6变压器
考试大纲
6.1了解三相组式变压器及三相芯式变压器结构特点
6.2掌握变压器额定值的含义和作用
6.3了解变压器变比和参数的测定方法
6.4掌握变压器工作原理
6.5了解变压器电势平衡方程式及各量含义
6.6掌握变压器电压调整率的含义
6.7了解变压器在空载合闸时产生很大冲击冲击电流的原因
6.8了解变压器的效率计算及变压器具有最高效率的条件
6.9了解三相变压器联结组和铁心结构对谐波电流、谐波磁通的影响
6.10了解用变压器组接线方式及极性判断三相变压器连接组别的方法
6.11了解变压器的绝缘系统及冷却方式、允许升温
2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 3 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 1 2 3 2 1 2 4
6.1三相组式变压器及三相芯式变压器结构特点
一、基本结构
变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。
除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。
变压器铁芯的作用是构成磁路。为减小涡流损耗，铁芯用0.35～0.35mm厚的硅钢片交错叠装而成，在硅钢片表面涂有绝缘漆并经氧化处理形成绝缘层。
绕组（线圈）的作用是构成交流电的通路，通以励磁电流建立磁场。变压器接电源一边的绕组，称为一次绕组；接负载一边的绕组称为二次绕组。
变压器的铁芯、一次绕组和二次绕组之间是彼此绝缘的。
6.2变压器额定值的含义和作用
1.额定容量：指变压器的视在功率。对三相变压器指三相容量之和。
单位：伏安（VA）千伏安（kVA）
2.额定电压：指电源加到原边绕组上的电压，是副边绕组开路即空载运行时副绕组的端电压。对于三相变压器一般指线电压值。单位：伏（V）千伏（kV）
3.额定电流：由和计算出来的电流，即为额定电流。
对单相变压器：
对三相变压器：
4.额定频率：我国规定标准工业用电频率为50赫（Hz）有些国家采用60赫。
此外，额定工作状态下变压器的效率、温升等数据均属于额定值。
6.3变压器变比和参数的测定方法
1.变压器的空载运行
变压器一次绕组接电源，二次绕组开路，负载电流为零，这种情况即为变压器的空载运行。和为一、二次绕组的匝数分别绕在两个铁心柱上。
变压器空载运行
2.变压器的负载运行
一次侧接交流电源，二次侧接负载，二次侧中便有负载电流流过，这种情况称为负载运行。
变压器负载运行
3.变压器等效电路参数的测定
（1）空载实验
变压器空载试验的接线图
用大写字母表示高压端,小字母表示低压端.空载试验可在任一边作.但考虑到空载试验所加电压较高,其电流较小,为试验的安全和仪器仪表选择方便,一般在低压侧作。如下图所示:
测定方法:在原边侧加副边侧开路，读取、、、。
（2）短路试验
因短路试验电流大，电压低，一般在高压侧作，从等效电路可见,外加电压仅用来克服变压器本身的漏阻抗压降,所以当很低时,电流即到达额定,该电压为。
在时,读取、计算短路参数。
变压器锻炼试验的接线图
短路试验时使电流达到额定值时所加电压称为阻抗电压或短路电压。
阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
阻抗电压百分比是铭牌数据之一，是变压器的主要参数，阻抗电压的大小反映变压器在额定负载下运行时，漏阻抗压降的大小。
6.4变压器工作原理
变压器的一次绕组（一次绕组）与交流电源接通后，经绕组内流过交变电流产生磁通，在这个磁通作用下，铁芯中便有交变磁通，即一次绕组从电源吸取电能转变为磁能，在铁芯中同时交（环）链原、副边绕组（二次绕组），由于电磁感应作用，分别在原、二次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器利用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。
6.5变压器电势平衡方程式及各量含义
1.磁动势方程式
负载后作用于主磁路上的磁势有两个和而
励磁磁势，维持不变，与空载时相同，负载时，作用于铁心上的磁动势是一、二次绕组的合成磁动势，且为空载时的磁动势，即激磁磁动势。
上式表明负载后，一次侧电流由两部分组成，一部分维持主磁通的。另一部分用来抵消二次侧的负载分量，。能量由一次侧传到二次侧。
2.电压方程式
由主磁通在一、二次绕组中分别感应电势和，漏磁通在一、二次绕组中感应漏电势，此外，一、二次侧绕组还分别有电阻压降，根据基尔霍夫定律及负载运行示意图中各量正方向的规定，可列写一、二次侧电压方程如下：
式中——一、二次侧绕组漏磁抗；
——一、二次侧绕组漏电阻；
——一、二次侧绕组漏电抗。
归纳起来变压器的基本方程式为：
按磁路性质不同，分为主磁通和漏磁通两部分。并分别用不同的电路参数表征，漏感磁通感应电势用和表征。主磁通感应电势用表征，和为常数，不为常数。
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