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技術專文

圖2、電力變壓器

Primary
winding Secondary
N P turns winding
N P turns
Primary
current Magnetic
Flux, Φ
I P Secondary
current
I S
Primaru
Voltage
V P Secondary
Voltage
V S

Transformer
Core
(a)電磁感應原理 (b)模鑄式變壓器

計畫方法 圖3、變壓器電路模型

變壓器電路模型
Circuit Model of Power
Transformer

基本觀念 Basic Concept
(a)實際模型 理想變壓器
Stephen J.Chapman所著「電機機
械基本原理」，變壓器匝數值(又
稱匝數比)定義：一次側中由互磁
通所引起的電壓對二次側中由互磁
通所引起的電壓之間的比值，等於
變壓器的匝數比。 圖2為變壓器電
磁感應原理，理想情況下繞組電阻
(b)T型電路
和漏磁電抗為零，一次側與二次側
的電壓(V P 、V S )繞組匝數(N P 、N S )
關係如下
................ (1)
其中，a為變壓器匝數比，ΦM交
鏈一次側及二次側的磁通量。若變
(c)近似模型-1 (d)近似模型-2
壓器N P 大於N S ，則匝數比a大於1，
即輸入電壓V P 大於輸出電壓V S ，
便是降壓變壓器，反之為升壓變壓
器。對一個設計良好的變壓器而 線，根據(1)式，匝數比則為80.26 3(b)參考至二次側電路模型、 圖3(c)
言，交鏈一次側及二次側的磁通量 (=22.8kV/492V×1.732)，因兩 近似模型-1、 圖3(d)近似模型-2。
遠大於漏磁通，因此變壓器一次側 側結線不同，故匝數比值需再乘
– 步驟一： 圖3(a)為考慮變壓器
的總電壓對二次側總電壓的比近似 1.732倍。
中繞組(R P , R S )和鐵芯電感(X P ,
於式(1)。
X S )、繞組間的漏電感(X M )以及
此外，三相匝數比理論值(baseline) 基頻電路 Fundamental Circuit 繞組電阻(R C )等參數。若採匝比
的計算方式如下。例如： 圖2(b) 圖3為變壓器電路模型的數學推導 值定義，將等效參考至二次側，
為三相模鑄式變壓器，銘牌標示 程序，說明如下，模型共計四種， 可表示為T型電路，如 圖3(b)所
額定電壓22.8kV/492V、Δ-Y結 分別為 圖3(a)實際變壓器模型、 圖 示。

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