第二章变压器的基本作用原理与理论分析第一节、变压器的类别、结构和额定值一、变压器的主要类别电力变压器2、按变压方式分类3、按变压器线圈数目分类4、按变压器冷却方式分类5、按变压器相数分类二、电力变压器的基本结构1、铁芯—变压器的磁路铁芯的交叠装配三相芯式变压器的铁心排列法，主要使叠缝相互交叠，从而减少磁路的磁阻。变压器铁心柱的横切面2、绕组——变压器的电路（1）单相芯式变压器铁心及绕组（2）铁壳式变压器（3）绕组的基本型式3、变压器油—冷却、绝缘机械支撑、冷却散热5、绝缘套管三、变压器的额定值2、额定电压——由制造厂所规定的变压器在空载时额定分接头上的电压保证值。单位为V或kV。当变压器初级侧在额定分接头处接有额定电压U1N，次级侧空载电压即为次级侧额定电压U2N。对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压。3、额定电流——额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线电流值。单位用A或kA。电力变压器的额定频率是50Hz额定值的关系第二节变压器的发热和冷却广东工业大学电力工程系刘艺油浸变压器的绕组均用A级绝缘。根据我国的气候情况，国家标准规定以+40℃作为周围环境空气的最高温度，并据此规定变压器各部分的容许温升二、变压器的冷却作业第三节空载运行一、电磁物理现象原边绕组电流i0为空载电流，产生空载励磁磁势F0=I0×N1,再由F0产生磁通。磁通分为两部分主磁通Φ流径闭合铁心，磁阻小，同时匝链了原边和副边绕组,并感应出电势e1和e2。是变压器传递能量的主要媒介原边绕组漏磁通Ф1σ，仅与原边绕组匝链，通过变压器油或空气形成闭路，磁阻大，不传递功率。变压器铁心由高导磁材料硅钢片制成（导磁系数μr>2000)，大部分磁通都在铁芯中流动，主磁通约占总磁通的99％强，漏磁通占总磁通的1％弱。（1）磁场的磁通（2）电磁物理现象二、正方向的规定方向规定：电压u1与电流i0同方向，磁通正方向与电流正方向符合右手螺旋定则，e的正方向与电流同方向。这样e1=－N1dФ/dt成立。（负载支路电流正方向同电压降正方向）例如：正在增加，dФ/dt为正，e1＝－N1dФ/dt＜0为负，若外电路能使e1产生电流，其电流方向必与i0正方向相反，该电流产生磁通Ф′，与Ф方向相反，起阻止Ф增加的作用，即符合楞次定律。三、感应电动势、电压变比变比——初级电压与次级空载时端点电压之比。电压变比k决定于初级、次级绕组匝数比。略去电阻压降和漏磁电势四、激磁（励磁）电流的三个分量(一)磁路饱和影响磁路饱和影响（续）磁路饱和影响(二)磁滞现象的影响磁滞现象的影响(三)涡流对励磁电流的影响空载时励磁电流五、励磁特性的电路模型六、漏抗七、空载电路方程、等效电路、相量图1、电路方程2、等效电路3、相量图作业第四节变压器负载运行一、负载时的电磁物理现象（1）次级电流的影响（2）初级、次级电流间的约束关系（3）电磁现象二、基本方程式三、归算(折算）归算方法一归算方法二（1）次级电流的归算值（2）次级电势的归算值（3）电阻的归算值（4）漏抗的归算值四、归算后的基本方程、等效电路、相量图归算后的T形等效电路相量图相量图——作图步骤变压器的实用相量图五、近似等效电路和简化等效电路1、近似等效电路2、简化等效电路第五节标么值三、标么值的优点第六节参数测定方法一、空载试验1、空载特性曲线I0=f(U1)2、空载试验参数计算二、短路试验1、短路特性曲线Ik=f(uk),Pk=f(uk),2、短路试验参数计算3、短路电压3、短路电压的有功与无功分量例2-1，2-2作业第八节变压器的运行性能2、电压变化率U%的分析3、简化计算（用简化等效电路）4、电压变化率与负载大小5、电压变化率与负载性质电阻性负载时功率因数等于1，即2＝O，cos2=1，sin2＝O，U％=ua*。电压降落不大。电阻电感性负载时功率因数为滞后，2取正值，随着2增大，ua*cos2减小，ur*sin2增大，U随之增大。但不是直线关系。U％有一最大值，用d(U％)／d2＝0求极值条件，求得当U％达到最大，当继续增大，U％又趋于减小。电阻电容性负载时功率因数为超前，2取负值，这时U％为两项之差。当满足条件ua*cos2=ur*sin2时U=0。当电阻电容性负载功率因数继续减小，则ua*cos2＜ur*sin2，U％变为负值、这时负载电压反而大于空载电压。6、影响端电压的因素小结二、变压器的效率1、间接法计算效率—损耗分离法2、效率曲线3、最大效率小结能量传递励磁电流注意点：xm对应主磁通作业