0教案03 补充1 变压器_补充例题变压器

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建筑电气设备与控制

序号03 内容：补充1：变压器

补1-1 变压器的分类 补1-2 变压器的构造

补1-3 变压器的工作原理及外特性 补1-4 变压器的铭牌数据 补 1-5 变压器的参数测定 重点：工作原理及外特性、电压比 难点：工作原理 作业： 1-----关键词：变压器、电压比、原边、副边、铁芯、外特性

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补充1：变压器

补1-1 变压器的分类

一、按相数来分 ⒈ 单相变压器 ⒉ 三相变压器

二、按用途来分

⒈ 电力变压器：用于输配电线路上。⒉ 整流变压器：用于整流电路上。⒊ 电炉变压器：用于冶金熔炼上。⒋ 线间变压器：用于有线广播线路上。

⒌ 仪用变压器：用于监视、计量和保护线路上（电压互感器、电流互感器）。

⒍ 电焊变压器：用于工业焊接上。

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序号03 ⒎ 自耦变压器：用于调压线路上。

三、按结构来分

⒈ 心式变压器（线圈包围铁心）⒉ 壳式变压器（铁心包围线圈）

四、按冷却方式来分 ⒈ 干式变压器

⑴ 自然风冷却干式变压器（自然）⑵ 强迫风冷却干式变压器（风扇）⒉ 油浸式变压器

⑴ 自然油循环冷却油浸式变压器（自然循环）⑵ 强迫油循环冷却油浸式变压器（油泵循环）

补1-2 变压器的构造

一、电路部分

⒈ 原边（一次、一次侧、初级）绕组。材质：（铜线、铜包铝线、铝线）,绝缘：（纸、漆、棉纱）导线，导线。

⒉ 副边（二次、二次侧、次级）绕组。材质：（铜线、铜包铝线、铝线）,绝缘：（纸、漆、棉纱）导线，导线。

二、磁路部分

铁芯：用涂有绝缘漆的硅钢片（冷轧、热轧）迭压而成。

三、冷却及其他部分 1．风扇、箱体、导油管。

2．油枕、高压绝缘子、低压绝缘子等。

补1-3 变压器的工作原理及外特性

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序号03

一、变压器的工作原理

变压器的功能（作用）：变压器能将某种数值交流电压（电流）变换为相同频率的、不同数值交流电压（电流）。

⒈ 变电压功能

U2= U1 K⒉ 变电流功能

I2K*I

1⒊ 变阻抗功能

Z1K2*Z2

以单相变压器为例：（设变压器的铜损耗和铁损耗均为零值，即

S1 = S2，也就是说，原边容量等于副边容量。原边量下标用

1、副边量下标用2）

TA1单相交流电源A2单相用电负载V1N1N2V2

其中 N1--原边绕组的匝数或圈数（匝）

N2 — 副边绕组的匝数或圈数（匝）

K — 变压器的电压比（原边绕组的匝数与副边绕组的匝数之比）

K = U1U2

U2f(I2)E2I2Z20

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序号03 U1 — 原边绕组电压的有效值（V）

U2 — 副边绕组电压的有效值（V）I1 — 原边绕组电流的有效值（A）I2 — 副边绕组电流的有效值（A）

 — 变压器铁芯中的主磁通（WB）

1S — 原边绕组中的漏磁通（WB）2S — 副边绕组中的漏磁通（WB）

S1 = U1 * I1 — 变压器原边容量（KVA）

S2 = U2 * I2 — 变压器副边容量（KVA）⒋ 对匝数比K 的讨论

⑴ 当K ＞ 1 时，（N1 ＞ N2）为降压变压器。即

U1 ＞ U2 同时 I1 ＜ I2 同时 Z1 ＞ Z2 ⑵ 当 1 ＞ K ＞ 0 时，（N1 ＜ N2）为升压变压器。即

U1 ＜ U2 同时 I1 ＞ I2 同时 Z1 ＜ Z2

⑶ 当K = 1 时，在电力上无意义（在个别弱电中可以起电气隔离作用）。

二、变压器的外特性

是指变压器的输出电压U2与输出电流I2之间的函数关系。即

U2f(I2)

