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三相变压器的磁路系统

现代电力系统都采用三相制，故三相变压器使用最广泛。从运行原理来看，三相变压器在对称负载下运行时，各相电压、电流大小相等，相位互差12o0，因此，上一章对单相变压器的分析方法及其结论完全适用于三相变压器对称运行时的情况。

但三相变压器也有其特殊的问题需要研究，例如，三相变压器的磁路系统、三相变压器绕组的连接方法和联结组、三相变压器空载电动势的波形和三相变压器的不对称运行等。此外，变压器的并联运行也放在本章讨论。

三相变压器的磁路系统可分为各相磁路独立和各相磁路相关两大类

把3个完全相同的单相变压器的绕组按一定方式作三相连接，便构成一台三相变压器组或三相组式变压器，如图3.1所示。这种变压器的特点是各相磁路各自独立，彼此无关。当原边接三相对称电源时，各相主磁通和励磁电流也是对称的由于三相芯式变压器三相磁路长度不同，即使外加三相对称电压，三相励磁电流也不完全

对称，中间铁芯柱的一相磁路较短，励磁电流较小。但与负载电流相比，励磁电流很小，它的不对称对变压器负载运行的影响极小，伺服电机因此仍可看做三相对称系统。

由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号“·”标出。绕组的极性只取决于绕组的绕向，与绕组首、末端的标志无关。我们规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。当同一铁芯柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同，如图3.3(.),(d)所示。当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反.

第三章磁路与变压器模拟考题

第三章磁路与变压器模拟考题一、填空 1 、铁磁材料的磁性能主要表现为：____、_____ 和_____ 。 2 、铁磁材料按其磁性能可分为:_____ 、____ 和_____ 。 3 、在交流铁心线圈电路中，线圈上损耗的功率称为____ ；铁心中损耗的功率称为____ ，该损耗包括____ 损耗和_____ 损耗两部分。 4 、交流铁心线圈电源电压不变，若频率减少一半则线圈电流增至____倍，铜损增至____倍 5 、在直流铁心线圈中磁通不仅与_____有关而且还与磁路的_____有关。而在交流铁心线圈中，磁通仅与______有关二、判断题： 1 、变压器的额定容量等于变压器的实际输出功率。（） 2 、变压器的二次侧额定电压 U 2N 在电力系统中是指变压器一次侧施加额定电压时的二次侧空载电压有效值。（） 3 、当变压器一次绕组电压 U 1 一定时，感性负载的功率因素越低，二次绕组电压 U 2 增加的越快。（） 4 、小型变压器的电压变化率一般可达 20% 。（） 5 、将铁心线圈接在直流电源上，若铁心截面积增大，其它条件不变，则铁心磁通将减小。（）三、选择题： 1 、电力变压器的电压变化率一般在（） A 、 10 % B 、 5 % C 、 20 % D 、 15 % 2 、将交流铁心线圈的铁心截面积增大时，其它条件不变则线圈中电流和磁通（） A 、不变Φ增大 B 、 I 增大Φ不变 C 、 I 减小Φ减小 D 、 I 减小Φ不变

3 、在额定负载时大型电力变压器的效率可达（） A 、 96 % ～ 99 % B 、 90 % ～ 96 % C 、 60 % ～ 90 % D 、 70 % ～ 85 % 4 、变压器二次侧额定电压 220V 空载时电压 230V ，实际运行电压 215V 则其电压变化率为 ( ) A 、 6.5 % B 、 4.3 % C 、 2.3 % D 、 6.8 % 5 、变压器一次侧的等效阻抗为 110Ω、二次侧的电阻性负载为 27.5Ω，则变压器变比是（） A 、 1 B 、 2 C 、 3 D 、 4 四、问答： 1 、为什么各交流电机、电器和变压器铁心普遍采用硅钢片叠成？ 2 、、有一台变压器在修理后铁心出现气隙，这时铁心的磁阻、工作磁通以及励磁电流有何影响？ 3 、试述变压器的基本组成和作用。五、计算： 1 、已知信号源的交流电动势 E=2.4V ，内阻 R 0 =600Ω，通过变压器使信号源与负载完全匹配，若这时负载电阻的电流 I L =4mA ，则 (1) 负载电阻应为多大？ (2) 负载的最大功率为多大？ 2 、有一交流铁心线圈接在 220V 、 50HZ 的正弦交流电源上，线圈的匝数为 73 3 匝，铁心截面积为 13cm 2 , 求： (1) 铁心中的磁通最大值和磁感应强度最大值是多少？ (2) 若在铁心上再套一个匝数为 60 的线圈，则此线圈开路电压为多少

