变压器的运行原理及特性ppt课件.ppt

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1、第二章变压器的运行原理和特性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变压器的参数测定第一节变压器的空载运行变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源，副边绕组开路时的运行状态。原、副边电路的各物理量分别用下标“1”和“2”标注，以示区别。图2-1变压器空载运行时的示意图一、空载时各物理量产生的因果关系－空载电流N－原边线圈匝数－空载磁动势－主磁通－漏磁通－原边主电动势－副边主电动势－原边漏电动势－原边绕组电阻主磁路漏磁路二、电势与磁通的大小和相位关系同理可得所以，变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比，与各自的匝数成正比，感应电势

2、在相位上滞后磁通90o。三、原边漏电抗和励磁电抗1.原边漏电抗可见，由于漏磁路不饱和，即漏磁路磁阻为常数，所以与为成正比关系，且滞后90。为了计算，可引入原边漏电抗，则：其中：称为原边漏电抗，由于漏磁路不饱和，故为常数；称为原边漏阻抗。2.励磁阻抗由于铁磁材料的饱和性，即主磁路磁阻不为常数，与为非线性关系，在建立主磁通时会产生铁耗。为了计算方便，也可引入励磁阻抗。其中：称为励磁阻抗；为励磁电阻；为励磁电抗。励磁电阻的物理含义：在产生的损耗等于铁耗，即，该损耗使得铁芯发热。励磁电抗的物理含义：在消耗的无功用于建立主磁通。和随磁路饱和程度的增加而减小，但通常变压器外加

3、电压是一定的，在正常运行范围内，主磁通基本不变，磁路的饱和程度也基本不变，因而，它们可近似看作常数。四、原副边回路方程和等效电路1、电动势平衡方程变压器空载运行时，各物理量的参考正方向如按图2-1标定。（1）原边电动势平衡方程思考：上式是如何利用基尔霍夫电压定律得到的？由于很小，故可近似忽略，则重要结论：变压器主磁通的幅值的大小主要由原边所加的电源电压决定。（2）副边电动势平衡方程2.空载时的等效电路图2-2变压器空载时的等效电路（1）。（2）空载时电路功率因数很小，空载电流主要是无功性质的。（3）由于铁磁材料的磁饱和性，引起空载电流的波形是尖顶波，而非正弦波。（

4、4）空载电流越小越好，采用高导磁率的铁磁材料，能增大，减少。（5）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芯的损耗。第二节变压器的负载运行变压器负载运行：指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源，副边绕组接负载时的运行状态。～图2-3变压器负载运行时的示意图～一、负载时电磁关系～～1.磁动势平衡关系（因）1主磁通主要取决于原边端电压近似2主磁路磁阻为常数结论：变压器原、副边电流与其匝数成反比，当负载电流增大时，原边电流将随着增大，即输出功率增大时，输入功率随之增大。所以变压器是一个能量传递装置，它在变压的同时

5、也在改变电流的大小。2.原、副边回路方程式～～原边回路方程副边回路方程副边漏电抗副边绕组电阻副边漏阻抗二、折算折算的目的：由于原、副边回路只有磁路的耦合，没有电路的直接联系，为了便于分析计算，应该建立一个等效电路将原、副边回路统一到一个电路中来，为此，需对变压器进行绕组折算。折算的思路:把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时，对副边回路各参数进行的调整。折算的原则：是折算前后副边磁动势不变（对原边的影响不变）、副边各部分功率不变，以保持变压器内部电磁关系不变（自身的各部分特性和关系不变）。折算参数符号：折算后的物理量在原来的符号上加一个上标号“′”以示区别。思考：

6、副边有哪些参数需要折算？1.副边电流的折算根据折算前后副边磁动势不变的原则另外：2.副边电势的折算根据电势与匝数成正比3.副边阻抗的折算根据折算前后副边绕组有功功率不变的原则根据折算前后副边漏电抗无功功率不变的原则根据折算前后副边负载视在功率不变的原则4.副边电压的折算根据折算前后副边绕组电压的表达式以及可得结论：（1）折算的规律单位为“A”的电流折算系数为单位为“V”的电压和电动势折算系数为单位为“”的电阻、电抗、阻抗折算系数为（2）折算的方向副边参数向原边方向折算。思考：原边参数可向副边方向折算吗？如能折算，折算的规律又是什么？（3）折算前后的基本方程比较折算

7、前基本方程折算后基本方程三、负载时的等效电路折算后基本方程图2-4变压器的T形等效电路～说明：图中的中间支路称为励磁支路。三、负载时的等效电路图2-4变压器的T形等效电路～为短路电阻为短路电抗为短路阻抗图2-6变压器的简化等效电路～参考方向改变图2-6变压器的简化等效电路～～图2.7变压器的简化相量图第三节变压器的参数测定一、空载试验变压器的空载试验可以求出变比、空载损耗以及励磁阻抗。1、空载试验接线图2、试验方法（1）为了便于测量和安全起见，通常在低压侧加电压，将高压侧开路。（2）电源电压由零逐渐升至，测取其对应的、、和。（3）制作相应的曲线、。（4）在曲线上找

8、到时的、、