3.2单相变压器的空载运行

1、13-2 单相变压器的空载运行空载运行 ：原边AX接电源，副边ax开路。一、变压器空载运行时的物理情况AXax正方向定义：1.电压U的正方向与电流正方向一致；2.电势的正方向与电流的正方向一致；或符合右手螺旋定则；3.磁通的正方向与电流正方向符合右手螺旋定则。23-2 单相变压器的空载运行主磁通定义：磁通在铁芯中，与原、副边绕组相交链。99%以上漏磁通定义：磁通通过非磁性介质，仅与原边绕组交链。(2)主磁通副边感应电动势(3)漏磁通原边感应电动势(1)主磁通原边感应电动势33-2 单相变压器的空载运行二、空载电流 1、忽略空载损耗时的空载电流 在忽略空载损耗时，空载电流的作用就是建立空载磁场。

2、 当对变压器施加正弦电压时，其感应电势也为正弦波，即主磁通也应是正弦波。但由于磁化曲线的非线性，导致空载电流畸变为尖顶波。此时的空载电流仅产生空载磁场，是无功分量。即i0=i 。43-2 单相变压器的空载运行53-2 单相变压器的空载运行2、考虑空载损耗时的空载电流 实际上，空载电流在建立空载磁场的同时，在铁芯上会有铁耗的产生，即磁滞损耗和涡流损耗。因此实际空载电流中还有一个提供有功分量的电流iFe。即： i0=i+ iFe 。 真正的励磁电流分量均不是正弦波，但在工程上为了便于测量和计算，多用正弦相量来近似。因此：其中， i 与主磁通同相位，而iFe与外加电源电压u同相位，即超前i 90（滞

3、后u 90）。 一般，在电力变压器中，I0=（0.020.10)I1N。容量越大， I0相对越小。而IFe I0 1。因此，可以近似认为： I0 I 。63-2 单相变压器的空载运行7设主磁通=msint 则e1=-N1d/dt=-N1mcost=E1msin(t-90)有效值：E1=E1m/1.414=2fN1m/1.414=4.44fN1m 相量形式为：3-2 单相变压器的空载运行三、感应电动势和变压器变比同样，e2的有效值为： E2=4.44fN2m相量形式为：变比k-指变压器原、副绕组的电动势之比。 kE1/E2=(4.44fN1m)/(4.44fN2m)=N1/N2 U1N/U2N即

4、：变比k等于原副绕组匝数之比。8 1主要通过非磁性磁路形成闭合回路，其磁导率0为常数，故其磁路线性，L1及X1均为常数。3-2 单相变压器的空载运行其中L1为原绕组的漏电感，是一个常数。漏磁通电动势： 式中X1=L1为原绕组的漏电抗。93-2 单相变压器的空载运行四、空载运行时的电动势平衡方程式103-2 单相变压器的空载运行11五、空载运行时的等效电路 3-2 单相变压器的空载运行 其中，激磁电阻表示铁耗的大小，即Rm=pFe/I02；激磁电抗Xm 表示主磁路的导磁性能，反映励磁过程，即Xm /I0。 主磁通的磁路是非线性的，Xm不是常数，而是随铁心饱和程度的增加而减小。123-2 单相变压

5、器的空载运行变压器空载运行时的等效电路13六、空载运行时的相量图 3-2 单相变压器的空载运行 根据前面分析，可以绘出空载运行时的相量图 ，步骤如下： （1）在横轴正向画m作为参考相量 （2）根据E1=-j4.44fN1m和E2=-j4.44fN2m画落后于m的E1和E2=U20。 （3）根据 画出I0，其中I与 m同相，IFe超前m 90。 （4）根据 画出U1。其中，I0R1与I0同相，j I0X1超前I0 90。143-2 单相变压器的空载运行15补例 3-1三相电力变压器，Y/y连接，SN=100kVA，U1N/ U2N =6000V/400V。每相参数R1=4.2，X1=9， Rm=

6、514，Xm=5526；试求：（1）变压器原边额定电流I1N及空载电流所占百分比；（2）原边每相电压U1、E1；漏阻抗压降I0Z1及I1NZ1解：1）原边额定电流I1N及空载电流：3-2 单相变压器的空载运行162）每相电压U1、E1；漏阻抗压降I0Z1及I1NZ1：3-2 单相变压器的空载运行由计算知， I0Z1 =0.18U1N； I1NZ1 =2.75U1N；可以认为：17补例 3-2 三相电力变压器，SN=160kVA，U1N/ U2N=6000V/400V。额定电流I1N/ I2N =15.4A/231A；每相参数R1=2.18，X1=3.94， Rm=1248，Xm=9702；试求：（1）变压器空载励磁电流及与额定电流的比值；（2）空载运行时的输入功率（视在功率、有功功率、无功功率）？（3）原边每相电压U1、E1及漏阻抗压降I0Z1，并比较它们的大小。解：1）励磁电流及与额定电流的比值：3-2