《变压器的运行原理》PPT课件

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1、变压器第一篇第二章变压器的运行原理第二章变压器的运行原理本章节基本要求：(1)掌握变压器的电动势和磁动势平衡及一、二次侧各电磁量之间的关系；(2)能应用基本方程、等值电路及相量图来分析变压器的各种运行状况；(3)理解折算原则，掌握折算的方法；(4)能够用标幺值进行电路的计算；(5)掌握变压器各参数的物理意义及测试方法；(6)掌握变压器的运行特性、△u及η的意义及计算。本章主要讲述单相两绕组变压器空载、负载运行时的物理情况，分析各物理量和它们之间的关系，从而建立变压器的基本方程式、等值电路和相量图，继而讲述变压

2、器的空载、短路试验，最后讨论变压器的运行特性，即电压变化率和效率。本章节重点和难点：重点:(1)变压器空载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相量图；(2)变压器负载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相量图；(3)绕组折算前后的电磁关系；(4)变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义；(5)变压器的运行特性。难点:(1)变压器绕组折算的概念和方法;(2)变压器的等值电路和相量图；(3)励磁阻抗Zm与漏阻抗Z1的区别；(4)励磁电流与铁芯饱和程度的关系；(5)参数测定、标么值。在变压器运行分析

3、中，以一次侧电压保持不变为前提，即认为一次侧绕组所接电压，具有额定频率、额定数值和正弦波形。第一节单相变压器的空载运行空载运行状态:是变压器一次侧绕组接额定电压、额定频率的交流电源，二次侧绕组开路时的运行状态。空载运行一、变压器空载运行时的电磁物理现象空载运行时，空载电流I0建立了空载磁动势F0=I0N1，由该磁动势产生的空载磁通可分为两部分，如图所示。主磁通漏磁通主磁通与漏磁通的区别(1)在性质上--磁路不同，因而磁阻不同。Φm--同时交链一、二次绕组，路径为沿铁芯而闭合的磁路，磁阻较小，具有饱和特性，Φm

4、与I0呈非线性关系。Φ1δ--只交链一次绕组，它所经的路径大部分为非磁性物质，磁阻较大，不具饱和特性，Φ1δ与I0呈线性关系。(2)在作用上--功能不同。主磁通通过互感作用传递功率，漏磁通不传递功率，仅起漏抗压降的作用。(3)在数量上--Φm＞99%总磁通，Φ1δ＜1%总磁通。变压器空载时各物理量的电磁关系可表示如下:二、变压器各电磁量参考方向的规定(1)在电源支路，电流的正方向与电动势的正方向一致(负载惯例)；而在负载支路，电流的正方向与电压降的正方向一致(电源惯例)。(2)磁通的正方向与产生它的电流的正方

5、向符合右手螺旋定则。(3)感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则。强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应产生它的磁通之间符合右手螺旋定则。三、变压器空载时各物理量1.一次侧电压即外加电源电压，应为正弦交流额定电压，可参见变压器铭牌上的额定值。2.空载电流(1)作用和组成一方面：用来励磁，建立磁场-----无功分量Iμ二方面：供变压器空载损耗-------有功分量IFe磁化电流铁损电流在电力变压器中，空载电流的无功分量远大于有功分量,空载电流基本上属于感性无功性质的电流，通

6、常称为励磁电流。(2)性质和大小性质：主要是感性无功性质----也称励磁电流；大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数I0%来表示。空载电流的大小是变压器的性能重要指标之一。百分值表示如下:由于变压器的铁芯磁阻很小，建立磁通所需的空载电流也很小，一般变压器约为(2-10）%，变压器的容量越大，空载电流的百分数越小，大型变压器的空载电流还不到额定电压的1%。问题1：一台结构已定的变压器当外施电压已知，需要电源提供多大的励磁电流呢?励磁电流包括哪些成分呢?答：决定于变压器的铁芯材

7、料及铁芯几何尺寸。因为铁芯材料是磁性物质，励磁电流的大小和波形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。励磁电流包括：有功分量(供铁损)和无功分量(产生Φm)。思考题问题2:变压器空载运行时，是否从电网吸收电功率?此功属于什么性质?起什么作用?为什么小负荷用户使用大容量变压器对电网和用户均不利?答：变压器空载运行时也需要从电网吸收电功率，以供给变压器本身功率损耗，它转化成热能消耗在周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济、技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，

8、即有功分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降；对用户来说投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。(3)空载电流波形(1)空载时的变压器实际上就是一个非线性电感器，其磁通量与电流的关系，服从与铁磁材料的磁化曲线Φ=f(i)，如图所示:由图可知，当磁路饱和时，空载电流I0与由它产生的主磁通Φm呈非线性关系。？(2)当磁通按正弦规律变化时，空载电流呈什么波形?即(3)空载电流的波形，如图所示:结