电机学第02章

1、第二章变压器的基本工作原理2.1变压器的空载运行2.2变压器的负载运行2.3变压器参数的实验测量2.4标准值2.5变压器1的运行特性。空载运行时的物理现象，图21单相变压器空载运行，空载电流空载磁动势空载磁通(主磁通和漏磁通)电动势。2.1变压器空载运行图22变压器二空载运行时的电磁关系。物理量正方向的规定(1)电源电压正方向为AX，一次侧电流正方向与电源正方向一致，即AX。(2)在磁动势的正方向和产生磁动势的电流的正方向之间存在右手螺旋关系。(3)磁通量的正方向与磁动势的正方向一致。(4)在感应电动势的正方向和产生该电势的磁通量的正方向之间存在右手螺旋关系。(5)二次侧电流的正方向与二次绕组

2、电动势的正方向一致，而负载端电压的正方向与电流的正方向一致。3。空载运行中各种物理量之间的关系1。电动势和磁通量之间的关系、可以由相同的原因推导出来：漏磁感应电动势：2、电压平衡方程、比值、4。空载电流和空载损耗，1。空载电流波形，图2-6变压器空载运行相量图，1。负载运行中的物理现象，2.2。变压器负载运行中的电磁关系。变压器负载运行中的电动势平衡关系、和3。变压器负载运行中的磁动势平衡关系、相当于一次侧电流中的负载分量。4.绕组转换：定义：是将一次绕组和二次绕组的匝数转换成相同匝数的方法，即把实际的变压器模拟成一个等效的变压器，变压比为1。原理：保持磁动势不变。转换只是一种数学手段，并不改

3、变转换前后的电磁关系，即转换前后的磁动势、功率传输和损耗的平衡应保持不变。电流的转换是基于转换前后磁动势保持不变的原理。2.电动势的转换基于这样一个事实，即转换前后主磁通量和漏磁通量保持不变。3.阻抗的转换基于转换前后次级绕组电阻的铜消耗量，而它基于转换前后次级绕组的漏抗。次级侧转换为初级侧后，变压器的基本方程为：5。等效电路1。t形等效电路2。近似等效电路。因此，分支可以移动到电源端，以获得近似的等效电路。图210近似于等效电路；3.简化等效电路；在电力变压器中，空载电流很小，所以在近似计算中忽略了空载电流，等效电路将进一步简化为简单的串联电路。图211简化等效电路。简化等效电路中的串联阻抗

4、称为变压器短路阻抗。如果变压器发生稳态短路，短路电流为0，短路阻抗一般很小，所以变压器的短路电流很大，可以达到额定电流的1020倍。6.负载运行时的相量图，图2-12负载运行时的相量图，2.3变压器参数的实验测量，空载试验可以测量变压器的比K、空载电流、空载损耗和励磁参数等。图214变压器(a)单相(b)三相空载试验接线图，空载损耗近似视为变压器铁损。变压器变比和励磁参数：注：这里的变比K是高压侧和低压侧的变比，每个励磁参数是低压侧的值。如果你想得到v根据二次侧短路时的简化等效电路，短路阻抗可计算为：这在计算T形等效电路时是可取的。在短路测试期间，变压器从电源吸收的所有功率被转换成初级和次级绕

5、组的铜损耗和铁损耗。然而，由于测试期间施加的电压较低，铁芯中的磁通量非常小，铁损可以忽略不计，因此可以认为短路损耗是变压器的铜损耗。3.阻抗电压阻抗电压是指短路试验中短路电流达到额定值时所施加的电压，通常以额定电压的百分比表示。阻抗电压是变压器的重要参数之一，其值标在变压器铭牌上，反映了变压器在额定负载下的内部泄漏阻抗压降。从正常运行的角度来看，希望短路阻抗越小越好，这样内部阻抗压降就越小，输出电压随负载变化的波动就越小；从限制短路电流的角度来看，希望短路阻抗会更大。一般来说，中小型变压器的阻抗电压为，大型变压器的阻抗电压为。1.标准值的定义标准值是指一个物理量的实际值与选定的同一单位的固定值

6、之比，选定的同一单位的固定值称为参考值。也就是说，所谓的标准值是指实际值与相同单位的选定参考值的比率，即标准值实际值/参考值是相对值，没有单位。物理量的标准值通过在原始符号的右下角添加“*”来表示。2.参考值的选择(1)额定相电压和相电流作为相电压和相电流的参考值；额定电压和电流用作线路电压和线路电流的参考值；(2)电阻、电抗和阻抗采用相同的参考值，这些参数都是一相的值，所以阻抗参考值是额定相电压与额定相电流的比值；(3)有功功率、无功功率和视在功率采用相同的参考值，以额定视在功率为参考；(4)变压器可分为一次绕组和二次绕组，一次侧和二次侧各物理量的参考值应从各自的额定值中选择。3。标准值的优

7、点：(1)用标准值表示的参数和性能数据变化不大，便于不同容量变压器的比较。例如，中小型变压器的短路阻抗的标称值约为410.5。(2)一次侧和二次侧的每个量不需要换算，即换算前后对应量的标准值相等。(3)无论相位和线路、单相还是三相，它们都具有相同的标称值。标准值表示的基本方程与实际值表示的方程在形式上是一致的。5.采用标准值后，每个量的数值都简化了。例如，当电流和电压达到额定值时，标准值为1。同时，一些量具有相同的值。2.5变压器的运行特性变压器在负载下的运行特性主要包括外部特性和效率特性。外部特性是指变压器二次侧电压随负载变化的关系特性，也称为调压特性。电压变化率常用来表示二次侧电压变化的程

8、度，它反映了变压器供电电压的质量。效率特性是用效率来反映运行中变压器的经济指标。电压变化率被定义为当额定电压从空载到给定负载施加到变压器的初级侧绕组时，次级侧电压与次级额定电压的代数差之比，用下式表示。1.变压器的电压变化率和外部特性。简化计算公式为：变压器输出电流的标称值，称为负载系数。在额定负载下。影响电压的三个因素(2)短路损耗等于额定负载电流时的铜损，即(3)忽略负载运行时二次侧端电压的变化，认为当变压器铁损和铜损相等(即恒定损耗和可变损耗相等)时，效率达到最大。由于变压器的初级绕组在实际运行中始终与电源电压相连，铁损始终存在，铜损随负载而变化。由于接入电网的变压器不能长时间满负荷运行，铁耗全年存在，因此较小的铁耗有利于变压器全年运行的平均效率。在一般变压器设计中，