磁路与变压器

磁路与变压器一、选择题： 1、一台Y，d11连接的三相变压器，额定容量S N＝630kVA，额定电压U N1／U N2 ＝10／0.4kV，二次侧的额定电流是：（正确答案是:C） A、 21A B、 36.4A C、 525A D 、909A 2、变压器的额定容量是指：（正确答案是:C） A、一、二次侧容量之和 B、二次绕组的额定电压和额定电流的乘积所决定的有功功率 C、二次绕组的额定电压和额定电流的乘积所决定的视在功率 D 一、二次侧容量之和的平均值 3、变压器铁芯中的主磁通Φ按正弦规律变化，绕组中的感应电动势：（正确答案是:C） A、正弦变化、相位一致 B、正弦变化、相位相反 C、正弦变化、相位滞后900 D 正弦变化、相位与规定的正方向无关 4、一台变压器，当铁芯中的饱和程度增加时，励磁电抗Xm：（正确答案是:B） A、不变 B、变小 C、变大 D 都有可能 5、一台原设计为50Hz的电力变压器，运行在60Hz的电网上，若额定电压值不变，则空载电流：（正确答案是:A） A、减小 B、增大 C、不变 D 减小或增大 6、变压器在( )时，效率最高。：（正确答案是:A） A、额定负载下运行

B、空载运行 C、轻载运行 D 超过额定负载下运行 7、额定电压为10／0.4kV的配电变压器，连接组别一般采用( )接线方式。：（正确答案是:C） A、 Y，y0 B、 D，y11 C、 Y，yn0 D Y，d11 8、多台变压器在并联运行时：（正确答案是:D） A、容量较大的变压器首先满载 B、容量较小的变压器首先满载 C、短路阻抗百分数大的变压器首先满载 D 短路阻抗百分数小的变压器首先满载 9、一台双绕组变压器改接成自耦变压器，变比之间的关系可表示为：（正确答案是:A） A、 Ka＝1＋K B、 Ka＝K－1 C、 K＝Ka＋1 D K＝Ka 10、自耦变压器的变比Ka一般：（正确答案是:B） A、≥2 B、≤2 C、≥10 D ≤10 11、变比k=2的变压器，空载损耗250W(从低压侧测得)，短路损耗1000W(从高压侧测得)，则变压器效率最大时，负载系数βm=( )：（正确答案是:C ） A、 1 B、 2 C、 0.5 D 0.25 12、若将变压器一次侧接到电压大小与铭牌相同的直流电源上，变压器的电流比额定电流( )：（正确答案是:D）

三相变压器的工作原理及接线方法

三相变压器三相变压器原理三相变压器是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. 三相变压器是电力工业常用的变压器. 变压器接法与联结组用于国内变压器的高压绕组一般联成Y接法，中压绕组与低压绕组的接法要视系统情况而决定。所谓系统情况就是指高压输电系统的电压相量与中压或低压输电系统的电压相量间关系。如低压系配电系统，则可根据标准规定决定。 1).国内的500、330、220与110kV的输电系统的电压相量都是同相位的，所以，对下列电压比的三相三绕组或三相自耦变压器，高压与中压绕组都要用星形接法。当三相三铁心柱铁心结构时，低压绕组也可采用星形接法或角形接法，它决定于低压输电系统的电压相量是与中压及高压输电系统电压相量为同相位或滞后30°电气角。 500/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 220/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 330/220/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 330/110/LVkV─YN，yn0，yn0或YN，yn0，d11 2).国内60与35kV的输电系统电压有二种不同相位角。如220/60kV变压器采用YNd11接法，与220/69/10kV变压器用YN，yn0，d11接法，这二个60kV输电系统相差30°电气角。当220/110/35kV变压器采用YN，yn0，d11接法，110/35/10kV变压器采用YN，

yn0，d11接法，以上两个35kV输电系统电压相量也差30°电气角。所以，决定60与35kV级绕组的接法时要慎重，接法必须符合输电系统电压相量的要求。根据电压相量的相对关系决定60与35kV级绕组的接法。否则，即使容量对，电压比也对，变压器也无法使用，接法不对，变压器无法与输电系统并网。 3).国内10、6、3与0.4kV输电与配电系统相量也有两种相位。在上海地区，有一种10kV与110kV输电系统电压相量差60°电气角，此时可采用110/35/10kV电压比与YN，yn0，y10接法的三相三绕组电力变压器，但限用三相三铁心柱式铁心。 4).但要注意：单相变压器在联成三相组接法时，不能采用YNy0接法的三相组。三相壳式变压器也不能采用YNy0接法。三相五柱式铁心变压器必须采用YN，yn0，yn0接法时，在变压器内要有接成角形接法的第四绕组，它的出头不引出(结构上要做电气试验时引出的出头不在此例)。 5).不同联结组的变压器并联运行时，一般的规定是联结组别标号必须相同。 6).配电变压器用于多雷地区时，可采用Yzn11接法，当采用z接法时，阻抗电压算法与Yyn0接法不同，同时z接法绕组的耗铜量要多些。Yzn11接法配电变压器的防雷性能较好。 7).三相变压器采用四个卷铁心框时也不能采用YNy0接法。 8).以上都是用于国内变压器的接法，如出口时应按要求供应合适的接法与联结组标号。 9).一般在高压绕组内都有分接头与分接开关相联。因此，选择分接开关时(包括有载调压分接开关与无励磁调压分接开关)，必须注意变压器接法与分接开关接法相配合(包括接法、试验电压、额定电流、每级电压、调压范围等)。对YN接法的有载调压变压器所用有载调压分接开关而言，还要注意中点必须能引出。

