1、2-1 變壓器的空載運行,一、空載運行的物理情況,2-1 變壓器的空載運行,各量的電磁關(guān)系：,2-1 變壓器的空載運行,主、漏磁通的區(qū)別：,1）性質(zhì)上： 與 成非線性關(guān)系， 與 成線性關(guān)系； 2）數(shù)量上： 占99%以上， 僅占1%以下； 3）作用上： 起傳遞能量的作用， 起漏抗壓降作用。,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,1.正方向的規(guī)定：,原邊：,1.原邊電流與原邊電壓同方向；,2.磁通與原邊電流符合右手螺旋；,3.感應(yīng)電勢與磁通符合右手螺旋。,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,1.正方向的規(guī)定：,副邊：,2.副邊電流與感應(yīng)電勢同方向；,3.負(fù)載壓降與副邊電流

2、同向。,1.感應(yīng)電勢與磁通符合右手螺旋；,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,2.空載電流,1）作用和組成,一方面： 用來勵磁，建立磁場-無功分量 二方面： 供變壓器空載損耗-有功分量,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,2.空載電流,2）性質(zhì)和大小,性質(zhì)：主要是感性無功性質(zhì)； 大小：與電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,3.感應(yīng)電動勢,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,3.感應(yīng)電動勢,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,4.漏電勢,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行

3、的電壓方程,故：,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,5.變比,定義： 變比為一、二次線圈主電勢之比。,或,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,5.變比,對三相變壓器，指一、二次側(cè)相電勢之比。,Y，D接線,D，Y接線,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,令：,其中：,-勵磁阻抗,-勵磁電阻，對應(yīng)鐵損耗的等效電阻；,-勵磁電抗，對應(yīng)主磁通的電抗。,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,一次側(cè)的電勢方程為：,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,6.等效電路,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,6.等效電路,由于主磁通

4、路徑鐵心為非線性磁路，故勵磁阻抗、勵磁電阻和勵磁電抗均不為常數(shù)，大小隨磁路的飽和而減小。,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,7.相量圖,基本方程：,2-1 變壓器的空載運行,二、空載運行的電壓方程,7.相量圖,2-1 變壓器的空載運行,三、主磁通、感應(yīng)電勢和激磁電流,（一）主磁通和感應(yīng)電勢,可知： 影響主磁通大小的因素是電源電壓、電源頻率和一次側(cè)線圈的匝數(shù)，與鐵芯的材質(zhì)和幾何尺寸無關(guān)。,2-1 變壓器的空載運行,三、主磁通、感應(yīng)電勢和激磁電流,（二）主磁通和激磁電流,2-1 變壓器的空載運行,三、主磁通、感應(yīng)電勢和激磁電流,（二）主磁通和激磁電流,結(jié)論：,當(dāng)磁路飽和時，如果磁通

5、為正弦波的話，則對應(yīng)的激磁電流為尖頂波；,反之，如果電流為正弦波的話，則對應(yīng)的磁通應(yīng)該為平頂波。,2-1 變壓器的空載運行,四、空載損耗,經(jīng)驗公式：,包括：銅損耗、鐵損耗。,2-1 變壓器的空載運行,四、空載損耗,空載損耗約占額定容量的（0.21）%，隨容量的增大而減小。為減少空載損耗，改進(jìn)設(shè)計結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。,2-1 變壓器的空載運行,、小結(jié),（1）一次側(cè)主電動勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定.,（2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān)

6、。,2-1 變壓器的空載運行,、小結(jié),（3）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。,（4）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動勢與產(chǎn)生該磁通的電流的比值，線性磁路中，電抗為常數(shù)，非線性電路中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。,2-2 變壓器的負(fù)載運行,一、磁動勢平衡方程,空載時,由一次磁動勢 產(chǎn)生主磁通 ,負(fù)載時,產(chǎn)生 的磁動勢為一、二次的合成磁動勢 。由于 的大小取決于 ，只要 保持不變，由空載到負(fù)載， 基本不變，因此有磁動勢平衡方程,或,用電流形式表示,表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩個分量,一個是勵磁電流 ,用來產(chǎn)生主磁通,另一個是負(fù)載分量 ,用來抵消

7、二次磁動勢的作用。電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來,二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少.,2-2 變壓器的負(fù)載運行,負(fù)載運行時,忽略空載電流有:,表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢?，匝數(shù)不同，不僅能變電壓，同時也能變電流。,2-2 變壓器的負(fù)載運行,負(fù)載運行時的電磁關(guān)系,二、電動勢平衡方程,根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出一二次側(cè)電動勢平衡方程：,2-2 變壓器的負(fù)載運行,2-3 變壓器的等效電路及相量圖,一、折算,折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個繞組來等效，同時對該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。,目的：用一個等效的電路代替實際的變壓器。,折算原則： 1）保持二次側(cè)磁動勢不變；2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。,方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè)),2-3 變壓器的等效電路及相量圖,一、折算,2-3 變壓器的等效電路及相量圖,一、折算,折算后的方程式為,二、等效電路,根據(jù)折算后的方程，可以作出變壓器的等效電路。,T型等效電路：,2-3 變壓器的等效電路及相量圖,二、等效電路,2-3