安全知识电机学教师刘智勇变压器空载运行

1、 变压器空载运行 技培一部 刘智勇主要内容变压器空载运行 空载运行的物理情况 电动势平衡方程 空载运行的相量图空载运行的等值电路 空载运行的各物理量教学目标掌握变压器空载运行时的空载电流、主磁通、漏磁通、感应电动势、变比和空载损耗及各物理量的关系；掌握变压器空载运行时的三种分析方法方程式、等值电路和相量图。变压器一次侧接额定电压、额定频率的交流电源，二次侧开路的运行状态（不接负载）称为变压器的空载运行。单相变压器空载运行示意图一、空载运行的物理情况单相变压器空载运行示意图（分解图）一、空载运行的物理情况二、空载时的各物理量空载电流磁通变比空载损耗感应电动势空载运行时各物理量的关系三、电动势平衡

2、方程变压器空载运行时相量形式表示的电动势平衡方程式： 漏磁电动势对一次侧的影响是阻碍电流的流通，相当于空载电流在漏磁电抗上产生的电压降： 一次绕组漏磁电动势三、电动势平衡方程原边漏阻抗 对于电力变压器，空载时一次侧的漏阻抗压降很小，可将其忽略，得结论： 与 大小相等、方向相反； 当频率和绕组匝数不变时，变压器主磁通的大小与外加电源电压成正比。三、电动势平衡方程四、空载时的相量图步骤：相量图五、空载时的等值电路根据相量形式的电压平衡式rm励磁电阻，对应于铁芯损耗的等效电阻， xm励磁电抗，反映励磁过程；Zm =rm+ jxm 变压器的励磁阻抗。把 和 之间的关系直接用参数形式反映， 可把 写成

3、流过一个阻抗引起的阻抗压降。五、空载时的等值电路 等值电路综合了空载时变压器内部的物理情况，在等值电路中r1、x1是常量；rm、xm是变量，随铁心磁路饱和程度的增加而减小。一次侧的电动势平衡方程为空载时等效电路为小结综合分析，变压器空载运行时的4个基本方程式课后作业1.试说明主磁通与漏磁通的异同。2.试画出变压器空载运行时的相量图。Thank You!在变压器中，一、二次侧的感应电动势E1和E2之比称为变压器的变比，用k表示。上式表明，变压器的变比等于一、二次侧的匝数比。当变压器空载运行时，由于可近似地认为 、 变压器的变比对于三相变压器，变比是指一二次侧相电动势之比，也就是额定相电压之比。Y

4、d连接Dy连接对于Yy和Dd连接的三相变压器，变比k变压器的变比性质和大小作用与组成波形空 载 电 流相量图空载电流包含两个分量：有功分量 ，其作用是提供空载时变压器内部的有功损耗，即铁耗和一次绕组电阻损耗，也称铁耗电流，其相位超前主磁通90。无功分量 ，其作用是建立空载时的磁场，即产生主磁通和一次侧漏磁通，其与主磁通同相位，也称磁化电流；1.空载电流的作用与组成通常 ，一般电力变压器空载电流变压器容量越大，空载电流的百分值一般越小。若忽略掉 ，故变压器空载电流可近似认为是无功性质的，也称励磁电流。则2.空载电流的性质和大小3.空载电流波形性质上数量上作用上主磁通 和漏磁通由于路径不同，主磁通

5、和漏磁通有很大的差异：漏磁通磁路不饱和， 与 呈线性关系。主磁通磁路由铁磁材料组成，具有饱和特性， 与 呈非线性关系；总磁通中的绝大部分是主磁通，一般主磁通可占总磁通的99%以上。由于铁芯的磁导率比空气（或变压器油）的磁导率大很多，铁芯磁阻小。为什么？漏磁通仅在一次侧感应电动势，不传递能量，仅起电压降的作用。主磁通与一、二次绕组同时交链，起传递能量的媒介作用；感应电动势主磁通m和漏磁通1 产生的感应电动势e1：主磁通在原绕组内感应电动势的瞬时值；e2：主磁通在副绕组内感应电动势的瞬时值；e1：漏磁通在原绕组内感应电动势的瞬时值。假定主磁通按正弦规律变化，m：主磁通的幅值； E1m：原绕组感应电动势的幅值。当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正弦规律变化， 但相位比主磁通落后90。原边电动势幅值：有效值相量表示同理可得空载运行时，变压器内部的有功功率损耗称为空载损耗，用 表示。在额定电压下，空载损耗约为额定容量的0.2%1%。空载损耗包括两部分：空载电流和一次绕组的电阻都很小，铜损耗远小