變壓器組或組式三相變壓器,如圖所示特點：1）.顯然各相磁路相互獨立彼此無關2）.當原方接三相對稱電源時，各相主磁通和勵磁電源也是對稱的。2024/11/6722-4.12、心式磁路相關：如圖所示，2024/11/6732-4.1可見，此時的各相磁通之間是相互聯系的，即：特點：在這種鐵心結構的變壓器中，任一瞬間某一相的磁通均以其他兩相鐵心為回路，因此各相磁路彼此相關聯。2024/11/6742-4.2三相變壓器的電路系統-聯接組別二.三相變壓器的電路系統-聯接組別

1.變壓器三相繞組的聯接方法對于三相變壓器，不論是高壓繞組還是低壓繞組，我國主要采用星形連接（Y連接）和三角形連接（D連接）兩種。繞組名

單相變壓器三相變壓器首端末端首端末端中點高壓繞組AXABCXYZN低壓繞組ax

abc

xyzn中壓繞組Nm2024/11/6752-4.2星形連接方式：以高壓繞組為例，把三相繞組的３個末端X、Y、Z連在一起，結成中點，而把它們的三個首端A、B、C引出，便是星形連接，以符號Y表示。三角形連接方式：如果把一相的末端和另一相首端連接起來，順序形成一閉合電路，稱為三角形連接，用D表示。2024/11/6762-4.22.三相變壓器的聯結組別按高低壓繞組線電動勢的相位關系，把變壓器繞組的連接分成不同組合，稱為三相變壓器的組標號。因為高低壓繞組相位差為30’的倍數，因此其聯結組標號可以用時鐘法來表示。把高壓繞組的線電動勢相量作為時鐘的長針，且固定指向12的位置，對應的低壓繞組的線電動勢相量作為時鐘的短針，其所指的鐘點數就是變壓器聯結組的標號。2024/11/6772-4.2同極性(名)端：由于變壓器高、低壓繞組交鏈著同一主磁通，當某一瞬間高壓繞組的某一端為正電位時，在低壓繞組上必有一個端點的電位也為正，則這兩個對應的端點稱為同極性端，并在對應的端點上用符號“*”標出。注意：繞組的極性只決定于繞組的繞向，與繞組首、尾端的標志無關。規(guī)定繞組電動勢的正方向為從首端指向末端。當同一鐵心柱上高、低壓繞組首端的極性相同時，其電動勢相位相同，如圖所示。當首端極性不同時，高、低壓繞組電動勢相位相反，如圖：2024/11/6782-4.22024/11/6792-4.2三相變壓器的聯結組——高、低繞組對應線電動勢之間的相位差，不僅與繞組的極性（繞法）和首末端的標志有關，而且與繞組的連接方式有關。1、Y，y接法如圖所示：2024/11/6802-4.2當各相繞組同鐵心柱時，Y，y接法有兩種情況。1）、高、低壓繞組同極性端有相同的首端標志，高、低壓繞組相電動勢相位相同，則高、低壓繞組對應線電動勢和也同相位，其聯結組為Y，y0。2）、同極性端有相異的端點標志，高、低壓繞組相電動勢相位相反，則對應的線電動勢和相位也相反，因此其聯結組為Y，y6。2024/11/6812-4.22、Y，d接法2024/11/6822-4.2對于Y,y連接而言,可的0,2,4,6,8,10六個偶數的聯結組號.

相對于Y,d而言,就可的1,3,5,7,9,11六個奇數的聯結組號.2024/11/6832-4.23、標準聯結組：總的來說，Y，y接法和D，d接法可以有0、2、4、6、8、10等6個偶數聯結組別，Y，d接法和D，y接法可以有1、3、5、7、9、11等6個奇數組別，因此三相變壓器共有12個不同的聯結組別。為了使用和制造上的方便，我國國家標準規(guī)定只生產下列5種標準聯結組別的電力變壓器，即Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0；Y，y0。其中以前3種最為常用。對于單相變壓器，標準聯結組為I，I0。2024/11/6842-4.24.變壓器的繞組連接時應注意以下幾點：1）繞組的極性只表示繞組的繞法，與繞組首末端的標志無關；2）高、低壓繞組的相電動勢均從首端指向末端，線電動勢從A指向B；3）同一鐵心柱上的繞組（在連接圖中為上下對應的繞組），首端為同極性時相電動勢相位相同，首端為異極性時相電動勢相位相反；4）相量圖中A、B、C與a、b、c的排列順序必須同為順時針排列，即原、副方同為正相序。2024/11/6852-4.3變壓器的并聯運行并聯運行的定義：是指將兩臺或多臺變壓器的原方和副方分別接在公共母線上，同時向負載供電的運行方式，如圖所示。2024/11/6862-4.3并聯運行的優(yōu)點：1）可以提高供電的可靠性。2）可以根據負荷的大小調整投入并聯運行變壓器的臺數，以提高運行效率；3）可以減少備用容量，并可隨著用電量的增加，分期分批地安裝新的變壓器，以減少初投資。當然，并聯變壓器的臺數也不宜太多，因為在總容量相同的情況下，一臺大容量變壓器要比幾臺小容量變壓器造價低、基建設投資少、占地面積小。2024/11/6872-4.3變壓器的理想并聯運行條件：1）空載時并聯的各變壓器副繞組之間沒有環(huán)流。

