模块一变压器

北海职业学院Beihai vocational college

电机应用技术精品课程

模块一变压器模块一变压器



电机的分类



变压器是一种静止的电器。变压器是一种静止的电器。变压器的功能：把一种电压等级的交流电能变压器的功能：把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。变压器在电力系统的重要作用：使电能经济变压器在电力系统的重要作用：使电能经济的传输、合理的分配和安全的使用。（高压的传输、合理的分配和安全的使用。（高压输电、低压用电）输电、低压用电）电力系统的升、降压变压器叫做电力变压器。电力系统的升、降压变压器叫做电力变压器。



1.11.1 变压器的基本结构、用途及分类变压器的基本结构、用途及分类 1.21.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 1.31.3 单相变压器的运行原理单相变压器的运行原理 1.41.4 变压器的空载和短路试验（实验一）变压器的空载和短路试验（实验一） 1.51.5 变压器的运行特性变压器的运行特性 1.61.6 变压器的极性及三相变压器的联结组变压器的极性及三相变压器的联结组 1.71.7 三相变压器的并联运行三相变压器的并联运行 1.81.8 其他用途变压器其他用途变压器



铁心副绕组原绕组

负载

电源

原边一次绕组副边

二次绕组

一、变压器的基本结构一、变压器的基本结构 :: 铁心、绕组铁心、绕组1.11.1 变压器的变压器的基本结构基本结构、用途及分类、用途及分类



结构：铁心柱、铁轭；结构：铁心柱、铁轭；材料：材料： 0.35mm0.35mm 厚、表面涂绝缘漆的硅钢厚、表面涂绝缘漆的硅钢片叠成；冷轧、热轧硅钢片；片叠成；冷轧、热轧硅钢片；心式结构和壳式结构；心式结构和壳式结构；铁心柱截面和磁轭的截面；铁心柱截面和磁轭的截面；冷却油道。冷却油道。

1. 铁心



铁心是变压器的磁路，它分为心柱和铁轭两部分。心柱上套绕组，铁轭将心柱连接起构成闭合磁路。为了减少交变磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，变压器铁心由厚度为 0.27mm 、 0.3mm 、 0.35mm 的冷轧高硅钢片叠装而成

心柱和铁轭截面



单相铁心叠片三相铁心叠片为了进一步降低空载电流、空载损耗，铁心叠片采用全斜接缝，上层 ( 每层 2 片～ 3 片叠片 ) 与下层叠片接缝错开，如图所示。



作用作用 :: 变压器的电路变压器的电路材料材料 :: 绝缘铜线或铝线绕制；绝缘铜线或铝线绕制；结构结构 :: 同心式和交叠式两种；同心式和交叠式两种；排列位置排列位置 :: 同心式同心式 ---- 低压绕组低压绕组在内、高压绕组在外（多用于在内、高压绕组在外（多用于电力变压器）。电力变压器）。交叠式—高、低压绕组交替放置交叠式—高、低压绕组交替放置在铁心柱上（多用于低电压、在铁心柱上（多用于低电压、大电流的电焊、电炉变压器）大电流的电焊、电炉变压器）

2. 绕组（线圈）

单相变压器



电源变压器环形变压器

控制变压器



1. 铁心—磁路交叠式

变压器的电路，一般用绝缘扁铜线或扁铝线绕制而成。

2. 绕组

二、三相变压器的基本结构

三相变压器



1— 湿度计 2 — 吸湿器 3— 储油柜 4— 油表 5— 安全气道 6— 气体继电器 7— 高压套管 8— 低压套管 9 — 分接开关 10— 油箱11— 铁心 12— 绕组 13— 放油阀门



