電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行

1、電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_2電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_3 變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為負(fù)載運(yùn)行。電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_4 1、回憶以前正方向的規(guī)定。、回憶以前正方向的規(guī)定。 2、重點(diǎn)說明功率傳遞關(guān)系。、重點(diǎn)說明功率傳遞關(guān)系。 一次繞組可看做交流電源的負(fù)

2、載，稱為電動(dòng)機(jī)慣一次繞組可看做交流電源的負(fù)載，稱為電動(dòng)機(jī)慣例。當(dāng)相量例。當(dāng)相量I1滯后相量滯后相量U1的角度小于的角度小于90度時(shí)，說明度時(shí)，說明一次繞組從電源吸收有功功率，若大于一次繞組從電源吸收有功功率，若大于90時(shí)，說明時(shí)，說明一次繞組從電源吸收負(fù)的有功功率，實(shí)際為發(fā)出有功一次繞組從電源吸收負(fù)的有功功率，實(shí)際為發(fā)出有功功率。功率。 電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_5 二次繞組可看做負(fù)載的交流電源，這種方向稱二次繞組可看做負(fù)載的交流電源，這種方向稱為發(fā)電機(jī)慣例。為發(fā)電機(jī)慣例。 迫使主磁通變化，導(dǎo)致電動(dòng)勢變化，電動(dòng)勢的迫使主磁通

3、變化，導(dǎo)致電動(dòng)勢變化，電動(dòng)勢的變化又破壞了已經(jīng)建立的電壓平衡，迫使一次側(cè)電變化又破壞了已經(jīng)建立的電壓平衡，迫使一次側(cè)電流隨之改變，直到建立新的平衡。流隨之改變，直到建立新的平衡。 變壓器接通負(fù)載后，二次繞組流通電流，建變壓器接通負(fù)載后，二次繞組流通電流，建立二次磁通勢，改變了空載運(yùn)行時(shí)的磁路關(guān)系。立二次磁通勢，改變了空載運(yùn)行時(shí)的磁路關(guān)系。電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_61 1rI1m1E2 2rI22E1U1I2I2U111INF222INF1mmFNIm1E2E電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院

4、自動(dòng)化系溫志明，wasxty_7 空載時(shí)空載時(shí), ,由一次磁動(dòng)勢由一次磁動(dòng)勢 產(chǎn)生主磁通產(chǎn)生主磁通 , ,負(fù)載時(shí)負(fù)載時(shí), ,產(chǎn)生產(chǎn)生 的磁動(dòng)勢為一、二次的合成磁動(dòng)勢的磁動(dòng)勢為一、二次的合成磁動(dòng)勢 。由于由于 的大小取決于的大小取決于 ，只要，只要 保持不變，由空保持不變，由空載到負(fù)載，載到負(fù)載， 基本不變，因此有磁動(dòng)勢平衡方程基本不變，因此有磁動(dòng)勢平衡方程mm21FFm1U1Um0F12mFFF1、磁動(dòng)勢平衡方程、磁動(dòng)勢平衡方程電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_8或或1 12 21 mNIN INI用電流形式表示用電流形式表示221

5、211()()mmmLNIIIIIIINk 表明表明:變壓器的負(fù)載電流分成兩分量變壓器的負(fù)載電流分成兩分量,一是勵(lì)磁一是勵(lì)磁電流電流 ,用來產(chǎn)生主磁通用來產(chǎn)生主磁通,另一個(gè)是負(fù)載分另一個(gè)是負(fù)載分量量 ，用來抵消二次磁動(dòng)勢的作用。電磁關(guān)，用來抵消二次磁動(dòng)勢的作用。電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來系將一、二次聯(lián)系起來,二次電流增加或減少必然二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少引起一次電流的增加或減少.mIkIIL/21電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_921121221()LNI NI NI NN 22LII11220LLI NI

6、N當(dāng)二次側(cè)流過電流 時(shí)，一次繞組便自動(dòng)流入負(fù)載分量 。2I1LI112221LLLIINIIN電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_101221211NNkIIkII或忽略勵(lì)磁電流：忽略勵(lì)磁電流： 綜上所述，變壓器負(fù)載時(shí)的主磁通不變，在一綜上所述，變壓器負(fù)載時(shí)的主磁通不變，在一次側(cè)感應(yīng)的電動(dòng)勢不變，產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流的次側(cè)感應(yīng)的電動(dòng)勢不變，產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流的值也不變。值也不變。1mmEI Z電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_112、基本方程式組、基本方程式組111EjI