第六章磁路与变压器

第六章磁路与变压器一、内容提要变压器是一种静止的电磁装置，原绕组（一次绕组）和副绕组（二次绕组）没有电的直接联系，通过交变磁场，利用电磁感应关系实现能量变换。在变压器中既有磁路问题，又有电路问题，变压器是磁路的具体应用，学习磁路是了解变压器的基础。因此本章在学习变压器理论之前讲述了磁路的基本概念及构成磁路的铁磁材料的性能；介绍了变压器理论、电机理论中常用的电磁定律及交流磁路的特点。简单地讲述了变压器的结构、工作原理、铭牌数据及变压器的外特性、效率性和变压器绕组的同极性端；并重点讲述了变压器电压、电流、阻抗的变换功能。二、基本要求 1、了解磁路的概念和磁路中几个基本物理量 2、了解交流磁路和直流磁路的异同； 3、重点掌握分析磁路的基本定律，理解铁心线圈电路中的电磁关系、电压电流关系及功率与能量问题； 4、掌握变压器的基本结构、工作原理、铭牌数据、绕组的同极性端、外特性、损耗和效率特性； 5、掌握变压器的电压、电流、阻抗变换。三、学习指导磁路部分是学习变压器以及后面学习电动机内容的基础，学习磁路时可以与电路中的内容联系对比来加深理解和记忆。 1、磁场的基本物理量 1）磁感应强度B ：表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。它是一个矢量，与电流之间的方向用右手螺旋定则确定。单位：特【斯拉】（T ）。 2）磁通Ф：磁感应强度B 与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，即Ф=BS 。单位：韦【伯】（Wb ）。 3）磁场强度H ：计算磁场时所引用的一个物理量，也是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。单位：安【培】每米（A/m ）。 4）磁导率μ：用来表示磁场媒质磁性的一个物理量，也是用来衡量物质导磁能力的物理量。H B =μ，单位：亨【利】每米（H/m ）。真空导磁率为H/m 10470-?=πμ。 2、磁性材料与磁性能 1）、磁路由于磁性物质（铁磁材料）具有高的导磁性。可用来构成磁通绝大部分通过的路径，这种磁路径称为磁路。 2）、磁通磁通包括：主磁通和漏磁通主磁通是磁通的绝大部分，沿铁心闭合起能量传递媒介作用，所经磁路是非线性的。

华南师范大学电工学-磁路和变压器试题

1. 下列说法中正确的是（） a ．硅钢片具有高导磁率，可制造永久磁铁； b ．调压器（自耦变压器）既可调节交流电压，也可调节直流电压； c ．交流继电器铁心上有短路铜环，是为了防震； d ．直流电磁铁消耗的功率有铜损和铁损。 2. 变压器的容量S N 一定，其输出有功功率不仅取决于负载的______大小，还取决于负载的______高低。 3. 某信号源内阻为512Ω，若要使它向8Ω的喇叭输出最大功率，则输出变压器的变比K 应为多大？ 4. 将直流继电器接在同样电压的交流电源上使用，结果（） a ．没有影响，照常工作； b ．电流过小，吸力不足，铁心发热； c ．电流过大，烧坏线圈。 5. 某变压器额定电压为220V/110V ，今电源电压为220V ，欲将其升高到440V ，可采用（） a ．将副绕组接到电源上，由原绕组输出； b ．将副绕组匝数增加到4倍； c ．将原绕组匝数减少为1/4。 6. 某电源变压器的容量为100V A ，额定电压为380V/220V 。（1）若接一只220V ，40W 的白炽灯，则消耗铜损R Cu ＝2W ，铁损R Fe ＝3W ，试求副边电流和效率，输出视在功率占容量百分之几？（2）若接一只220V ，40W ，功率因数5.0cos =?的日光灯（不计镇流器的功率损失），试求副边电流，铜损，和效率（铁损正比于电压），输出视在功率占容量百分之几？ 7. 有一空载变压器，原边加额定电压220V ，并测得原绕组电阻R 1＝10Ω，试问原边电流是否等于22A ？ 8. 如果变压器原绕组的匝数增加一倍，而所加电压不变，试问励磁电流将有何变化？ 9. 有一台电压为220V/110V 的变压器，N 1＝2000，N 2＝1000。有人想省些铜线，将匝数减为400和200，是否也可以？ 10. 变压器的额定电压为220V/110V ，如果不慎将低压绕组接到220V 电源上，试问励磁电流有何变化？后果如何？ 11. 交流电磁铁在吸合过程中气隙减小，试问磁路磁组、线圈电感、线圈电流以及铁中心磁通的最大值将作何变化（增大、减小、不变或近于不变）？ 12. 有一线圈，其匝数N ＝1000，绕在由铸钢制成的闭合铁心上，铁心的截面积S Fe ＝20cm 2，铁心的平均长度l Fe ＝50cm 。如要在铁心中产生磁通φ＝0.002Wb ，试问线圈中应通入多大直流电流？ 13. 如果上题的铁心中含有一长度为δ＝0.2cm 的空气隙（与铁心柱垂直），由于空气隙较短，磁通的边缘扩散可忽略不计，试问线圈中的电流必须多大才可使铁心中的磁感应强度保持上题中的数值？ 14. 在题12中，如将线圈中的电流调到2.5A ，试求铁心中的磁通。 15. 为了求出铁心线圈的铁损，先将它接在直流电源上，从而测得线圈的电阻为1.75Ω；然后接在交流电源上，测得电压U ＝120V ，功率P ＝70W ，电流I ＝2A ，试求铁损和线圈的功率因数。 16. 有一交流铁心线圈，接在f ＝50Hz 的正弦电源上，在铁心中得到磁通的最大值φm ＝2.25 ×10－3Wb 。现在在此铁心上再绕一个线圈，其匝数为200。当此线圈开路时，求其两端