油浸式变压器



与电网相连的高压出线端连接发电机的封闭母线

连接发电机与电网的升压变压器



三相干式变压器接触调压器



3. 油箱和冷却装置变压器油作用：冷却、绝缘介质；油箱作用：散热

气体继电器：变压器内部故障时，发信号或使断路器跳闸，保护变压器。防爆管道：防止故障时油箱体破裂。

4. 保护装置



（ 1 ）型号（ 1 ）型号 ---- 选择变压器的主要依据

相数代号： S- 三相， D- 单相结构特征代号，表 3.1

设计序号额定容量（ KVA ）

高压绕组电压等级（ KV ）

例： SL7 —500/35三相油浸自冷式铝线电力变压器，额定容量 500KVA ，高压侧电压 35KV

5. 铭牌



（ 2 ）额定值额定容量 SN ：额定使用条件下，输出的视在功率。

额定电压 U1N ：规定加在原绕组的电压。U2N ：原边加额定电压时副边的开路电压。

额定电流 I1N ：I2N ：额定容量下，允许长期通过的电流。额定频率 fN ：我国标准工频为 50Hz。

5. 铭牌



额定容量、额定电压、额定电流之间的关系额定容量、额定电压、额定电流之间的关系NNN IUS

NNN IUS 3三相变压器：单相变压器：



（ 3 ）联结组别 Y,y

D,d

N,n

（ 4 ）阻抗电压



三、变压器的用途三、变压器的用途输配电技术输配电技术试验、控制用试验、控制用变压器的三大作用变压器的三大作用改变电压、改变电流、变换阻抗改变电压、改变电流、变换阻抗



四、变压器的分类四、变压器的分类1.按用途分：电力、特种、仪用变压器、控制变压器；试验、调压、产生脉冲变压器2.按绕组数目分：双、三、多和自耦变压器3.按铁心结构分：心式、壳式4.按相数分：单、三相5.按冷却方式分：油浸式、干式（空气冷却）



1.2 变压器的基本工作原理变压器的主要部件是铁心和绕在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。

1u 1e 2e2u

1i2iΦ

1U

2U

1u

2u

LZ1

2

1

2

dΦe = - NdtdΦe = - Ndt

只要 (1) 磁通有变化量 ;(2) 一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。



Φ

1U 1e 2e02U

1i 2iU1

U2

1u

2u

一、变压器的空载运行一、变压器的空载运行 --- --- 一次绕组接额定电压、额定频率的交流一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组开路的运行情况。电源，二次绕组开路的运行情况。

1 .原理图及正方向的规定

N1

N2

1.3 1.3 单相变压器的运行原理单相变压器的运行原理



1 ）在负载支路（变压器的原绕组对电源而言相当于负载），电流的正方向与电压的正方向一致；在电源支路（变压器的副绕组对电源而言相当于电源），电流的正方向与电动势的正方向一致。2 ）磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定则。3 ）感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则。

1 .原理图及正方向的规定



2.2. 理想变压器（空载运行时的电磁关系）理想变压器（空载运行时的电磁关系）

0

.

1

.U 0

.I 010

..INF

1

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.

一、变压器的空载运行一、变压器的空载运行



tm sin

)90sin(

)90sin(2cos0

1

01111

tE

tfNtNdtdNe

m

mm

mnmm fN

fNNEE

1

1111 44.4

22

22

（ 1 ）感应电动势设 :

感应电动势有效值为：

2. 理想变压器（空载运行时的电磁关系）



原绕组漏感应电动势原绕组漏感应电动势有效值有效值为：为：

.

11

.44.4 mfNE

.

22

.44.4 mfNE

mfNE 1

.

11

.44.4

感应电动势有效值为：：副绕组感应电动势有效值为：



(2)(2) 变比变比变比的定义变比的定义 :: 一、二次绕组主电动势之比。一、二次绕组主电动势之比。

三相变压器变比指额定相电压之比。三相变压器变比指额定相电压之比。 N

N

UU

UU

NN

E

Ek

2

1

20

1

2

1.

2

.

1



（（ 11 ）主磁通和漏磁通）主磁通和漏磁通性质：主磁通磁路由铁磁材料组成，具有饱和特性质：主磁通磁路由铁磁材料组成，具有饱和特性；漏磁通磁路由非铁磁材料组成，磁路不饱和。性；漏磁通磁路由非铁磁材料组成，磁路不饱和。数量：铁心磁导率大，磁阻小，主磁通（数量：铁心磁导率大，磁阻小，主磁通（ 99 %99 % ）远大于漏磁通（）远大于漏磁通（ 1%1% ）。）。作用：主磁通在二次绕组感应电动势，起传递能作用：主磁通在二次绕组感应电动势，起传递能量的媒介作用；漏磁通仅在一次绕组中感应漏磁量的媒介作用；漏磁通仅在一次绕组中感应漏磁电动势，仅起漏抗压降的作用。电动势，仅起漏抗压降的作用。

3. 3. 实际变压器实际变压器



3. 3. 实际变压器实际变压器一次侧一次侧

0

..

