2.2变压器的负载运行

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2.2变压器的负载运行

1、变压器带负载运行时，当负载增大（不考虑漏抗压降），则一次电流将，空载电流。

2、变压器带负载运行，当负载增大，则其铜损耗，铁损耗。

3、变压器由空载到满载，下列各物理量将如何变化（忽略漏抗压降），，，，。

4、变压器一次侧接额定电压，二次侧接纯电阻性负载，则从一次侧输入的功率。

（A）只含有有功功率；（B）只含有感性无功功率；（C）既含有有功功率又含有感性无功功率；（D）既含有有功功率又含有容性无功功率。

5、变压器负载时，一次磁动势为，一次漏磁通为，一次漏抗为；变压器空载时，一次磁动势为，一次漏磁通为，一次漏抗为，它们的关系是。

（A）；（B）；（C）；（D）。

6、变压器负载（）增加时，从理论上讲，其主磁通。

（A）稍增大；（B）稍减小；（C）增大很多；（D）减小很多。

7、电源电压一定时，试分析当变压器负载（）增加时，如何变化？8、电源电压降低对变压器铁心饱和程度，励磁电流，励磁阻抗，铁耗和铜耗等有何影响？9、简述变压器空载和负载时，励磁磁动势有何不同？10、画出变压器的“T”形、近似和简化等效电路。

11、画出变压器简化等效电路和简化向量图。

12、画出变压器短路时的等效电路，并画出与之对应的向量图。

1、增大不变2、增大不变3、不变不变不变增大4、（C）5、（B）6、（B）7、答：降低。

由外特性曲线知，随负载电流（）增大而下降。

增大。

负载越大，越大，由磁动势平衡方程式知，就越大。

不变。

大小与负载大小基本无关。

不变。

因电源电压不变，磁路饱和情况不变，故不变。

不变。

因漏磁路不饱和，。

8、答：铁心饱和程度降低。

，降低，减少，故饱和程度降低。

励磁电流减少。

由磁化曲线知，励磁电流随磁通减少而减少。

励磁阻抗增大。

励磁阻抗随饱和程度下降而增大。

铜耗减小。

电压降低，，减小，故铜耗减小。

铁耗减小。

，故铁耗减小。

9、答：，空载时I2=0，，所以空载时励磁磁动势仅为一次空载磁动势。

负载时，，励磁磁动势为一、二次的合成磁动势。

10、省略。

单相变压器的负载运行、等值电路

（1）电动势与电压归算由于归算前后磁动势保持不变，因此主磁通也不会改变，感应电动势就与所对应的匝数成正比
E1 N1 N1 E N1 E E1 2 2 E2 N 2 N2 N1
E2 kE2
根据归算前后的副边绕组从原边绕组得到的视在功率不变，有
U2 I2 U2 I2
2.2 单相变压器的负载运行

i2
N1 1
i1
u1
e1
2 N 2
e 2u20
ZL
变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。
一、负载运行时的物理状况
1
U1 I1
R1I1 E
1
F1 N1I1 F2 N2 I 2
根据方程可作出简化相量图
U2
I2
F0 N1I 0
0 2
E1
E2
E2 RI
2 2
二、负载运行的基本方程式
1、磁动势平衡方程
空载：由一次磁动势 F0 产生主磁通 0 ;负载：产生 0的磁动势为一、二次的合成磁动势F1 F2 。因为 0 的大小取决于U1 ，只要U1 保持不变，由空载到负载， 0 基本不变，磁动势平衡方程
XK
I 1 I

' 2

其中
' U2
Rk R1 R2 X k X1 X 2 Z k Rk jX k
U1
分别为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
图变压器的简化等效电路
U1 Ik ZK
由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用，由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流的10~20倍。