三相变压器的磁路对电势波形的影响

科技天地39 INTELLIGENCE ··· ·····················三相变压器的磁路对电势波形的影响新乡职业技术学院马丽娟摘要：本文介绍了三相变压器磁路系统对电势波形的影响及三相压器的相电动势波形与绕组接法和磁路系统的关系。关键词：三相变压器磁路系统电势波形影响一、变压器的基本结构变压器的铁心既是磁路，又是套装绕组的骨架。铁心由心柱和铁轭两部分组成，心柱用来套装绕组，铁轭将铁心柱连接起来，形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚0.35mm 的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆。在大型电力变压器中。为提高磁导率和减少铁心损耗，常采用冷轧硅钢片；为减少接缝间隙和激磁电流，有时还采用由冷轧硅钢片卷成的卷片式铁心。二、主磁通和激磁电流 1、主磁通通过铁心并与一次、二次绕组相交链的磁通叫做主磁通，用φ表示。空载时由于-e1≈u1，而电源电压通常为正弦波，故电动势e1也可认为是正弦波，Φm 为主磁通的幅值，对于已经制成的变压器，主磁通的大小和波形主要取决于电源电压的大小和波形。 2、激磁电流产生主磁通所需要的电流叫做激磁电流，用im 表示。空载运行时，铁心上仅有一次绕组电流i0所形成的激磁磁动势，所以空载电流就是激磁电流，即i0=im。激磁电流im 中包括两个分量，一个是磁化电流iμ，另一个是铁耗电流iFe。磁化电流iμ用于激励铁心中的主磁通φ，对已制成的变压器，iμ的大小和波形取决于主磁通φ和铁心磁路的磁化曲线。当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，iμ与φ成正比，故当主磁通φ随时间正弦变化时，iμ亦随时间正弦变化，且iμ与φ同相而与感应电动势e1相差900相角，故磁化电流为纯无功电流。若铁心中主磁通的幅值Φm 使磁路达到饱和，则iμ需由图解法来确定。由于铁心饱和的关系，当主磁通为正弦波时，激磁电流为非弦波时，激磁电流为非正弦波，其中含有三次和其他高次谐波电流。在三相绕组中，当绕组接成星形接法是，三次谐波激磁电流无法流通，从而将引起磁通和感应电动势的波形发生畸变。变压器的激磁电流只为额定电流的1—3%，它的波形对电流本身是无关紧要的，在等值电路与相量图中均未予以考虑，但它却影响三相变压器的电势波形。激磁电流的波形与铁心的饱和程度密切相关，是由铁芯的磁化曲线决定的。如果变压器的主磁通和感应电势是正弦的，在忽略铁损时可用图解法来决定激磁电流。在饱和的情况下，如主磁通是正弦波，则激磁电流是尖顶波。而且随磁路的饱和程度的增高，顶愈尖。将尖顶波进行谐波分析，可得基波、三次、五次、等一系列谐波，其中除基波外，主要的是三次谐波。三次谐波的频率为基波的三倍。三相变压器做成Y/Y 联接时的线路图。由于激磁电流的基波分量为对称系统，可以互成回路在三相绕组中流通。可见在激磁电流中三次谐波分量在时间上是同相的，在无中线的星形接法中无法通过，激磁电流将接近于正弦波。此时利用磁化曲线可作出主磁通的波形为一平顶波。经谐波分析，主磁通将出现三次谐波分量。在变压器一次侧、二次侧绕组中，除了基波磁通所感应的基波电势外，还有由三次谐波磁通所感应的三次谐波电势。在三相变压器组中，三相磁路相互独立，漏磁和主磁通一样，在各项的独立磁路中闭合，磁阻很小，因此三次谐波磁通较大；加上其频率为基波频率的三倍，所以由它感应的E3就相当大，有时可达到基波电势的45-60%，甚至更高，结果使相电势的最大值很高，形成严重畸变，并可能将绝缘击穿。但在三相线电势中，由于三次谐波电势相互抵消，故仍为正弦波形。在三相心式变压器中，由于三相磁路彼此关联，而各项三次谐波磁通大小相等、相位相同，因此不可能通过铁心闭合，只能借油、油箱壁、铁轭等形成闭合路径如图所示，这条磁路的磁阻较大，故漏磁很小，漏电动势也相应减小，相电动势趋向于正弦波。由于上述原因，在容量较大和电压较高的三相变压器中，不宜采用Y/Y 接法。当三相变压器采用Δ/Y 接法时，原边激磁电流中的三次谐波分量可以流通，于是主磁通呈正弦波，相应的一次侧、二次侧感应的电动势也是正弦波。当变压器采用Y/Δ接法时，一次侧边激磁电流中的三次谐波仍不流通，因而主磁通和一次侧、二次侧边相电动势中将产生三次谐波；但是因为二次侧为三角形接法，故同相位的三次谐波电势将在三角形内产生三次谐波电流。对于这个三次谐波环流，一次侧没有相应的三次谐波电流与之平衡，故二次侧的三次谐波电流就成为激磁性质的电流。此时变压器的主磁通将由一次侧边正弦波的激磁电流和二次侧边的三次谐波环流共同激励，其效果与Δ/Y 接法是一次侧边有三次谐波激磁电流流通时完全一样，因此主磁通将接近于正弦波。由于建立正弦磁通所需要的三次谐波电流很小，故三角形接法内的三次谐波环流对变压器的运行并无多大影响。因此，三相变压器的相电动势波形与绕组接法和磁路系统密切相关。在三相变压器中，一次侧、二次侧绕组中有一边接成三角形，对变压器的运行很有利。