11

.

0

.

10

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11

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0

.

1

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11

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IZEIrIjxE

IrEEU

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1

为原绕组的漏电抗xIjxE

)( 1为原绕组的漏阻抗Z.

220

.EU

二次侧02 I K

NN

E

EUU

UU

N

N 2

1.

2

.

1

2

1

20

1

(2)电动势



（（ 33 ）空载时的基本方程式）空载时的基本方程式 220 EU

.

.

m

.fN.jE 11 444

.

22

.44.4 mfNjE

FeIII

0

0101

IjXIREU



1100

11011

001

jxrIjxrIjxrIEU

jxrIZIE

mm

mmm

（ 4）空载时的等效电路

rrmm 为励磁电阻，对应铁损耗为励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻；的等效电阻；xxmm 为励磁电抗，对应主磁通为励磁电抗，对应主磁通

的等效电抗。的等效电抗。

相当于空心线圈和铁心线圈串联



（（ 55 ）空载）空载运行运行的相量图的相量图 ① ① 以为参考相量以为参考相量 ②②作作 ③③作作 ④④作作 ⑤⑤作作

FeIII

0

0

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.

1E

1

.U

20

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m

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010111

IjxIrEU

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0

.E1

应尽量避免因数很低变压器空载运行时功率 ,

20



一次绕组接额定电压、额定频率的交流一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载的运行状态。电源，二次绕组接负载的运行状态。与空载运行不同：二次绕组有电流流向与空载运行不同：二次绕组有电流流向负载，电能从变压器的一次侧传递到二负载，电能从变压器的一次侧传递到二次侧，负载获得电能。次侧，负载获得电能。

二、单相变压器的负载运行



1.1.负载运行的电磁关系负载运行的电磁关系

1

.U 1

.I 111

..INF

0

.

2

.E

1

.E

1

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.U 2

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..INF

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1 Ir

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1

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.E

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2

.E LZ

1

.

2

.

0

.

2

I



2.2. 磁通势平衡方程式磁通势平衡方程式由于电源电压不变，变压器由空载到负载由于电源电压不变，变压器由空载到负载主磁通基本不变，产生磁通的磁动势不变，主磁通基本不变，产生磁通的磁动势不变，即空载时的磁动势等于负载时的磁通势即空载时的磁动势等于负载时的磁通势。。

021

...FFF

012211

...INININ



上式说明：一次电流由两个分量组成：上式说明：一次电流由两个分量组成：①① 励磁电流分量励磁电流分量 II00 ，用于建立主磁通；，用于建立主磁通；②② 负载电流负载电流分量分量 - I- I22/k/k ，用于抵消二次磁动势，用于抵消二次磁动势的作用。的作用。

0

.

2

.

2

11

.II

NN

I

)1()( 2

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0

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22

10

.

1

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kII

NN

II



变压器负载运行时，变压器负载运行时， , , 可以忽略不计。可以忽略不计。一、二次电流关系为：一、二次电流关系为：

10 II 0I

2

.

1

. 1 Ik

I

1

2

2

1 1NN

kII

3. 电流变换关系



4.4. 电动势平衡电动势平衡方程式方程式一次侧（原绕组）：一次侧（原绕组）：二次侧（副绕组）：二次侧（副绕组）：负载侧：负载侧：

.

11

.

1

.

111

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1

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1

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22

..

2222

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2

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2

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2 IZU L



5.5. 变压器负载运行时的基本方程式组变压器负载运行时的基本方程式组 1

.

111

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1

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.jxrIjEU

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1

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kII

2

..

2 IZU L

0

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1

.IZE m k

E

E.

2

.

