变压器和三相电简介
三相的原理
三相的原理电力系统中，三相电是一种非常常见的电源形式。
它的特点是电压稳定，能够提供大量的电能，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
那么，三相电的原理是什么呢？本文将从三相电的产生、特点和应用三个方面来讲解三相电的原理。
一、三相电的产生三相电的产生是基于旋转磁场的原理。
在三相电源中，有三个相位的交流电压，它们的频率相同，但是相位差120度。
当三个交流电压同时加在三个相位上时，就会形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场的方向和速度取决于三个相位的电压大小和相位差。
当一个导体放置在旋转磁场中时，导体将产生感应电动势。
由于旋转磁场的方向和速度是不断变化的，所以导体上感应电动势的大小和方向也会不断变化。
这种变化产生的电动势就是三相电。
二、三相电的特点三相电有以下几个特点：1.电压稳定由于三相电的产生是基于旋转磁场的原理，因此三相电的电压稳定性非常好。
即使在负载变化较大的情况下，三相电的电压也能保持相对稳定。
2.功率大三相电提供的电能比单相电更大，因为三相电有三个相位，每个相位都可以提供电能。
在同样电压下，三相电的功率是单相电的三倍。
3.线路简单三相电的线路相对于单相电来说更简单。
因为三相电有三个相位，可以使用三根电线来传输电能。
而单相电需要使用四根电线，因此三相电的线路建设成本更低。
三、三相电的应用三相电在工业生产中得到了广泛应用。
以下是三相电的一些应用：1.电机三相电驱动的电机是工业生产中最常用的电机。
由于三相电提供的电能稳定，因此三相电驱动的电机可以提供更稳定的动力。
2.发电机三相电也可以用于发电机。
由于三相电的电能大，可以提供更多的电能。
3.变压器三相变压器是工业生产中常用的电力设备之一。
三相变压器可以将三相电的电压变换成其他电压，以满足不同设备的需求。
总之，三相电是一种非常重要的电源形式。
它的电压稳定、功率大、线路简单等特点，使得它在工业生产中得到了广泛的应用。
希望本文可以帮助大家更好地了解三相电的原理和应用。
三相变压器简介
（三）、知识拓展※拓展一：电磁系与电动系仪表的结构与简单工作原理。
电磁系仪表的结构与简单工作原理电磁式仪表是测量交流电流与电压最常见的一种仪表。
它具有结构简单、过载能力强、造价低廉以及可交直流两用等一系列优点，在电力工程中得到广泛的应用。
电磁式仪表的测量机构主要有吸引式和排斥式两种类型。
下面我们以扁线圈吸引型电磁式仪表为例来说明电磁式仪表的结构与简单工作原图3—17 扁线圈吸引型电磁式仪表结构理。
吸引型电磁式仪表的结构如图3—17（a）所示，它是由固定线圈l和偏心装在转轴上的可动铁片2构成的一个电磁系统。
转轴上还装有指针3、阻尼片4及游丝5。
游丝的作用是产生反作用力矩。
图3—17（b）（C）为它的原理图。
測量时，被测电流通入线圈产生磁场，使定动铁片被同时磁化，且同一侧的磁化极性一样，于是定动铁片互相排斥，使可动部分发生偏转。
因转动部分的惯性，转动部分在力矩作用下转动，游丝变形产生反转矩，当转矩与反转矩相等时，转动部分停止转动。
阻尼片产生空气阻尼使指针在平衡位置处不摆动，此时指针所指为待测量的数值。
（讲述要清楚，分别电磁系仪表结构、工作原理。
然后电动系结构工作原理，要分开断落，不要所有内容都搅在一起。
重新修改这一段）电动系仪表的结构与简单工作原理。
由前面介绍的磁电式仪表的结构可知，它的磁场是由永久磁铁产生的，当用通有电流的固定线圈来代替永久磁铁时，便构成了“电动式仪表”。
电动式仪表的固定线圈不仅可以通过直流，而且还可通过交流，因此，电动式仪表的主要优点是能交直流两用，并能达到o．1～o．05级的准确度。
使电动式仪表的准确度得到了提高。
电动式仪表不但能精确地测量电流、电压和功率，而且还可以测量功率因数、相位及频率等。
它可使用的频率范围较宽，可用在45～2500Hz的交流电路中。
所以，电动式仪表用途广泛，在精密指示仪表巾占有重要地位。
电动式仪表正朝着提高灵敏度、扩大量程和频率范围，以及降低功耗、缩小外形、减小质量、降低成本和提高使用寿命的方向发展。
变压器和三相电简介
电压转换