2）帶負載后各變壓器的負載系數相等。3）負載時各變壓器對應相的電流相位相同。并聯運行的變壓器必須滿足以下三個條件：1）各變壓器高、低壓方的額定電壓分別相等，即各變壓器的變比相等；2)各變壓器的聯結組相同；3）各變壓器短路阻抗的標么值相等，且短路電抗與短路電阻之比相等。上述三個條件中，條件2﹚必須嚴格保證。2024/11/6882-2.3條件不滿足時的情況：1）如果各變壓器的聯結組不同：將會在變壓器的副繞組所構成的回路上產生一個很大的電壓差，這樣的電壓差作用在變壓器必然產生很大的環(huán)流（幾倍于額定電流）它將燒壞變壓器的繞組，因此聯結組不同的變壓器絕對不能并聯運行。2）變比不相等時：在并聯運行的變壓器之間也會產生環(huán)流。

3）當并聯運行的變壓器阻抗標么值不相等時：各并聯變壓器承擔的負載系數將不會相等，下面分析變壓器并聯運行時的負載分配問題。2024/11/6892-4.3在實際運行中，條件1）和3）可以稍有差異，但要求各并聯運行的變壓器其變比的差值不超過1%，短路阻抗的差值不超過10%。2024/11/6902-4.3變壓器并聯運行時的負載分配：如圖所示:2024/11/6912-4.3設這兩臺并聯運行的變壓器聯結組相同,變比相等,但是阻抗的標幺值不等,這樣,從上圖可的:用標幺值表示:2024/11/692補充：標幺值在工程計算中，各物理量往往不用實際值表示，而采用相應的標幺值來進行表示：標幺值=實際值/基值通常取各量的額定值作為基值。

采用標幺值的優(yōu)點：1.采用標么值可以簡化各量的數值，并能直觀地看出變壓器的運行情況。

2.采用標么值計算，原、副方各量均不需要折算

3.用標么值表示，電力變壓器的參數和性能指標總在一定的范圍之內，便于分析比較。

2024/11/6932-4.3可見,負載電流的標幺值與其短路阻抗的標幺值成反比.由于短路阻抗角相差不大,短路阻抗角的差別對并聯變壓器的負載分配影響不大,因此上試可以寫成標量的形式,即:設變壓器負載運行時副邊電壓U2=U2N保持不變,則負載系數:2024/11/6942-4.3進而可以寫成:2024/11/6952-5其他變壓器

電力系統中，除大量采用雙繞組變壓器外，還常采用多種特殊用途的變壓器，他們涉及面廣，種類繁多。一、自耦變壓器

自耦變壓器：把普通雙繞組變壓器的高壓繞組和低壓繞組串聯連接，便構成一臺自耦變壓器，如圖所示。正方向規(guī)定與雙繞組變壓器相同。2024/11/6962-5.12024/11/6972-5.1自耦變壓器能節(jié)省大量材料、降低成本、減小變壓器的體積重量，有利于大型變壓器的運輸和安裝。在高電壓、大容量的輸電系統中，自耦變壓器主要用來連接兩個電壓等級相近的電力網，做聯絡變壓器用。實驗室中用作調壓器，此外可以用作異步電動機的啟動補償器2024/11/698

2、電流關系和電壓關系：如圖C所示，在分析時我們可忽略自耦變壓器的漏磁通和繞組電阻，這樣我們可以得到以下等式：

≈=＝kA

kA：自耦變壓器的變比。負載時磁動勢平衡關系為：2024/11/699若忽略勵磁電流，則有：A點電流關系為：帶入上式，可得：2024/11/61002024/11/6101

3、容量關系：自耦變壓器的容量是它的輸入容量或輸出容量。額定運行時容量用S自N表示：

SN=（1-1/KA）S自N在這里：SN---等于普通變壓器的額定容量，在自耦變壓器中，叫做繞組容量1/KAS自N---自耦變壓器的傳導容量

2024/11/61024、主要優(yōu)缺點：

優(yōu)點：由于自耦變壓器的繞組容量小于額定容量，當額定容量相同時，自耦變壓器與雙繞組變壓器相比，其單位容量所消耗的材料少、變壓器的體積小、造價低，而且銅耗和鐵耗也小，因而效率高。這就是自耦變壓器的主要優(yōu)點。

2024/11/6103缺點：由于自耦變壓器原、副繞組之間有直接電的聯系，為了防止因高壓邊單相接地故障而引起低壓邊的過電壓，用在電力系統中的三相自耦變壓器中性點必須可靠接地。同樣，由于原、副繞組之間有直接電的聯系，當高壓邊遭受過電壓時，會引起低壓邊嚴重過電壓，為避免這種危險，需要在原、副邊都裝設避雷器。

2024/11/61042.5.2儀用互感器二、儀用互感器儀用互感器包括電壓互感器和電流互感器，是電力系統中使用的測量設備，其工作原理與變壓器基本相同。使用互感器的目的是：1．與小量程的標準化電壓表和電流表配合測量高電壓、大電流；2．使測量回路與被測回路隔離，以保障工作人員和測試設備的安全；3．為各類繼電保護和控制系統提供控制信號。2024/11/61052-5.2二、電流互感器：如圖所示：2024/11/6106如果將勵磁電流忽略，根據磁動勢平衡關系：式中，ki為電流互感器的變流比，顯然，當測量出I2后，被測電流I1=KiI2在實際中，由于勵磁電流和漏阻抗的影響，電流互感器也存在著誤差。2024/11/6107電流互感器在使用時應注意：1．在運行過程中絕對不允許副方開路。這是因為電流互感器的原方電流是由被測試的電路決定的，在正常運行時，電流互感器的副方相當于短路，副方電流有強烈的去磁作用，即副方的磁動勢近似與原方的磁動勢大小相等、方向相反，因而產生鐵