1



为了便于对变压器进行分析计算，用一个为了便于对变压器进行分析计算，用一个纯电路代替变压器，要求这个等效电路即纯电路代替变压器，要求这个等效电路即能反映变压器内部的电磁过程，又能保证能反映变压器内部的电磁过程，又能保证工程计算精度。工程计算精度。

变压器等效电路通过折算获得。变压器等效电路通过折算获得。

补充内容：变压器参数折算



折算的方法：用一个假想的二次绕组代替折算的方法：用一个假想的二次绕组代替实际绕组。实际绕组。

折算的目的：将两个独立电路连在一起；折算的目的：将两个独立电路连在一起；将铁心磁路的工作状况用电路来等效代替。将铁心磁路的工作状况用电路来等效代替。

折算的原则：①保持二次侧的磁通势作用折算的原则：①保持二次侧的磁通势作用不变；②二次侧的各功率不变。不变；②二次侧的各功率不变。



折算的步骤：折算的步骤：①①将绕组内阻和漏电抗作用以集中参数表示，并放在将绕组内阻和漏电抗作用以集中参数表示，并放在

变压器外电路，得到变比为变压器外电路，得到变比为 kk的理想变压器；的理想变压器；②②用匝数为用匝数为 NN11 的假想的二次绕组代替实际绕组，计算的假想的二次绕组代替实际绕组，计算二次绕组的折算值。二次绕组的折算值。

③③折算后的值在原符号右上角加“折算后的值在原符号右上角加“ `”`”表示。表示。



11 ）电动势、电压的折算：）电动势、电压的折算：∵∵折算前后磁通不变，电动势与匝数成正比，折算前后磁通不变，电动势与匝数成正比，∴ ∴

kNN

EE

2

1

2

'2 '

2'

2 kEE

2'

2 kUU

（ 1 ）变压器的参数折算



22 ）二次电流的折算：）二次电流的折算：∵∵ 折算前后磁势不变，折算前后磁势不变，∴∴

22'

21 ININ

221

2'2

1 Ik

INN

I



33 ）阻抗的折算：）阻抗的折算：∵∵ 折算前后变压器的铜损耗不变，无功损耗也不变，折算前后变压器的铜损耗不变，无功损耗也不变，∴∴

LL ZkZ 2'

222

2'2

'2 IrIr 2

222'

2'

2 IxIx

222

'2

22

'2 )( rk

II

rr 222

2

222 xk)

II

(xx ''

22'

2 ZkZ



折算后变压器的基本方程式组为折算后变压器的基本方程式组为 1

..

11

.

1

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kII

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2 IZU L

2 ）变压器的等效电路



2 ）变压器的等效电路（“T”型）∵

0

.'

2

.

1

.IZEE m∴ 变压器一、二次侧可以连在一起，得“ T” 型等效电路。



3 ）等效电路的简化∵I0 很小，可以略去不计， ∴ 励磁电路视为开路，得简化等效电路。

其中： '

21 rrrs '

21 xxxs

22sss xrZ



三、变压器的阻抗变换三、变压器的阻抗变换

ZKZ

ZKI

UNN

INN

UNN

IUZ

2'

'

21

12

1

2

12

1

11

2

2

2 1)(

故，



变压器参数：变压器参数：励磁参数励磁参数 (Z(Zmm 、、 rrmm 、、 xxm m )) ；；短路参数短路参数 ( Z( Zkk 、、 rrkk 、、 xxk k )) ；；

1.4 变压器的空载试验和短路试验



一、空载试验一、空载试验空载实验目的空载实验目的测取空载电流、空载电压、空载测取空载电流、空载电压、空载损耗；损耗；计算变压器的变比、铁心损耗和计算变压器的变比、铁心损耗和励磁参数。励磁参数。



合上电源开关合上电源开关 KK 后，调节调压器将低压后，调节调压器将低压侧外施电压调侧外施电压调 UU22NN ，每次记录空载电压，每次记录空载电压UU1010(( 原方电压原方电压 ))、空载电流、空载电流 II00 和空载损和空载损耗耗 PP00 ，将各次数据记录于表。，将各次数据记录于表。