变压器可以将三相电的电 压升高或降低，以满足不 同设备的需求。
电流控制
变压器可以调节三相电的 电流大小，以实现负载的 平衡和节能。
相位调整
变压器可以改变三相电的 相位关系，用于控制电机 的旋转方向和速度。
变压器对三相电的影响
电压稳定性
变压器能够保持三相电的电压稳 定，减少电压波动对设备的影响。
向发展，如通过传感器和远程监控技术实现变压器的实时监测和远程控
制，提高变压器的运行效率和可靠性。
03
大容量和紧凑化
随着电力系统规模的扩大和输电电压的升高，变压器容量需求也在不断
增加，同时对变压器的尺寸和重量要求更加紧凑，以满足电力系统的需
求。
三相电技术的发展趋势
高电压和大电流
随着电力系统的电压等级不断提高和电流需求的增加，三相电技术正朝着高电压和大电流 方向发展，以满足电力系统的需求。
三相电动势的峰值和相位各不相同，相 三相电动势可以表示为UA、UB、UC，
位差为120度。
它们的频率相同，但相位不同。
三相电的特点
三相电具有对称性，即三相电动 势的大小相等、频率相同、相位
互差120度。
三相电的峰值和有效值之间的关 系为：UA峰值=√3UA有效值，
其他两相类似。
三相电的相位差使得三相电机能 够产生旋转磁场，从而实现高效、
电流平衡
变压器通过合理配置三相绕组， 可以平衡三相电的电流，提高供
电效率。
相位关系
变压器可以调整三相电的相位， 确保电机等设备的正常运行。
三相电对变压器的影响
负载平衡
相位偏差
三相电的负载平衡能够提高变压器的 运行效率，减少能耗和设备磨损。
三相变压器
三相变压器三项电力变压器种类:1.三相油浸式电力变压器2.干式电力变压器结构：三相变压器是3个相同的容量单相变压器的组合.它有三个铁芯柱,每个铁芯柱都绕着同一相的2个线圈,一个是高压线圈,另一个是低压线圈.三相电是产生幅值相等、频率相等、相位互差120°电势的发电机称为三相发电机；以三相发电机作为电源，称为三相电源；以三相电源供电的电路，称为三相电路。
U、V、W称为三相，相与相之间的电压是线电压，电压为380V。
相与中心线之间称为相电压，电压是220V。
(1)铁心型式：心式(结构简单工艺简单应用广泛)/壳式(用在小容量变压器和电炉变压器)。
材料：一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。
铁心交叠：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。
偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。
铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。
容量大则级数多。
叠片间留有间隙作为油道(纵向/横向)。
(2)绕组一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。
绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。
(3)油/油箱/冷却/安全装置器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。
变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。
变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。
②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。
油箱有许多散热油管，以增大散热面积。
为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。
这些都是变压器的冷却装置。
1油箱/2储油柜/3气体继电器/4为安全气道。
变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。
储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。
从而减缓了油的变质。
