变压器的基本理论ppt课件.ppt

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1、2.1单相变压器的空载运行2.2单相变压器的负载运行2.3变压器参数的测定[内容]掌握变压器空载和负载运行时的电磁过程；[要求]2.4标么值及其应用掌握变压器的基本方程式、等效电路和相量图；掌握变压器绕组折算的目的和方法；掌握变压器空载试验和负载试验的方法；掌握标么值的概念，理解采用标么值的优点。2.1单相变压器的空载运行一、空载时的电磁过程与平衡1.电磁过程(关系图)(示意图)空载运行：二次侧不带负载，2.主磁通和漏磁通比较主磁路磁阻小，多；漏磁路磁阻大，很少。磁路不同：数量不同：作用不同：沿铁心闭合，与成非线

2、性。沿空气闭合，与成线性。性质不同：起传递能量作用，只在绕组上产生漏抗压降。是互感磁通；同时交链一、二此绕组。是自感磁通；只交链自身绕组。●一次侧遵循电动机惯例，二次侧遵循发电机惯例；●磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；3.各电磁量参考方向的规定●电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。二、感应电动势与变比1.主磁通感应电动势设则有效值相量结论：主电动势大小与匝数、频率、主磁通成正比，相位滞后主磁通900。同理2.漏磁通感应电动势与主电动势推导相同，漏电动势相量为为一次绕组的漏感系数；为一次绕组漏电抗。变

3、比k的定义是：一、二次绕组的主电动势之比，即3.变比注意：三相变压器的变比等于一、二次绕组额定相电压之比。变比等于一、二次绕组匝数比，近似等于一、二次额定电压比。三、空载电流和空载损耗1.空载电流无功分量，用来建立磁场，称为励磁电流；性质：空载时，一次绕组就是一个带铁心的电感线圈，故滞后于近90o，所以空载电流主要是感性无功性质的电流。组成：有功分量，用来供给铁耗，称为铁耗电流。故常把空载电流直接称为励磁电流。大小：变压器的空载电流通常为额定电流的2％～10％。2.空载损耗空载时电源输入的功率为空载损耗，包括：空

4、载损耗为对于已制成变压器：空载损耗占额定容量的0.2%~1%，随变压器容量增大而下降。一次绕组铜耗铁心损耗四、空载时的电动势方程、等效电路和相量图1．电动势平衡方程式为一次绕组漏阻抗.一次:二次：可见，主磁通大小与电源电压、频率、一次匝数有关，对于制成的变压器，当电压不变时，主磁通大小是不变的。2．等效电路和相量图仿照可将主电动势表示为以下形式：，称为励磁阻抗。称为励磁电阻，反映铁心损耗的等效电阻，即称为励磁电抗，是反映主磁通大小的电抗。一次电动势方程式变为于是可得出空载时的等效电路：空载运行时，功率因数很低，根

5、据空载时的方程式，可以画出相量图。一、负载时的电磁过程负载运行：变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运行状态。2.2单相变压器的负载运行关系图：与平衡与平衡二、负载时的基本方程式电动势平衡方程式一次侧二次侧漏磁通感应电动势用漏电抗压降表示一、二次绕组漏阻抗反映了一、二次绕组漏磁通大小。是一、二次绕组漏电抗，2.磁动势平衡方程式因此可得磁动势平衡方程式由电磁过程分析可知，当不变时，空载和负载时的主磁通基本不变。由空载时产生由负载时产生上式表明，变压器负载运行时，一次绕组磁动势由两个分量组

6、成：，用来产生负载时的主磁通一个是励磁磁动势一个是负载分量磁动势，用以抵消二次绕组磁动势对主磁通的影响，以保持主磁通不变。可见，电磁关系将一、二次联系起来,二次电流（或功率）增加或减少必然引起一次电流（或功率）的增加或减少.从而实现了电能由一次侧向二次侧的传递。磁动势平衡方程式可用电流表达为一个是用来建立负载主磁通的励磁电流一个是与二次绕组电流相平衡的负载分量电流与磁动势相对应，负载运行时的一次绕组电流也由两个分量组成：综合空载和负载电磁过程分析，可归纳出变压器负载运行时的基本方程式基本方程式综合地反映了变压器内

7、部的电磁关系，利用它可以对变压器进行定量计算。但是求解复数方程组是相当困难和繁琐的，对变压器进行定量计算，通常采用变压器的等效电路。三、负载时的等效电路一次电路二次电路根据方程式可以画出变压器的一、二次等效电路◆表面上：一、二次电路是两个分离的电路◆事实上：两个电路有磁耦合磁动势平衡关系◆绕组折算体现磁动势平衡方程变压器等效电路1.绕组折算折算目的：将变比为k的变压器等效成变比为1的变压器，从而可以把一、二次两个分离的电路画在一起。通常是把二次绕组折算成一次绕组。(1)折算的物理解释折算原则：保持折算前、后二次绕

8、组产生的电磁作用不变，即保持变压器内部的电磁关系不变。就是二次绕组产生的磁动势、有功损耗、无功损耗、视在功率以及变压器的主磁通等均保持不变。折算的概念可从物理意义和数学变换解释。将二次绕组折算成一次绕组，就是用匝数为的绕组来等效实际的二次绕组，达到变比等于1的目的。匝数为根据折算前、后磁动势不变，可得根据折算前、后二次绕组有功、无功损耗不变，可得根据折算前、后主磁通不变，