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第三章 变压器 本章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象。 在阐明变压器的工作原理之后，介绍变压器的分类及主要结构，着重叙述单相变压器的基本原理及运行特性，并针对三相变压器特点对有关问题加以探讨。 ;*; 　 第一节 变压器的工作原理、分类及结构 一、变压器的工作原理 变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器。 　　　变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。 变压器是静止的电磁装置。 　　　;;;*;*;　　理想变压器:不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，无漏磁通，其间耦合系数K=1 的变压器。 　　描述理想变压器的电动势平衡方程式（根据法拉第电磁感应定律而得）：;*;　　令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则：;　　二、变压器的分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 　　电力变压器有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器、发电厂用变压器等。 　　特种变压器有整流变压器、电炉变压器、高压试验变压器、控制变压器、矿用变压器、船用变压器等。 　　按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。;　　　按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 　　　按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。 　　　按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 　　　按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。 　　　互感器、调压器、电抗器结构、原理同于变压器。 ;电源变压器;;;;;;;;;;;　　　 三.变压器的结构简介 　　　1.铁心 　　　铁心是变压器中主要的磁路部分。 　　　为了减少涡流损耗、磁滞损耗，通常由含硅量较高，厚度为0.35或0.5mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。 　　　铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用。 　　　;*;;单相芯式变压器;;;　　 2.绕组 　 绕组是变压器的电路部分,它是用纸包的绝缘扁铜线或圆铜线绕成。 　　　接???高压电网的绕组为高压绕组，接于低压电网的绕组为低压绕组。 高压绕组和低压绕组的布置方式有同芯式绕组、交叠式绕组。;*;*;三相同芯式变压器;*;　　　3.其他结构部件 　　　以典型的油侵式电力变压器为例，其他结构部件有:油箱、储油柜、散热器、高低压绝缘管套以及继电保护装置等外形如下图。;;油浸式电力变压器;　　 4.变压器的额定值 　　　(1)额定容量SN：变压器视在功率的惯用数值，以V A，KV A，MV A 表示，一次和二次绕组额定容量相同。 稳定负载、额定电压、额定电流、额定频率、额定效率、额定温升即名牌数据下的容量。 　　　 　　　;*;　　 (3)额定电流IN 　　　变压器的额定容量除以各绕组的额定电压所计算出来的线电流值，以A，kA表示。 　　　单相变压器的一次、二次绕组的额定电流： 　　　 I1N = SN / U1N??? 　　　 I2N = SN / U2N 　　　三相变压器的一次、二次绕组的额定电流: 　　　 I1N = SN / sqrt(3) U1N 　　　 I2N = SN / sqrt(3) U2N;(4)额定频率fN 我国工业用电频率为50HZ。 ;[例3-1] 有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，; 第二节 单相变压器的空载运行 一、空载运行时的物理情况 变压器匝数为N1 的一次绕组加上交流电压u1，在一次绕组产生空载电流i0。 变压器匝数为N2 的二次绕组开路，没有电流，但产生空载电压u20，这种情况即为变压器的空载运行。;;　　　 空载电流i0 产生一个交变磁通势i0 N1，并建立交变磁场主磁通Φm，是通过铁心闭合的磁通量，铁芯的磁导率比油或空气的磁导率大得多，所以主磁通Φm 占绝大部分。 一次绕组的漏磁通Φ1ó ,是通过油和空气闭合的磁通量，占少量。二次绕组没电流故没漏磁通。;*; 一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式： i0：空载电流； u20：二次绕组的空载电压 r1：一次绕组的电阻； φ：主磁通 φ1σ：一次绕组漏磁通; 1、感应电动势与主磁通 若u1 随时间按正弦规律变化，则φm 也按正弦规律变化。 空载运行时，忽略i0 R1 和e1σ: ;*;　　　磁通与电势相差90 ,关系图：; 感应电动势e1 和e2 均滞后于φm 的电角度90°，其有效值:;*;磁通Φm