空载实验操作



一、空载试验一、空载试验单相变压器空载试验接线图单相变压器空载试验接线图

万用表

u1

u2

U1

U2



参数计算：参数计算： NU

Uk

2

10

0PPFe 0

2

IU

Zm N

20

0

IP

rm 22mmm rZx



空载试验注意事项：空载试验注意事项：（（ 11 ）计算取额定电压时测得的值。）计算取额定电压时测得的值。（（ 22 ）在低压侧测得的参数，必须归算到）在低压侧测得的参数，必须归算到高压侧，所得参数乘以高压侧，所得参数乘以 KK 的平方。的平方。（（ 33 ）三相变压器要用相值计算。）三相变压器要用相值计算。（（ 44 ）应采用低功率因数表测空载损耗。）应采用低功率因数表测空载损耗。



思考：思考：（（ 11 ）为什么空载试验一般在低压侧做）为什么空载试验一般在低压侧做 ??（（ 22 ）空载试验时，电流表为何接在瓦特表之）空载试验时，电流表为何接在瓦特表之后后 ?? 瓦特表的电压线圈为何采用”前接”？瓦特表的电压线圈为何采用”前接”？（（ 33 ）为什么变压器在额定电压时所测得的空）为什么变压器在额定电压时所测得的空载损耗载损耗 PP00可作为铁芯损耗可作为铁芯损耗 PPFeFe？？（（ 44）为什么采用低功率因数表测空载损耗？）为什么采用低功率因数表测空载损耗？

一、空载试验一、空载试验



二、短路试验二、短路试验短路实验目的：短路实验目的：测取短路电流测取短路电流 IIkk 、短路电压、短路电压 UUkk 、、短路损耗短路损耗 PPkk；；计算变压器的变压器的短路参数计算变压器的变压器的短路参数和短路电压百分数。和短路电压百分数。



单相变压器短路试验接线图单相变压器短路试验接线图 *

U1

U2

u1

u2



实验操作：实验操作：接通电源前先将调压器调至输出电压为零，以接通电源前先将调压器调至输出电压为零，以避免过大的短路电流损坏设备仪表。避免过大的短路电流损坏设备仪表。合上电源开关合上电源开关 KK ，逐渐升高电压，使短路电流，逐渐升高电压，使短路电流升至升至 II1N1N ，测量短路电流，测量短路电流 II11kk 、短路功率、短路功率 pp11kk 和和短路电压短路电压 UU11kk，记于表中，记于表中

二、短路试验二、短路试验



参数计算：参数计算：

折算到折算到 757500CC：铜线变压器：：铜线变压器：铝线变压器铝线变压器：： ——室温室温

k

k

k

kk I

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12

1

12

k

k

k

kk I

PIP

r 22kkk rZx

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75235075

kckrr

228

75228075




75C75C00 时时 ,, 短路阻抗短路阻抗 : :

227575 00 kCkCk

xrZ




短路电压百分值的计算短路电压百分值的计算

有功分量有功分量无功分量无功分量

%100%1

751 0

N

Ckkk U

ZIU

%1001

751 0

N

CkNkr U

rIU

%1001

1 N

kNkx U

xIU




思考：思考：（（ 11 ）短路试验为什么一般在高压侧做？）短路试验为什么一般在高压侧做？（（ 22 ）短路试验时，为何电压表接在瓦特表之）短路试验时，为何电压表接在瓦特表之后后 ?? 瓦特表的电压线圈为何采用”后接”？瓦特表的电压线圈为何采用”后接”？（（ 33 ）为什么短路试验在额定电流时测得的短）为什么短路试验在额定电流时测得的短路损耗路损耗 ppkk可看作为变压器的铜耗可看作为变压器的铜耗 ppcucu？？（（ 44 ）为什么正常运行时希望短路阻抗小些，）为什么正常运行时希望短路阻抗小些，而短路故障时希望短路阻抗大些？而短路故障时希望短路阻抗大些？




1.5 1.5 变压器的运行特性变压器的运行特性外特性外特性变压器的运行特性：变压器的运行特性：效率特性效率特性电压变化率电压变化率变压器的运行性能指标：变压器的运行性能指标：效率效率