变压器运行性能

磁化电流 i 用于激励铁心中的主磁通，属于无功电
流主。磁对通已经和制铁成心的磁变路压的器磁，化曲i线的大小和波形取决于 f (i )
当磁路不饱和时，磁化曲线是直线，磁化电流与磁通成正比。
若铁心中主磁通的幅值m 使磁路达到饱和,则 i
需由图解法来确定，如图2-6(a)和(b)所示。
（２）铁耗电流:
2.电压方程
u1 i10R1
e1
i10 R1
N1
d
dt
u20
e2
N2
d
dt
3.变压器的变比及变压原理
u1 e1 N1 kK u20 e2 N 2
二、主磁通和激磁电流 1．主磁通通过铁心并与一次、二次绕组相交链的磁通，
用表示 .
1
N1
e1dt
1 N1
2E1 sin tdt
2E1
2.绕组定义变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。一次绕组 : 输入电能的绕组。二次绕组: 输出电能的绕组。
高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。
从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分为同心式和交迭式。
同心式
结构同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。
视在功率的保证值，单位为kV或kVA。三相变压器指三相容量之和。
额定电压 U N 铭牌规定的各个绕组在空载、指定分
接开关位置下的端电压，单位为V或kV。三相变压器指线电压。
额称定为电额流定电I N流，根单据位额为定A容。量和额定电压算出的电流
三相变压器指线电流。
单相变压器：
I1N
SN U1N
按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。

变压器2

uk*
变压器试验小结
测定变压器参数常采用短路试验和空载试验。空载试验用来测量变压器在额定电压下的励磁
参数和空载功率；短路试验用来测量变压器短路阻抗和在额定负
载下的短路损耗。
单相变压器分析方法小结
变压器的一次、二次绕组匝数不同，通过电磁感应关系，把一种电压等级的电能转换成另一种电压等级的电能。
3、变压器既可以变换电压、电流和阻抗，还可以变换相位、频率和功率。
4、当变压器的副边电流增加时，由于副边磁势的去磁作用，铁芯中的主磁通将大大减小。
填空：
变压器空载运行的磁通是由生的，主磁通是指既匝链
电流产绕组，又
匝链
绕组的磁通，主磁通通过铁心
磁路闭合，因此磁路的磁阻较，因此
与主磁通对应的
3.空载试验常在低压侧进行的，故测得的励磁参数是折算至低压侧的数值。
4.变压器的空载损耗近似为额定电压下的铁损耗。
5. 空载试验也可以在高压侧进行。
二、短路试验（测量变压器短路参数）
高压侧施加额定电流，测量：
U K I1 PK
Zk
U1 Ik
rk
pk
I
2 k
xk
Z
2 k
rk2
铜线的温度折算：
rk 750 c
U1 E1 I1Z1
U2 E2 I2Z2 I1N1 I2 N2 I0 N1
K E1 N1 E2 N2
E1 I0 (rm jxm )
U2 I2Z L
三、变压器参数的折算
假想:用一个匝数为 N1 的绕组来代替实际副边绕组将变压器副边的参数等效折算到 N1 匝的绕组下（原边）
• 实际绕组的各个量，称为实际值； • 假想绕组的各个量，称为折算值。

第2章变压器的基本作用原理与理论分析

3、油枕 4、高低压绝缘套管 5、油标` 6、起吊孔
1、油箱
2、散热管
7、铭牌
18
大型电力变压器
19
五、变压器的额定值
1 额定容量S N (kVA) : 、
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。
2 额定电流I1N 和I 2 N ( A) : 、
指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流
铁轭
铁芯柱
铁芯叠片
装配实物
11
铁芯各种截面
充分利用空间
提高变压器容量
减小体积。
12
㈡、绕组
变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。
按照绕组在铁芯中的排列方法分为：铁芯式和铁壳式两类按照变压器绕组的基本形式分为：同芯式和交叠式两种．
1、铁芯式:
（1）、每个铁芯柱上都套有
高压绕组和低乐绕组。为了绝
3 额定电压U1N 和U 2 N (kV ) : 、
指长期运行时所能承受的工作电压（线电压）
U1N是指加在一次侧的额定电压,U 2 N 是指一次侧加 U1N时二次的开路电压对三相变压器指的是线 . 电压.
20
三者关系：
单相 : S 三相 : S
N N
U 1 N I1 N U 2 N I 2 N 3U1N I1N 3U 2 N I 2 N
同理，二次侧感应电动势也有同样的结论。
则:
e2 N 2 d 0 2fN 2 m sin(t 90 0 ) E2 m sin(t 90 0 ) dt
有效值: E2 4.44 fN2m
相量:
E2 j 4.44 fN2m
25
⒉ E1﹑E2在时间相位上滞后于磁通 0 900. 其波形图和相量图如图2—8所示