故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。
三相电力系统的基本概念
三相电力系统基本概念一、三相电源三相电源是指由三个相同频率、相同振幅的正弦波电压源组成的电源系统。
这三个电源的相位互差120度，通常称为A相、B相和C相。
二、三相电压三相电压是指三相电源各相之间的电势差。
在三相电力系统中，各相电压的幅值相等，但相位角互差120度。
三、三相电流三相电流是指三相电源各相所流过的电流。
在三相电力系统中，各相电流的幅值相等，但相位角互差120度。
四、星形连接星形连接是指将三相电源的三个输出端分别连接到负载的三个输入端，形成一个星形结构。
在这种连接方式中，负载的电压为电源电压的根号三分之一倍。
五、三角形连接三角形连接是指将三相电源的三个输出端和负载的三个输入端分别连接在一起，形成一个三角形结构。
在这种连接方式中，负载的电压为电源电压的根号三分之一倍。
六、中性点中性点是指三相电源或负载各相电压的平均值。
在星形连接中，中性点是星形连接的中心点；在三角形连接中，中性点是三角形连接的中心点。
七、相序相序是指三相电源各相电压的相位顺序。
在三相电力系统中，相序分为正序和负序两种。
正序是指各相电压相位顺序为A-B-C；负序是指各相电压相位顺序为A-C-B。
八、三相平衡三相平衡是指三相电源或负载在电压和电流方面完全相等的情况。
在这种情况下，各相电压和电流的幅值相等，相位角互差120度。
九、三相不平衡三相不平衡是指三相电源或负载在电压和电流方面不完全相等的情况。
在这种情况下，各相电压和电流的幅值可能不相等，相位角也可能不完全互差120度。
这种情况会导致电力系统中的电气元件过载、发热等问题。
十、三相电动机三相电动机是指使用三相电源驱动的电动机。
这种电动机通常采用星形或三角形连接方式，其转速和转矩取决于电源的频率和电压幅值以及电动机的极数和负载情况。
电力三相变压器的初步认知
电力三相变压器的初步认知随着中国经济的持续发展，在电力需求快速增长的同时，变压器的应用量也随之迅速增加。
本文通过对电力三相变压器结构与原理的初步认知，以期不断加强理论和实际相结合的目的。
标签：变压器；原理及连接方式；结构近年来，我国电力行业发展迅速，电网规模的大幅建设推动了输变电设备的需求，而变压器作为电力输送的关键电气设备，目前的应用量也呈现出稳步增长的态势，其中尤以110KV、220KV中低端变压器的应用最为普遍和稳定。
1 变压器简介变压器是根据电磁感应的原理，通过内部的主要部件如初级线圈、次级线圈和铁芯来改变交流电压的装置，变压器主要的基本功能是电压变换、电流变换和阻抗变换等，目前，根据变压器的用途，可分为油浸式变压器、干式变压器、单相变压器、整流变压器等。
此外，对于变压器的其他技术数据，例如额定容量（KV A）、额定电压（V）、额定频率（Hz）、空载电流（A）、損耗（KW）、重量（Kg）等，都可以直接从变压器一侧的铭牌上看到。
2 变压器构造变压器最主要的部件是由铁芯和绕组两部分组成。
其中，铁芯构成了变压器的磁路，铁芯中内含铁芯柱、铁扼两个部分，铁芯柱的外面是绕组，铁扼则是把铁芯柱连在一起，以此形成闭合磁路，为了提高磁路的导磁性能，减少铁芯中的损耗，铁芯一般是由硅钢片叠加而成；绕组则是由铜或铝绝缘导线绕制而成，它是变压器的电路部分，一次绕组称为初级绕组，其作用是输入电能，二次绕组称为次级绕组，其作用是输出电能，它们通常套装在同一个芯柱上。
初级绕组和次级绕组有不同的匝数，通过电磁感应，初级绕组的电能就可传递到次级绕组，从而使初级、次级绕组具有不同的电压和电流。
在通常情况下，人们把电压较高的绕组称为高压绕组，把电压较低的绕组则称为低压绕组。
此外，变压器上还装有油箱、变压器油、绝缘套管和继电保护装置等部件。
3 变压器的连接方式三相变压器的初级、次级侧根据需要可接成“星形”或“三角形”，常见的连结方式是“星形”连接法和“三角形”连接法。
变压器三相四线制的原理
变压器三相四线制的原理
三相四线制变压器是一种常见的电力配电系统，它的原理涉及
到三相电源和负载之间的能量转换和分配。
三相四线制通常用于工
业和商业用电，其中三相表示有三个相位的电源，四线表示包括三
个相线和一个中性线。
首先，让我们从变压器的基本原理开始。
变压器是一种电气设备，用于改变交流电压的大小。
