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电机自学报告 - 副本 第一章 变压器的用途、分类与结构 1-1 变压器的用途与分类 1. 变压器的用途 为了使用发电厂发出的电能，需要用升压变压器把发电机端电压升高到较高 的输电电压，而当电能送到用电地区，还要用降压变压器把电压降低为配电电压，然后再送到各用电分区，最后再经配电变压器把电压降到用户所需要的电压等级，供用户使用。 2. 变压器的分类 变压器的种类很多，一般分为电力变压器和特种变压器两大类。 电力变压器按用途分类： ① 升压变压器； ② 降压变压器； ③ 配电变压器； ④ 联络变压器。 按变压器的结构分类： ① 双绕组变压器； ② 三绕组变压器； ③ 自耦变压器。 1-2 电力变压器的主要结构部件 双绕组变压器 图中是把两个线圈套在同一个铁芯上构成的，这两个线圈都叫做绕组。接到交流电源的为一次绕组，接到负载的称为二次绕组。变压器的铁芯和绕组是变压器的主要部分，统称为变压器器身。 1. 油浸式电力变压器 2. 干式电力变压器 1-3 变压器的发热与温升 变压器运行时，绕组里有铜损耗，铁心里有铁损耗以及各种附加损耗。这些损耗，一方面影响变压器运行时的效率，一方面转变为热能，除导致变压器本身的温度升高外，还把热量散发到周围的介质里去。运行中的变压器，各部分温度的高低对绝缘材料有很大的影响：温度太高，会损坏绝缘材料，使它失去绝缘能力。 决定变压器运行时温度高低的因素一是变压器产生的总损耗；二是变压器的散热能力。当变压器的发热量与散热量相等时，变压器各部分的温度就达到了稳定值。这是变压器中某部分的温度与周围冷却介质温差称为该部分的温升。 1-4 变压器的额定数据 每台变压器都有一个名牌包含：额定容量，额定线电压，额定线电流，频率，相数，绕组联结图与联结组标号，漏阻抗标幺值或阻抗电压，运行方式，冷却方式，变压器的总重量，变压器油的重量，变压器器身的重量。 第二章 变压器的运行分析 2-1 变压器各电磁量正方向 常用的惯例正方向如图： 在一、二次绕组绕向情况下，电流 和电动势 等规定正方向都 与主磁通 规定正方向符合右手螺旋关系。漏磁通 正方向与主磁通 一致。漏磁电动势 与 正方向一致。这种情况下： 2-2 变压器空载运行 1. 主磁通、漏磁通 主磁通的路径是铁心，漏磁通的路径比较复杂。不考虑铁心磁路饱和，主磁通写成瞬时值： 2. 主磁通感应电动势 主磁通在一次绕组感应电动势瞬时值为 ； 主磁通在二次绕组中感应电动势瞬时值为 。 其中 分别是一、二次绕组感应电动势幅值。 3. 漏磁通感应电动势 一次绕组漏磁通感应电动势瞬时值为： 4. 空载运行电压方程 一次绕组回路电压方程： 二次绕组开路电压： 变压器的变化k： 变比k也等于一、二次绕组匝数比。空载时： 5. 励磁电流 ① 铁心饱和的影响 呈非线性关系： ② 铁损耗的影响 铁心磁路除了饱和外，还有磁滞现象，即磁化曲线不是单一的，上升、 下降特性不重合，呈磁滞回线。 6. 变压器空载运行的相量图 7. 变压器空载运行的等效电路 2-3 变压器负载运行 1. 负载时磁动势及一、二次电流关系 变压器负载运行时，二次绕组回路电压方程为 负载时各磁动势相量和为 此式可写成： 经过验算可知变压器负载运行时，，可以认为一、二次电流关系为 2. 负载时二次电压、电流的关系 二次绕组回路电压方程为： 3. 变压器的基本方程式： 关系总结如下： 4. 折合算法 保持绕组磁动势值不变，而假想改变其匝数和电流。 可将磁动势平衡方程式变成很简单的电流平衡关系