第二章 变压器：变压器是以磁场为媒介，通过电磁感应现象进行工作的一种电磁装置，也是电机的一种，能够改变交流电的电压。变压器主体是绕组和铁芯，除此之外，还有油箱和冷却装置以及绝缘套管等。在变压器当中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，通过电势与磁势平衡的过程，能量从一次侧传递到二次侧。通过归算将变压器的一、二次电路连接起来，成为一个纯电路形式的等效电路。利用空载实验和短路实验数据，可求取变压器的参数。引入变压器的连接组别说明三相变压器连接方式及一、二次绕组线电动势的相位关系。电压变化率反映了供电电压的稳定性。效率反映了变压器运行时经济性能的好坏。还有一些特殊结构的变压器，如自耦变压器、三绕组变压器、互感器等。2.1变压器的介绍:变压器是以磁场为媒介，通过电磁感应现象进行工作的一种电磁装置，因此变压器也是电机的一种。变压器的主要功能是把交流电源电压按使用要求升高或降低，因此，变压器的用途极为广泛。变压器可以按照不同的分类方式进行分类，例如：按照用途不同可以分成电力变压器和特种变压器；按照线圈的数目分，可以分成双绕组变压器，自耦变压器，三绕组变压器和多绕组变压器；按照冷却方式分，可以分成油侵式变压器，干式变压器和充气式变压器等。[多选题]油浸式变压器的结构包括（）。选项:[绝缘套管, 绕组, 油箱和冷却装置 , 铁芯]
2.2变压器的基本结构:变压器属静止电器，结构相对比较简单，其主体是绕组和铁芯，除此之外，还有油箱和冷却装置以及绝缘套管等。绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁心合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。由包有绝缘材料的铜或铝导线绕制而成。变压器铁芯是耦合变压器一二次绕组的磁路，为减小交变磁场引起的铁芯损耗，铁芯一般由硅钢片叠装而成。
2.3变压器的空载运行:通过对变压器空载运行电磁过程的分析，推导出变压器变压的原理。由于一次绕组和二次绕组的匝数不同，由铁芯中的主磁通分别在一次绕组和二次绕组当中产生的感应电动势e1和e2大小并不一样，它们的比值刚好等于匝数比k，k就是变压器的电压比。因此，要使一、二次绕组具有不同的电压，只要使它们具有不同的匝数即可。
2.4变压器的负载运行:通过变压器负载运行的分析得出，在变压器当中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，通过电势与磁势平衡的过程，能量从一次侧传递到二次侧。负载变化对一次侧的影响是通过二次侧磁势起作用的。这就是变压器能量传递的原理。
2.5变压器的基本方程:通过对变压器电磁过程的分析，对变压器列出六个基本方程，这六个基本方程能够比较完整的描述变压器运行时内部的电磁过程。
2.6变压器的归算:变压器一、二次绕组的电路是相互独立的，只有磁的联系，没有直接电的联系，由于一、二次绕组的电势、电压不同，因此这两个等值电路并不能够直接连在一起，因此不便于计算。若要将变压器的一、二次电路连接起来，成为一个纯电路形式的等效电路，需要进行绕组归算。归算的原则是：归算不改变变压器内部的电磁平衡关系，也就是说要保持磁动势不变，保持各功率或损耗不变。
2.7变压器的等值电路:通过归算将变压器原、副边电路整合为一个统一的电路，即为变压器的等值电路。变压器的等值电路有几种形式：变压器的T型等效电路，近似等效电路，简化等效电路。有了变压器等效电路，分析计算变压器的各种特性，就只是用熟知的电路理论求解电路问题了，当然，求得的是归算值，还需要还原计算出实际值。
2.8变压器参数测定:变压器空载实验数据用来计算变压器的激磁电阻和励磁电抗，短路实验数据用来计算变压器的短路电阻和短路电抗。
