电机学-三相变压器
《电机学-变压器》作业参考答案
（2）
A
O=X、Y、Z C
一次侧电压三角形
B
题 2‐3 图 联结组
c
x
b
z
y Í电位 a=z, b=x, c=yÎ
x b c y z a
a
二次侧电压三角形
2-40
有一台三相变压器，SN=5600kVA，U1N/U2N=10/6.3kV，Yd11 联结组。变 压器的开路及短路试验数据为 试验名称 线电压(V) 线电流(A) 三相功率(W) 备 注 6300 7.4 6800 开路试验 电压加在低压侧 550 323 18000 短路试验 电压加在高压侧
Xk= Z k2 − Rk2 = 0.98312 − 0.057512 =0.9814(Ω)
（由于未告知具体的试验温度，所以不进行 Rk 的温度折算。 ）
C、求标幺值 由于一次侧为星形连接，所以 U1Nϕ＝U1N/ 3 ＝10k/ 3 ＝5773.5（V） I1Nϕ＝I1N=SN/U1N/ 3 =5600k/10k/ 3 =323.3(A) Z1b=U1Nϕ/I1Nϕ = 5773.5/323.3=17.857(Ω) 因此，各参数的标幺值为 Zm*=Zm/Z1b =1238.2/17.857=69.34 Rm*=Rm/Z1b=104.2/17.857=5.835 Xm*=Xm/Z1b=1233.8/17.857=69.09 Zk*=Zk/Z1b = 0.9831/17.857=0.05505 Rk*=Rk/Z1b = 0.05751/17.857=0.003221 Xk*=Xk/Z1b=0.9814/17.857=0.05496
（2）采用近似的Γ形等效电路计算 各物理量的正方向取为下图的方向：
* * * Zk = Rk + jX k
电机学-三绕组变压器和自耦变压器
是1、2绕组间漏磁，最小的的是2、3绕组之间的
xk13 xk12 xk 23
§4-2 自耦变压器
➢自耦变压器的结构特点
普通变压器的特点：原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上 的联系。
自耦变压器的特点：原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电 路上的直接联系。
自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双
单相三绕组变压器的标准联结组： 为 I, I0, I0 。
§4-1 三绕组变压器
➢三绕组的基本方程式、等效电路、运行性能 1．三绕组变压器的变比
k12
N1 N2
U1 U 20
k13
N1 N3
U1 U 30
k23
N2 N3
U20 U 30
U1 U1
k12 k13
k13
k12
2．三绕组变压器的磁动势方程式
U2a
E2
1
1 ka
I2a Zax
U2a I2aZL
I2
1
ka
I1a
1
1 ka
I2a
I1a
I2a ka
(忽略Im )
cos2
x
2 k12
sin
2
U12(I3) 3r1 cos3 3x1 sin3
同理可得 U13
(1
pcu1 pcu2 pcu3 p fe
) 100%
p2 p3 pcu1 pcu2 pcu3 p fe
四、三绕组变压器的参数测定
三绕组变压器简化等效电路中的参数可通过三个稳定短路试验测定
自耦变压器的变比为：
ka
E1 E2 E2
N1 N2 N2
k 1
式中： k N1 为双绕组变压器的变比。 N2
电机学课件--变压器基础知识
为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁耗小些。 变压器长期工作在额定电压下，但不可能长期满载运行，为了提高运行效 率,设计时取β m=0.4～0.6→P0/PkN=3～6；我国新S9系列配电变压器 pkN/P0=6～7.5
《电机学》 第三章 变压器 20
3-8 三相变压器磁路、联结组、电动势波形 一、三相变压器磁路系统
5
四、应用标幺值的优缺点
1、应用标幺值的优点 ① 额定值的标幺值等于1。采用标幺值时，不论变压器 的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的 范围内，便于分析和比较。 如电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.03~0.10， 如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内，就应 核查一下是否存在计算或设计错误。 例如 p138 I0*、 zk*的范围
P0 2 PkN (1 ) 100 % 2 S N cos 2 P0 PkN
变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器 本身参数有关。 效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载 电流之间的关系η =f(β ),称为变压器的效率特性。
max
22
二、联接组别
（一） 联结法
绕组标记
单相变压器 绕组名称 三相变压器 中性点
首端 高压绕组
低压绕组
末端 X
x
首端 A、B、C
a、b、c
末端 X、Y、Z
x、y、z
A
a
N
n
23
《电机学》 第三章 变压器
两种三相绕组接线:星形联结、三角形联结
