電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行講解課件

電機(jī)學(xué)

ElectricalMachinery自動化系溫志明20111電機(jī)學(xué)

ElectricalMachinery自動化系溫志電力變壓器負(fù)載運(yùn)行

11.1變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系11.2負(fù)載運(yùn)行時的基本方程式11.3繞組折算（難點(diǎn)）11.4負(fù)載電路方程、相量圖、等效電路（重點(diǎn)）2電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com電力變壓器負(fù)載運(yùn)行

11.1變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系2電變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。3電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系變壓器一次側(cè)接在額定1、回憶以前正方向的規(guī)定。

2、重點(diǎn)說明功率傳遞關(guān)系。一次繞組可看做交流電源的負(fù)載，稱為電動機(jī)慣例。當(dāng)相量I1滯后相量U1的角度小于90度時，說明一次繞組從電源吸收有功功率，若大于90°時，說明一次繞組從電源吸收負(fù)的有功功率，實(shí)際為發(fā)出有功功率。變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系4電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com1、回憶以前正方向的規(guī)定。變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系二次繞組可看做負(fù)載的交流電源，這種方向稱為發(fā)電機(jī)慣例。迫使主磁通變化，導(dǎo)致電動勢變化，電動勢的變化又破壞了已經(jīng)建立的電壓平衡，迫使一次側(cè)電流隨之改變，直到建立新的平衡。變壓器接通負(fù)載后，二次繞組流通電流，建立二次磁通勢，改變了空載運(yùn)行時的磁路關(guān)系。5電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系二次繞組可看做負(fù)載變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系6電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系6電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化空載時,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1、磁動勢平衡方程基本方程式7電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com空載時,由一次磁動勢產(chǎn)生主磁通,負(fù)載時,產(chǎn)生或用電流形式表示基本方程式表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩分量,一是勵磁電流,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.8電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com或用電流形式表示基本方程式表明:變壓器的負(fù)載電流當(dāng)二次側(cè)流過電流時，一次繞組便自動流入負(fù)載分量?；痉匠淌?電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com當(dāng)二次側(cè)流過電流時，一次繞組便自動流入負(fù)載分量忽略勵磁電流：綜上所述，變壓器負(fù)載時的主磁通不變，在一次側(cè)感應(yīng)的電動勢不變，產(chǎn)生主磁通的勵磁電流的值也不變?；痉匠淌?0電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com忽略勵磁電流：綜上所述，變壓器負(fù)載時的主磁通不2、基本方程式組1）、漏感應(yīng)電動勢的方程式基本方程式2）磁動勢平衡方程式3）勵磁支路壓降11電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com2、基本方程式組1）、漏感應(yīng)電動勢的方程式基本方程式2）磁動4）一次側(cè)電壓平衡方程式5）二次側(cè)電壓平衡方程式6）電壓變比7）負(fù)載電路電壓平衡式基本方程式12電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com4）一次側(cè)電壓平衡方程式5）二次側(cè)電壓平衡方程式6）電壓變折合算法

從上面的分析，我們可以知道：變壓器的一、二次側(cè)雖然沒有電的聯(lián)系，但是有磁的聯(lián)系，從磁動勢平衡關(guān)系可以知道，二次電流通過其磁動勢來影響一次側(cè)，只要二次側(cè)的磁動勢不變，變壓器的能量關(guān)系就不會發(fā)生變化。

