变压器(2)
变压器知识培训(2)

频率不变,匝数不变,电压有效值升高,则主磁通幅值升高, 励磁电流将升高,激磁电抗将变小
等效电路
I0
E1
Rm
Xm
I0
R1 X1
Rm
U1
E1
Xm
•
•
E1 , E2
代表电动势
•
•
E1 , E2
代表压降
等效电路综合了空载时变压器内部的物理情况, 在等值电 路中R1、X1σ是常量;Xm是变量, 它随铁心磁路饱和程度的 增加而减少。
还可以从另一个角度来理解,由于磁滞和涡流,使得磁通的变 化滞后于励磁电流的变化。
I0 IFe I
从相量图中可以看出,磁化电流为无 功分量,用来建立磁场,而铁耗为有 功分量。
U E1
I Fe
I0
m
I
E2
E1
三、感应电动势和变压器变比
主磁通按正弦规律变化 m sin t
e1
N1
d dt
N1
d dt
(m
sin
t)
N1
m
cos
t
N1m sin( t 900 ) E1m sin( t 900 )
m:主磁通的幅值;E1m:原绕组感应电动势的幅值。
当主磁通按正弦规律变化时,原绕组中感应电动 势也按正弦规律变化, 但相位比主磁通落后900。
原边电动势幅值 E1m N1 m
有效值:
E1 E1m / 2 2 f1N1m / 2 4.44 f1N1m
变压器原边接在电源上, 副边接上负载的运行情况,称为负载 运行。
一、物理过程
变压器接通负载 副边电流 副边磁势 原边电动势改变 原边电流改变
主磁通变化 新的平衡
变压器2

uk*
变压器试验小结
测定变压器参数常采用短路试验和空载试验。 空载试验用来测量变压器在额定电压下的励磁
参数和空载功率; 短路试验用来测量变压器短路阻抗和在额定负
载下的短路损耗。
单相变压器分析方法小结
变压器的一次、二次绕组匝数不同,通过电磁感 应关系,把一种电压等级的电能转换成另一种电 压等级的电能。
3、变压器既可以变换电压、电流和阻抗, 还可以变换相位、频率和功率。
4、当变压器的副边电流增加时,由于副 边磁势的去磁作用,铁芯中的主磁通将大大 减小。
填空:
变压器空载运行的磁通是由 生的,主磁通是指既匝链
电流产 绕组,又
匝链
绕组的磁通,主磁通通过铁心
磁路闭合,因此磁路的磁阻较 ,因此
与主磁通对应的
3.空载试验常在低压侧进行的,故测得的励磁参数 是折算至低压侧的数值。
4.变压器的空载损耗近似为额定电压下的铁损耗。
5. 空载试验也可以在高压侧进行。
二、短路试验(测量变压器短路参数)
高压侧施加额定电流,测量:
U K I1 PK
Zk
U1 Ik
rk
pk
I
2 k
xk
Z
2 k
rk2
铜线的温度折算:
rk 750 c
U1 E1 I1Z1
U2 E2 I2Z2 I1N1 I2 N2 I0 N1
K E1 N1 E2 N2
E1 I0 (rm jxm )
U2 I2Z L
三、变压器参数的折算
假想:用一个匝数为 N1 的绕组来代替实际副边绕组 将变压器副边的参数等效折算到 N1 匝的绕 组下(原边)
• 实际绕组的各个量,称为实际值; • 假想绕组的各个量,称为折算值。
第二部分 变压器 第二章 变压器

四、变压器铭牌: 用以标明该设备的额定数据和使用条件。 额定值:保证设备能正常工作,且能保证一
定寿命而规定的某量的限额。
1、额定容量: S N
视在功率,伏安,千伏安,兆伏安。 在稳定负载和额定使用条件下,加额定电压, 额定频率时能输出额定电流而不超过温升限值 的容量。对 三相变压器指三相容量之和。
(无功分量)
铁耗电流 IFe :产生损耗
故
Im I IFe
(有功分量)
附:1、磁化电流波形分析(磁化曲线) 2、激磁电流波形分析(考虑磁滞损耗) 3、向量图
3、感应电势与激磁电流的关系: 主磁通所感应的电势与产生主磁通的磁化电流的
关系为: N1i m
e1
N1
d
dt
三、变压器的结构:
器身:铁心、绕组、绝缘和出线装置; 油箱; 冷却装置; 保护装置 (一)、铁芯:磁路部分。 含硅量高的(0.35~0.5mm)厚硅钢片迭压而成。 (为减少磁滞,涡流损耗)分为铁芯柱和铁轭两部分 结构的基本形式有芯式和壳式两种。