2-变压器负载运行

的大小
与空载运行时相比,负载时一次绕组的电流变化了,电源电压
不变,严格说来,负载时的
•
E
与空载时的不同。但在电力变压
1
器仍的然设还计是I中1N Z1I•0很U1小.仍,即存使在在U1额 E定1 由负载E1下 4运.44行fN1,I1Nm
比I0 大很多倍, 看出,空载、负
载与表运示空行。载,时其的主在磁数通值• m上的差数不值多差,仍别可很以小用,即同负一载个时符的号励I•磁0 N磁1或动势F• 0
因
，可认为 Zm

Z
' 2

Z
' L
无限Zm大而断开，于是等效电路变成了“一”型，
称为简化等效电路。如图：
单相变压器的负载运行
b.电压平衡方程式：
•
•
•
•
•
•
•
•
U1

I1
Z1

I 1 Z2'

U
' 2

I1
Z1

Z
' 2

U
' 2

I1 Zk

U
' 2
•
•
I1

I
' 2
•
•
U
' 2

Z
' L
单相变压器的负载运行
b.变压器接感性负载的相量图2-12a图：
单相变压器的负载运行
※相量图的绘制过程：根据给定的条件不同，画法不同，但都是电压方程式的相量图表示。
如给定U2, I2,cos2, k 及各参数，画图步骤为：
（（（（（（（1234567）））））））根画在画画画E•1 据出出出出U•2'EU超•I2•'的•20' IE••前21相和E，•1，E量•910它/加I上Z•2的' m与，上，，主I其•I•1加画磁0R夹1上出通的，I角•2'U•相R•1再m为2' I量•，0加；和再上，2为加。它j上II••超11XjI•1；2前'得X2'到得•一m 出U•个1E•。2'铁耗；角；

变压器的负载运行

E2' kE2
U
' 2
kU2
13
(3)漏抗
X
' 2
,（漏磁无功损耗不变）
I
'2 2
X
' 2
I22 X2
X
' 2
(I2
I2' )X 2
k2X2
(4)电阻 R2'
R2'
I
'2 2
I
2 2
R2
R2' k 2R2
14
能量是否改变？
铜耗： mI2' 2Rr22'' mI22rR22
有功输出：
mU
' 2
I
' 2
cos2
mkU2
1 k
I2
cos2
mU 2 I 2
cos2
无功输出：
mU2'
I
' 2
sin 2
mkU2
1 k
I2
sin 2
mU 2 I 2
sin 2
15
折算法只是一种分析的方法凡是单位为伏的物理量（电动势、电压）的折算
值等于原来数值乘k；单位为欧的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值等于原来数值乘k2；电流的折算值等于原来的数值乘以1/k。
副边：
•
••
•
U 2 E 2 E 2 I 2 R2
用漏抗压降表示
•
•
•
••
E 2 j I 2 X 2 I 2 R2 E 2 I 2 Z2
A i1
u1 X
e1 e1
W1 W2
1 2