U2

I2

U20

1cos 2

)(cos 2 滞后

)(cos 2 超前

一、变压器的外特性及电压变化率当原绕组加额定电压 U1N ，负载的功率因数一定时，副绕组输出电压 U2 随负载电流 I2 变化的规律，称为变压器的外特性。



1.1. 电压变化率电压变化率指变压器原边加额定电压，负载功率因数一定，二次绕组输出电压的变化值指变压器原边加额定电压，负载功率因数一定，二次绕组输出电压的变化值与空载电压之比的百分值。与空载电压之比的百分值。

%100%100%2

22

2

220

N

N

N UUU

UUU

U

电压变化率的大小反映了变压器供电电压的稳定性。



电压变化率的大小与负载的大小（ β ）、负载的性质及变压器本身的参数有关。一般额定状态下（ β=1 ， cos=0.8 滞后），电压变化率为 5% 。



变压器的损耗分为铁损耗和铜损耗两部分。变压器的损耗分为铁损耗和铜损耗两部分。铁损耗铁损耗包括基本铁损（铁心的涡流和磁滞损包括基本铁损（铁心的涡流和磁滞损耗）和附加铁损。电源电压一定时，铁心损耗）和附加铁损。电源电压一定时，铁心损耗不变，所以铁损耗也称为不变损耗。耗不变，所以铁损耗也称为不变损耗。铜损耗铜损耗包括基本铜损（原、副绕组通过电流包括基本铜损（原、副绕组通过电流时的直流电阻损耗）和附加铜损。铜损耗的时的直流电阻损耗）和附加铜损。铜损耗的大小与负载电流的平方成正比，所以铜损耗大小与负载电流的平方成正比，所以铜损耗也称为可变损耗。也称为可变损耗。

二、变压器的损耗及效率二、变压器的损耗及效率



变压器的效率变压器的效率效率的定义：变压器输出功率与输入功效率的定义：变压器输出功率与输入功率之比的百分数率之比的百分数

%1001

2 PP

例题 1-4



效率特性—效率特性—当功率因数一定时，效率与负载当功率因数一定时，效率与负载系数的关系。系数的关系。产生最大效率的条件：

k

m PP0

( 不变损耗 =可变损耗）



绕组的端点标志

单相变压器的同名端取决于线圈的绕向。

单相变压器高、低压绕组均为单相绕组，高压绕组首端用 U1、末端用 U2 表示；低压绕组首端用 u1表示，末端用 u2表示。绕组的极性单相变压器的原副绕组套在同一铁心柱上，被同一磁通交链，在两个绕组中感应出的电动势的电位极性相同的端点称为同名端。用“·”或“ *”标记，反之称为异名端。

1.6 1.6 变压器的极性及三相变压器的联结组变压器的极性及三相变压器的联结组



原副绕组的电动势同相，联结组别为Ⅰ，Ⅰ 0 。 1. 分析法 ---- 单相变压器的连接组别

A

X

a

x

A

X

a

x

EA

EBEAEA

EB EB



原副绕组的电动势反相，联结组别为Ⅰ，Ⅰ6。

A

X

a

x

A

X

a

x

EB

EB

EB

EA EA

EA



2.实验法直流法（电池法）交流法

A

X

a

xmV



三、三相变压器的联结组三、三相变压器的联结组变压器的端点标志绕组绕组名称名称

单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器中性中性点点首端首端末端末端首端首端末端末端高压高压绕组绕组 U1U1 U2U2 U1U1 、、 V2V2 、、 WW11 U2U2 、、 V2V2 、、 W2W2 NN

低压低压绕组绕组 u1u1 u2u2 u1u1 、、 v1v1 、、 ww11 u2u2 、、 v2v2 、、 w2w2 nn

中压中压绕组绕组 U1U1mm U2U2mmU1U1mm 、、 V1V1mm 、、W1W1mm

U2U2mm 、、 V2V2mm 、、W2W2mm NNmm



1. 三相变压器绕组的连接方法连接组别：反映三相变压器连接方式及原、副绕组线电动势（或线电压）的相位关系。三相变压器的连接组别不仅与绕组的绕向和首末端标志有关，而且还与三相绕组的连接方式有关。理论和实践证明，无论采用怎样的连接方式，原、副绕组线电动势（线电压）的相位差总是 300 的整数倍。因此可以采用时钟表示法—— 作为时钟的分针，指向 12点，作为时钟的时针，其指向的数字就是三相变压器的组别号。组别号的数字乘以 300 ，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。