单相心式变压器
单相壳式 变压器
(二)绕组:电路部分。 高压绕组,低压绕组
U1
I1
F1
N1 I1
E1
I0
Zm
I 2 F2 N 2 I2
E2
2 E 2
I 2R2
U2 I2 Z L
2、磁动势平衡关系: 负载时建立主磁通的磁动势为 F1 F2 空由载空时载建到立负主 载磁,通电的源磁电动压势不为变,F0主磁通基本不变,
变压器课件二

⑵.额定电压U1N和U2N 高压侧(一次绕组)额定电压U1N是指加在一次绕组上的正常工作电压值。它 是根据变压器的绝缘强度和允许发热等条件规定的。高压侧标出的三个电压值, 可以根据高压侧供电电压的实际情况,在额定值的±5%范围内加以选择,当供 电电压偏高时可调至10500V,偏低时则调至9500V,以保证低压侧的额定电压为 400 V左右。 低压侧(二次绕组)额定电压U2N是指变压器在空载时,高压侧加上额定电压 后,二次绕组两端的电压值。变压器接上负载后,二次绕组的输出电压U2将随 负载电流的增加而下降,为保证在额定负载时能输出380V的电压,考虑到电压 调整率为5%,故该变压器空载时二次绕组的额定电压U2N为400 V。在三相变压 器中,额定电压均指线电压。
由于I2>I2N,所以不能接入。
三、变压器的铭牌和额定值 1、铭牌
电力变压器 产品型号 S7-500/10 标准代号XXXX 额定容量 500kV.A 产品代号XXXX 额定电压 10kV 出厂序号XXXX 额定频率 50Hz 3相 联结组标号 Y,yn0 阻抗电压 4% 冷却方式 油冷 使用条件 户外 开关位置 高压 低压
+
u1 e1
N1N2
u20
a
x
变压器原、副边电压 与感应电压的关系为: U1 E1 4.44 fN 1m
|ZL|
U 2 E2 4.44 fN 2m
x
变压器的一次侧接电源,二次侧开路(空载)
变压器空载时原边有电流 i0(很小),在 铁心磁路中产生 磁通φ,当φ穿过两线 圈时,分别感应电压
例4:
一交流信号源的电动势E=20V,内阻R0=180Ω,现有一个 电阻RL为5Ω的负载,(1)如果将RL直接与信号源连接,试求 信号源输出功率(负载获得的功率)。(2)如果通过变压器实 现阻抗匹配(即R′L=R0 ),试求信号源输出的功率及变压器的 匝数比。
电机学 变压器2

9.2 变压器的负载运行
φ主磁通
A u1 X i1 * e1 e1σ R1
N1
*
i2 e2 e2σ
a u2 ZL x
φ1σ
φ2σ
N2
R2
N1i1
→ φ1σ
→ Fm = N1im → φ
一次绕组电压方程 dφ → e1σ = N1 1σ dt = u1 i1 R1 dφ → e1 = N1 dt
二次侧归算到一次侧后, 二次侧归算到一次侧后,二次侧的 电势和电压应乘以k倍 电流乘以1/k 电势和电压应乘以 倍,电流乘以 阻抗乘以k 倍,阻抗乘以 2倍。
2.变压器的等效电路 变压器的等效电路
归 算 后 基 本 方 程
& & & U 1 = I1Z 1σ E1 &' & ' &' ' E 2 = U 2 + I 2 Z 2σ & & &' & E1 = kE 2 = E 2 = I m Z m I + I ' = I & & & 2 m 1
1
& I
& E1
' 2
& jI1 X1σ
α 0
& &' E1 = E2
2
&' U2
' '
& U1
& &' I2 I2 R2 变压器感性负载时的相量图
&' jI2 Xz'σ
基本方程、等效电路和相量图是分析变压器运行的三种方法。 基本方程、等效电路和相量图是分析变压器运行的三种方法。基本方程概括了变 是分析变压器运行的三种方法 压器中的电磁关系,而等效电路和相量图是基本方程的另一种表达形式, 压器中的电磁关系,而等效电路和相量图是基本方程的另一种表达形式,三者是一致 的。
第一章电力变压器2

YN,yn0的接线方介