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序号03 实际变压器是有损耗的。即

输入容量（S1）= 输出容量（S2）+ 损耗（S）

其中 损耗（S）有两部份

⑴ 铜损耗：是原边绕组和副边绕组的导线造成的。

⑵ 铁损耗（磁滞损耗和涡流损耗）：是铁芯的硅钢片造成的。所以

U2f(I2)E2I2Z20

其中 E2--输出（副边绕组）电动势的有效值（V）

U2--输出（副边绕组）电压的有效值（V）

I2--输出（副边绕组）电流的有效值（A）

Z20--输出边（副边绕组）的内阻抗值（）

补1-4 变压器的铭牌数据

⒈ 型号：SJ-630/10 ⒉ 额定容量：

三相电力变压器容量系列：（单位：KVA—千伏安）（共25个）30、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000 ⒊ 原边/副边额定电压：10/0.4（KV）

4．原边/副边额定电流：（变压器容量为100KVA时，36/909）5．额定频率：50（HZ）（我国电力网标准频率）6．接法：Y/Y（Y/Δ、Δ/Y、Δ/Δ）7．阻抗电压：4.5% 8．器身重量：

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序号03 9．出厂日期： 10．厂家名称：

补 1-5 变压器的参数测定

一、变压器的空载试验

变压器的空载试验是使变压器副边开路（不接负载 U2 = U20）。变压器空载试验的目的是测定变压比、空载电流、空载损耗。变压器的空载试验电路图。

TA1A2单相交流电源V1N1N2V2

变压器的空载试验时在变压器原边接入调压器，副边开路。原边单相变压器参数测定与分析电路原理图所加电压调到原边电压为额定数值时，得到各仪表的读数如下：

其中：电压表 V1—— 原边额定电压U1N（V）；

电压表 V2—— 副边空载电压U10（V）；

电流表 A1 —— 额定电压时的空载电流I0（A）； 功率表 W —— 额定电压时的空载损耗P0（W）。1．变压比的测定

由电压表V1 和V2分别读出原边额定电压和副边空载电压值。2．空载电流

由接在原边侧的电流表A1读出原边空载电流值。

单相用电负载建筑电气设备与控制

序号03 3．空载损耗

由功率表W读出原边空载功率值。

由于变压器空载电流和原边绕组的电阻都很小，故额定电压时的空载损耗P0（W）为变压器的铁心损耗，即铁损耗。而 铁损耗 = 磁滞损耗 + 涡流损耗

二、变压器的短路试验

变压器的短路试验是使变压器副边短路（不接负载 U2 = 0）。变压器短路试验的目的：是测定短路阻抗、短路阻抗电压、短路损耗。

变压器的短路试验电路图

TA1单相交流电源A2单相用电负载V1N1N2V2

变压器的短路试验时在变压器原边接入调压器，副边短路。原边所加电压调到原边电流为额定数值时，得到各仪表的读数如下： 其中：电流表 A——原边额定电流I1N（A）；

电压表 V——对应I1N的短路电压UDLN（V）； 功率表 W ——额定电流时的短路损耗PDL（W）。

由于变压器短路电压很小，故额定电流时的短路损耗PDL（W）为变压器的原边和副边绕组损耗，即铜损耗。而 铜损耗 = 原边绕组铜损耗 + 副边绕组铜损耗

单相变压器参数测定与分析电路原理图建筑电气设备与控制

序号03 1．短路电压UDLN（V）；

2．短路阻抗ZDL = UDLN（Ω）；

I1N3．短路损耗PDL（W）。

计算举例：

已知：某三相变压器的额定容量S2N=500（KVA）；原边额定线电压U1N=10000（V）；副边额定线电压U2N=400（V）；额定效率ηN=97.6%；如果原边绕组的匝数N1=950（匝）。求：⑴ 原边额定线电流I1N；⑵ 副边额定线电流I2N；⑶ 副边绕组的匝数N2？

解：⑴ I1N=29.58（A）

⑵ I1N=739.43（A）⑶ N2=38（匝）