7、 x1）、漏感應(yīng)電動(dòng)勢的方程式）、漏感應(yīng)電動(dòng)勢的方程式222EjI x2 2）磁動(dòng)勢平衡方程式）磁動(dòng)勢平衡方程式11221mN IN IN I1mmEI Z3 3）勵(lì)磁支路壓降）勵(lì)磁支路壓降電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_12 4）一次側(cè)電壓平衡方程式）一次側(cè)電壓平衡方程式111 111111UEI rjI xEI Z 5）二次側(cè)電壓平衡方程式）二次側(cè)電壓平衡方程式222222222UEI RjI XEI Z6）電壓變比）電壓變比LZIU221122NEkNE7）負(fù)載電路電壓平衡式）負(fù)載電路電壓平衡式電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器

8、的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_13 從上面的分析，我們可以知道：變壓器的一、從上面的分析，我們可以知道：變壓器的一、二次側(cè)雖然沒有電的聯(lián)系，但是有磁的聯(lián)系，從磁二次側(cè)雖然沒有電的聯(lián)系，但是有磁的聯(lián)系，從磁動(dòng)勢平衡關(guān)系可以知道，二次電流通過其磁動(dòng)勢來動(dòng)勢平衡關(guān)系可以知道，二次電流通過其磁動(dòng)勢來影響一次側(cè)，只要二次側(cè)的磁動(dòng)勢不變，變壓器的影響一次側(cè)，只要二次側(cè)的磁動(dòng)勢不變，變壓器的能量關(guān)系就不會(huì)發(fā)生變化。能量關(guān)系就不會(huì)發(fā)生變化。 折算：折算：將變壓器的二次（或一次）繞組用另一將變壓器的二次（或一次）繞組用另一個(gè)繞組來等效，同時(shí)對該繞組的電磁量作相應(yīng)的變個(gè)繞組來等

9、效，同時(shí)對該繞組的電磁量作相應(yīng)的變換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。換，以保持兩側(cè)的電磁關(guān)系不變。電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_14目的：目的：用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。用一個(gè)等效的電路代替實(shí)際的變壓器。 折算原則：折算原則：1 1）保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變；保持二次側(cè)磁動(dòng)勢不變； 2 2）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。）保持二次側(cè)各功率或損耗不變。折算不改變實(shí)際變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系。折算不改變實(shí)際變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系。方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè)方法：（將二次側(cè)折算到一次側(cè)) )電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案

10、， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_1522122kUUEkEEkII222222222222ZkZRkRXRkR二次電流的折算：二次電流的折算：2222I NI N 二次電動(dòng)勢的折算：二次電動(dòng)勢的折算：2222E IE I 二次阻抗的折算：二次阻抗的折算：222222IZI Z 電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_16折折算算后后的的方方程程式式為為111111111UEI RjI XEI Z 222222222UEI RjI XEI Z 120III12EE10mEZ I LZIU22電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載

11、運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_172r1I1U1x1rLZ2x12EE2UmI2Imrmx1 1、T T型等效電路圖型等效電路圖根據(jù)上述的折算后的方程式可得以下等效電路圖：根據(jù)上述的折算后的方程式可得以下等效電路圖：電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_182 2、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖注釋：注釋：1 1）、基本方程式是在前面所述的參考方向下寫出的，）、基本方程式是在前面所述的參考方向下寫出的，既適合于變壓器負(fù)載運(yùn)行，又適合于變壓器的空載既適合于變壓器負(fù)載運(yùn)行，又適合于變壓器的空載運(yùn)行，變壓

12、器的空載運(yùn)行為負(fù)載運(yùn)行的一種特例。運(yùn)行，變壓器的空載運(yùn)行為負(fù)載運(yùn)行的一種特例。2 2）、上面的分析只是同一相的量，因此也適用于三）、上面的分析只是同一相的量，因此也適用于三相變壓器的對稱穩(wěn)定運(yùn)行。相變壓器的對稱穩(wěn)定運(yùn)行。電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_193 3）、變壓器正常運(yùn)行時(shí)，一、二次側(cè)的電流都不超）、變壓器正常運(yùn)行時(shí)，一、二次側(cè)的電流都不超過額定值，由于空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)的外加過額定值，由于空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)的外加電源電壓的頻率和幅值都不變化，因此一、二次側(cè)電源電壓的頻率和幅值都不變化，因此一、二次側(cè)的感應(yīng)電動(dòng)