此后,由于日本的特殊国情,如土地狭窄、大 城市的人口密集、个别地区负荷密度极高、许 多城区需要建设地下变电所以及90%以上的配 电装置均采用GIS等等,促使GIT在日本自80年 代中期起取得了迅速的发展。
到1994年末,全日本累计的GIT产量已达 18000MVA,在世界上形成了“一枝独秀”的 局面。
第一篇 供配电设备
第一章 电力变压器
掌握各种电力变压器的基本结构 熟练掌握电力变压器运行、维护的 基本要求
一、变压器的分类
(1)变压器按照用途可分为: 电力变压器(又可分为升压变压器、降压变压 器,配电变压器、联络变压器、厂用变压器 等); 特种变压器(电炉变压器、整流变压器、电焊 变压器等); 仪用互感器(电压互感器、电流互感器); 试验用的高压变压器和调压器等。
但是其传热能力和散热能力均较变压器油差一个数量级, 因此,自冷式气体绝缘变压器不可能做得很大,一般最 大不超过5 000 kVA,容量大时就要采用强气循环,就是 采用气体循环风机来促进SF6气体的流动,增加其流速。 为获得更好的散热效果,还可以采用风冷却器强迫风冷 或采用水冷却器强迫水冷。
四、SF6气体绝缘变压器简介
四、SF6气体绝缘变压器简介
SF6气体绝缘变压器(以下简称GIT)使用不燃的、 防灾性与安全性都很好的SF6气体作为绝缘介 质,迄今已被公认为是唯一电压可达275~ 500kV,容量可达300MVA的一种防灾性能优越 且技术成熟的电力变压器。 它特别适合于地下变电所以及人口密集、场地 狭窄的市区变电所使用。 GIT在国外已有30多年安全运行的经验,无论 制造与运行维护都已有成熟的技术。
第三章变压器 2

第三章变压器第一节概述变压器是利用电磁感应的原理,将某一数值的交流电压转变成频率相同的另一种或几种不同数值交流电压的电器设备。
通常可以分为电力变压器和特种变压器两大类。
电力变压器是电力系统中的关键设备之一,有单相和三相之分,容量从几千伏安到数十万伏安。
按其作用可分为升压变压器、降压变压器和配电变压器,(参阅第五章有关部分介绍)。
特种变压器是指除电力系统应用的变压器以外,其它各种变压器统称为特种变压器。
因此它的品种繁多,常用的有可调节电压的自耦变压器;测量用的电压互感器、电流互感器;焊接用的电焊变压器等。
尽管种类不同,大小形状也不同,但是它们的基本结构和工作原理是相似的。
第二节变压器的结构和工作原理一、变压器的结构变压器的电磁感应部分包括电路和磁路两部分。
电路又有一次电路与二次电路之分。
各种变压器由于工作要求、用途和型式不同,外形结构不尽相同,但是它们的基本结构都是由铁心和绕组组成的。
.1.铁心铁心是磁通的通路,它是用导磁性能好的硅钢片冲剪成一定的尺寸,并在两面涂以绝缘漆后,按一定规则叠装而成。
变压器的铁心结构可分为心式和壳式两种,如图3—1所示。
心式变压器绕组安装在铁心的边柱上,制造工艺比较简单,一般大功率的变压器均采用此种结构。
壳式变压器的绕组安装在铁心的中柱上,线圈被铁心包围着,所以它不需要专门的变压器外壳,只有小功率变压器采用此种结构。
2.绕组绕组是电流的通路。
小功率变压器的绕组一般用高强度漆包线绕制,大功率变压器的绕组可以采用有绝缘的扁形铜钱或铝线绕制。
绕组分为高压和低压绕组。
高压绕组匝数多,导线细;低压绕组匝数少,导线粗。
为了提高绕组与铁心的绝缘性能,一般低压绕组制作在绕组的内层,高压绕组制作在绕组的外层。
二、工作原理1.变压器的空载运行单相变压器有二个绕组,其中一个绕组接交流电源,叫做一次绕组(又叫原绕组、初级绕88图3-1心式和壳式变压器(a)心式变压器; (b)壳式变压器; (c)单相变压器的符号1一铁心;2--绕组组),匝数为N 1。
变压器型号及参数大全 (2)

变压器型号及参数大全1. 引言变压器是一种重要的电力设备,能够将交流电能以不同的电压进行转换。
在电力系统中广泛应用,对于电力传输和分配起着至关重要的作用。
本文将介绍常见的变压器型号及其相关参数,以便读者更好地了解和选择适合自己需求的变压器。