在三相四线制中，变压器的作用是
将高压输电线路上的电能转换为适合用户使用的低压电能。
变压器
的核心部分是由两个线圈构成的，一个是输入线圈（也称为初级线圈），另一个是输出线圈（也称为次级线圈）。
当输入线圈中通入
三相高压电源时，产生的磁场会感应到输出线圈中，并在输出线圈
中产生相应的电压。
通过合理设计输入线圈和输出线圈的匝数比例，可以实现输入电压到输出电压的合适变换。
在三相四线制中，三个相线分别连接到变压器的输入线圈，而
中性线则连接到变压器的中性点。
这样，每个相位的电压都可以通
过变压器进行调节和分配，以满足不同负载的需求。
当电能从变压
器的输出线圈传送到用户的设备时，可以根据需要进行进一步的分
配和控制，以确保各个负载得到稳定和适当的电压。
此外，在三相四线制中，中性线的作用不仅是提供额外的连接点，还可以用于平衡三相负载，减少电力系统中的不对称性，从而提高系统的稳定性和效率。
总的来说，三相四线制变压器的原理涉及到将高压的三相电能通过变压器转换为适合用户使用的低压电能，并通过合理的连接和分配，实现对三相负载的稳定供电。
这种电力配电系统在工业和商业领域得到广泛应用，为各种设备和机器提供可靠的电能支持。
三相变压器怎么工作的原理
三相变压器怎么工作的原理
三相变压器是一种将电能按照一定比例变换电压的电气设备。
其工作原理如下：
1. 三相供电：三相变压器通常接受三相交流电源供电，其中每相电源的相位差120度。
2. 线圈结构：三相变压器由三个相互独立的线圈组成，其中一个为主线圈（也称为高压线圈），另外两个为副线圈（也称为低压线圈）。
3. 磁感应：当高压线圈通电时，会产生一个交变磁场。
由于低压线圈与高压线圈都处于相同的磁场中，所以它们也会感应到同样的磁场。
4. 电磁感应定律：根据电磁感应定律，低压线圈中感应到的磁场会产生电动势，进而产生电流。
由于低压线圈的匝数比高压线圈多（变比大于1），所以低压线圈中的电流将比高压线圈
中的电流大。
5. 能量传递：高压线圈传输的电能通过磁感应传递给低压线圈，从而实现电能的变压。
根据能量守恒定律，变压时，电压降低，则电流增加；电压升高，则电流降低，从而实现电能的平衡传输。
总结起来，三相变压器工作的原理是通过变压器的线圈结构和
磁感应现象，在电能传输过程中，通过变比的转换，实现电能的变压降、升压作用。
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相电压、线电压
什么叫三相交流电 单相交变电动势 三相交变电动势
电源的接线方法
星形接法（三相四线制）
相电压：端线与中线之间的电压 线电压：端线与端线之间的电压 线电压有效值UAB＝UBC＝UAC＝Ul 相电压有效值为U 关系： U 3U
l
三角形接法
（三相三线制）
三相交流电的电功率等于各相功率之和，在 三相负载完全相同的情况下（设电源采用星 形接法）三相电路的总平均功率为
P 3U I cos
若负载是星形接法
U l 3U , I l I I l 3I
P 3U I cos P 3U I cos
若负载是三角形接法
2 1 2 B2 x B2 cos B0 cos( t ) 3 2 3 4 1 4 B3 x B3 cos B0 cos( t ) 3 2 3
B1y 0
B2 y
B3 y
总磁感应强度的大小是不 随时间变化的恒量
2 3 2 B2 sin B0 cos(t ) 3 2 3
电源的功率
闭合电路的电源所提供的总功率 2 2 P耗 P I I R I r
2 2
什么情 况下输 出功率 最大？
R 2 P出 UI I R R Rr (R r) 2
dP 出 0 dR
r R时 最 大 P 出
r 2 P耗 I r r 2 (R r) Rr
3 3 U ob 380 228 220 5
三角形接法
负载上的相电压等于三相电 源的线电压 若三相负载对称，则每相负 载上的电流——相电流
iAB iBC iCA I
负载上的相电压等于三相电 源的线电压
iA iB iC I l
I l iM 21I 2
~
反射电流
0
~ ~ ~ ~ I1 N2 I1 I 0 I1 ' I1 ' ~
I2 N1
~ ~ ~ ~ ~ 理想变压器条件 L1 , I 0 0 I1 I0 I1 ' I1 '