i2

变压器负载运行的工作原理

变压器负载运行的工作原理变压器是电力系统中必不可少的设备之一，其主要作用是将高电压的电能转换成低电压的电能，或者反之。

变压器的运行必须有负载，负载是指变压器的终端接有电动机、照明和其他电气设备等，从而使变压器运行并供电。

变压器的负载运行涉及到很多因素，本文将详细介绍变压器负载运行的工作原理。

一、变压器的结构和工作原理变压器是通过共同绕制在一个铁心上的两个电磁线圈来实现电能的转换。

一个线圈为主绕组，另一个线圈为副绕组。

主副绕组之间通过铁心磁路相联。

当主绕组接通电源时，会在铁心上产生一个磁场，这个磁场将副绕组中的电流感应出来，从而实现电能的转换。

变压器的基本结构如下图所示：在运行过程中，变压器主副绕组的电流大小要满足磁路平衡条件，即主副绕组的互感系数乘以电流大小相等。

变压器的运行中，主要有两种状态：空载和负载。

二、变压器的空载工作状态当变压器处于空载状态时，也就是没有负荷接在副绕组上，此时主绕组的电流非常小，基本上可以忽略不计。

在这种情况下，变压器的磁路中只有主绕组的电流存在，因此铁心中产生的磁通量和电流成比例。

变压器的空载工作状态如下图所示：由于变压器的主副绕组通过铁心磁路相联，因此副绕组中的电流也不能为0，必须满足磁路平衡条件。

但是由于此时副绕组没有外部负载，因此只能自激磁或感应磁通量。

三、变压器的负载工作状态当有负载接在变压器的副绕组上时，副绕组中就会有电流流过。

电流在副绕组中产生的磁场会和原来主绕组所产生的磁场相互作用，从而导致铁心中磁通量的变化。

这样就会引起主绕组中的电流和电压的变化，同时变压器也会供电给外部负载。

变压器的负载工作状态如下图所示：在变压器运行的负载工作状态下，铁心中产生的总磁通量不仅取决于主绕组中的电流，还与副绕组中的电流有关。

在这种情况下，变压器必须满足以下的条件：1. 主副绕组的电流在一定程度上应该成比例；2. 主副绕组的电压应当成比例。

四、变压器的负载特性在变压器的负载工作状态下，变压器的输出电压和电流都是按照一定的规律变化的。

电机学之变压器相关知识(

I
' 2
成过程总结
U1
Rm Im
jX m E 1
N1 N1
I R j X
' 2
' 2
' 2
E
' 2
U
' 2
I1
U1
R 1 jX 1 E1
R j X
' 2
' 2
Im
Rm
E
' 2
jX m
I
' 2
U
' 2
2.4 变压器的等效电路和相量图
2.T形等效电路 3)近似等效电路和简化等效电路
I1
U1
Rk R1 R2'
I 2 F2 N2I2
E1 E2
与 U 1I1R1平衡与 U 2I2R 2平衡
2 E 2
二次接上负载阻抗 Z L
2.3 变压器负载运行和基本方程
2.磁动势方程及一、二次电流关系
F1F2 Fm 此式称为变压器磁动势平衡关系
N 1I1N 2I2N 1Im此式称为电流形式的磁动势平衡关系
2.4 变压器的等效电路和相量图
1.绕组归算
从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通过二次绕组磁动势N 2 I 2 来产生的，因此把实际的二次绕组匝数变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不
变即可 N2I2 N1I2' ，这样从一次侧来看，其电流、感应电动
势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。
a
2.2 变压器空载运行
1.变压器各电磁量的规定正方向
1) U & 1 和 I& 1 按电动机惯例，吸收电功率

变压器的负载运行解读

（3-39）
折算后，变压器负载运行时的基本方程式组可简化为如下的方程式组
U1 E1 I1z1 E1 I0zm U2 E2 I2 z2 U2 I2 zL E2 E1 I1 I2 I0
（3-40）
变压器的负载运行(续8)
2．等效电路
在将变压器副绕组的匝数折算为
与原绕组的匝数相等后，原、副绕组
负载增加时，I2 增加，副边磁动势N1 I2N2 增加，原
边电流的负载电流分量（－
N• I2
2
）也相应增加，
N
使的其副产边生磁的动磁势动I2N势2 ，（以－维持NN12 I• 2励）磁1 Nl电得流以分抵量消增I0 加不了
变。可见，虽然变压器的原、副边没有直接的电
路联系，但负载电流的变化也会使原边电流相应
衡方程式。
变压器的负载运行(续2)
将磁动势平衡方程式表示成电流的形式，得
I
•
I
0
(
N
2
•
I2)
（3-26）
1
N
由上式看出，变压器负1 载运行时的原边电
流 I1 是大于变压器空载运行时的原边电流 I0 的，它由反映主磁通 m 大小的励磁电流分量 I0 和反
映负载大小的负载电流分量（－
）组成。当 N • I2 2
s
s
s
图3.9 单相变压器负载运行时的简化等效电路
变压器的负载运行(续9)
=＝308.00V例53/111，5已V其知，负一r1＝载台0阻单.1抗相5为变，：压r2z器＝L＝的0.40数+2j43据为，。：x当S1N＝外4.06k加.V2A7电，U压，1N /为xU22N 额定值时，用简化等效电路计算原、副边电流及副边电

