电气设备及系统(一)变压器的空载运行

2019/8/5沈阳工程学院动力系1第二章变压器的基本原理2.1单相变压器的空载运行No-loadingOperationofSingle-phaseTransformer2019/8/5沈阳工程学院动力系21U0I20U101E1E2EAXax2.1.1电磁现象2019/8/5沈阳工程学院动力系310rI1U0I100NIF011E1E2E各量的电磁关系：2019/8/5沈阳工程学院动力系4主、漏磁通的区别性质上：与成非线性关系，与成线性关系；数量上：占99%以上，仅占1%以下；作用上：起传递能量的作用，起漏抗压降作用。000I0I11012019/8/5沈阳工程学院动力系52.1.2空载电流作用和组成一方面：用来励磁，建立磁场（无功分量）二方面：供变压器空载损耗（有功分量）2019/8/5沈阳工程学院动力系62.1.2空载电流性质和大小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I0%来表示。2019/8/5沈阳工程学院动力系7空载电流波形0itt0i3211232019/8/5沈阳工程学院动力系8由于磁路饱和的原因正弦，尖顶；正弦，平顶。0i0i2019/8/5沈阳工程学院动力系9)90()90(200tsinEtsinfNdtdNe:tsin:mmm则设mfN.E444有效值：mfN.jE444相量：2.1.3感应电动势2019/8/5沈阳工程学院动力系1011111222fNfNEm漏电势：10010011122xIjIfLjIINfjEmRNfx2112为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用。对一切电抗：mRNfx222019/8/5沈阳工程学院动力系11312120100.mFecufBprIpp包括：铜损耗铁损耗2.1.4空载损耗2019/8/5沈阳工程学院动力系12GfBppp.mFe3120)50(501空载损耗约占额定容量的（0.2～1.5）%，随容量的增大而减小。经验公式：2019/8/5沈阳工程学院动力系131U0I20U101E1E2EAXax2.1.5等效电路2019/8/5沈阳工程学院动力系14220101101011EUZIExIjrIEU1U0I20U101E1E2EAXax电势方程2019/8/5沈阳工程学院动力系15忽略漏阻抗压降后有效值：mfN.EU111444故1111444444fN.UfN.Em可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。2019/8/5沈阳工程学院动力系162121NNEEK或NNUUUUK21201变比•定义：变比为一、二次线圈主电势之比。2019/8/5沈阳工程学院动力系17Y，d接线NNUUK213D，y接线NNUUK213三相变压器，变比指一、二次侧相电势之比2019/8/5沈阳工程学院动力系18令)(001mmmjxrIZIE1U0I20U101E1E2EAXax等效电路2019/8/5沈阳工程学院动力系19其中：mZ----励磁阻抗mmmjxrZmr----励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻mx----励磁电抗，对应主磁通的电抗一次侧的电势方程为：)(101001011ZZIZIZIZIEUmm1U0I20U101E1E2EAXax2019/8/5沈阳工程学院动力系201Emxmr1r1x1U0I空载运行时的等效电路2019/8/5沈阳工程学院动力系21由于主磁通路径（铁心）为非线性磁路，故励磁阻抗、励磁电阻和励磁电抗均不为常数，大小随磁路的饱和而减小。2019/8/5沈阳工程学院动力系22空载时的基本方程为rammIIIfN.jEfN.jEEUxIjrIEU0002211220101011444444m0I1E2E10rI1U10xIj1ErI0aI0α相量图2019/8/5沈阳工程学院动力系231.一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定。小结2019/8/5沈阳工程学院动力系242.主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。2019/8/5沈阳工程学院动力系253.空载电流大小与主磁通、线圈的匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。2019/8/5沈阳工程学院动力系264.电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。