文档介绍：第2章变压器的运行原理与特性
变压器的空载运行
变压器空载运行时的示意图
空载运行时的物理现象
正方向规定
1)在负载支路,电流的正方向与电压降的正方向一致;而在电源支路,电流的正方向与电动势的正方向一致。
2)磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定则。
3)感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则。
空载时的电磁关系
(1)电动势与磁通的关系
假定主磁通按正弦规律变化,即
式中Φm——主磁通最大值。
根据电磁感应定律和图2-1的正方向规定,一、二次绕组中感应电动势的瞬时值为
(2-1)
(2-7)
(2-6)
(2-5)
(2-4)
(2-3)
(2-2)
式中 E1,E2——主磁通在原、副绕组中感应电动势的有效值;
N1,N2——原、副绕组的匝数;
f——电源的频率;
E1σ——原绕组漏感电动势的有效值;
Φ1σm——原绕组漏磁通的最大值。
(2)电动势平衡方程式
按图2-1规定的正方向,空载时原方的电动
势平衡方程式用相量表示为
将漏感电动势写成压降的形式
式中——原绕组的漏电感;
——原绕组的漏电抗。
将式()代入式()可得
(2-8)
(2-9)
式中——原绕组的漏阻抗。
对于电力变压器,空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小,%,将I0Z1忽略,则式(210)变成
在副方,由于电流为零,则副方的感应电动势等于副方的空载电压,即:
(2-10)
(2-11)
(3)变压器的变比
在变压器中,原、副绕组的感应电动势E1和E2之比称为变压器的变比,用k表示。即:
上式表明,变压器的变比等于原、副绕组的匝数比。当变压器空载运行时,由于
(2-12)
(2-13)
U1≈E1,U20=E2,故可近似地用空载运行时原、副方的电压比来作为变压器的变比,即
对于三相变压器,变比是指原、副方相电动势之比,也就是额定相电压之比。需要指出的是,在讨论三相变压器联接组或联接组实验时用到的电压比K是指原、副方线
(2-14)
电压之比。试验时取三相线电压之比的平均值:
空载电流
为了在相量图中表示励磁电流iμ,可以用等效正弦波电流来代替非正弦波励磁电流,其有效值为
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(2-16)