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第一篇 变电站的电气设备 第一章 电力变压器 1、变压器的工作原理 当一次线圈加上电压U1，流过交流电流I1时，在铁芯中就产生交变磁通（电生磁）。这些磁通中的大部分，即Φ1匝链着本线圈，也匝链着中压、低压线圈，故我们称它为主磁通。在主磁通的作用下，三侧的线圈分别会感应起电势E1、E2和E3（磁生电）。电势的大小与匝数成正比。根据电磁感应的原理，用公式表示如下： E=4.44fwФm 由于二次线圈和一次线圈的匝数不同，感应电势E1和E2、E3的大小也不同。若忽略内阻抗压降，感应电势就等于端电压。所以电势大小不同也即电压大小不同，这就是变压器能变压的道理。 如果不考虑变压器的损耗，则二次输出功率就等于一次输入动率（变压器是输送电能的设备）。这样，二次侧电压和电流的乘积，就等于一次侧电压和电流的乘积。它说明电压高的一侧，电流就小；电压低的一侧，电流就大。 当变压器二次空载时，一次侧仅流过产生主磁通的电流，这个电流可称它为变压器的激磁涌流，或空载电流。外加一次侧电压不变，可以认为激磁电流不变，铁芯中的主磁通不变。当二次侧加负载流过电流后，该电流也在铁芯中产生磁通，这个磁通必然改变铁芯中原主磁通的分布情况，有减少I1所建立的磁势的倾向。一次电流要保持主磁通不变，必须从电网中吸收相应的电流，这部分电流产生磁通专门用来抵消二次侧电流所产生磁通的影响。这样，一次线圈就流过两部分电流，一部分是用来激磁的，一部分是用来平衡二次电流的，根据焦耳—楞次定律，后一部分电流是随着二次电流的增减而增减的。可见高压绕组从电网获得的功率，是通过电磁感应，传递给中、低压绕组的，这就是三绕组变压器的工作原理。 因为电流乘上匝数就是磁势，所以上述这个过程也叫变压器的磁势平衡作用。变压器就是通过这种平衡作用，实现从一次到二次的能量传递的。 3、变压器铭牌数据意义 ⑴ 额定容量：指变压器在额定电压、额定电流下连续运行时，电能所输送的功率。单位是KVA。 对于三相变压器容量表示为： S = Ue Ie KVA 式中Ue 为线电压 Ie为线电流 单位：（KV、A） 三相三线圈变压器的容量，以高压绕组的容量作为变压器的额定容量，即作为100%，其余两个绕组的容量以其与高压绕组容量之比的百分数来表示，其三相绕组的容量可以相等，也可以不相等。各侧绕组的功率，以任何方式运行时，均不能超过其额定的允许值。 ⑵ 额定电压：指变压器长时间运行时所能承受的工作电压。电力变压器均有分接抽头，分头之间的电压称为分接级电压，铭牌上的Ue值通常指中间抽头的额定电压值。 电压比（变比）是指变压器各侧额定电压之间的比值。 例如：220±3 2×2.5%/11.5/38.5KV的意义 ⑶ 额定电流：指变压器在额定容量下，允许长期通过的线电流。 ⑷ 阻抗电压（短路电压或短路阻抗）：把变压器的二次线圈短路，在一次绕组上慢慢升压，当二次绕组上的短路电流等于其额定值时，一次侧所施加的电压Ud称为短路电压。铭牌上通常用Ud对一次额定电压Ue比值的百分数uk表示。如uk=8%，或写成阻抗电压的百分值uk%=8。 意义：两台变压器并列运行时，其阻抗电压应相等，因并列运行时阻抗电压大的带负荷电流小；反之，阻抗电压小的所带负荷较大，造成两台变压器负荷分配不均匀。继电保护的计算、系统潮流计算、分析变压器负荷变动时二次电压波动情况，数值太大、太小对系统均不利。 ⑸ 空载电流：二次开路，一次加额定电压所流入电流叫空载电流。它以占额定电流的百分数来表示，空载电流的大小决定于变压器的容量、磁路结构、硅钢片的质量等因素，高压试验中常把空载电流和空载损耗的变化情况，做为判断变压器在运行中曾发生过某些故障的依据。 ⑹ 空载损耗：二次开路，一次加额定电压时变压器所吸取的功率叫空载损耗。这损耗主要是此情况下铁芯中的损耗和涡流现象引起的，变压器运行后，空载损耗与以往的数值有显著差异时，说明变压器有缺陷。 ⑺ 短路损耗：二次短路，一次通以额定电流时变压器所吸收的动率叫短路损耗。主要指变压器在运行中各侧线圈中的电阻发热所引起的损耗，此时的铁芯磁通密度小损耗可忽略不计。利用短路损耗可以检查线圈结构的正确性（新建或大修后）。 ⑻ 变压器的接线组别：变压器每一侧都有三个线圈，可连接成星形或三角形；每一相的一、二次线圈还有不同的极性关系和不同的首、尾标号方法。上述种种因素，就构成了变压器各侧有不同的接线组合，影响着各侧电压、电流的相位和数值大小的关系。故变压器各侧按线圈间的电压、电流的相位关系的接线，就叫做变压器的接线组别。 时钟表示法：把变压器高压侧的线电压向量作为长针，低压侧线电压向量作为短针，让长针（高压侧线电压向量）永远固定在钟面的“12”上，短针（低压侧线电压向