第三章三相变压器及运行

第三章三相变压器及运行目录第一节三相变压器的磁路 (1) 第二节三相变压器的连接组 (2) 第三节三相变压器绕组连接法及其磁路系统对电动势波形的影响 (5) 第四节变压器的并联运行 (7) 小结 (11) 思考题 (12) 第一节三相变压器的磁路三相变压器的磁路系统可分为各相磁路彼此独立和各相磁路彼此相关两类。一、各相磁路彼此独立如把三个完全相同的单相变压器的绕组按一定方式作三相连接便构成为三相变压器，常称为三相变压器组，如图3-1所示。这种变压器的各相磁路是彼此独立的，各相主磁通以各自铁芯作为磁路。因为各相磁路的磁阻相同，当三相绕组接对称的三相电压时，各相的励磁电流也相等。图3-1 三相变压器组的磁路系统二、各相磁路彼此相关如果把图3-1的三个单相铁芯合并成如图3-2(a)所示的结构，图中，通过中间三个芯柱的磁通便等于三相磁通的总和。当外施电压为对称三相电压，三相磁通也对称，其总和，即在任意瞬间，中间芯柱磁通为零。因此，在结构上可省去中间的芯柱，如图3-2(b)所示。这时，三相磁通的流通情形和星形接法的电路相似，在任一瞬间各相磁通均以其它两相为回路，仍满足了对称要求。为生产工艺简便，在实际制作时常把三个芯柱排列在同一平面上，如图3-2(c)所示。人们称这种变压器为三相三铁芯柱变压器，或简称为三相铁芯式变压器。三芯柱变压器中间相的磁路较短，即使外施电压为对称三相电压，

三相励磁电流也不完全对称，其中间相励磁电流较其余两相为小。但是与负载电流相比励磁电流很小，如负载对称，仍然可以认为三相电流对称。图3-2 三相铁芯式变压器的磁路系统第二节三相变压器的连接组一、三相变压器绕组的接法在三相变压器中，我们用大写字母A、B、C表示高压绕组的首端，用X、Y、Z表示高压绕组的末端，用小写字母a、b、c表示低压绕组的首端，用x、y、z表示低压绕组的末端。对于电力变压器，不论是高压绕组或是低压绕组，我国电力变压器标准规定只采用星形接法或三角形接法。兹以高压绕组为例，把三相绕组的三个末端连在一起，而把它们的首端引出，便是星形接法，以字母Y表示。如图3-3(a)所示。如把一相的末端和另一相的首端连接起来，顺序连接成一闭合电路，便是三角形接法，以字母D表示。三角形接法有两种连接顺序，一种按AX-CZ-BY顺序，如图3-3(b)所示; 一种按AX-BY-CZ顺序，如图3-3(c)所示。因此，三相变压器可以连结成如下几种形式：①Y y或YN y或Y yn; ②Y d或YN d; ③D y 或D yn; ④D d。其中大写表示高压绕组接法，小写表示低压绕组接法，字母N、n是星形接法的中点引出标志。图3-3 三相绕组连接法 (a)Y连接法； (b) D连接法AX-CZ-BY; (c) D连接法AX-BY-CZ 二、连接组别及标准连接组

磁路与变压器

课题：模块三磁路与变压器 3.1磁场的性质与分析方法课时安排：2课时授课类型：讲授型新课授课方式：讲授法教学目标：1．知道磁场的基本特性是对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用．2．知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的．3．知道什么叫磁感线．4．知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况．5．会用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向．教学重点：（1）理解用场的基本性质一一力的作用和方向性．（2）掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布．（3）磁场的空间分布与磁感线的对应联系．教学难点：磁场的空间分布与磁感线的对应联系引入新课：我国是世界上最早发现磁现象的国家．早在战国末年就有磁铁的记载．我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献．在现代生活中，利用磁场的仪器或工具随处可见，如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等．进人21世纪后，科技的发展突飞猛进、一日千里，作为新世纪的主人，肩负着民族振兴的重任，希望同学们勤奋学习，为攀登科学高峰打好扎实的基础．今天，我们首先认识磁场．