13、勢和主磁通的值基本不變?？蛰d和負(fù)載的感應(yīng)電動(dòng)勢和主磁通的值基本不變。空載和負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢和勵(lì)磁電流都記為時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢和勵(lì)磁電流都記為F F0 0、I I0 0。4 4）、）、XmXm、RmRm是等效參數(shù)，隨磁路的飽和程度變化而是等效參數(shù)，隨磁路的飽和程度變化而變化，實(shí)際變壓器正常運(yùn)行時(shí)，由于主磁通基本不變化，實(shí)際變壓器正常運(yùn)行時(shí)，由于主磁通基本不變，因此，可以近似認(rèn)為變，因此，可以近似認(rèn)為XmXm、RmRm是常數(shù)。是常數(shù)。電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_20負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖主要包括三部分：負(fù)載運(yùn)行時(shí)的相量圖主要包括三部分：

14、 a a、二次電壓相量圖、二次電壓相量圖 b b、電流相量圖或磁動(dòng)勢平衡相量圖、電流相量圖或磁動(dòng)勢平衡相量圖 c c、一次側(cè)電壓相量圖、一次側(cè)電壓相量圖電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_21繪制分為以下幾步（假設(shè)為感性負(fù)載）：繪制分為以下幾步（假設(shè)為感性負(fù)載）： a a、選定一個(gè)參考相量，通常為、選定一個(gè)參考相量，通常為 ，根據(jù)負(fù)載，根據(jù)負(fù)載畫出畫出 b b、根據(jù)二次側(cè)電壓平衡方程式，畫出、根據(jù)二次側(cè)電壓平衡方程式，畫出 ，然，然后確定后確定2U2I1E2E電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫

15、志明，wasxty_22c c、畫出主磁通和勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流與主磁通之、畫出主磁通和勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流與主磁通之間的夾角稱為鐵耗角。間的夾角稱為鐵耗角。d d、根據(jù)磁動(dòng)勢平衡方程式，畫出一次側(cè)電流、根據(jù)磁動(dòng)勢平衡方程式，畫出一次側(cè)電流e e、根據(jù)一次側(cè)電壓平衡方程式，求出一次側(cè)電壓。、根據(jù)一次側(cè)電壓平衡方程式，求出一次側(cè)電壓。 相量圖能直觀表達(dá)各物理量的相位關(guān)系，但相量圖能直觀表達(dá)各物理量的相位關(guān)系，但難以精確繪出各相量的長度與角度，只能定性分難以精確繪出各相量的長度與角度，只能定性分析。析。電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_23

16、0190)6Em超前07)I)I(II )82m111)11IjX1)12 U22 I ) 223RI )224IXj )12)5EE1)9E21 U)11)10RI電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_242U2I22rI22xjI12EE0I2I1Im1E11rI11xI j1U電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_25T T型電路包含有串聯(lián)、并聯(lián)回路。復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)雜。型電路包含有串聯(lián)、并聯(lián)回路。復(fù)數(shù)運(yùn)算復(fù)雜。 實(shí)際變壓器中，實(shí)際變壓器中， 很小。很小。負(fù)載變化時(shí)負(fù)載變化時(shí) 變

17、化不大。因此假定變化不大。因此假定I Im mZ Z1 1 不隨不隨負(fù)載變化，則將負(fù)載變化，則將T T型等效電路中的勵(lì)磁支路移出，型等效電路中的勵(lì)磁支路移出，并聯(lián)在電源端口并聯(lián)在電源端口, ,得到得到 型等值電路。型等值電路。111 , , ZIZZIImmmN21EE3 3、T T型等效電路圖的化簡型等效電路圖的化簡電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_262r1I1U1x1rLZ2x2UmI2Imrmx電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wasxty_27負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載運(yùn)行時(shí)， Im在在I1N中所占的比例很小。在工程實(shí)中所占的比例很小。在工程實(shí)際計(jì)算中，忽略際計(jì)算中，忽略Im，將勵(lì)磁回路去掉，將勵(lì)磁回路去掉， 得到更簡單得到更簡單的阻抗串聯(lián)電路。的阻抗串聯(lián)電路。 2r1I1U1x1rLZ2x2U2Ikr1ULZkx2U21II電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電力變壓器的負(fù)載運(yùn)行電機(jī)學(xué)教案， 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系溫志明，wa