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1、第02章变压器的运行分析(1)第1页，本讲稿共14页变压器各物理量的参考方向变压器各物理量的参考方向 按电动机惯例，按电动机惯例，吸收电功吸收电功和和1、按发电机惯例，发出电功按发电机惯例，发出电功和和5、均由同名端流入均由同名端流入和和6、3、和和 符合符合右手螺旋定则右手螺旋定则2、和和 符合右手符合右手螺旋定则螺旋定则4、和和 符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则第2页，本讲稿共14页第一节变压器空载运行第一节变压器空载运行*、都是最大值，一般都是最大值，一般 *、都是由励磁磁动势都是由励磁磁动势 产生的。产生的。1.主磁通、漏磁通主磁通、漏磁通主磁通、漏磁通主磁通、漏磁通第3页，本讲稿共1
2、4页 变压器正常运行时，设电源电压为正弦变压器正常运行时，设电源电压为正弦变化，则主磁通的瞬时值为变化，则主磁通的瞬时值为 根据电磁感应定律根据电磁感应定律2.2.主磁通感应电动势主磁通感应电动势则电动势的有效值为则电动势的有效值为同理：同理：取取 参考向量，因参考向量，因 落后主磁通落后主磁通 ，则：则：第4页，本讲稿共14页4.漏磁通感应电动势漏磁通感应电动势3.主磁通感应电动势主磁通感应电动势结论：结论：,变比变比主磁通主磁通 决定了感应电动势决定了感应电动势E1 的大小。的大小。4.1 定义式定义式第5页，本讲稿共14页4.2 一次绕组漏电抗一次绕组漏电抗X1的分析的分析 一次绕组漏电
3、抗一次绕组漏电抗*漏电抗漏电抗 X1为常数，即为常数，即X1不随电流大小而变不随电流大小而变化。化。令一次绕组漏电抗令一次绕组漏电抗 *把漏磁通感应电动势看成在漏电抗把漏磁通感应电动势看成在漏电抗X1上的负上的负压降形式。压降形式。第6页，本讲稿共14页5.空载运行电压方程式空载运行电压方程式其中其中 为一次绕组的电阻为一次绕组的电阻 为一次绕组的漏电抗为一次绕组的漏电抗 为一次绕组的漏阻抗为一次绕组的漏阻抗空载时的变比为：空载时的变比为：第7页，本讲稿共14页 由由 可知，当电源电压随时间按正可知，当电源电压随时间按正弦规律变化，则电动势、磁通必定都按正弦弦规律变化，则电动势、磁通必定都按正
4、弦规律变化。根据铁磁材料的磁化曲线可知，规律变化。根据铁磁材料的磁化曲线可知，磁通和励磁电流成饱和曲线关系，即磁通和励磁电流成饱和曲线关系，即 呈呈非线性关系。非线性关系。6.励磁电流励磁电流第8页，本讲稿共14页(1)当磁通为正弦波，由于此路饱和，励磁电流当磁通为正弦波，由于此路饱和，励磁电流为尖顶波。为尖顶波。(2)磁通与励磁电流同相位。磁通与励磁电流同相位。(3)励磁电流可以分解为基波和三次谐波。励磁电流可以分解为基波和三次谐波。6.1 6.1 饱和对励磁电流的影响饱和对励磁电流的影响根据磁路欧姆定律根据磁路欧姆定律当计磁路饱和时，随着当计磁路饱和时，随着结论：结论：第9页，本讲稿共14
5、页 由于铁损耗的存在，使励磁电流半波波由于铁损耗的存在，使励磁电流半波波形非对称，使励磁电流波形超前主磁通波形形非对称，使励磁电流波形超前主磁通波形的角度称铁耗角，用的角度称铁耗角，用 表示。表示。由于励磁电流波形的非正弦，不能用相由于励磁电流波形的非正弦，不能用相量表示。工程上用等效正弦波概念来表征实量表示。工程上用等效正弦波概念来表征实际励磁电流际励磁电流思考：单相变压器思考：单相变压器220V/110V220V/110V，如错把低压，如错把低压边接为边接为220V220V时，问时，问 的变化？的变化？6.2 6.2 铁损对励磁电流的影响铁损对励磁电流的影响第10页，本讲稿共14页 因为空
6、载功率因数很小，所以变压器空载运行时从电因为空载功率因数很小，所以变压器空载运行时从电源吸收很大的滞后性无功功率。源吸收很大的滞后性无功功率。从相量图可知：从相量图可知：与与()同相位同相位 从电网吸收有功功从电网吸收有功功率率 供铁耗用；供铁耗用；落后落后()90 从电从电网吸收滞后性无功功率网吸收滞后性无功功率 建立磁场；建立磁场；7.变压器空载运行的相量图变压器空载运行的相量图第11页，本讲稿共14页其中其中其中其中 Rm励磁电阻励磁电阻；Xm励磁电抗励磁电抗 Zm励磁阻抗励磁阻抗G0励磁电导励磁电导 B0励磁导纳励磁导纳 8.变压器空载运行的等效电路变压器空载运行的等效电路所以所以第1
7、2页，本讲稿共14页8.变压器空载运行的等效电路变压器空载运行的等效电路Rm励磁电阻励磁电阻,它是反映变压器铁耗大小的等效电阻，它是反映变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。不能用伏安法测量。Xm励磁电抗，励磁电抗，反映反映了主磁通对电路的电磁效应。了主磁通对电路的电磁效应。结论：结论：第13页，本讲稿共14页Rm、Xm都随磁路的饱和程度增加而减小。都随磁路的饱和程度增加而减小。磁路饱磁路饱和和 ，X mRmX1R1，一般，一般X1是与一次绕组漏磁通对应的电抗；是与一次绕组漏磁通对应的电抗；Xm是与主磁通是与主磁通对应的电抗对应的电抗 X1是常数，是常数，Xm与磁路饱和有关，是一个变化量。与磁路饱和有关，是一个变化量。第14页，本讲稿共14页