UVE uvE



若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到 Y,y4 、 Y,y8 连接组别。

2.Y ， y联结组

UVE

uvE

同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和也同相位，连接组别为 Y， y0。

同理，若异名端在对应端，可得到 Y， y6、 Y,y10 和 Y,y2连接组别。



若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到 Y,d3 、 Y,d7 连接组别。

3.Y ， d11联结组UVE

uvE

同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和相差 3300 ，连接组别为 Y， d11 。

同理，若异名端在对应端，可得到 Y， d5 、 Y,d9 和 Y,d1 连接组别。



若高压绕组三相标志不变，低压绕组三相标志依次后移，可以得到 Y,d5 、 Y,d9 连接组别。

4.Y ， d1联结组UVE uvE

同名端在对应端，对应的相电动势同相位，线电动势和相差 300 ，连接组别为 Y， d1。

同理，若异名端在对应端，可得到 Y， d7 、 Y,d11 和 Y,d3 连接组别。









P17P17图图 1-38 Y1-38 Y，， d11d11 联结组联结组





总之，对于 Y， y（或 D， d）连接，可以得到 0、 2、4、 6、 8、 10等六个偶数组别；而 Y， d（或 D， y）连接，可以得到 1、 3、 5、 7、 9、 11 等六个奇数组别。变压器的连接组别很多，为了便于制造和并联运行，国家标准规定， Y， yn0 、 Y， d11 、 YN ， d11 、 YN ， y0和 Y， y0 连接组为三相双绕组电力变压器的标准连接组别。

其中前三种最为常用： Y,yn0 连接的二次绕组可以引出中线，成为三相四线制，用作配电变压器时可兼供动力和照明负载。 Y,d11 连接用于低压侧电压超过 400V 的线路中。 YN,d11连接主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧可以接地。



1.7 三相变压器的并联运行1.并联运行的意义：并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。

1.提高供电的可靠性；2.提高供电效率。3.减小备用容量和初期投资。



2. 并联运行的变压器需满足的条件（ 1）各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；（ 2）各变压器的连接组别相同；（ 3）各变压器的短路阻抗（短路电压）的相对值相等，且短路阻抗角也相等。其中，第二条必须绝对满足。



1. 1. 结构特点及用途结构特点及用途用途：作联络变压器用，用来连接两个电压等级相近的电力网；实验室常采用自耦调压器得到可变电压；自耦变压器还作为异步电动机的起动补偿器。结构特点：一、二次绕组之间不但有磁的联系，还有电的联系。

1.8 1.8 其他用途变压器其他用途变压器一、自耦变压器



2.2. 电压、电流及容量关系电压、电流及容量关系（ 1 ）电压关

系 U1≈E1=4.44fN1φm ，U2≈E2=4.44fN2φm

变比 kA=E1/E2 =N1/N2≈U1/U2>1

1-42



（ 2 ）电流关系忽略 I0 ，得 02211

ININ

22

2

11

1 Ik

INN

IA

222

21 )11(

Ik

IkI

IIIAA

磁势平衡关系012211

INININ



输出容量输出容量SS22=U=U22II22

SS22=U=U2 2 （（ I+ II+ I11））=U=U22II++UU22II1 1 =S+S’ =S+S’

自耦变压器的输出容量由两部分构成自耦变压器的输出容量由两部分构成一是绕组容量，二是传导容量一是绕组容量，二是传导容量

(3)容量关系



3.3.自耦变压器的主要优、缺点自耦变压器的主要优、缺点优点：优点：（（ 11 ）因绕组容量小于额定容量，所以省材料、成本低。）因绕组容量小于额定容量，所以省材料、成本低。（（ 22 ）铜耗、铁耗相对少，运行效率高。）铜耗、铁耗相对少，运行效率高。（（ 33 ）体积小、重量轻，方便运输、安装。）体积小、重量轻，方便运输、安装。缺点：缺点：（（ 11 ）短路阻抗标幺值大，短路电流较大。）短路阻抗标幺值大，短路电流较大。（（ 22 ）由于一、二次侧有电的联系，一、二次侧都需装设避雷器。）由于一、二次侧有电的联系，一、二次侧都需装设避雷器。（（ 33 ）中性点必须可靠接地。）中性点必须可靠接地。



