第6章 变压器的基本理论ppt课件.ppt

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1、第6章变压器的基本理论6.1变压器的空载运行6.3变压器的等效电路和相量图6.2变压器的负载运行6.4变压器的参数测定和标幺值6.6变压器的损耗6.5变压器运行时副边电压的变化和调压装置16.1变压器的空载运行空载运行是指变压器原绕组接额定电压、额定频率的电源上，副绕组开路时的运行状态。2一、变压器的空载运行1.变压器空载运行的电磁关系变压器正向惯例选取：u1与i0符合电动机惯例,即电源的正方向规定电流的正方向与电源取关联参考方向。在负载支路，电流的正方向和电压降的正方向一致；而在电源支路，电流的正方向和电势的正方

2、向一致。i0与Φ符合右手螺旋定则e1、e2与Φ符合右手螺旋定则3漏磁通Φ1σ：主要沿非铁磁材料（变压器油或空气）闭合，仅与原线圈相交链。Φ1σ与i0呈线性关系。磁通分为两部分：主磁通Φ：沿铁心闭合，同时与原副线圈相交链，是变压器传递能量的媒介。由于铁磁材料的饱和现象，主磁通Φ与i0呈非线性关系。注：因磁导率的差异，主磁通占总磁通的绝大部分，漏磁通只占很小的一部分，约0.1～0.2％。4空载时各物理量产生的因果关系5（1）主磁通产生的电动势（2）假定主磁通按正弦规律变化m：主磁通的幅值；E1m：原边绕组感应电动势的

3、幅值。6（3）原边电动势的大小原边电动势幅值：有效值：相量表示：方向：滞后主磁通90度当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正弦规律变化，但相位比主磁通落后900。7（4）副边电动势的大小副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：有效值：相量表示：8（5）漏磁通产生的电动势:=Φ1σmsinωt有效值：相量表示：92.电动势平衡方程式按上面规定的正方向，可得空载时的原边电势方程式L1σ——原绕组的漏电感，为常数x1σ＝ωL1σ——原绕组的漏电抗，常数漏感电势故有Z1=R1+jx1σ——原绕组的漏阻抗，为常数，

4、数值较小。对电力变压器，空载电流引起的漏阻抗压降很小，所以有变压器主磁通的大小主要取决于电网电压、频率和匝数，与负载情况基本无关。3.变压器的变比变压器变比——变压器原边电势与副边电势之比，用符号k表示，即当变压器空载时，由于U1≈E1，U2=E2，故可近似用原、副电压之比作为变压器的变比注：在三相变压器中，变比是指相电压之比。将三相变压器的线电压之比，称线电压比二、空载运行的等效电路和相量图1.空载电流空载时，空载电流建立了主磁通，所以空载电流就是激磁电流（或励磁电流）。激磁电流磁化电流Iμ——起磁化作用，为无功

5、分量铁耗电流IFe——对应磁滞和涡流损耗，为有功分量注：在电力变压器中，由于Iμ>>IFe，故可以近似认为I0＝Iμ13当外加电压u1为正弦波时，和它相平衡的电势e1和磁通Φ也为正弦波。由于铁磁材料的磁化曲线非线性化，铁心的饱和使激磁电流i0畸变为尖顶波尖顶波可以分解为基波和3、5、7，‥‥谐波。谐波中以3次谐波最为显著12123344分别为基波和各次谐波的有效值。激磁电流i0为尖顶波，为了计算的方便，用一个正弦电流来代替它，正弦电流的有效值为当考虑铁心损耗时，电流中还包含铁耗分量IFe，即有激磁电流i0与磁通Φ是

6、同相位。或2.空载时的相量图根据作空载时的相量图IμIFeI0ΦmE1E2-E1U1I0R1jI0x1σ以主磁通Φm为参考量；Iμ与Φｍ同相位；-E1加上与I0平行的I0R1和超前I0900的jI0x1，得U1。E1和E2滞后Φm900IFe为代表铁耗的有功分量，超前Φｍ900；Iμ与IFe两者的相量和为I0；注：参数Rm是对应铁耗的等效电阻，称为激磁电阻（或励磁电阻）参数xm是对应于主磁路磁导的电抗，称激磁电抗就可以看作在Zm上的电压降。其中有功分量，无功分量。变压器空载时从原方看进去的等效阻抗Z0为式中称为变压

7、器的激磁阻抗3.空载时的等效电路变压器的电动势方程变为等效电路U1.I0R1jx1σE1.Rmjxm.一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行状态。6.2变压器的负载运行电磁关系正方向规定磁动势平衡关系能量传递漏磁通与漏磁电抗变压器基本方程式19一、电磁关系（1）变压器正向惯例选取：a）一次侧：发电机惯例。按正向流入一次侧。b）二次侧：负载或电动机惯例。与方向相同。c）i、交链时，与i成右手关系。d）感应e时，e与成右手关系。20(2)电路、磁路的工作情况：21根据磁动势平衡原则（没变，磁动势还是由空载电流

8、产生）是激磁电流，固定不变的量。负载分量随负载不同而变化。原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。副边绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或减小，吸收的功率也增大或减小。二、磁动势方程与能量传递22三、电势平衡方程原边：副边：23变压器的基本方程式：利用，k，Z1，Z2，Zm，ZL求解出，，246.3变压器的等效电路和相量图一、绕组归算（折算）由于变