第三講變壓器負(fù)載運(yùn)行

電機(jī)學(xué)陶若三節(jié)、單相變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器原邊接在電源上，副邊接上負(fù)載的運(yùn)行情況，稱為負(fù)載運(yùn)行。一、變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁物理現(xiàn)象電路、磁路的工作情況：原邊的電勢(shì)平衡副邊的電勢(shì)平衡忽略了漏阻抗壓降，主磁通不變。從空載到負(fù)載，初級(jí)繞組電流增加一個(gè)分量以平衡次級(jí)繞組的作用，又原邊繞組從電網(wǎng)吸收的功率傳遞給副邊繞組。副邊繞組電流增加或減小的同時(shí)，引起原邊電流的增加或減小，吸收的功率也增大或減小。二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程1.磁勢(shì)平衡Im是激磁電流，固定不變的量。IL負(fù)載分量隨負(fù)載不同而變化。在額定負(fù)載時(shí)，I1L比Im大很多，負(fù)載分量是I1中的主要部分.2.電動(dòng)勢(shì)平衡式:除了主磁通在原、副邊繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1和E2外，原、副邊還有對(duì)應(yīng)于漏磁通產(chǎn)生的漏電勢(shì)。原邊：副邊：變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理過程和方程式：三、變壓器的折算法當(dāng)k較大時(shí)，變壓器原、副邊電壓相差很大，為計(jì)算和作圖帶來不便。變壓器原邊和副邊沒有直接電路的聯(lián)系，只有磁路的聯(lián)系。副邊的負(fù)載通過磁勢(shì)影響原邊。因此只有副邊的磁勢(shì)不變，原邊的物理量沒有改變。這為折算提供了依據(jù)。這種保持磁勢(shì)不變而假想改變它的匝數(shù)與電流的方法，稱折合算法。

實(shí)際繞組的各個(gè)量，稱為實(shí)際值；假想繞組的各個(gè)量，稱為折算值；保持副邊繞組的磁勢(shì)不變進(jìn)行折算，稱為副邊向原邊折算；保持原邊繞組的磁勢(shì)不變進(jìn)行折算，稱為原邊向副邊折算。1.副邊電流的折算值保持折算前后不變，2.副邊電動(dòng)勢(shì)的折算值折算前后主磁場(chǎng)、漏磁場(chǎng)不變。同理，即3.副邊漏電抗的折算值折算前后漏磁場(chǎng)不變，副邊繞組匝數(shù)從N2折算為N1。漏抗與匝數(shù)平方成正比，所以4.副邊電阻的折算值副邊繞組匝數(shù)從N2折算為N1，占用原來副繞組同樣的空間位置和幾何尺寸，銅損耗不變，繞組長度為N1/N2倍，面積小N2/N1倍，所以所以，5.副邊電壓的折算值6.副邊阻抗的折算值能量是否改變？銅耗：有功輸出：無功輸出：折算法只是一種分析的方法。凡是單位為伏的物理量（電動(dòng)勢(shì)、電壓）的折算值等于原來數(shù)值乘k；單位為歐的物理量（電阻、電抗、阻抗）的折算值等于原來數(shù)值乘k2；電流的折算值等于原來的數(shù)值乘以1/k.副邊繞組經(jīng)折算后，原來的基本方程成為：(已沒有變比k)四、等效電路單相變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系用等值電路的形式表示，作為變壓器模擬仿真的電路模型。（1）電路中全部的量和參數(shù)都是每一相的值。原邊為實(shí)際值，副邊為折算值。（2）等效的是穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。1.T型等值電路2.近似的型等值電路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。實(shí)際變壓器中，很小。負(fù)載變化時(shí)變化不大。因此假定ImZ1

不隨負(fù)載變化，則將T型等效電路中的激磁支路移出，并聯(lián)在電源端口,得到型等值電路。3.簡化的等值電路負(fù)載運(yùn)行時(shí)，Im在I1N中所占的比例很小。在工程實(shí)際計(jì)算中，忽略Im，將激磁回路去掉，得到更簡單的阻抗串聯(lián)電路?？蛰d運(yùn)行時(shí)，不能用簡化的等值電路。Rk

為短路電阻；Xk為短路電抗；Zk為短路阻抗。五、相量圖基本方程組可以用相量圖來表示。相量圖的畫法，視變壓器給定的和求解的具體條件。給定量和求解量不同，畫圖步驟也不一樣。變壓器接感性負(fù)載，負(fù)載阻抗由電阻和電感組成。為落后；接容性負(fù)載，負(fù)載阻抗由電阻和電容組成，為超前。相量圖的畫法（1）畫出；假定給定U2、I2、cos2及各個(gè)參數(shù)（2）在相量上加上得到；（3）（6）畫出與的相量和；（7）畫出，加得到（4）畫出領(lǐng)先的主磁通；（5）根據(jù)畫出，領(lǐng)先一個(gè)鐵耗角了；變壓器原邊電壓U1

與電流I1

的夾角為1，稱為變壓器負(fù)載運(yùn)行的功率因數(shù)角，cos1

稱為變壓器的功率因數(shù)。對(duì)于運(yùn)行的變壓器，負(fù)載的性質(zhì)和大小直接影響了變壓器功率因數(shù)的性質(zhì)。

對(duì)應(yīng)于簡化等效電路，其相量圖為單相變壓器基本方法總結(jié)分析計(jì)算變壓器負(fù)載運(yùn)行方法有基本公式、等值電路和相量圖