二、仪用互感器二、仪用互感器仪用互感器分电流互感器和电压互感器两种。仪用互感器分电流互感器和电压互感器两种。1.1. 使用互感器的目的：将高电压、大电流变换成使用互感器的目的：将高电压、大电流变换成低电压、小电流，供测量和继电保护用。低电压、小电流，供测量和继电保护用。

2.2.规格规定：电流互感器规格规定：电流互感器 II2N2N=5A=5A或或 1A1A；电压互；电压互感器感器 UU2N2N=100V =100V 。。



1.1. 电流互感器电流互感器（相当于二次侧短路的升压变压器）（相当于二次侧短路的升压变压器） (1)原理图原绕组线径较粗，匝数很少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细，匝数很多，与电流表及功率表、电度表、继电器的电流线圈串联。用于将大电流变换为小电流。

u+－

A



(2)(2) 工作原理工作原理忽略励磁电流，得忽略励磁电流，得 kkii =I =I11/I/I22=N=N22/N/N11 ∴∴ 原边被测电流原边被测电流 II11=k=kii×A×A 的读数，的读数， AA 的读数按的读数按 kkii 放大，放大，可直读。可直读。

3 、误差（不能忽略）相对误差级别： 0.2 、 0.5 、 1.0 、 3.0 、 10.0

%1001

12

I

IIkI i

1. 电流互感器



(3)(3) 使用注意事项使用注意事项11 ）二次侧绝对不许开路。）二次侧绝对不许开路。副边开路时（副边开路时（ 22=0=0 ），原边磁通势），原边磁通势 11NN11 大，铁大，铁心中心中 B↑↑,PB↑↑,PFeFe↑↑↑↑，铁心过热，烧坏绕组。，铁心过热，烧坏绕组。 UU22很高，绝缘击穿，危及工作人员和其他设备很高，绝缘击穿，危及工作人员和其他设备的安全。的安全。 2)2) 二次绕组连同铁心必须可靠接地。二次绕组连同铁心必须可靠接地。 3)3) 二次绕组串联的负载阻抗值不可超过额定值。二次绕组串联的负载阻抗值不可超过额定值。



钳形电流表钳形电流表 -------- 电流表和互感器合为一体电流表和互感器合为一体应用实例



2.2. 电压互感器电压互感器（相当于二次侧空载的降压变压器）（相当于二次侧空载的降压变压器）（ 1）原理图电压互感器的原绕组

匝数很多，并联于待测电路两端；副绕组匝数较少，与电压表及电度表、功率表、继电器的电压线圈并联。用于将高电压变换成低电压。

V

u+－



（（ 22 ）工作原理）工作原理忽略忽略 II00ZZ11 ，变压比，变压比 KKuu=U=U11/U/U22=N=N11/N/N22 ∴∴被测高压被测高压 UU11=k=kuu×V×V 的读数的读数VV 的读数按的读数按 kkuu放大，可直读。放大，可直读。

级别： 0.2 、 0.5 、 1.0 、 3.0（ 3）误差

%1001

12

U

UUkU u



（（ 44）使用注意事项）使用注意事项11 ）二次绕组可靠接地。）二次绕组可靠接地。22 ）二次绕组不允许短接。）二次绕组不允许短接。33 ）二次绕组并联负载阻抗不可过小。）二次绕组并联负载阻抗不可过小。



三、电焊变压器三、电焊变压器是交流弧焊机的主要部分是交流弧焊机的主要部分交流弧焊机结构简单、成本低廉、制造容交流弧焊机结构简单、成本低廉、制造容易、维修方便易、维修方便



1.1. 电焊变压器实例电焊变压器实例





















2.2. 电焊变压器结构电焊变压器结构



3.3. 电焊变压器电原理图电焊变压器电原理图



四、小功率电源变压器四、小功率电源变压器按工作频率分：工频、中频、高频按工作频率分：工频、中频、高频按铁心结构：按铁心结构： EE 型、型、 CC 型、型、 RR 型、型、 OO 型、型、

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模块一 变压器

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