（二）新课教学： 1、磁场的产生：演示：在玻璃板上放两辆小车，小车上各放置一条形磁铁，通过演示实验1察到，磁体同名磁极相斥，异名磁极相吸，且不需要接触就可以发生力的作用，显然这一力是场力，但磁不带电，不存在电场，它就是另一种场一一磁场。体周围存在着磁场，常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场．除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场．观察演示实验2出，当通人电流时，小四针转动，说明电流周围也有磁场．磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用，这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的． 2、磁场的性质在磁铁周围的不同由放置一些小磁针，发现小磁针静时，指向各不相如图 3 所示，这表明磁场中不同位置力的作用方向不同，因此磁场具有方向性．与电场对比．在电场中，我们利用检验电荷的受力情来反映电场的方向性，规定正电荷受的电场力方向为电场方向。在磁场中，我们利用小磁针来规定磁场的方向，规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向． 3、磁感线为了形象地反映电场的方向性，我们引进了电场线的概念．同理，在研究磁场时，我们引进磁感线来反映磁场的方

第4章磁路与变压器复习练习题

第4章磁路与变压器复习练习题一、填空题 1.线圈产生感应电动势的大小正比于通过线圈的磁通量的变化率。 2.磁路的磁通等于__磁势___与___磁阻__之比，这就是磁路的欧姆定律。 3.变压器是由原、副线圈和闭合铁心组成的。 4.变压器有变电压、变电流和变阻抗的作用。 5.变压器的铁心既是变压器的磁路，又是器身的骨架，它由铁柱和铁轭组成。 6.变压器空载运行时，其铜耗较小，所以空载时的损耗近似等于铁耗。 7.变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗越大，励磁电流越小。 8.变压器的原副边虽然没有直接电的联系，但当负载增加，副边电流就会增加，原边电流 __增加___。 9.变压器的原副边虽然没有直接电的联系，但当负载减少，副边电流就会减小，原边电流 __减少___。 10.变压器在电力系统中主要作用是更换电压，以利于功率的传输。二、选择题 1.变压器的基本工作原理是 C 。 (Ａ)电磁感应 (Ｂ)电流的磁效应 (Ｃ)能量平衡 (Ｄ)电流的热效应 2.有一空载变压器原边额定电压为380Ｖ。并测得原绕组Ｒ＝10Ω，试问原边电流应为__C____。 (Ａ)大于38A (Ｂ)等于38A (Ｃ)大大低于38A 3.某单相变压器额定电压380/220Ｖ，额定频率为50ＨZ。如将低压边接到380Ｖ交流电源上，将出现___B___。 (Ａ)主磁通增加，空载电流减小 (Ｂ)主磁通增加，空载电流增加。 (Ｃ)主磁通减小，空载电流减小。 4.某单相变压器额定电压380/220Ｖ，额定频率为50ＨZ。如电源为额定电压，但频率比额定值高２０％，将出现___B___。 (Ａ)主磁通和励磁电流均增加。 (Ｂ)主磁通和励磁电流均减小。 (Ｃ)主磁通增加，而励磁电流减小。 5.如将380/220V的单相变压器原边接于380Ｖ直流电源上，将出现__C_____. (Ａ)原边电流为零。 (Ｂ) 副边电压为220Ｖ。 (Ｃ)原边电流很大, 副边电压为零。 6.当电源电压的有效值和电源频率不变时，变压器负载运行和空载运行时的主磁通是___B____。 (Ａ)完全相同 (Ｂ)基本不变 (Ｃ)负载运行比空载时大 (Ｄ)空载运行比负载时大7.变压器在负载运行时，原边与副边在电路上没有直接联系，但原边电流能随副边电流的增减而成比例的增减，这是由于____C___。 (Ａ)原绕组和副绕组电路中都具有电动势平衡关系；(Ｂ)原绕组和副绕组的匝数是固定的; (Ｃ)原绕组和副绕组电流所产生的磁动势在磁路中具有磁动势平衡关系。 8.今有变压器实现阻抗匹配，要求从原边看等效电阻是50Ω，今有2Ω电阻一支，则变压器的变比Ｋ＝___D_____。 (Ａ) 100；(Ｂ) 25；(Ｃ) 0.25；(Ｄ) 5。 9.变压器原边加220Ｖ电压，测得副边开路电压为22Ｖ，副边接负载Ｒ2＝11Ω，原边等效负载阻抗为__A___Ω。 (Ａ) 1100；(Ｂ) 110；(Ｃ) 220；(Ｄ) 1000。

