[所有分类]ch3变压器的基本运行原理

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1、第三章变压器基本运行原理本章内容体现了变压器的基本电磁关系，着重研究变压器稳态运行的数学模型。主要内容：第一节变压器的空载运行第二节变压器的负载运行第三节标幺值第四节变压器等效电路参数测定第五节变压器的运行特性1以单相双绕组电力变压器为例，分析变压器的基本原理、导出基本方程式、等效电路、相量图，求出变压器的运行性能的主要指标，即电压变化率和效率。本章重点：分析变压器的基本理论，本篇核心。Introduction2空载运行：指一次绕组接额定频率、额定电压的交流电源，二次绕组开路时的运行状态。变压器的空载运行第一节变压器的空载运行3一.空载运行时的物理情况图3－1单相变压器空载运行示意图空载运行

2、过程：空载电流——空载磁动势——空载磁通——主磁通和漏磁通——主磁路和漏磁路。i0i2=0AXu11N1N2ax第一节变压器的空载运行4i0AXu11N1N2i2=0ax空载磁通:主磁通与漏磁通的差别：(1)功能不同同时与原副边交链，1仅与原边交链。当i0变化时，、1均变化，在原副边绕组中均产生感应电势，将能量从原边传到付边，1无此功能，仅在原边绕组中产生感应电势（2）磁路性质不同均从铁芯中走，磁阻小1从空气中，磁阻大，5图3－2变压器空载运行时的电磁关系第一节变压器的空载运行u1i0N1i01e1e1e2i0r1N1的电阻6二．正方向的规定(1)

3、原边电流方向有外加电压方向一致，如AX(2)磁势与磁通的正方向均与产生它们的电流满足右手螺旋关系(3)感应电势正方向与产生他的满足右手螺旋关系注：感应电势正方向由低电位指向高电位。(4)由(3)知，付边电压正方向如图所示，付边电流与付边电压正方向一致，均从i0i2=0AXu11N1N2axFu20e2e1e17三.空载运行时的各物理量1.空载电流(1)定义：变压器空载运行时，一次绕组的电流。(2)作用：建立空载磁场，即主磁通(幅值m)和一次绕组的漏磁通1;补偿空载时变压器内部的有功功率损耗。(3)空载电流有有功分量ioa和无功分量ior两部分，前者对应有功功率损耗，后者用

4、来产生空载磁场。第一节变压器的空载运行有功分量很小，可忽略，有8在电力变压器中，空载电流的无功分量远远大于有功分量，所以空载电流基本上属于无功性质，空载电流又称为激磁电流或励磁电流。空载电流的数值不大，大约为额定电流的2％-10％。一般来说，变压器的容量越大，空载电流的百分数越小。1.空载电流第一节变压器的空载运行9(4)激磁电流io的大小:所以，已知磁通时，激磁电流的大小由磁化曲线决定。i00当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，激磁电流与磁通成正比。若铁心中主磁通的幅值m使磁路达到饱和,则i0可由图解法来确定。10当为正弦波，i为尖顶波，含谐波:tti000t1t1(5)激磁

5、电流的波形:磁路不饱和时：磁路饱和时：正弦磁通需要正弦电流正弦磁通需要什么波形的激磁电流？11O磁路饱和时激磁电流成为尖顶波i0i0i1i3i为尖顶波,含谐波12ttim00t1t1(1)不计饱和，正弦，i?(2)计饱和，i正弦，?i为正弦平顶波正弦激磁电流产生什么波形的磁通？f.激磁电流相位:激磁电流与主磁通同相位13空载运行时的相量图变压器从电网吸取的功率，除极少部分消耗在原绕组电阻损耗外，主要用于供给铁心损耗，由于铁耗的存在，激磁电流除磁化电流分量i0r(iFe)外，还有很小的铁耗分量i0a(im)。磁化电流远远大于铁耗电流，所以变压器空载时功率因数很低，0.1-0.

6、2左右。空载时的相量有i0、ior、ioa、u1、m。０图3－4空载运行时励磁电流与主磁通的相位关系14空载磁动势产生主磁通和漏磁通1。空载运行时，铁心中只有空载磁势产生的磁场。空载磁场实际分布情况很复杂，为了分析方便，把磁通根据其所经过的路径不同分为主磁通和漏磁通，以便于把非线性问题和线性问题分别讨论。2.空载磁势第一节变压器的空载运行15（3）主磁通主磁路磁阻小，主磁通占绝大部分，主磁路沿铁心闭合。主磁路的磁阻不是常数，主磁通和产生它的空载电流之间为非线性关系。主磁通交链一次和二次绕组，使其分别感应电势和。二次绕组的感应电势相当于负载的电源，通过主磁通的耦合作用，变压器实现了

7、能量的传递。只有交变的主磁通才能在绕组中感应电势，所以变压器只能传递交流电能，且无法改变交流电的频率。第一节变压器的空载运行164.一次和二次绕组的感应电势交变磁通将在一、二次绕组中感应电势，设主磁通按正弦规律变化，即：m为主磁通的最大值。是电源角频率，=2f。第一节变压器的空载运行17一次绕组感应电势瞬时值为：4.一次和二次绕组的感应电势第一节变压器的空载运行18一次绕组感应电势的最大值:(1)一次