变压器负载运行电磁关系要点

1. 磁动势平衡关系
r I 1 1
I 1
I N F 1 1 1
1

E 1
E 1
U 1
F F I N F 1 2 0 0 1
I 2 I N F 2 2 2
E 2
2
E 2
r I 2 2
U 2
I 2 I 1 k
I 1 1 I k 2
I1 1 N 2 I 2 k N1
结论：变压器原、副边电流与其匝数成反比，当负载电流增大时，原边电流将随着增大，即输出功率增大时，输入功率随之增大。所以变压器是一个能量传递装置，它在变压的同时也在变流。
E 2
2
E 2
r I 2 2
U 2
1. 磁动势平衡关系
r I 1 1
I 1
I N F 1 1 1
1

E 1
E 1
U 1
F F I N F 1 2 0 0 1
I 2 I N F 2 2 2
E 2
2.2.1 变压器负载运行电磁关系
变压器负载运行：指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源，副边绕组接负载时的运行状态。

I 1
～
0 I 2
1
E 2
～
E 1 U 1
E 1
2
E 2
U 2
ZL
图2-3
变压器负载运行时的示意图
一、负载时电磁关系
2
E 2
r I 2 2
U 2
变压器空载运行时， I 2 0

工厂供配电知识点：变压器的负载运行

变压器的负载运行
负载运行的物理状况负载运行时的基本方程
一、负载运行的物理状况
一、负载运行的物理状况
当变压器二次绕组接上负载时，电动势E2将在二次绕组中产生电流I2 ，其方向与E2相同，随负载的变化而变化，I2流过二次绕组N2时建立磁动势F2=I2N2。从电磁关系上来说，变压器就从空载运行过渡到了负载运行。F2也将在铁心内产生磁通，即此时铁心中的主磁通Φ不再单独由一次绕组决定，而是由一次、二次绕组共同作用在同一磁路产生。磁动势F2的出现使主磁通Φ趋于改变，随之电动势E1和E2也发生变化，从而打破了原来空载运行时的平衡状态。在一定的电网电压下，E1的改变会导致一次侧绕组电流由空载时的I0改变为负载运行时的I1。但由于电源电压和频率不变，因而相应的主磁通也应保持不变。
二、变压器负载运行时的基本方程
（1）磁动势平衡方程式变压器负载运行时，一次绕组磁动势F1和二次绕组磁
动势F2都作用在同一磁路上，如上图所示，于是根据磁路全电流定律可得到变压器负载F运1 行F2时 F的0 磁动势方程式
这就是说，变压器负载运行时，作用在主磁路的两个磁动势F1和F2构成了负载时的合成磁动势F0，从而由F0建立了铁心内的主磁通。
三、变压器的空载电流和空载损耗
（2）电动势平衡方程式由于实际上变压器的一、磁通在一、二次绕组中感应的电动势E1和E2外，仅与一次绕组交链的一次漏磁通Φ1σ和与二次绕组交链的二次漏磁通Φ2σ又在各自交链的绕组内产生漏感电动势E1σ和E2σ 。
课堂总结与练习
判断题： 1、负载运行时主磁通不再单独由一次绕组决定。 2、负载运行时二次绕组电流的变化不影响一次绕组电流。 3、二次绕组输出功率变化的同时会引起一次绕组从电网吸收功率的变化。

第2章变压器的基本理论

第2章变压器的基本理论[内容]本章以单相变压器为例，介绍变压器的基本理论。

首先分析变压器空载运行和负载运行时的电磁过程，进而得出定量描述变压器电磁关系的基本方程式、等效电路和相量图。

然后介绍变压器的参数测定方法和标么值的概念。

所得结论完全适用于对称运行的三相变压器。

[要求]● 掌握变压器空载、负载运行时的电磁过程。

● 掌握变压器绕组折算的目的和方法。

● 掌握变压器负载运行时的基本方程式、等效电路和相量图。

● 掌握变压器空载试验和负载试验的方法。

●掌握标么值的概念，理解采用标么值的优、缺点。

2.1单相变压器的空载运行变压器空载运行是指一次绕组接额定频率、额定电压的交流电源，二次绕组开路（不带负载）时的运行状态。

一、空载运行时的电磁过程 1．空载时的电磁过程图 2.1.1为单相变压器空载运行示意图，图中各正弦量用相量表示。

当一次绕组接到电压为1U 的交流电源后，一次绕组便流过空载电流0I ，建立空载磁动势100N I F =，并产生交变的空载磁通。

空载磁通可分为两部分，一部分称为主磁通0Φ ，它沿主磁路(铁心)闭合,同时交链一、二次绕组；另一部分称为漏磁通σΦ1 ，它沿漏磁路(空气、油)闭合、只交链一次绕组本身。