磁路与变压器

第6章磁路与变压器本章基本要求：了解磁路的基本概念。了解变压器的基本结构，掌握其工作原理、额定值的意义、外特性及绕组的同极性端。了解三相电压的变换。本章讲授重点知识： ?磁路的概念、物理量和定律 ?交流铁心线圈电路的分析 ?变压器工作原理本章讲授难点知识： ?交流铁心线圈电路的分析本章作业：p143 2、3 §6.1磁路的基本概念和基本定律线圈通有电流将有磁场产生，线圈绕制在铁芯上就构成了磁路。可以说，磁路就是局限在一定路径内部的磁场。 6.1.1 磁场的基本物理量 1．磁感应强度B 磁感应强度是表示空间某点磁场强弱与方向的物理量。B的大小等于通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数目，B的方向用右手螺旋定则确定。单位是特斯拉(T)。2．磁通Φ

磁通表示穿过某截面的磁力线总数。单位是韦伯(Wb)。 BS =Φ 3．磁导率μ 磁导率是衡量物质导磁能力的物理量。单位是亨/米(H/m)。真空的磁导率：H/m 10470-?=πμ 相对磁导率μr ：物质磁导率与真空磁导率的比值。非铁磁物质μr 近似为1，铁磁物质μr 远大于1。 4．磁场强度H 磁场强度是描述磁场源强弱的物理量，与励磁电流成正比，磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，与磁介质无关。单位是安／米（A ／m ）。是为了简化计算而引入的辅助物理量。 μB H = B H μ= 6.1.2 铁磁物质的磁化曲线铁磁物质在磁化过程中的B-H 关系曲线称为磁化曲线。由于B 落后于H 变化（磁滞性），磁化曲线不是一条曲线，而是一个回线，又称磁滞回线。当H 增大到一定值时， B 几乎不再随H 变化，即达到了饱和值，这种现象称为磁饱和。

基于磁路特征的三相三柱式变压器励磁参数识别_索南加乐

第31卷第19期中国电机工程学报V ol.31 No.19 Jul.5, 2011 2011年7月5日Proceedings of the CSEE ?2011 Chin.Soc.for Elec.Eng. 97 文章编号：0258-8013 (2011) 19-0097-08 中图分类号：TM 77 文献标志码：A 学科分类号：470?40 基于磁路特征的三相三柱式变压器励磁参数识别索南加乐，许立强，焦在滨，杜斌 (西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049) Identification Method for Excitation Inductances of Three-phase Three-limb Transformer Based on Characteristics of Magnetic Circuit SUONAN Jiale, XU Liqiang, JIAO Zaibin, DU Bin (School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, Shaanxi Province, China) ABSTRACT: For the application of excitation parameters in transformer protection, the inductance identification method of three-phase three-limb transformer was proposed. Based on the characteristic of magnetic circuit, a mathematic model which links the voltages induced by the main fluxes and the currents of the windings was established. For transformers with Y/Y connection, using main flux induced voltage, the excitation inductances can be calculated accurately and steadily under conditions of normal operation, inrush current and external faults, and the characteristics are distinct from internal faults. The delta side circulating current is no part of excitation currents of three-phase three-limb transformers, so with main flux induced voltage replaced with winding voltage, the proposed method can be applied to transformers with Y/Δconnection directly. In this case, the excitation inductances can be calculated under inrush condition, and can be taken as identification criterion for inrush current in differential protection of the transformer. The proposed method is validated by unified magnetic equivalent circuit (UMEC) transformer model. KEY WORDS: three-phase three-limb transformer; magnetic equivalent circuit; excitation inductance; inrush current 摘要：针对励磁参数在变压器保护中的应用，提出了三相三柱式变压器励磁电感参数的识别方法。根据三相三柱式变压的磁路特征建立了反映主磁通感应压降与励磁电流关系的简化数学模型。对于Y/Y接线的变压器，在求得其主磁通感应压降后，根据所建模型可稳定、准确地求取其在非内部故障情况下的励磁参数，所求参数与内部故障相比特征明确。Δ侧环流不是三相三柱式变压器的励磁电流，在用绕组端电压代替主磁通感应压降后，可直接应用于Y/Δ接线变压器，励磁涌流时仍可准确计算其励磁参数，其特征明确，可与差动保护配合，构建励磁涌流识别判据。通过统一电磁等效电路(unified magnetic equivalent circuit，UMEC)仿真模型验证了该方法的正确性。关键词：三相三柱变压器；磁等值回路；励磁电感；励磁涌流0 引言变压器保护存在的主要问题是如何准确地区分励磁涌流和内部故障电流。目前应用的方法都是根据励磁涌流的波形特征进行识别。励磁涌流的波形受系统电压、等值阻抗、合闸初相角和铁心剩磁等因素的影响，使得励磁涌流和内部故障时电流的波形特征界限模糊，难以保证保护装置的正确动作[1-4]。保护工作者已认识到单纯变压器的电流量对故障信息反映不足，近年来所提出的变压器保护新原理往往都引入了变压器的端电压量[5-12]。文献[10-12]提出了基于励磁电感参数的保护原理，利用变压器端电压和电流来计算变压器的励磁电感参数，并根据该参数在变压器励磁涌流和区内外故障时的不同特征来判别变压器内部故障。励磁参数能够反映励磁涌流产生的本质原因，使得该原理对变压器内部故障的判断不受励磁涌流的影响。该原理具有很好的应用前景，因而成为目前变压器保护的研究热点。然而目前对该方法的研究都是基于单相变压器的T型等效电路模型，所做的仿真和实验也都采用单相变压器组成的三相变压器组。相比于三相变压器组，三相三柱式变压器各相绕组通过铁心存在互感，而且由于铁心结构的原因，其各相励磁参数基金项目：国家自然科学基金项目(50907048, 51037005)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090201120018)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50907048, 51037005); Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (20090201120018)．