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。13電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折合算法從上面的分析，我們可以知道：變壓器的一、二次目的：用一個等效的電路代替實(shí)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。折算不改變實(shí)際變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系。方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè))折合算法14電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com目的：用一個等效的電路代替實(shí)際的變壓器。折算原則：1）保持二次電流的折算：二次電動勢的折算：二次阻抗的折算：折合算法15電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com二次電流的折算：二次電動勢的折算：二次阻抗的折算：折合算法1折算后的方程式為折合算法16電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的方程式為折合算法16電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化折算后的電路圖、相量圖1、T型等效電路圖根據(jù)上述的折算后的方程式可得以下等效電路圖：17電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的電路圖、相量圖1、T型等效電路圖根據(jù)上述的折算后的方2、負(fù)載運(yùn)行時的相量圖注釋：1）、基本方程式是在前面所述的參考方向下寫出的，既適合于變壓器負(fù)載運(yùn)行，又適合于變壓器的空載運(yùn)行，變壓器的空載運(yùn)行為負(fù)載運(yùn)行的一種特例。2）、上面的分析只是同一相的量，因此也適用于三相變壓器的對稱穩(wěn)定運(yùn)行。折算后的電路圖、相量圖18電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com2、負(fù)載運(yùn)行時的相量圖注釋：折算后的電路圖、相量圖18電機(jī)學(xué)3）、變壓器正常運(yùn)行時，一、二次側(cè)的電流都不超過額定值，由于空載和負(fù)載運(yùn)行時，一次側(cè)的外加電源電壓的頻率和幅值都不變化，因此一、二次側(cè)的感應(yīng)電動勢和主磁通的值基本不變。空載和負(fù)載時的勵磁磁動勢和勵磁電流都記為F0、I0。折算后的電路圖、相量圖4）、Xm、Rm是等效參數(shù)，隨磁路的飽和程度變化而變化，實(shí)際變壓器正常運(yùn)行時，由于主磁通基本不變，因此，可以近似認(rèn)為Xm、Rm是常數(shù)。19電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com3）、變壓器正常運(yùn)行時，一、二次側(cè)的電流都不超過額定值，由于負(fù)載運(yùn)行時的相量圖主要包括三部分：a、二次電壓相量圖b、電流相量圖或磁動勢平衡相量圖c、一次側(cè)電壓相量圖折算后的電路圖、相量圖20電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com負(fù)載運(yùn)行時的相量圖主要包括三部分：折算后的電路圖、相量圖20繪制分為以下幾步（假設(shè)為感性負(fù)載）：a、選定一個參考相量，通常為，根據(jù)負(fù)載畫出b、根據(jù)二次側(cè)電壓平衡方程式，畫出，然后確定折算后的電路圖、相量圖21電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com繪制分為以下幾步（假設(shè)為感性負(fù)載）：折算后的電路圖、相量圖2c、畫出主磁通和勵磁電流，勵磁電流與主磁通之間的夾角稱為鐵耗角。d、根據(jù)磁動勢平衡方程式，畫出一次側(cè)電流e、根據(jù)一次側(cè)電壓平衡方程式，求出一次側(cè)電壓。相量圖能直觀表達(dá)各物理量的相位關(guān)系，但難以精確繪出各相量的長度與角度，只能定性分析。折算后的電路圖、相量圖22電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.comc、畫出主磁通和勵磁電流，勵磁電流與主磁通之間的夾角稱為鐵耗折算后的電路圖、相量圖23電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的電路圖、相量圖23電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系折算后的電路圖、相量圖24電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的電路圖、相量圖24電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系T型電路包含有串聯(lián)、并聯(lián)回路。復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)雜。實(shí)際變壓器中，很小。負(fù)載變化時變化不大。因此假定ImZ1不隨負(fù)載變化，則將T型等效電路中的勵磁支路移出，并聯(lián)在電源端口,得到型等值電路。3、T型等效電路圖的化簡折算后的電路圖、相量圖25電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.comT型電路包含有串聯(lián)、并聯(lián)回路。復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)雜。實(shí)際變壓折算后的電路圖、相量圖26電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的電路圖、相量圖26電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系負(fù)載運(yùn)行時，Im在I1N中所占的比例很小。在工程實(shí)際計算中，忽略Im，將勵磁回路去掉，得到更簡單的阻抗串聯(lián)電路。折算后的電路圖、相量圖27電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com負(fù)載運(yùn)行時，Im在I1N中所占的比例很小。在工程實(shí)際計算中Rk為短路電阻；Xk為短路電抗；Zk為短路阻抗?？蛰d運(yùn)行時，不能用簡化的等值電路。由簡化等效電路可知，短路阻抗起限制短路電流的作用，由于短路阻抗值很小，所以變壓器的短路電流值較大，一般可達(dá)額定電流的10~20倍。折算后的電路圖、相量圖28電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.comRk為短路電阻；空載運(yùn)行時，不能用簡化的等值電路。謝謝大家！29電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com謝謝大家！29電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，w電機(jī)學(xué)

ElectricalMachinery自動化系溫志明201130電機(jī)學(xué)

ElectricalMachinery自動化系溫志電力變壓器負(fù)載運(yùn)行

11.1變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系11.2負(fù)載運(yùn)行時的基本方程式11.3繞組折算（難點(diǎn)）11.4負(fù)載電路方程、相量圖、等效電路（重點(diǎn)）31電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com電力變壓器負(fù)載運(yùn)行

11.1變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系2電變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。32電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系變壓器一次側(cè)接在額定1、回憶以前正方向的規(guī)定。

2、重點(diǎn)說明功率傳遞關(guān)系。一次繞組可看做交流電源的負(fù)載，稱為電動機(jī)慣例。當(dāng)相量I1滯后相量U1的角度小于90度時，說明一次繞組從電源吸收有功功率，若大于90°時，說明一次繞組從電源吸收負(fù)的有功功率，實(shí)際為發(fā)出有功功率。變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系33電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com1、回憶以前正方向的規(guī)定。變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系二次繞組可看做負(fù)載的交流電源，這種方向稱為發(fā)電機(jī)慣例。迫使主磁通變化，導(dǎo)致電動勢變化，電動勢的變化又破壞了已經(jīng)建立的電壓平衡，迫使一次側(cè)電流隨之改變，直到建立新的平衡。變壓器接通負(fù)載后，二次繞組流通電流，建立二次磁通勢，改變了空載運(yùn)行時的磁路關(guān)系。34電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系二次繞組可看做負(fù)載變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系35電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com變壓器負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系6電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化空載時,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1、磁動勢平衡方程基本方程式36電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com空載時,由一次磁動勢產(chǎn)生主磁通,負(fù)載時,產(chǎn)生或用電流形式表示基本方程式表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩分量,一是勵磁電流,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.37電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com或用電流形式表示基本方程式表明:變壓器的負(fù)載電流當(dāng)二次側(cè)流過電流時，一次繞組便自動流入負(fù)載分量。基本方程式38電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com當(dāng)二次側(cè)流過電流時，一次繞組便自動流入負(fù)載分量忽略勵磁電流：綜上所述，變壓器負(fù)載時的主磁通不變，在一次側(cè)感應(yīng)的電動勢不變，產(chǎn)生主磁通的勵磁電流的值也不變。基本方程式39電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com忽略勵磁電流：綜上所述，變壓器負(fù)載時的主磁通不2、基本方程式組1）、漏感應(yīng)電動勢的方程式基本方程式2）磁動勢平衡方程式3）勵磁支路壓降40電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com2、基本方程式組1）、漏感應(yīng)電動勢的方程式基本方程式2）磁動4）一次側(cè)電壓平衡方程式5）二次側(cè)電壓平衡方程式6）電壓變比7）負(fù)載電路電壓平衡式基本方程式41電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com4）一次側(cè)電壓平衡方程式5）二次側(cè)電壓平衡方程式6）電壓變折合算法

