第2章_变压器的运行原理(要1)ppt课件.ppt

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1、第2章变压器的运行原理变压器的空载运行变压器的负载运行变压器的参数测定变压器的运行特性本章知识要点从空载和负载运行时的电磁关系出发，导出基本方程式、等效电路和相量图；分析稳态运行性能（电压变化率、损耗和效率）适用于三相变压器的对称运行。2.1变压器的空载运行变压器空载运行是指变压器一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组开路时的运行状态。一、空载时各物理量产生的因果关系变压器空载时各物理量产生的因果关系为：一、空载时各物理量产生的因果关系Φ和Φ1σ区别:在性质上：Φ与I0非线性关系；Φ1σ与I0线性关系；在数量上：Φ占99%以上；Φ1σ占1%以下；在作用上：Φ传递能量的媒介；Φ1σ漏抗

2、压降。二、电势、与主磁通的关系设主磁通按正弦规律变化，即Φ=Φmsinωt根据电磁感应定律，一次绕组的感应电势的瞬时值为：二、电势、与主磁通的关系由此可知，一次绕组感应电势e1滞后主磁通90°，且一次绕组感应电势的有效值为一次绕组感应电势与主磁通的相量关系为二、电势、与主磁通的关系同理*结论：，在相位上滞后90°。三、一、二次回路电势平衡方程式变压器空载运行时，各物理量的正方向通常按下图标注：三、一、二次回路电势平衡方程式根据KVL定律，一次回路方程为：由于且很小，则三、一、二次回路电势平衡方程式*结论：影响主磁通大小的因素是：电源电压U1、电源频率f和一次侧线圈匝数N1，与铁心材质及几何尺寸

3、基本无关。即三、一、二次回路电势平衡方程式二次回路中，由于，无二次漏电势，则二次回路方程为四、空载时的等效电路一次漏磁通与一次漏电势之间的关系，可以用一次绕组的漏电感L1σ来处理。一次绕组的感应电势的瞬时值为：x1σ=ωL1σ为一次绕组的漏电抗，一次漏电势可表示为四、空载时的等效电路由于漏磁通所通过的途径是非磁性物质，其磁导率是常数，所以漏磁通的大小与产生此漏磁通的绕组中的电流成正比关系，即故漏电感L1σ为常数，x1σ=ωL1σ亦为常数四、空载时的等效电路由于主磁路是由铁磁材料构成，且主磁通会引起铁耗，所以，主磁通与一次电势之间的关系，除用励磁电感Lm以外，还应用励磁电阻rm来处理，xm=ωL

4、m为励磁电抗，一次电势可表示为Zm=rm+jxm为励磁阻抗四、空载时的等效电路综上，一次回路方程可变为：则从一次侧电源看进去，变压器空载时的等效阻抗为：四、空载时的等效电路变压器的空载等效电路图如下：四、空载时的等效电路等效电路图中：I02r1——一次绕组的铜耗pCu1I02rm——变压器的铁耗pFeZ1=r1+jx1σ——一次漏阻抗应注意的问题r1、x1σ是常量，而励磁阻抗Zm的大小和变压器工作点有关，因铁心中存在饱和现象，rm、xm随着饱和程度的增加而减小，但当电源电压的变化范围不大，对应铁心中磁通的变化也不是很大时，rm、xm的值基本上可视为不变。四、空载时的等效电路如果铁心中没有损耗，

5、与主磁通同相位。但由于主磁通在铁心中交变，产生铁耗，所以将领先一个角度α，相位关系如下图所示：注:变压器空载运行时，很低，一般在0.1~0.2之间。四、空载时的等效电路空载电流的大小：取决于激磁阻抗的大小，从变压器运行的角度看，希望空载电流越小越好，因此变压器采用高导磁率的铁磁材料，以增大Zm减少I0，提高变压器的效率和功率因数。变压器空载时既吸收无功功率，也吸收有功功率，无功功率主要用于建立主磁通，有功功率主要用于铁耗和绕组铜损。由于是不带负载，所以电源输入少量电功率P02.2变压器的负载运行变压器负载运行是指变压器一次绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组接负载时的运行状态。一、磁动

6、势平衡关系变压器空载时，因二次电流为0，主磁路的总磁动势为：变压器负载时，主磁路的总磁动势为：一、磁动势平衡关系从空载到负载时，主磁通基本不变。即磁动势平衡关系为：二、一、二次回路电势平衡方程式变压器负载运行时，各物理量的正方向通常按如下图标注。二、一、二次回路电势平衡方程式负载时，一次回路方程为：二、一、二次回路电势平衡方程式负载时，二次回路方程为：三、基本方程式综上，变压器负载运行时的基本方程式为：三、基本方程式变压器负载运行时的电磁关系如下：四、折算折算目的：获得等效电路；简化计算；画相量图折算方法：N2’=N1折算原则：和二次侧的各功率保持不变四、折算（1）二次电流的折算（2）二次电势

7、的折算四、折算（3）二次漏阻抗的折算同理四、折算（4）二次电压的折算四、折算折算规律总结：二次回路参数单位是伏特的物理量，折算值等于实际值乘以变比；单位是安培的物理量，折算值等于实际值除以变比；单位是欧姆的物理量，折算值等于实际值乘以变比的平方。四、折算折算后的方程：五、负载时的等效电路五、负载时的等效电路(1)T形等效电路五、负载时的等效电路(2)较准确等效电路一般I1NZ1<0.08U1N时采