第三讲变压器负载运行

电机学陶若三节、单相变压器的负载运行变压器原边接在电源上，副边接上负载的运行情况，称为负载运行。一、变压器负载运行时的电磁物理现象电路、磁路的工作情况：原边的电势平衡副边的电势平衡忽略了漏阻抗压降，主磁通不变。从空载到负载，初级绕组电流增加一个分量以平衡次级绕组的作用，又原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。副边绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或减小，吸收的功率也增大或减小。二、负载运行时的基本方程1.磁势平衡Im是激磁电流，固定不变的量。IL负载分量随负载不同而变化。在额定负载时，I1L比Im大很多，负载分量是I1中的主要部分.2.电动势平衡式:除了主磁通在原、副边绕组中感应电动势E1和E2外，原、副边还有对应于漏磁通产生的漏电势。原边：副边：变压器负载运行时的物理过程和方程式：三、变压器的折算法当k较大时，变压器原、副边电压相差很大，为计算和作图带来不便。变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁路的联系。副边的负载通过磁势影响原边。因此只有副边的磁势不变，原边的物理量没有改变。这为折算提供了依据。这种保持磁势不变而假想改变它的匝数与电流的方法，称折合算法。

实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各个量，称为折算值；保持副边绕组的磁势不变进行折算，称为副边向原边折算；保持原边绕组的磁势不变进行折算，称为原边向副边折算。1.副边电流的折算值保持折算前后不变，2.副边电动势的折算值折算前后主磁场、漏磁场不变。同理，即3.副边漏电抗的折算值折算前后漏磁场不变，副边绕组匝数从N2折算为N1。漏抗与匝数平方成正比，所以4.副边电阻的折算值副边绕组匝数从N2折算为N1，占用原来副绕组同样的空间位置和几何尺寸，铜损耗不变，绕组长度为N1/N2倍，面积小N2/N1倍，所以所以，5.副边电压的折算值6.副边阻抗的折算值能量是否改变？铜耗：有功输出：无功输出：折算法只是一种分析的方法。凡是单位为伏的物理量（电动势、电压）的折算值等于原来数值乘k；单位为欧的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值等于原来数值乘k2；电流的折算值等于原来的数值乘以1/k.副边绕组经折算后，原来的基本方程成为：(已没有变比k)四、等效电路单相变压器负载运行时的电磁关系用等值电路的形式表示，作为变压器模拟仿真的电路模型。（1）电路中全部的量和参数都是每一相的值。原边为实际值，副边为折算值。（2）等效的是稳态对称运行状态。1.T型等值电路2.近似的型等值电路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型等效电路中的激磁支路移出，并联在电源端口,得到型等值电路。3.简化的等值电路负载运行时，Im在I1N中所占的比例很小。在工程实际计算中，忽略Im，将激磁回路去掉，得到更简单的阻抗串联电路。空载运行时，不能用简化的等值电路。Rk

为短路电阻；Xk为短路电抗；Zk为短路阻抗。五、相量图基本方程组可以用相量图来表示。相量图的画法，视变压器给定的和求解的具体条件。给定量和求解量不同，画图步骤也不一样。变压器接感性负载，负载阻抗由电阻和电感组成。为落后；接容性负载，负载阻抗由电阻和电容组成，为超前。相量图的画法（1）画出；假定给定U2、I2、cos2及各个参数（2）在相量上加上得到；（3）（6）画出与的相量和；（7）画出，加得到（4）画出领先的主磁通；（5）根据画出，领先一个铁耗角了；变压器原边电压U1

与电流I1

的夹角为1，称为变压器负载运行的功率因数角，cos1

称为变压器的功率因数。对于运行的变压器，负载的性质和大小直接影响了变压器功率因数的性质。

对应于简化等效电路，其相量图为单相变压器基本方法总结分析计算变压器负载运行方法有基本公式、等值电路和相量图