2. 型号分类根据不同的标准和用途,变压器可以分为多个不同的型号。
以下是常见的几种变压器型号的简要介绍:2.1. 功率变压器功率变压器主要用于输电和配电系统中,根据输电和配电路线的需求选择不同容量和电压等级的变压器。
常见的功率变压器型号有:•YD系列:单相变压器,适用于小型家庭和商业用途,功率范围在0.05kVA至2kVA之间。
•YB系列:三相变压器,适用于工业用途,功率范围在2kVA至12MVA之间。
•YZB系列:非屏蔽型三相变压器,适用于低压配电系统,功率范围在50kVA至10MVA之间。
2.2. 整流变压器整流变压器主要用于电力电子设备中的整流电路,将交流电转换为直流电。
常见的整流变压器型号有:•Z系列:单相整流变压器,适用于小功率的电子设备,如电子继电器和交流电机驱动器。
•ZU系列:单相自耦变压器,适用于大功率的电子设备,如电力电子变频器和电力调速器。
•ZK系列:三相整流变压器,适用于大型电力电子设备,如电弧炉和电力变频器。
2.3. 调压变压器调压变压器主要用于调整电力系统中的电压,以满足不同设备和用户的需求。
常见的调压变压器型号有:•ZSW系列:可自动调压的单相变压器,适用于电力系统中电压波动较大的地区。
•ZYW系列:可调节输出电压的单相变压器,适用于需要精确电压控制的设备。
•ZG系列:油浸可调电压变压器,适用于大型工业用途,如电弧炉和电焊机。
3. 参数说明变压器的参数决定了其性能和使用范围。
以下是常见的几个变压器参数及其说明:3.1. 额定容量变压器的额定容量是指它所能提供的最大功率输出。
通常以千伏安(kVA)为单位进行表示,表示变压器能够稳定工作的最大负载。
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8)I1 I m (I 2 ) 7) I m
2 )I 2
fm为参考正弦量
1 )U 2
6)m超前E1 900
5) E2 E1
I m I I Fe
3 )I 2 R2 4 ) jX 2 I 2
第4章
第4章
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2. 折算原则和折算方法 折算
绕组折算就是把二次绕组的匝数变换成一次绕组的匝数 或者将一次绕组的匝数变换成二次绕组的匝数来进行算,使 之成为K=1的变压器但不改变其电磁效应的一种分析方法。
折算原则 变压器折算原则:折算前后变压器中的主磁通、 原、副边的漏磁通的数量和空间分布情况不变,保 持输出功率、损耗不变。 折算方法 将原、副边绕组匝数变换成相同匝数,一般是 副边向原边折算,即用匝数为N1的原绕组匝数,代 替副绕组匝数,并保持副边的磁势不变,折算后的 各物理量右上角都加“′”,折算后的值称为折算值。
Ì = -Ì/k 为一次侧增加的负载分量电流。 1L 2
Ì +( -Ì/k) =0 1L 2
第4章
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说明
I ( N 2 I ) I ( I 2 ) I I I1 m 2 m m 1L N1 k I ( I / k ) 0
第4章
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变压器负载运行时电磁关系
第4章
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4.3.3 变压器负载运行时的磁动势平衡方程式
从负载运行的电磁关系分析可知,由于副边出现了负载 电流i2,在副边要产生磁势F2=i2N2,使主磁通发生变化,从 而引起e1、e2的变化,e1的变化又使原边从空载电流im变化为 负载电流i1,产生的磁势为F1=i1N1,它一方面要建立主磁通 Φm,另一方面要抵消F2对主磁通的影响。由于Z1很小, I1|Z1| 约占6%U1N,忽略ÌZ1时有Ù1≈-È1,则可认为空载时主磁通 1 与负载时主磁通近似相等。
1L 2