從上面的分析，我們可以知道：變壓器的一、二次側(cè)雖然沒有電的聯(lián)系，但是有磁的聯(lián)系，從磁動勢平衡關(guān)系可以知道，二次電流通過其磁動勢來影響一次側(cè)，只要二次側(cè)的磁動勢不變，變壓器的能量關(guān)系就不會發(fā)生變化。

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。42電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折合算法從上面的分析，我們可以知道：變壓器的一、二次目的：用一個等效的電路代替實(shí)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。折算不改變實(shí)際變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系。方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè))折合算法43電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com目的：用一個等效的電路代替實(shí)際的變壓器。折算原則：1）保持二次電流的折算：二次電動勢的折算：二次阻抗的折算：折合算法44電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com二次電流的折算：二次電動勢的折算：二次阻抗的折算：折合算法1折算后的方程式為折合算法45電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的方程式為折合算法16電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化折算后的電路圖、相量圖1、T型等效電路圖根據(jù)上述的折算后的方程式可得以下等效電路圖：46電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com折算后的電路圖、相量圖1、T型等效電路圖根據(jù)上述的折算后的方2、負(fù)載運(yùn)行時的相量圖注釋：1）、基本方程式是在前面所述的參考方向下寫出的，既適合于變壓器負(fù)載運(yùn)行，又適合于變壓器的空載運(yùn)行，變壓器的空載運(yùn)行為負(fù)載運(yùn)行的一種特例。2）、上面的分析只是同一相的量，因此也適用于三相變壓器的對稱穩(wěn)定運(yùn)行。折算后的電路圖、相量圖47電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com2、負(fù)載運(yùn)行時的相量圖注釋：折算后的電路圖、相量圖18電機(jī)學(xué)3）、變壓器正常運(yùn)行時，一、二次側(cè)的電流都不超過額定值，由于空載和負(fù)載運(yùn)行時，一次側(cè)的外加電源電壓的頻率和幅值都不變化，因此一、二次側(cè)的感應(yīng)電動勢和主磁通的值基本不變?？蛰d和負(fù)載時的勵磁磁動勢和勵磁電流都記為F0、I0。折算后的電路圖、相量圖4）、Xm、Rm是等效參數(shù)，隨磁路的飽和程度變化而變化，實(shí)際變壓器正常運(yùn)行時，由于主磁通基本不變，因此，可以近似認(rèn)為Xm、Rm是常數(shù)。48電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com3）、變壓器正常運(yùn)行時，一、二次側(cè)的電流都不超過額定值，由于負(fù)載運(yùn)行時的相量圖主要包括三部分：a、二次電壓相量圖b、電流相量圖或磁動勢平衡相量圖c、一次側(cè)電壓相量圖折算后的電路圖、相量圖49電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com負(fù)載運(yùn)行時的相量圖主要包括三部分：折算后的電路圖、相量圖20繪制分為以下幾步（假設(shè)為感性負(fù)載）：a、選定一個參考相量，通常為，根據(jù)負(fù)載畫出b、根據(jù)二次側(cè)電壓平衡方程式，畫出，然后確定折算后的電路圖、相量圖50電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.com繪制分為以下幾步（假設(shè)為感性負(fù)載）：折算后的電路圖、相量圖2c、畫出主磁通和勵磁電流，勵磁電流與主磁通之間的夾角稱為鐵耗角。d、根據(jù)磁動勢平衡方程式，畫出一次側(cè)電流e、根據(jù)一次側(cè)電壓平衡方程式，求出一次側(cè)電壓。相量圖能直觀表達(dá)各物理量的相位關(guān)系，但難以精確繪出各相量的長度與角度，只能定性分析。折算后的電路圖、相量圖51電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動化系溫志明，wasxty_99@163.comc、畫出主磁通和勵磁電流，勵磁電流與主磁通之間的夾角稱為鐵耗折算后的電路圖、相量圖52電機(jī)學(xué)教案，太原工業(yè)學(xué)院自動