1、星形联结 把三相绕组的三个末端连在一起，而把它们的首端引出 三个末端连接在一起形成中性点，如果将中性点引出， 就形成了三相四线制了，表示为YN或yn。 B
实验二 三相变压器
实验二三相变压器一.实验目的1．通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。
二.预习要点1．如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。
2．三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？3．如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。
4．变压器空载和短路实验应注意哪些问题？电源应加在哪一方较合适？三．实验项目1．测定变比2．空载实验：测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosϕ0=f(U0)。
3．短路实验：测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K)，cosϕK=f(I K)。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）2．功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）3．三相心式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方）五．实验方法1.测定变比实验线路如图2-4所示，被试变压器选用MEL-02三相三线圈心式变压器，额定容量P N=152/152/152W,U N=220/63.5/55V,I N=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y接法。
实验时只用高、低压两组仪表量程。
b．合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=0.5U N，测取高、低压线圈的线电压U1U1.1V1、U1V1.1W1、U1W1.1U1、U3U1.3V1、U3V1.3W1、U3W1.3U1，记录于表2-6中。
表2-6上述仪表为智能型数字仪表，量程可自动也可手动选择，功率表含在主控屏上。
仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。
故不同的实验台，其接线图也不同。
功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。
a．接通电源前，先将交流电源调到输出电压为零的位置。
合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2U N b．然后，逐次降低电源电压，在1.2~0.5U N的范围内；测取变压器的三相线电压、电流和功率，共取6~7组数据，记录于表2-7中。
电机学-变压器
2、磁滞电流分量Ih ：Ih与-E1同相位，
是有功分量电流。
3、涡流电流分量Ie： Ie与-E1同相位
Ie由涡流引起的，与涡流损耗对应，
所以：又由于Ih和Ie同相位，合并称为铁耗电流分量，用IFe表示。
空载时励磁电流
❖ Iu——磁化电流，无功性质，为主要分量 ❖ Ife——铁耗电流，有功性质，产生磁滞（Ih）
e2有效值E2 E2m / 2 2f N2 m
图2-8
2、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
k U1 E1 N1 U 20 E2 N2
四、励磁电流的三个分量
❖ 忽略电阻压降和漏磁电势，则U1＝E1＝4.44fN1m。 m∝U1即：当外施电压U1为定值，主磁通m也 为一定值
k＝N1/N2＝1
一)次级电流的归算值
归算前后磁势应保持不变
I
' 2
N
' 2
I2N2
I
' 2
I2
N2
N
' 2
I2
N2 N1
I2 / k
❖ 物加理 了k意倍义。：为当保用持N磁2＝势N不1替变代。了次N级2电，流其归匝算数值增 减小到原来的1／k倍。
二)次级电势的归算值
归算前后次级边电磁功率应不变 ❖ E2I2＝E2I2
❖ 励磁电流的值决定于主磁通 m，即决
定于E1。
u1≈E1=4.44fN1Φm
电磁现象
返回
2、基本方程式
返回
3、归算
❖ 绕组归算——用一假想的绕组替代其中一个 绕组使成为k＝1的变压器。
电机学-第二章变压器3
电机学Electric Machinery电气工程教研室11.三相变压器的概述1）三相变压器对称运行的分析方法三相变压器对称运行时，各相电压、电流大小相等，相位彼此相差120 ，故可以任取一相进行分析。
单相变压器所述的方法及其结论完全适用于三相变压器在对称负载下的运行情况。
2）三相变压器的特殊问题（1）三相变压器的磁路系统；（2）绕组联结组；（3）不同联结组与不同磁路系统组合对三相变压器空载运行电动势波形的影响。
42.三相变压器的磁路系统三相变压器按磁路可分为组式变压器（三相变压器组）和心式变压器（三铁心柱变压器）两类。
三相组式变压器由三台单相变压器组成，各相主磁通都有自己独立的磁路，互不相关联。
三相心式变压器的铁心结构是从三相组式变压器铁心演变过来的，各相磁路是彼此关联的。
59如果把三台单相变压器的铁心拼成星形磁路，则当三相绕组外施三相对称电压时，由于三相主磁通也对称，故三相磁通之和将等于零，即这样，中间心柱将无磁通通过，可省略。