2.9波形与频率:电力变压器可以分成单相变压器和三相变压器，他们的铁芯结构和绕组连接方式是不同的。单相变压器中，当磁路饱和时，Φ与E均呈正弦波形，i0为尖顶波。三相变压器按铁芯结构可以分为两类，三相组式变压器和三相芯式变压器。由于不同的变压器磁路系统和绕组连接方式对电动势波形具有不同的影响，为了使电动势波形为正常的正弦波，首先，三相变压器组不能采用yy连接。其次，一、二次绕组中最好有一侧接为三角形。
2.10相位角:一、二次绕组被同一个磁通匝链，交变磁通将同时在两个绕组中产生感应电动势，任意瞬间，两个绕组的感应电动势同时为正电位的端点，称为同名端。变压器电动势正方向通常设定为由绕组的末端指向始端，一相的高、低压绕组相电动势之间的相位关系只有同向或反向两种可能。三相变压器一、二次侧线电动势（或线电压）的相位差总是30º的整数倍，引入三相变压器的连接组别说明三相变压器连接方式及一、二次绕组线电动势的相位关系。
2.11变压器的基本特性:电压变化率是用来反应负载改变时，变压器输出电压大小变化的情况。电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它的大小反映了供电电压的稳定性。效率反映变压器运行时经济性能的好坏，也是表征变压器运行性能的重要指标之一。当电源电压不变，负载的性质不变，变压器的效率是负载系数的函数，即变压器的效率特性。当PFe =PCu 时会出现最高效率，此时的负载率称为经济负载率。
2.12变压器的并联运行:变压器的并联运行是指两台或两台以上的变压器，他们的一次和二次绕组分别并联到共同的高压和低压母线上，变压器并联运行有很多的优点，也需要满足一定的条件。一、并联运行的各变压器变比相同；二、各变压器的连接组别相同；三、各变压器的短路阻抗，或者说是短路电压的标么值相等，并且短路阻抗角也相等。这三条中，第二条必须绝对满足。
2.13自耦变压器:与普通双绕组变压器相比，自耦变压器的一、二次侧绕组即有磁的联系、还有直接电的联系。自耦变压器的优点是：自耦变压器比双绕组电力变压器节省材料，成本低，效率高。变比越接近1,效益系数越小, 电磁容量(绕组容量)越小, 节材效果就越明显。自耦变压器的缺点是：自耦变压器的短路阻抗标幺值比较小，因此短路电流比较大。
2.14三绕组变压器:在同一铁心柱上绕上三个绕组，具有高/中/低三种电压的变压器叫三绕组变压器。三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网，它起着两台甚至三台双绕组变压器的作用，因此较为经济。一般工作情况下，三个绕组中的任意一个（或两个）绕组都可以作为原边绕组，而其它的两个（或一个）则为副边绕组。
2.15互感器:互感器也是利用电磁感应原理来进行工作的，但是互感器不是用来进行能量的传输，而是进行信号的变换的。互感器的一次绕组与高压线路相连，二次绕组接测量仪表，既实现了高压线路与测量仪表间的电气隔离，又能够将高电压和大电流转变为较小的二次电量，方便测量或控制。为保护人身和设备安全，在使用时应将互感器二次侧的一端及铁芯接地。在一次侧接电源时，电压互感器的二次侧不允许短路，而电流互感器的二次侧则绝对不允许开路。
[多选题]变压器的主磁通（）。选项:[既与一次绕组匝链，也会与二次绕组匝链；, 所经路径为沿铁芯闭合的磁路；, 所经路径大部分为非磁性物质。, 只匝链一次绕组；]
[多选题]变压器等效电路中rm是（）。选项:[是一个假想的电阻；, 值随变压器铁芯的饱和程度增大而减小。, 反映变压器的铁芯损耗；, 反映变压器的铜损耗；]
[单选题]一台单相变压器由于硅钢片剪裁不当，迭装时接缝处留有较大的缝隙，那么当电源电压不变时，此台变压器的空载电流将（ ）。选项:[增加, 不变, 减少, 先增加后减小 ]
[单选题]Y,d接线的三相变压器空载激磁电流波形为（ ）。选项:[正弦波, 矩形波, 尖顶波, 平顶波]