根据电磁感应原理，主磁通0Φ 分别在一、二次绕组内产生感应电动势1E 和2E ；漏磁通σΦ1 仅在一次绕组内产生漏磁感应电动势σ1E 。

另外空载电流0I 流过一次绕组时，将在一次绕组的电阻1R 上产生电压降10R I 。

变压器空载运行时的电磁过程可用图2.1.2表示。

变压器空载时，一次绕组中的1E 、σ1E 、10R I 三者与外加电压1U 相平衡；因二次绕组开路，02=I ，故2E 与空载电压20U 相平衡，即2E =20U 。

2．主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通的磁路、大小、性质和作用都是不同的，表2.1.1给出了二者的比较。

表2.1.1 主磁通和漏磁通的比较3．各电磁量参考方向的规定变压器中的电压、电流、磁通和电动势等都是随时间变化的物理量，通常是时间的正弦量。

变压器的运行原理与特

(2-18)
图2.4 变压器空载时的等效电路
(2-19)
图2.5 变压器的负载运行示意图
2.2 变压器的负载运行
负载运行时的物理情况电动势平衡方程式在原方，电动势平衡方程式为在副方，电动势平衡方程式为式中 ——副绕组的漏阻抗； ——副绕组的电阻和漏电抗。
05
(2-2)
06
式中 E1，E2——主磁通在原、副绕组中感应电动势的有效值；
1
N1，N2——原、副绕组的匝数；
2
f——电源的频率；
3
E1σ——原绕组漏感电动势的有效值；
4
Φ1σm——原绕组漏磁通的最大值。
5
电动势平衡方程式
6
按图2-1规定的正方向，空载时原方的电动
7
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(2.9)代入式(2.8)可得
指标总在一定的范围之内，便于分析比较。例如短路阻抗 = 0.04～0.175，空载电流 = 0.02～0.10。采用标幺值，某些不同的物理量具有相同的数值。例如：
01
(2-38)
02
(2-39)
变压器的运行特性电压变化率定义 ΔU%的简化计算公式
01
02
01
图2.14 ΔU %的图解法
(2-20)
(2-21)
2.2.3 负载运行时的磁动势平衡方程式或将上式进行变化，可得或
1
2
(2-23)
3
(2-22)
2.2.4 变压器参数的折算副方电流的折算值设折算后副绕组的匝数为，流过的电流为，根据折算前后副方磁动势不变的原则，可得，即副方电动势的折算值