负载时原边负载电流由两部分组成:一部分是励磁分量Ì , m 用以产生负载时的主磁通,它基本不随负载变化;另一部分 是负载分量Ì , Ì 产生的磁势与二次侧电流产生的磁势大 1L 1L 小相等,方向相反,互相抵消;即用以抵消副边电流Ì对主磁 2 通产生的影响,它随负载变化而变化。 二次侧电流增加或减少的同时必然引起一次侧电流的增加右 减少 表明通过电磁作用,变压器能把电能从一次侧传递到二次侧, 变压器是一个能量传递装置。
第4章 变压器
4.1
4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 变压器的类别、 基本结构、额定值 变压器的空载运行 变压器的负载运行 变压器的等效电路及相量图 变压器的参数测定 标幺值
变压器的运行特性 三相变压器 特种变压器
第4章
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4.9
本章教学基本要求
1.了解变压器的主要结构、基本工作原理及主要额定值 的意义; 2.通过变压器的负载运行分析,深入理解负载运行时变 压器各物理量之间的关系,绕组折算的物理意义及其计 算方法,掌握负载运行时的等值电路、相量图、参数测 定及求解电压变化率和效率,学会分析变压器的运行性 能; 3.熟悉三相变压器的联接组别,并能根据绕组接线图判 别其联接组别或按照已知的联接组别画出绕组的接线图。
第4章
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(1)电压、电势的折算 ∵
E2 j 4.44 fN 2Φm E2 j 4.44 fNБайду номын сангаасΦm
∴
E kE E2 1 2
kU 同理有: U 2 2
物理意义:当用N2=N1替代了N2,其匝数增加到k倍。而主磁
第4章
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本章教学重点和难点
重点: 1.理解在不同运行状态下Im、I1和I2等参数的物理意义; 2.变压器的基本方程式、等值电路、相量图; 3.三相变压器的联接组别。 难点:负载运行时各量之间的关系。
第4章
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本节课程内容、重点
内容: 变压器负载运行电磁状况、基本方程式、等值电路、 相量图、绕组折算。 重点: 负载运行时方程式、等值电路、相量图以及折算。
副边: U 2 E2 I 2 Z 2 U2 I2 ZL
原、副边:
I ( I ) I1 m 2 E1 E2
第4章
I1 I m (I 2 / k )
E1 kE2
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4.4.3 Γ型简化等值电路 “T”型等值电路虽能准确反映变压 器内部电磁关系,但它是串、并联电 路,计算较复杂。由于Z1<< Zm,为了简 化计算,将励磁支路左移到电源端,使 其成为“Γ”等值电路,近似后所引起的 误差,工程上允许。
折算后变压器的基本方程式 原边:
U1 E1 I1Z1 I Z E1 m m
对比折算前的方程式:
U1 E1 I1Z1
E1 I m Z m
U 2 E2 I 2 Z2 U2 I2ZL
通 m及频率f均保持不变,折算后的二次电势应增加k倍。
第4章
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(2)电流的折算
保持副边磁势不变则有:
N1 I 2 N 2 I 2
∴
N2 I2 I2 I2 N1 k
物理意义:当用N2=N1替代了N2,其匝数增加了k倍。 为保持磁势不变。次级电流折算值减小到原来的1/k倍。
第4章
