电力变压器的负载运行讲解课件

电机学

ElectricalMachinery自动化系温志明20111电机学

ElectricalMachinery自动化系温志电力变压器负载运行

11.1变压器负载运行时的电磁关系11.2负载运行时的基本方程式11.3绕组折算（难点）11.4负载电路方程、相量图、等效电路（重点）2电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com电力变压器负载运行

11.1变压器负载运行时的电磁关系2电变压器负载运行时的电磁关系变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。3电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com变压器负载运行时的电磁关系变压器一次侧接在额定1、回忆以前正方向的规定。

2、重点说明功率传递关系。一次绕组可看做交流电源的负载，称为电动机惯例。当相量I1滞后相量U1的角度小于90度时，说明一次绕组从电源吸收有功功率，若大于90°时，说明一次绕组从电源吸收负的有功功率，实际为发出有功功率。变压器负载运行时的电磁关系4电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com1、回忆以前正方向的规定。变压器负载运行时的电磁关系变压器负载运行时的电磁关系二次绕组可看做负载的交流电源，这种方向称为发电机惯例。迫使主磁通变化，导致电动势变化，电动势的变化又破坏了已经建立的电压平衡，迫使一次侧电流随之改变，直到建立新的平衡。变压器接通负载后，二次绕组流通电流，建立二次磁通势，改变了空载运行时的磁路关系。5电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com变压器负载运行时的电磁关系二次绕组可看做负载变压器负载运行时的电磁关系6电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com变压器负载运行时的电磁关系6电机学教案，太原工业学院自动化空载时,由一次磁动势产生主磁通,负载时,产生的磁动势为一、二次的合成磁动势。由于的大小取决于，只要保持不变，由空载到负载，基本不变，因此有磁动势平衡方程1、磁动势平衡方程基本方程式7电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com空载时,由一次磁动势产生主磁通,负载时,产生或用电流形式表示基本方程式表明:变压器的负载电流分成两分量,一是励磁电流,用来产生主磁通,另一个是负载分量，用来抵消二次磁动势的作用。电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少.8电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com或用电流形式表示基本方程式表明:变压器的负载电流当二次侧流过电流时，一次绕组便自动流入负载分量。基本方程式9电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com当二次侧流过电流时，一次绕组便自动流入负载分量忽略励磁电流：综上所述，变压器负载时的主磁通不变，在一次侧感应的电动势不变，产生主磁通的励磁电流的值也不变。基本方程式10电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com忽略励磁电流：综上所述，变压器负载时的主磁通不2、基本方程式组1）、漏感应电动势的方程式基本方程式2）磁动势平衡方程式3）励磁支路压降11电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com2、基本方程式组1）、漏感应电动势的方程式基本方程式2）磁动4）一次侧电压平衡方程式5）二次侧电压平衡方程式6）电压变比7）负载电路电压平衡式基本方程式12电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com4）一次侧电压平衡方程式5）二次侧电压平衡方程式6）电压变折合算法

从上面的分析，我们可以知道：变压器的一、二次侧虽然没有电的联系，但是有磁的联系，从磁动势平衡关系可以知道，二次电流通过其磁动势来影响一次侧，只要二次侧的磁动势不变，变压器的能量关系就不会发生变化。

折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。13电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折合算法从上面的分析，我们可以知道：变压器的一、二次目的：用一个等效的电路代替实际的变压器。

