變壓器的運(yùn)行分析

變壓器的運(yùn)行分析第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五§2-1變壓器各電磁量的正方向

(Directionofelectromagneticquantities)

按電動(dòng)機(jī)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(jī)慣例，發(fā)出電功率和5、均由同名端流入和6、第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五正方向的規(guī)定第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五電磁量規(guī)定正方向慣例總結(jié)

(Summaryoftheelectromagneticquantities’direction)按電動(dòng)機(jī)慣例，吸收電功率和1)按發(fā)電機(jī)慣例，發(fā)出電功率和4)2)、和符合右手螺旋關(guān)系、和；、和、符合右手螺旋關(guān)系第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五§2-2變壓器空載運(yùn)行

(Opencircuitoperationoftransformer)變壓器空載運(yùn)行時(shí)基本電磁關(guān)系（一）第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五變壓器空載運(yùn)行時(shí)基本電磁關(guān)系（二）(Electromagnetic

disciplineoftransformerwithopencircuitoperation)

*、都是最大值，一般*、都是由勵(lì)磁磁動(dòng)勢產(chǎn)生的。第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五對(duì)于以上關(guān)系是的注解電源U1在一次側(cè)產(chǎn)生電流I1，電流I1在一次側(cè)線圈中產(chǎn)生磁場，該部分磁場由主磁場和漏磁場兩部分組成（主磁場同時(shí)交鏈一次側(cè)和二次側(cè)，而漏磁場只和產(chǎn)生它的線圈交鏈）根據(jù)基爾霍夫電壓定律列寫方程，UI=-E1-Es1+Io*RU20=E2（相量形式）第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五假設(shè)主磁通正弦變化為根據(jù)電磁感應(yīng)定律一、主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(Electromotiveforceinducedbymainmagneticflux)電動(dòng)勢有效值同理：得：第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五結(jié)論：③主磁通決定了感應(yīng)電動(dòng)勢

的大小。①②變壓器變比:(Transformationratio)④感應(yīng)電動(dòng)勢落后于主磁通。第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五二、漏磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(EMFinducedbyleakageflux)用相量表示：根據(jù)電磁感應(yīng)定律第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五對(duì)一次漏電抗的總結(jié)：（Primaryleakagereactance）漏磁通感應(yīng)的漏電動(dòng)勢可以用空載電流在一次繞組漏電抗產(chǎn)生的負(fù)壓降

表示，在相位上落后于電角度。第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五三、空載運(yùn)行電壓方程式(Voltageequationforopencircuitoperation)

其中為一次繞組的電阻;變比近似表示為：(Transformationratio)為一次繞組的漏電抗;為一次繞組的漏阻抗第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五四、勵(lì)磁電流的波形及和主磁通的關(guān)系由可知，當(dāng)電源電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，則電動(dòng)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(lì)磁電流成飽和曲線關(guān)系。即呈非線性關(guān)系。

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

第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五動(dòng)畫：勵(lì)磁電流的波形結(jié)論：由于鐵磁材料的飽和,磁通為正弦波時(shí),勵(lì)磁電流的波形為尖頂波。第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五思考：單相變壓器220V/110V，如錯(cuò)把低壓邊接為220V空載運(yùn)行，問的變化？第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五2.勵(lì)磁電流和主磁通的相位關(guān)系考慮主磁通磁滯效應(yīng)時(shí)，可見，磁通在相位上落后于勵(lì)磁電流一定的相位角度。稱為鐵耗角。結(jié)論：如果考慮鐵磁材料的飽和及磁滯,磁通為正弦波時(shí),勵(lì)磁電流為不對(duì)稱的尖頂波?？紤]鐵磁材料的飽和及磁滯時(shí)的勵(lì)磁電流第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五3.等效正弦波勵(lì)磁電流的概念由于勵(lì)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(shí)際勵(lì)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(shí)際勵(lì)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。第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五五、勵(lì)磁電流及其感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系和變壓器的參數(shù)主磁通感應(yīng)了主電勢，而主磁通是由勵(lì)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(guān)系。特別注意電壓降（負(fù)電動(dòng)勢）和勵(lì)磁電流兩個(gè)電氣量的相位關(guān)系。第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五如下圖，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(lì)磁電流激勵(lì)主磁通的能力。第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五同理可得：思考(Ponder)：說說一次漏電抗和激磁電抗有何區(qū)別？第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五是一個(gè)常數(shù)，不隨變壓器運(yùn)行狀態(tài)的改變而改變是一個(gè)變數(shù)，因?yàn)殍F心中的主磁通會(huì)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(lì)磁電流，勵(lì)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(huì)減小。第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五思考(Ponder)：一開始分析變壓器空載運(yùn)行時(shí)假設(shè)主磁通是正弦變化，請(qǐng)通過到現(xiàn)在為止的學(xué)習(xí)證明變壓器空載運(yùn)行時(shí)其主磁通確實(shí)是正弦變化的。第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五六、變壓器空載運(yùn)行的基本方程、

相量圖和等效電路(Equation,phasordiagramandequivalentcircuit)變壓器空載運(yùn)行的基本方程第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五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(dòng)勢和勵(lì)磁電流關(guān)系分解勵(lì)磁電流有功分量和無功分量。畫出感應(yīng)主電動(dòng)勢、；畫出空載勵(lì)磁電流；根據(jù)一次側(cè)電壓方程畫出。變壓器空載運(yùn)行的相量圖第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五變壓器空載運(yùn)行的相量圖第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期五

－勵(lì)磁電阻（等效