第五章磁路与变压器习题参考答案

第3章变压器

第三章变压器 3.1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时怎样反映其作用？它们各由什么磁动势产生？ [答案] 3.2 变压器的R m、X m各代表什么物理意义？磁路饱和与否对R m、X m有什么影响？为什么要求X m大、R m小？ [答案] 3.3 变压器额定电压为220/110V，如不慎将低压侧误接到220V电源后，将会发生什么现象？ [答案] 3.4 变压器二次侧接电阻、电感和电容性负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同？为什么？ [答案] 3.5 变压器的其它条件不变，在下列情况下, X1σ, X m各有什么变化？ (1) 一次、二次绕组匝数变化±10%； (2) 外施电压变化±10%； (3) 频率变化±10%。 [答案] 3.6 变压器的短路阻抗Z k、R k、X k的数值，在短路试验和负载运行两种情况下是否相等？励磁阻抗Z m、R m、X m的数值在空载试验和负载运行两种情况下是否相等？ [答案]

3.7 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成铁损耗?为什么短路损耗可以近似地看成铜损耗？负载时，变压器真正的铁损耗和铜损耗分别与空载损耗、短路损耗有无差别？为什么？ [答案] 3.8 当负载电流保持不变，变压器的电压变化率将如何随着负载的功率因数而变化？ [答案] 3.9 两台完全相同的单相变压器，一次侧额定电压为220/110，已知折合到一次侧的参数为：一、二次侧漏抗的标么值Z1*=Z2*=0.025∠60ο，励磁电抗的标么值Z m*=20∠60ο，如图所示把两台变压器一次侧串联起来，接到440∠0οV的电源上，求下述三种情况一次侧电流的大小(用标么值表示)。 [答案] 题3.9图（1）端点1和3 相连，2和4相连；（2）端点1和4 相连，2和3相连；（3）第Ⅰ台变压器二次侧开路，第Ⅱ台变压器二次侧短路。

第三章变压器

第三章变压器 1.变压器的定义：它是一种静止的电机，通过线圈间的电磁感应关系，将某一等级的交流电压转换为同频率的另一等级的交流电压。 2.变压器的用途： 3.电力变压器：用于电力系统升、降电压的变压器。 3.1 变压器的基本结构和额定值一、变压器的基本结构 1.铁心：构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。①材料： 0.35mm厚涂有绝缘漆膜的硅钢片，导磁性能好，可减少铁损； ②铁心结构：心式和壳式； ③迭片方式：交迭式迭装

2. 绕组：绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成。一次绕组（原绕组）：输入电能二次绕组（副绕组）：输出电能它们通常套装在同一个心柱上，一次和二次绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次绕组的电能就可传递到二次绕组，且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。其中，两个绕组中，电压较高的称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。从高、低压绕组的相对位置来看，变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单，制造方便，所以，国产的均采用这种结构，交迭式主要用于特种变压器中。 3.油箱和冷却装置：变压器油的作用：绝缘和冷却 2

淮北职业技术学院机电工程系第 3 页 4.绝缘套管：用于引线 5.保护装置和其他二、变压器的分类 1、用途分：升压变压器、降压变压器； 2、相数分：单相变压器和三相变压器； 3、线圈数：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器； 4、铁心结构：心式变压器和组式变压器； 5、冷却介质和冷却方式：油浸式变压器和干式变压器等； 6、容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。三、变压器的型号和额定值 1、型号：表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。例如：SL-500/10：表示三相油浸自冷双线圈铝线，额定容量为500kVA ，高压侧额定电压为10kV 级的电力变压器。 2、额定值：额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有： N S ：铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。 N U ：指变压器长时间运行所承受的工作电压。（三相为线电压） N U 1：规定加在一次侧的电压； N U 2：一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。 N I ：变压器额定容量下允许长期通过的电流有N I 1和N I 2（三相为线电流）。 N f ：我国工频：50Hz ；

三相变压器的磁路系统

第三章 磁路与变压器模拟考题

磁路与变压器

三相变压器的工作原理及接线方法

第六章 磁路与变压器

华南师范大学电工学-磁路和变压器试题

最新第五章 磁路与变压器习题参考答案

三相变压器的磁路对电势波形的影响

第三章 三相变压器及运行

磁路与变压器

第4章磁路与变压器复习练习题

磁路与变压器

基于磁路特征的三相三柱式变压器励磁参数识别_索南加乐

第五章 磁路与变压器习题参考答案

第3章 变 压 器

第三章 变压器

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第六章磁路与变压器

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