变压器负载运行的工作原理

变压器负载运行的工作原理
变压器负载运行的工作原理是通过互感作用将输入电压转化为输出电压来满足负载需求。

当输入电压加到变压器的主线圈（又称为初级线圈）上时，产生的磁场会穿过变压器的副线圈（又称为次级线圈），从而在次级线圈中感应出电压。

根据法拉第电磁感应定律，变压器中的互感作用会导致次级线圈上的电压随着主线圈上的电压的变化而变化。

根据互感比例，如果次级线圈的匝数比主线圈少，那么输出电压将比输入电压小；如果次级线圈的匝数比主线圈多，那么输出电压将比输入电压大。

当负载接在次级线圈上时，输出电流会通过负载，并且会在负载中产生功耗。

根据欧姆定律，负载电阻上的电流通过电阻产生热量，这就是我们常说的负载功耗。

变压器通过互感作用将输入电压转化为适合负载需求的输出电压，并通过电流将能量传输到负载上。

同时，变压器的工作也会产生一些损耗，如铜损和铁损。

铜损是由变压器主线圈和次级线圈中的电阻引起的，导致能量转化为热能损失。

铁损是由变压器的磁芯中的磁滞和涡流引起的。

这些损耗会导致变压器的效率下降，但通常可以通过合适的设计和绝缘材料来减少。

总之，变压器负载运行的工作原理是通过互感作用将输入电压转化为适合负载需
求的输出电压，并通过电流将能量传输到负载上。

同时，变压器还会产生一些损耗，影响其效率。

变压器运行基本原理

3、试验接线如图所示。
4、处理数据
U1= U1N时的点（U1N、I0、p0）计算励磁参数:
U1 N Zm I0 p0 Rm 2 I0
X m Z m Rm
2 2
U 20 k U1N
5、试验说明以及注意事项：p28
返回
二、短路试验
1、目的：获得短路参数Zk、 Rk、 Xk。
2、方法：在高压侧加可调的低电压，低压侧短路，测取I1N 、Uk 、pk。 3、试验接线如图所示。
由 E U，可得：

R1
E 1 E 1 U 1 I 0 R1
U1 E1 E1 I 0 R1

原方等效电路
E1 I 0 ( R1 jX 1 )

E1 j I 0 X 1

U1 E1 I 0 Z1
E2 4.44 fN1 m
'
N1 E2 E2 kE2 N2
'
3)阻抗折算： Z 2 R2 jX 2
电阻折算： 2 2 R2 I 2'2 R2' I 电抗折算： 2 2 x2 I 2'2 x2 ' I
I2 2 R2 ( ' ) R2 k 2 R2 I2 I2 2 ' x2 ( ' ) x2 k 2 x2 I2
N2
a
u20
e1
e1σ
N1
1
e2
X
E1

x
Z0
U1

Z1
I0
I0
Z m Z1
励磁阻抗

变压器负载运行及电流变换

变压器负载运行及电流变换
变压器负载运行是将变压器的原绕组接上电源，副绕组接有负载的状况。

副绕组接上负载Z 后，在电动势e2的作用下，副边就有电流i2流过，即副边有电能输出。

原绕组与副绕组之间没有电的直接联系，只有磁通与原、副绕组交链形成的磁耦合来实现能量传递。

那么，原、副绕组电流之间关系怎样呢？
变压器未接负载前其原边电流为io，它在原边产生磁动势i0N1，在铁芯中产生的磁通Φ。

接负载后，副边电流i2产生磁动势i2N2，依据楞次定律，i2N2将阻碍铁芯中主磁通Φ的变化，企图转变主磁通的最大值ΦM。

但是，当电源电压有效值U1和频率f肯定时，由式U1 =E 1=4.44fN 1Φm可知，U1和ΦM近似恒定。

因而，随着负载电流i2的消失，通过原边电流io及产生的磁动势i0N1必定也随之增大，至i1N1以维持磁通最大值ΦM基本不变，即与空载时的ΦM大小接近相等。

因此，有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（i1N1+ i2N2）应当与空载时产生主磁通的原绕组的磁动势i0N1差不多相等，即
称为磁动势平衡方程式。

有载时，原边磁动势i1N1可视为两个部分：iON1用来产生主磁通Φ；i2N2用来抵消副边电流i2所建立的磁动势i2N2以维持铁芯中的主磁通最大值ΦM基本不变。

一般状况下，空载电流IO只占原绕组额定电流I1N的3%—10%，可以略去不计。

即：
于是，原、副绕组的电流关系为
变压器原、副绕组的电流之比近似与它们的匝数成反比。

电力变压器运行规程

变压器运行规程1. 技术数据：（见表）2.变压器的正常运行：2.1 变压器许可运行方式:2.1.1 变压器在正常运行中，应在其铭牌规定值运行，不准超铭牌；2.1.2 变压器最大允许上层油温不得超过85℃，最高不得超过95℃，温升不超过50℃；2.1.3 一次电压允许在不超过各分接头额定值的5%，系列电压变动±5%范围内，其输出容量不变；2.1.4 电力变压器分接头倒换，均得停电进行，容量超出1000KVA 的变压器，倒换分接头后，应测其直流电阻合格后，方可投入使用；2.2 油浸电力变压器正常过负荷运行；2.2.1 全天满负载运行的变压器不宜过负荷运行；2.2.2 变压器在低负荷期间，负荷系数小于1时，则在高峰负荷期间变压器允许过负荷倍数和持续的时间，接环境温度来确定。