~ I1 N2 ~ N1 I2
§11 变压器原理 导读 p364
理想变压器：
无漏磁——两绕组每匝线圈磁通量都一样 无铜损——忽略导线中的焦耳热 无铁损——忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗 原、副线圈的感抗趋于无穷——空载电流趋于 0 ——忽略一切损耗，电能转换效率100%
变比公式
电压变比公式
自己推导，考虑互感，应用复数基尔霍夫 定律,按图所示的电流方向列出方程，得出 空载电流：副线圈开路时， ~ I0 负载阻抗，原线圈中的电流
旋转磁场的形成
B1 ,B2，B3投影到图中的x轴和y轴上， 三者的x分量和y分量分别为 B1x B1 B0 cost
3 Bx B0 cos t 2
3 B y B0 sin t 2 3 2 2 B B x B y B0 2 By tan tant Bx
2 2
2
4r
＝P耗
电源的效率：电源输出功率与电源总功率之比 P出 R 负载电阻越大，效率越高 P Rr 要求获得最大输出功率与电源效率高不能同时 满足（输变电路 ；无线电设备 ）
§12 三相交流电
p371
0 cos t 0 cos t
Ax 2 0 cos(t ) By 3 4 0 cos(t ) Cz 3
4 3 4 B3 sin B0 cos(t ) 3 2 3
由于磁场旋转，使转子线圈产生感应电流， 电流在磁场中又受安培力作用而使转子转 动起来 根据楞次定律，转子的转动方向与磁场方 向相同 转子的转速总是小于磁场的转速，即始终 保持转子与旋转磁场异步（请思考为什 么？）故称异步电动机。 另外可以通过交换电动机的三根火线中的 任意两根，改变旋转磁场的旋转方向，从 而改变电动机转子转动的方向
三个线圈首尾相接
Ul U
负载连线
中 线 电 流
电流？
设电源为三相四线制，负载 还有两种接法 星形联接
负载两端电压为相电压； 三相电流彼此差 2/3
三相负载相同, 中线电流 IA+IB+IC=0 三相负载不同中线电流不为零。此时省去中线会 造成什么后果？
由于各相负载不平衡，导致各相电流有效值不同，因 而各相电压也不同有的相电压过高，有的过低 相电压会随负载的变化而变化 若两相断开，则第三相不通
电流变比公式
~ I1
~ U1 N1 ~ U2 N2
~ I2
~ ~ ~ N1 此时I 2 0, I1 I 0 L1
~ I1 ' N 2 通常在满 ~ N1 载情况下 I2
作用是抵消负载电流的磁通量
由回路 方程解 出p369
反射电流：副线圈加载，存在负载 ~ ~ ~ ~ 电流 I 2，原线圈增加的电流 I ' I I
U l U ,
三相感应电动机的基本原理
三相感应电动机是一种被广泛采用的动力 装置。三相感应电动机的基本结构如图所 示，由定子（固定部分）和转子（转动部 分）组成
在定子中，有三组互成的线圈ax、 by、cz，当三相交流电通过这三组线 iax i1 I 0 cost 圈时，定子内部空间就会产生驱动电 2 动机转子转动旋转磁场。设通入三组 iby i2 I 0 cos( t ) 线圈的电流瞬时值（以从始端a、b、c 3 流入为电流正方向）分别为 4 icz i3 I 0 cos( t ) 三组线圈在定子内部产生的磁感应强 3 度的大小 4 2 B1 B0 cost B2 B0 cos( t ) B3 B0 cos( t ) 3 3
例题：如图星形负载每一相并联 五盏相同的电灯，其中a相点燃 了三盏，b相点燃了两盏，c相一 盏也没点燃。求中线接通和断开 两种情况下a、b相的电压，已知 电源线电压380伏
Z a 2 U ao 2 Z b 3 U bo 3
中线接通各相电压相等，与负载的阻抗无关 Ul 3U 220V 中线断开：a、b串联 中线 U ab U bc U ca 380V U ao U ob 380V 不能 随意 2 U ao 380 152 220 中断
理想变压器电流变比公式 此时，主副线圈之间电流的相位差
P367最后一段，讨论了负载是纯电阻元件时， 主副线圈中的功率问题（了解） 输入和输出等效电路（了解） 阻抗匹配问题 p369
当外电路的负载电阻R与电源内阻r相等时，输出 功率最大 负载与电源阻抗不匹配时，可以用变压器来耦合 例题23