折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。折算不改变实际变压器内部的电磁关系。方法：（将二次侧折算到一次侧)折合算法14电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com目的：用一个等效的电路代替实际的变压器。折算原则：1）保持二次电流的折算：二次电动势的折算：二次阻抗的折算：折合算法15电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com二次电流的折算：二次电动势的折算：二次阻抗的折算：折合算法1折算后的方程式为折合算法16电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的方程式为折合算法16电机学教案，太原工业学院自动化折算后的电路图、相量图1、T型等效电路图根据上述的折算后的方程式可得以下等效电路图：17电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的电路图、相量图1、T型等效电路图根据上述的折算后的方2、负载运行时的相量图注释：1）、基本方程式是在前面所述的参考方向下写出的，既适合于变压器负载运行，又适合于变压器的空载运行，变压器的空载运行为负载运行的一种特例。2）、上面的分析只是同一相的量，因此也适用于三相变压器的对称稳定运行。折算后的电路图、相量图18电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com2、负载运行时的相量图注释：折算后的电路图、相量图18电机学3）、变压器正常运行时，一、二次侧的电流都不超过额定值，由于空载和负载运行时，一次侧的外加电源电压的频率和幅值都不变化，因此一、二次侧的感应电动势和主磁通的值基本不变。空载和负载时的励磁磁动势和励磁电流都记为F0、I0。折算后的电路图、相量图4）、Xm、Rm是等效参数，随磁路的饱和程度变化而变化，实际变压器正常运行时，由于主磁通基本不变，因此，可以近似认为Xm、Rm是常数。19电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com3）、变压器正常运行时，一、二次侧的电流都不超过额定值，由于负载运行时的相量图主要包括三部分：a、二次电压相量图b、电流相量图或磁动势平衡相量图c、一次侧电压相量图折算后的电路图、相量图20电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com负载运行时的相量图主要包括三部分：折算后的电路图、相量图20绘制分为以下几步（假设为感性负载）：a、选定一个参考相量，通常为，根据负载画出b、根据二次侧电压平衡方程式，画出，然后确定折算后的电路图、相量图21电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com绘制分为以下几步（假设为感性负载）：折算后的电路图、相量图2c、画出主磁通和励磁电流，励磁电流与主磁通之间的夹角称为铁耗角。d、根据磁动势平衡方程式，画出一次侧电流e、根据一次侧电压平衡方程式，求出一次侧电压。相量图能直观表达各物理量的相位关系，但难以精确绘出各相量的长度与角度，只能定性分析。折算后的电路图、相量图22电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.comc、画出主磁通和励磁电流，励磁电流与主磁通之间的夹角称为铁耗折算后的电路图、相量图23电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的电路图、相量图23电机学教案，太原工业学院自动化系折算后的电路图、相量图24电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的电路图、相量图24电机学教案，太原工业学院自动化系T型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂。实际变压器中，很小。负载变化时变化不大。因此假定ImZ1不随负载变化，则将T型等效电路中的励磁支路移出，并联在电源端口,得到型等值电路。3、T型等效电路图的化简折算后的电路图、相量图25电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.comT型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂。实际变压折算后的电路图、相量图26电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的电路图、相量图26电机学教案，太原工业学院自动化系负载运行时，Im在I1N中所占的比例很小。在工程实际计算中，忽略Im，将励磁回路去掉，得到更简单的阻抗串联电路。折算后的电路图、相量图27电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com负载运行时，Im在I1N中所占的比例很小。在工程实际计算中Rk为短路电阻；Xk为短路电抗；Zk为短路阻抗。空载运行时，不能用简化的等值电路。由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的10~20倍。折算后的电路图、相量图28电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.comRk为短路电阻；空载运行时，不能用简化的等值电路。谢谢大家！29电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com谢谢大家！29电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，w电机学

ElectricalMachinery自动化系温志明201130电机学

ElectricalMachinery自动化系温志电力变压器负载运行

11.1变压器负载运行时的电磁关系11.2负载运行时的基本方程式11.3绕组折算（难点）11.4负载电路方程、相量图、等效电路（重点）31电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com电力变压器负载运行

11.1变压器负载运行时的电磁关系2电变压器负载运行时的电磁关系变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。32电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com变压器负载运行时的电磁关系变压器一次侧接在额定1、回忆以前正方向的规定。

