电力变压器的负载运行讲解课件

1、电机学Electrical Machinery自动化系温志明20111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_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_ 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9

2、0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_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_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

3、明，wasxty_ 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_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_当二次侧流过电流 时，一次绕组便自动流入负载分量 。

4、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_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_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_ 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_折合算法 从上面的分析，我们可以知道：变压器的一、

5、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_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_二次电流的折算：二次电

6、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_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_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_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

7、原工业学院自动化系温志明，wasxty_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_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

8、、相量图20电机学教案， 太原工业学院自动化系温志明，wasxty_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_c、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_折

9、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_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_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_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_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_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