變壓器空載運行

第二節(jié)變壓器的空載運行*以單相變壓器為例來介紹變壓器的運行分析及數(shù)學模型等，這些結果同樣適用于三相變壓器對稱穩(wěn)態(tài)運行分析。要解決問題:已知部分運行數(shù)據(jù)求其它數(shù)據(jù)主要內(nèi)容:分析物理過程,列方程,化簡方程,得到等效電路

(數(shù)學模型)

主要分析方法:主磁通漏磁通分析法本章內(nèi)容體現(xiàn)了變壓器的基本電磁關系，著重研究變壓器穩(wěn)態(tài)運行分析方法。1一電磁物理現(xiàn)象

按電動機慣例，吸收電功率和1、2、和

符合右手螺旋定則3、、和

符合右手螺旋定則4、和符合右手螺旋定則

按發(fā)電機慣例，發(fā)出電功率和5、均由同名端流入和6、2二正方向的規(guī)定3電磁量規(guī)定正方向慣例總結

按電動機慣例，吸收電功率和1)按發(fā)電機慣例，發(fā)出電功率和4)2)、和符合右手螺旋關系、和；、和、符合右手螺旋關系4三感應電動勢、電壓變比變壓器空載運行時基本電磁關系（一）5變壓器空載運行時基本電磁關系（二）*、都是最大值，一般*、都是由勵磁磁動勢產(chǎn)生的。6假設主磁通正弦變化為根據(jù)電磁感應定律1主磁通感應的電動勢(Electromotiveforceinducedbymainmagneticflux)電動勢有效值同理：得：7結論：③主磁通決定了感應電動勢

的大小。①②變壓器變比:(Transformationratio)④感應電動勢落后于主磁通。82、漏磁通感應電動勢用相量表示：根據(jù)電磁感應定律9對一次漏電抗的總結：漏磁通感應的漏電動勢可以用空載電流在一次繞組漏電抗產(chǎn)生的負壓降

表示，在相位上落后于電角度。103空載運行電壓方程式其中為一次繞組的電阻;變比近似表示為：為一次繞組的漏電抗;為一次繞組的漏阻抗11四、勵磁電流的波形及和主磁通的關系由可知，當電源電壓隨時間按正弦規(guī)律變化，則電動勢、磁通必定都按正弦規(guī)律變化。根據(jù)鐵磁材料的磁飽和特性可知，主磁通和勵磁電流成飽和曲線關系。即呈非線性關系。

思考：主磁通是正弦波時，勵磁電流應該是什么波形？1.勵磁電流的波形(waveformoffieldcurrent)

12動畫：勵磁電流的波形結論：由于鐵磁材料的飽和,磁通為正弦波時,勵磁電流的波形為尖頂波。13思考：單相變壓器220V/110V，如錯把低壓邊接為220V空載運行，問的變化？142.勵磁電流和主磁通的相位關系考慮主磁通磁滯效應時，可見，磁通在相位上落后于勵磁電流一定的相位角度。稱為鐵耗角。結論：如果考慮鐵磁材料的飽和及磁滯,磁通為正弦波時,勵磁電流為不對稱的尖頂波。考慮鐵磁材料的飽和及磁滯時的勵磁電流15等效正弦波勵磁電流的概念由于勵磁電流不是正弦波，不能用相量表示，工程上用等效正弦波概念來表征實際勵磁電流，并用相量表示。等效條件：1）等效正弦波電流角頻率等于實際勵磁電流基波角頻率；2）等效正弦波電流有效值為：3）等效正弦波電流相位上超前主磁通相量角。16五勵磁電流及其感應電動勢的關系和變壓器的參數(shù)主磁通感應了主電勢，而主磁通是由勵磁電流產(chǎn)生，根據(jù)前面的分析，可從畫出的相量圖中看到各物理量的相位關系。特別注意電壓降（負電動勢）和勵磁電流兩個電氣量的相位關系。17如下圖，可得到：

，

的物理意義：——等效鐵耗電阻，又稱激磁電阻——稱激磁電抗其大小反映了一定勵磁電流激勵主磁通的能力。18是一個常數(shù)，不隨變壓器運行狀態(tài)的改變而改變是一個變數(shù)，因為鐵心中的主磁通會出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象。也就是說激磁電抗隨鐵心中磁密的變化而變化；由于磁密的大小決定于勵磁電流，勵磁電流的大小又決定于電壓。所以根本上激磁電抗的大小受所施加電壓幅值的影響：通常電壓越高激磁電抗會減小。19思考：一開始分析變壓器空載運行時假設主磁通是正弦變化，請通過到現(xiàn)在為止的學習證明變壓器空載運行時其主磁通確實是正弦變化的。20六、變壓器空載運行的基本方程、

相量圖和等效電路(Equation,phasordiagramandequivalentcircuit)變壓器空載運行的基本方程21作相量圖的主要過程:選參考向量---主磁通相量；

根據(jù)一次主電動勢和勵磁電流關系分解勵磁電流有功分量和無功分量。畫出感應主電動勢、；畫出空載勵磁電流