（见表）变压器允许过负荷规定。

变压器允许正常过负荷按表规定2.2.3 变压器事故过负荷的允许值，按下表规定执行：3.1 变压器并列运行的条件；3.1.1 相序相同；3.1.2 线圈接线组别相同；3.1.3 变压比相同（最大允许值差±5%）；3.1.4 短路电压相等（最大允许值差±10%）；3.1.5 容量比不得超过3：1。

4. 运行变压器的检查4.1 运行变压器巡视检查项目；4.1.1 音响应正常；4.1.2 油位应正常，有无渗油漏油现象；4.1.3 油温应正常；4.1.4 负荷情况；4.1.5 引线不应过松过紧，接头接触良好，无过热现象。

4.1.6 冬散热器温度均匀正常；4.1.7 变压器风扇在运行中无振动、异声和不转、单相等现象；4.1.8 瓷套管清洁无裂纹和打火放电现象；4.1.9 呼吸器畅通，硅胶不应吸潮饱和，油封呼吸器的油位应正常；4.1.10 变压器各部油门正常，盘根无突出，各部无漏油现象；4.1.11 对室内变压器应查门窗是否完整，有无漏雨进雪。

室内照明及消防器材是否完备；4.2 特殊巡视项目：4.2.1 过负荷：监视负荷、油温和油位的变化，接头接触应良好，冷却系统应正常运行；4.2.2 大风天气：引线摆动情况及有无搭挂杂物；4.2.3 雷雨天气：瓷套管有无放电闪络现象，避雷器放电记录器动作情况；4.2.4 下雾天气：瓷套管有无放电闪络现象，重点监视污秽瓷质情况；4.2.5 下雪天气：根据积雪融化情况，检查接头发热部位及处理冰棒；4.2.6 短路故障后：检查有关设备，接头有无异状；4.3 变压器送电前的检查；4.3.1 变压器检修后投入前的检查；4.3.1.1 油枕油面应合乎标准；4.3.1.2 变压器各部无杂物或遗留下工具与金属物体等；4.3.1.3 套管瓷瓶有无裂纹现象并且清洁；4.3.1.4 各接头接触应良好；4.3.1.5 接线组别应正确，电压分接头应在合适位置；4.3.1.6 散热器、油枕的油阀应全部打开；4.3.1.7 瓦斯继电器应无气体；4.3.1.8 绝缘电阻1KV以上线圈用1000V摇表测量。

第2章单相变压器的运行原理

从图2-4可以看出， I0 滞后于U1 一个相位差角φ0，此角接
近于90°。因此，变压器空载时的功率因数很低，一般
cosφ0≈0.1~0.2，故应尽量避免空载运行。
第2章单相变压器的运行原理
【例2-1】一台三相变压器, SN=31 500 kV·A，U1N=110 kV, U2N=10.5 kV，Y、d 接法，原边绕组每相的电阻r1=1.21Ω， x1=14.45Ω，rm=1439.3 Ω，xm=14 161.3 Ω，试求：
即 Y, d 连接
k U1N 3U 2N
(2-18)
D, y 连接 Y, y连接
k 3U1N U 2N
k U1N U2N
(2-19) (2-20)
第2章单相变压器的运行原理
2.1.4 空载时的等值电路和相量图 1. 空载时的等值电路变压器空载运行时，既有电路，又有电和磁的相互联系，如
功功率，用来补偿铁芯中的铁损耗pFe以及极小量绕组的铜损耗
pCu

r1I
2 0
。由于空载电流I0很小，且r1也很小，故空载损耗近似
等于铁损耗，即P0≈pFe。
铁损耗pFe是交变磁通在铁芯中造成的磁滞损耗和涡流损
耗的总和，它的测定将在2.3.1空载试验一节中进行叙述。
空载损耗一般约占变压器额定容量的0.2%~1%，由于电力变
m 一个角αFe。
第2章单相变压器的运行原理
(4) 根据式(2-14)，在 E1 上加画与 I0 平行的 I0r1 和与 I0 垂直的 jI0 x1 ，叠加 E1、I0r1 jI0 x1 相量即得 U1 。由于 I0r1和 jI0 x1 很小，为了看清楚，图中有意将其放大了许多倍。
从例2-1

2.2变压器的负载运行