第10讲-第5章-变压器-2.ppt

1、回顾 变压器的工作原理 变压器的主要结构、型号、额定值与分类 变压器空载的基本方程式、等效电路及向量图的分析方法,预习 变压器的负载运行,5.2.2 变压器空载运行,第5章 变压器,空载运行时电磁关系,4. 空载运行电压方程,一次绕组的电阻为 一次绕组的漏电抗为 一次绕组的漏阻抗为,第5章 变压器,一般I0 10%IN, I0Z1很小可略去, 一次侧电动势平衡方程式可近似为:,有效值表示,U1E14.44fN1m,U1恒定时，变压器 铁心中的磁通m 基本上保持不变,另因:,第5章 变压器,4. 空载运行电压方程,因为空载功率因数很小，所以变压器空载运行时从电源吸收很大的滞后性无功功率。,6.

2、变压器空载运行的相量图,第5章 变压器,7. 变压器空载运行的等效电路,第5章 变压器,空载变压器看成两个电抗线圈串联，一个有铁心其阻抗为Zm，一个没有铁心其阻抗为Z1（一次侧漏阻抗）,第5章 变压器,电机及拖动基础,5.3 变压器负载运行,教学目的,掌握变压器负载的基本方程式、等效电路及向量图的分析方法 掌握变压器的折合算法,变压器的一次绕组加上电源电压 ，二次绕组接上负载阻抗L，称变压器的负载运行。,二次绕组中有电流,一次绕组中电流变为,第5章 变压器,5.3 变压器负载运行,5.3.1 负载时磁通势及一、二次电流关系,负载阻抗,所以，负载时建立主磁通所需的合成磁动势 F1F2 与空载时所

3、需的磁动势F0 也应基本不变，即有磁通势平衡方程：,5.3.1 负载时磁通势及一、二次电流关系,第5章 变压器,Z1Zm，U1一定，m基本不变，即从空载到负载的稳定状态，主磁通基本不变。,等同,整理后：,激磁分量,负载分量,能量的传递：,磁通势平衡方程式:,即原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组.,第5章 变压器,抵消二次侧的磁动势,总磁势不变,5.3.1 负载时磁通势及一、二次电流关系,由于电力变压器激磁电流m很小，为了分析方便常略去，则,在数值上：,电流和对应的匝数成反比,第5章 变压器,5.3.1 负载时磁通势及一、二次电流关系,I2I1为降压变压器， I2I1为升压变压器。,负载电流

4、通过二次绕组时，也会产生漏磁通，并感应漏磁电动势，即：,二次绕组漏阻抗：R2+jX2,第5章 变压器,5.3.2 负载时二次电压、电流关系,变压器负载运行时的电磁关系,+,第5章 变压器,按上面的分析，可得到变压器负载时的基本方程式,第5章 变压器,5.3.3 变压器的基本方程式,利用 ，k，Z1，Z2，Zm，ZL求解出 ， ， 。,第5章 变压器,5.3.4 折合算法,方法:常用一假想的绕组来代替原（副）边绕组，使之成为变比k=的变压器,定义：保持一个绕组的磁动势不变而改变其电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。,二次侧向一次侧折算： 1）保持二次侧磁动势不变； 2）保持二次侧各功率或损耗

5、不变。,变压器负载运行,等效,纯电路模型,(消除电磁耦合),1、电动势和电压的归算,二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即,则,2、电流的归算,5.3.4 折合算法,第5章 变压器,:保持二次侧磁动势不变,折算后磁势,折算前磁势,3、阻抗的归算,阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。,5.3.4 折合算法,第5章 变压器,小结,将变压器二次绕组折算到一次绕组时的规律： 电动势和电压的折算值等于实际值乘以， 电流的折算值等于实际值除以， 电阻、漏电抗及阻抗的折算值等于实际值乘以2,即：,第5章 变压器,5.3.4 折合算法,变压器的基本方程式变为：,具此可推得变压

6、器的等效电路,第5章 变压器,5.3.5 等效电路,1、“T”型等效电路,2、等效电路的简化,短路电抗,短路电阻,第5章 变压器,5.3.5 等效电路,短路阻抗,空载运行时， 不能用简化的等值电路。,已知： 、 、 、,5.3.6 向量图,第5章 变压器,第5章 变压器,简化等效电路向量图,o,A,分析单相变压器基本方法,基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式； 等值电路： 是基本方程式的模拟电路； 相量图： 是基本方程的图示表示；,三者是统一的， 一般定量计算用等效电路，讨论各物理量之间的相位关系用相量图。,第5章 变压器,例5-3 一台单相变压器，,一次侧加额定频率的额定电压并保持不变

7、，二次侧接负载阻抗,1）一次、二次电流及二次电压。 2）一次、二次侧的功率因数。,。试用简化等效电路进行计算：,解 先求参数,第5章 变压器,1）一次、二次电流及二次电压。,2）一次、二次侧的功率因数。,第5章 变压器,例5-4 某台三相电力变压器铭牌数据：额定容量 SN=750kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，Yy联接。 试验测得每相短路电阻Rk= 1.42，短路电抗Xk=6.50，变压器原边接额定电压，副边接三相对称负载，已知每相阻抗ZL=0.25+j0.08。试计算：1）变压器原、副边电流；2）副边电压；3）输入的有功功率和无功功率；4）输出的有功功率和无功功率；5）效率。,第5章 变压器,解：（1）计算原、副边电流 变比为 负载阻抗为 折算到原边的负载阻抗为,第5章 变压器,本题忽略空载电流I0，采用简化等值电路计算，则从原边看每相总阻抗为 原边电流为 副边电流为,第5章 变压器,（2）计算副边电压 （3）计算输入的有功功率和无功功率 原边功率因数为 输入有功功率为,第5章 变压器,输入无功功率为 （4）计算输出的有功功率和无功功率 副边功率因数为 输出的有功功率为 输出的无功功率为,第5章 变压器,（5）计算效率 注意： 在没有特别指出为相值情况下，求三相变压器 的原、副边电压或电流时，均指线电压或线