进而把三个心柱安排在同一平面内，可得三相心式变压器。
=++∙∙∙C B A φφφ在三相心式变压器磁路中，磁路是彼此关联的。
三相磁路长度不相等，中间B相磁路较短，两边A、C相磁路较长，磁阻也较B相大。
当外施三相对称电压时，三相空载电流不相等，B相较小，A、C相较大。
由于变压器的空载电流百分值很小（额定电流的0.6%～2.5%），它的不对称对变压器负载运行影响极小，可以忽略。
11组式变压器和心式变压器比较三相心式变压器只用一套油箱、冷却保护装置、材料消耗较少、成本较低、占地面积小、维护比较简单。
三相变压器组常常应用于大型和超大型变压器，便于制造和运输，减少电站的备用容量。
123.三相变压器绕组的联结和组号三相变压器绕组的联结不但是构成电路的需要，还关系到一次侧、二次侧绕组电动势谐波的大小以及并联运行等问题，下面就这些问题加以分析。
13三相心式变压器的三个心柱上分别套有A Array相、B相和C相的高压和低压绕组，三相共六个绕组，如右图所示。
《电机学》复习(重点)
《电机学》复习（重点）第一篇变压器第一章概述3、S N＝√3U1N I1N=√3U2N I2N式中：额定容量S N——指变压器的视在功率，单位为KV A或V A；额定电压U1N/U2N——指线值，单位为V或KV。
U1N是电源加到原绕组上的额定电压，U2N是原边加上额定电压后，副边开路即空载运行时副绕组的端电压；额定电压I1N/I2N——指线值，单位为A；Y接：U线＝√3 U相△接：U线＝U相I线＝I相I线＝√3I相习题1-2 一台三相变压器的额定容量为S N＝3200千伏安，电压为U1N／U2N＝35/10.5千伏，Y，d接法，求：⑴这台变压器原、副边的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流。
⑵若副边负载的功率因数为0.85（感性），则这台变压器额定运行时能输出多少千瓦的有功功率，输出的无功功率又是多少？解：（1）额定电压及电流原边额定线电压U1N＝35 KV原边额定相电压U1＝35/√3＝20.208 KV副边额定线电压U2N＝10.5 KV副边额定相电压U2＝10.5 KV原边额定线电流I1N＝S N／（√3 U1N）＝3200×103／（√3 ×35×103）＝52.79 A原边额定相电流I1＝52.79 A副边额定线电流I2N＝S N／（√3 U2N）＝3200×103／（√3 ×10.5×103）＝175.96 A副边额定相电流I2＝I2N /√3＝101.59 A（2）若cosψ2＝0.85（感性）额定运行时，ψ2＝35.320，sinψ2＝0.527输出有功功率P2＝S N cosψ2＝3200×0.85＝2720 KV A输出无功功率Q2＝S N sinψ2＝200×0.527＝1685.7 Kvar第二章变压器的运行分析3、[P28 式（2-7））采用折合算法后，变压器原变量仍为实际值，而副边量都为折合值，其基本方程为：（1）U1＝－E1＋I1 z1（2）U2’＝－E2’＋I2’ z2’（3）E1＝－E2’（4）I1＋I2’＝I0（5）I0＝－E1／z m（6）U2’＝I2’ z L’4、折算后副边的电压、电流、阻抗的关系如何？U2’＝I2’ z L’5、变压器的T型等效电路（图2-9）7、变压器参数的测定：如何对变压器进行空载实验、短路实验？其目的如何？如何求其参数：r m，x m；r K，x K。
电机学变压器第四章习题部分答案
第四章 三相变压器练习题填空题（1）三相变压器组的磁路系统特点是 。
（2）三相心式变压器的磁路系统特点是 。
（3）三相变压器组不宜采用Y,y 联接组，主要是为了避免 。
（4）为使电压波形不发生畸变，三相变压器应使一侧绕组 。
（5）大容量Y/y 联接的变压器，在铁心柱上另加一套接成形的附加绕组，是为了 。
（6）变压器的联接组别采用时钟法表示，其中组别号中的数字为钟点数，每个钟点表示原、副边绕组对应线电势相位差为 。
（7）单相变压器只有两种联接组，分别是 和 。
（8）三相变压器理想并联运行的条件是 ， ， 。
（9）并联运行的变压器应满足 ， ， 的要求。
（10）变比不同的变压器不能并联运行，是因为 。
（11）两台变压器并联运行时，其负荷与短路阻抗 。
（12） 不同的变压器绝对不允许并联运行。
（14）短路阻抗标幺值不等的变压器不能并联运行，是因为 。
（15）一台Y/Δ-11和一台Δ/Y -11联接的三相变压器 并联运行。
（16）一台0/12Y Y -和一台0/8Y Y -的三相变压器，变比相等，经改接后 并联运行。
（1）各相主磁通有各自的铁心磁路（2）各相磁路彼此相关（3）变压器在磁路饱和情况下的相电动势波形畸变，（4）接成Δ（5）防止相电动势波形发生畸变，（6）30°的整数倍，（7）Ii0，Ii6（8）各变压器变比相等:各变压器联结组标号相同;各并联变压器的短路电压标幺值相等，短路阻抗角也相等。
（9）变压器一、二次额定电压的误差不大于0.5%；变压器联结组标号相同；各并联变压器的短路阻抗标幺值相差不超过10%（10）产生环流使变压器烧毁（11）标幺值成反比分配（12）组别（14）负载分配不合理，不能发挥并联运行的容量水平（15）能（16）能选择题（1）三相心式变压器各相磁阻 。
A ．相等B ．不相等，中间相磁阻小C ．不相等，中间相磁阻大（2）要得到正弦波形的感应电势，则对应的磁通波形应为 。