2、重点说明功率传递关系。一次绕组可看做交流电源的负载，称为电动机惯例。当相量I1滞后相量U1的角度小于90度时，说明一次绕组从电源吸收有功功率，若大于90°时，说明一次绕组从电源吸收负的有功功率，实际为发出有功功率。变压器负载运行时的电磁关系33电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com1、回忆以前正方向的规定。变压器负载运行时的电磁关系变压器负载运行时的电磁关系二次绕组可看做负载的交流电源，这种方向称为发电机惯例。迫使主磁通变化，导致电动势变化，电动势的变化又破坏了已经建立的电压平衡，迫使一次侧电流随之改变，直到建立新的平衡。变压器接通负载后，二次绕组流通电流，建立二次磁通势，改变了空载运行时的磁路关系。34电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com变压器负载运行时的电磁关系二次绕组可看做负载变压器负载运行时的电磁关系35电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com变压器负载运行时的电磁关系6电机学教案，太原工业学院自动化空载时,由一次磁动势产生主磁通,负载时,产生的磁动势为一、二次的合成磁动势。由于的大小取决于，只要保持不变，由空载到负载，基本不变，因此有磁动势平衡方程1、磁动势平衡方程基本方程式36电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com空载时,由一次磁动势产生主磁通,负载时,产生或用电流形式表示基本方程式表明:变压器的负载电流分成两分量,一是励磁电流,用来产生主磁通,另一个是负载分量，用来抵消二次磁动势的作用。电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少.37电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com或用电流形式表示基本方程式表明:变压器的负载电流当二次侧流过电流时，一次绕组便自动流入负载分量。基本方程式38电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com当二次侧流过电流时，一次绕组便自动流入负载分量忽略励磁电流：综上所述，变压器负载时的主磁通不变，在一次侧感应的电动势不变，产生主磁通的励磁电流的值也不变。基本方程式39电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com忽略励磁电流：综上所述，变压器负载时的主磁通不2、基本方程式组1）、漏感应电动势的方程式基本方程式2）磁动势平衡方程式3）励磁支路压降40电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com2、基本方程式组1）、漏感应电动势的方程式基本方程式2）磁动4）一次侧电压平衡方程式5）二次侧电压平衡方程式6）电压变比7）负载电路电压平衡式基本方程式41电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com4）一次侧电压平衡方程式5）二次侧电压平衡方程式6）电压变折合算法

从上面的分析，我们可以知道：变压器的一、二次侧虽然没有电的联系，但是有磁的联系，从磁动势平衡关系可以知道，二次电流通过其磁动势来影响一次侧，只要二次侧的磁动势不变，变压器的能量关系就不会发生变化。

折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。42电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折合算法从上面的分析，我们可以知道：变压器的一、二次目的：用一个等效的电路代替实际的变压器。

折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。折算不改变实际变压器内部的电磁关系。方法：（将二次侧折算到一次侧)折合算法43电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com目的：用一个等效的电路代替实际的变压器。折算原则：1）保持二次电流的折算：二次电动势的折算：二次阻抗的折算：折合算法44电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com二次电流的折算：二次电动势的折算：二次阻抗的折算：折合算法1折算后的方程式为折合算法45电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的方程式为折合算法16电机学教案，太原工业学院自动化折算后的电路图、相量图1、T型等效电路图根据上述的折算后的方程式可得以下等效电路图：46电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com折算后的电路图、相量图1、T型等效电路图根据上述的折算后的方2、负载运行时的相量图注释：1）、基本方程式是在前面所述的参考方向下写出的，既适合于变压器负载运行，又适合于变压器的空载运行，变压器的空载运行为负载运行的一种特例。2）、上面的分析只是同一相的量，因此也适用于三相变压器的对称稳定运行。折算后的电路图、相量图47电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com2、负载运行时的相量图注释：折算后的电路图、相量图18电机学3）、变压器正常运行时，一、二次侧的电流都不超过额定值，由于空载和负载运行时，一次侧的外加电源电压的频率和幅值都不变化，因此一、二次侧的感应电动势和主磁通的值基本不变。空载和负载时的励磁磁动势和励磁电流都记为F0、I0。折算后的电路图、相量图4）、Xm、Rm是等效参数，随磁路的饱和程度变化而变化，实际变压器正常运行时，由于主磁通基本不变，因此，可以近似认为Xm、Rm是常数。48电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com3）、变压器正常运行时，一、二次侧的电流都不超过额定值，由于负载运行时的相量图主要包括三部分：a、二次电压相量图b、电流相量图或磁动势平衡相量图c、一次侧电压相量图折算后的电路图、相量图49电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com负载运行时的相量图主要包括三部分：折算后的电路图、相量图20绘制分为以下几步（假设为感性负载）：a、选定一个参考相量，通常为，根据负载画出b、根据二次侧电压平衡方程式，画出，然后确定折算后的电路图、相量图50电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.com绘制分为以下几步（假设为感性负载）：折算后的电路图、相量图2c、画出主磁通和励磁电流，励磁电流与主磁通之间的夹角称为铁耗角。d、根据磁动势平衡方程式，画出一次侧电流e、根据一次侧电压平衡方程式，求出一次侧电压。相量图能直观表达各物理量的相位关系，但难以精确绘出各相量的长度与角度，只能定性分析。折算后的电路图、相量图51电机学教案，太原工业学院自动化系温志明，wasxty_99@163.comc、画出主磁通和励磁电流，励磁电流与主磁通之间的夹角称为铁耗折算后的电路图、相量图52电机学教案，太原工业学院自动