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二次绕组电流的影响 ●带负载—— 一次侧接 电源u1,二次侧接负载 ZL,此时二次侧流过电 流i2。一次侧电流不再是 im, 而是变为i1。 ●负载后——二次侧电 流产生磁势F2=N2i2,该 磁势将力图改变磁通Φm, 而磁通是由电源电压决 定的, 也就是说Φm基本 不变。 要维持Φm不变,一次绕组产生一个附加电流i1L→产生磁势 N1i1L=N2i2(与二次磁动势相抵消) 一次电流变为 i1=im+i1L 总磁势 F1+F2=N1i1+N2i2 →产生Φm
二次侧
U 2 E2 E2 I 2 R2 E2 I 2 ( R2 jX 2 ) E I Z
2 2 2
U 2 I 2 ( RL jX L ) I 2 Z L
E1 kE2
I1 I m (I 2 / k )
上 页
下 页
原、副边:
I ( I ) I1 m 2 E E1 2
“T”型等效电路
第4章
计算时应先设 定参考正弦量
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对比电路中 空心变压器 电路模型
jL1 ( jM )
jL2 ( jM )
+
US
R1
R2
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4.4.2 T型等效电路及相量图
原边: U1 E1 I1Z1 I Z E1 m m
副边:
U 2 E2 I 2 Z 2 U2 I2 ZL
第4章
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E1 I m Z m
U2 I2ZL
Z2=R2+jX2 副绕组漏阻抗
Zm=Rm+jXm ZL=RL+jXL 励磁阻抗 负载阻抗
第4章
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下 页
4.4 变压器的等效电路及相量图
4.4.1 变量代换法 4.4.2 T形等效电路及相量图 4.4.3 Γ形等效电路和简化等效电路
I E I E2 2 2 2
折算前后二次侧电磁功率不变
第4章
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(3)阻抗的折算
根据折算前后铜耗不变原则有: R ' I 2 R k 2 R ' 2 2 2 I 2 物理意义:当用N2 =N1替代N2后,匝数增加到k倍,二 次绕组长度增加到k倍;二次电流减到为原来的l/k倍,折 算后的二次绕组截面积应减到原来的l/k倍,故折算后 的二次电阻应增加到原来的k2倍。(绕组本身没有变化) 2 I2 折算前后次级漏磁无功功率应保持不变: X2 ' X2 k2X2 I2 物理意义:绕组的电抗和绕组的匝数平方成正比。由于归 算后次级匝数增加了k倍,故漏抗应增加到k2倍。 同理有 2
第4章
式中R2、X2、Z2分别为 副绕组的内阻、漏电 抗和漏阻抗,ZL为负 载阻抗。
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负载运行时基本方程式组
I1 I m (I 2 / k )
U1 E1 I1Z1
U 2 E2 I 2 Z2
E1 kE2
Z1=R1+jX1 原绕组漏阻抗
第4章
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4.3.4 变压器负载运行时的电压平衡方程式
一次侧
U 1 E1 E1 I1 R1 E1 I1 ( R1 jX 1 ) E I Z
1 1 1
E1 I m ( Rm jX m ) I m Zm
第4章
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4.4.1变量代换法 称变压器的参数折算
1.折算的目的 在对变压器进行定量计算时可用上述6个方程 联立求解,但计算复杂,为了方便计算,引入折 算法。变压器折算目的是:简化定量计算和得出 变压器原、副边之间有电的联系的等值电路。