《变压器空载运行》ppt课件

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1、第二节变压器的空载运行(OperationAnalysisofTransformer)*以单相变压器为例来介绍变压器的运行分析及数学模型等，这些结果同样适用于三相变压器对称稳态运行分析。主要分析方法::运用主磁通漏磁通分析法分析物理过程,列方程,化简方程,得到等效电路(数学模型)要解决问题:已知部分运行数据求其它数据体现了变压器的基本电磁关系，着重研究变压器稳态运行分析方法。§2-1变压器各电磁量的正方向(Directionofelectromagneticquantities)按电动机惯例，吸收电功率和1、2、和符合右

2、手螺旋定则3、、和符合右手螺旋定则4、和符合右手螺旋定则按发电机惯例，发出电功率和5、均由同名端流入和6、正方向的规定电磁量规定正方向惯例总结(Summaryoftheelectromagneticquantities’direction)按电动机惯例，吸收电功率和1)按发电机惯例，发出电功率和4)2)、和符合右手螺旋关系、和；、和、符合右手螺旋关系§2-2变压器空载运行(Opencircuitoperationoftransformer)变压器空载运行时基本电磁关系（一）变压器空载运行时基本电磁关系（二）(Electr

3、omagneticdisciplineoftransformerwithopencircuitoperation)*、都是最大值，一般*、都是由励磁磁动势产生的。假设主磁通正弦变化为根据电磁感应定律一、主磁通感应的电动势(Electromotiveforceinducedbymainmagneticflux)电动势有效值同理：得：结论：③主磁通决定了感应电动势的大小。①②变压器变比:(Transformationratio)④感应电动势落后于主磁通。二、漏磁通感应电动势(EMFinducedbyleakageflux)用

4、相量表示：根据电磁感应定律对一次漏电抗的总结：（Primaryleakagereactance）漏磁通感应的漏电动势可以用空载电流在一次绕组漏电抗产生的负压降表示，在相位上落后于电角度。X1为常数，且与成正比，为什么？三、空载运行电压方程式(Voltageequationforopencircuitoperation)其中为一次绕组的电阻;变比近似表示为：为一次绕组的漏电抗;为一次绕组的漏阻抗，所产生的压降很小四、励磁电流的波形及和主磁通的关系由可知，当电源电压随时间按正弦规律变化，则电动势、磁通必定都按正弦规律变化。根

5、据铁磁材料的磁饱和特性可知，主磁通和励磁电流成饱和曲线关系。即呈非线性关系。思考：主磁通是正弦波时，励磁电流应该是什么波形？1.励磁电流的波形(waveformoffieldcurrent)产生主磁通所需的电流叫激磁电流，用表示若不计铁心损耗，此时激磁电流是一个纯无功电流用表示，与同相位如果磁路不饱和（工作于线形磁化曲线段），则电流iu与磁通F波形相同如果磁路饱和（工作于非线形磁化曲线段），则电流iu与磁通F波形不相同当磁路饱和时：由于磁路的饱和关系当为正弦时,为尖顶波当为正弦时，为平顶波与i不同时为正弦的原因是由于铁磁

6、材料的饱和，即B-H曲线为非线性引起的，导致了电流、磁通和电动势波形的畸变，这是交流磁路的特点之一。尽管电流i与磁通波形不同，但相位一致原因:没有考虑磁滞由于磁路的饱和关系当为正弦时,为尖顶波当为正弦时，为平顶波磁路饱和时正弦激磁电流产生的主磁通波形a)磁化曲线b)磁通和磁化曲线不计铁耗时磁化电流的确定当时，,i对应于Hc当时，，对应于Br如考虑磁滞因素，磁化曲线为磁滞回线B滞后H，即磁通滞后于激磁电流im此时产生磁通的电流不但包括纯无功电流i,还包括有功电流iFe电动势滞后磁通90,磁通与电流不同相位,因此电

7、流与电动势相位差不是90此时变为，且与不同相位，超前一角度，即前一章所述的磁通要滞后电流。此时中除无功分量外，还有有功分量为实线所示，为虚线所示与U1同相位用复数表示时有:此时输入的有功功率为磁滞和涡流损耗2、激磁阻抗（激磁电抗和激磁电阻）希望得到电势e与电流i10之间的直接数学关系电势应该是电流与电抗的乘积:主磁通的磁导用相量表示为:式中:铁心线圈磁化电感铁心线圈磁化电抗结论：任何交变磁场对电路的响应总可以用一个电抗来表征。电抗与磁导率的关系：:铁耗等效电阻另外，考虑铁心损耗，激磁电流Im由I和IFe组成，且IFe

8、与（-E1）同相，于是Rm:激磁电阻,表征铁心损耗的一个等效参数(注:不同于前述的铁心磁阻)Xm:激磁电抗,表征铁心磁化性能的一个等效参数Zm:激磁阻抗,表征铁心损耗和磁化性能的一个等效参数式中:是等效阻抗,)(1mmmmmjXRIZIE+-=-=&&&注：以上三值随饱和度变化而变化，都不是常数，但当外加电压变化不大