4.5 變壓器的空載運行

杭州電子科技大學《電機學》自動化學院4.5變壓器的空載運行一次繞組接在交流電源上、二次繞組開路的運行狀態(tài)?？蛰d磁動勢1．主磁通變壓器的主磁通用表示，主磁通與一次、二次繞組相交鏈。主磁通的磁路為變壓器的鐵心。變壓器依靠主磁通作為媒介來實現(xiàn)從一次側到二次側能量的傳遞。在不考慮磁路飽和的情況下，主磁通的瞬時值可以表示為為主磁通的幅值，為電源的角頻率，為電源的頻率。4.5.1空載時的磁通2．漏磁通在變壓器中把僅交鏈一次繞組或者二次繞組的磁通稱為漏磁通。變壓器一次側漏磁通用表示，該漏磁通只與一次繞組交鏈。漏磁通的磁路除了鐵心，還有磁導率比較小的油或空氣，所以，漏磁通磁路的磁阻和磁導率基本保持不變，一次側漏磁通與空載電流之間呈線性關系，不向二次側傳遞能量。漏磁通很小，在數(shù)量上只占主磁通的0.1%~0.2%。漏磁通的瞬時值可以表示為式中，為漏磁通的幅值。4.5.2空載時的感應電動勢1．主磁通產生的感應電動勢主磁通在一次、二次繞組內產生感應電動勢的瞬時值分別表示為感應電動勢用相量的形式表示為和分別是一次繞組、二次繞組感應電動勢有效值。一次、二次繞組感應電動勢的有效值分別表示為變壓器一次、二次繞組的感應電動勢與繞組的匝數(shù)、供電頻率和主磁通的幅值成正比。2．漏磁通產生的感應電動勢變壓器空載運行時，二次繞組開路，二次繞組無磁動勢，二次繞組內不存在漏磁感應電動勢，只有一次繞組存在漏磁感應電動勢。忽略鐵心飽和，一次側漏磁通在一次繞組中產生的漏磁感應電動勢表示為式中，為漏磁感應電動勢的有效值。漏磁感應電動勢用相量形式表示為式中，為一次繞組的漏電感為一次繞組的漏電抗減小變壓器的漏電抗，能提高變壓器運行效率。漏電抗可以進一步表示為漏磁路的磁阻漏磁路的磁導漏磁動勢4.5.3空載電流變壓器空載時，變壓器內部的能量既有有功部分，也有無功部分，其中有功部分轉換成熱量、損失掉，而無功部分儲存在磁場之中。變壓器空載電流可以分解為磁化電流和鐵損電流。磁化電流，I0的無功分量，在鐵心中形成勵磁磁動勢，與空載電流的夾角稱為鐵耗角。鐵損電流，I0的有功分量。代表變壓器鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。變壓器空載損耗是鐵損耗和銅損耗總和。變壓器磁路的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為變壓器的鐵損耗。變壓器的銅損耗是一次繞組電阻上的損耗。如不考慮空載損耗，一次繞組空載電流全部用于建立空載磁場，那么空載電流就是磁化電流，即，變壓器沒有有功功率損耗?？蛰d電流只占額定電流的0.5%~5%，隨著容量增大，空載電流相對減小?？蛰d電流中磁化電流是主要的，一般比鐵損電流大10倍，所以鐵耗角很小。銅損耗占空載損耗的2%以下。因此，空載損耗主要是鐵損耗。4.5.4空載時的基本方程式一次繞組的電壓方程式為二次繞組的輸出電壓為忽略一次繞組漏阻抗壓降一次繞組漏阻抗勵磁阻抗勵磁電阻，反