第二节 单相变压器的空载运行
合集下载
第二章 变压器的运行原理
答：变压器空载运行时也需要从电网吸收电功率，以供给变压器本身功 率损耗，它转化成热能消耗在周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时， 在经济、技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流 较大，而负荷小，电流负载分量小，即有功分量小，使电网功率因数降低， 输送有功功率能力下降；对用户来说投资增大，空载损耗也较大，变压器效 率低。
Electric Machinery
本章节重点和难点： 重点: (1)变压器空载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (2)变压器负载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (3)绕组折算前后的电磁关系； (4)变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义； (5)变压器的运行特性。 难点: (1)变压器绕组折算的概念和方法; (2)变压器的等值电路和相量图； (3)励磁阻抗Zm与漏阻抗Z1的区别； (4)励磁电流与铁芯饱和程度的关系； (5)参数测定、标么值。
空载损耗约占额定容量的（0.2~1）%，随 容量的增大而减小。这一数值并不大，但因为 电力变压器在电力系统中用量很大，且常年接 在电网上，因而减少空载损耗具有重要的经济 意义。工程上为减少空载损耗，改进设计结构 的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激 光化硅钢片或应用非晶态合金。
Electric Machinery
漏电动势 : E1
2 2
fN 1 1
2 fN 1 1
Electric Machinery
E 1 j 2 f
N 1 1
I 0 j 2 fL 1 I 0 j I 0 x 1
I0
x 1 2 f
N1
2
为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用。
Electric Machinery
本章节重点和难点： 重点: (1)变压器空载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (2)变压器负载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相 量图； (3)绕组折算前后的电磁关系； (4)变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义； (5)变压器的运行特性。 难点: (1)变压器绕组折算的概念和方法; (2)变压器的等值电路和相量图； (3)励磁阻抗Zm与漏阻抗Z1的区别； (4)励磁电流与铁芯饱和程度的关系； (5)参数测定、标么值。
空载损耗约占额定容量的（0.2~1）%，随 容量的增大而减小。这一数值并不大，但因为 电力变压器在电力系统中用量很大，且常年接 在电网上，因而减少空载损耗具有重要的经济 意义。工程上为减少空载损耗，改进设计结构 的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激 光化硅钢片或应用非晶态合金。
Electric Machinery
漏电动势 : E1
2 2
fN 1 1
2 fN 1 1
Electric Machinery
E 1 j 2 f
N 1 1
I 0 j 2 fL 1 I 0 j I 0 x 1
I0
x 1 2 f
N1
2
为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用。
变压器的空载运行及负载运行
N1I0 N1 I0 N1 I1L N2 I2
N1 I1L - N2 I2
其中I1L远远大于I0，大部分用来抵抗副边电流引起的磁通量变化。
当负载运行时可认为I1L=I1。
I1
I2 k
或 I1 I2
1 k
N2 N1
k为变压器变比
一、二次电流比近似与匝数成反 比。可见匝数不同，不仅能改变 电压，同时也能改变电流。
产业信息
中国变压器设备-尤其是特种变压器-已 走向世界成为“中国制造” 品牌
谢谢聆听
P0 = PFe + Pcu ≈ PFe
铁损耗分量
铁损耗分量：符号为I10P，供给铁磁材料 铁损（磁滞和涡流损耗），为有功分量
Part 2 空载运行分析
思考
如果误将变压器高低压侧接反，会发生什么异常现象？
变压器低压侧如果接到高压电源上，则铁心主磁 通Φm会增加，磁路饱和程度增加，因而励磁电流I0大 大增加，有可能烧毁线圈（励磁电流随磁路饱和程度 增加而急剧增大）
单相变压器空载运行示意图
Part 2 空载运行分析
空载电流的作用与组成
I10 I10Q I10P
励磁分量
励磁分量：符号为I10Q，用来建立主磁 通，相位与主磁通相同，为无功分量
变压器空载运行时，只从电源吸收少量有功功率P0， 用来供给铁心中铁损PFe和少量绕组铜损Pcu=R1I102 （可忽略不计）。容量越大，空载功率P0越小
Part 3 变压器的负载运行
变压器作用 通过对变压器负载运行的分析，可以清楚地看出变压器具有变电压、 变电流、变阻抗的作用。
• 变换电压 U1/U2≈E1/E2=k=N1/N2
• 变换电流 I1/I2≈N2/N1=1/k
cpt-03
感应电动势e1 和e2 均滞后于φm 的电角度90°，其有效值为
E1m N1 m 2πfN 1 m E1 4.44 fN 1 m 2 2 2 E2 m N 2 m 2πfN 2 m E2 4.44 fN 2 m 2 2 2
E1和E2的相量表达式
E1 j4.44 fN 1 m
E2 j4.44 fN 2 m
2、空载电流 空载电流包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁 场，产生主磁通——无功分量 ；另一个是铁损耗分量， 作用是供变压器铁心损耗——有功分量 I Fe 。 性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电 I 流主要是感性无功性质——也称励磁电流m ；
I1 N1 I 2 N 2 0
N2 I I1 2 N1
二、负载运行时的基本方程式
1、磁动势平衡方程式
I1 N1 I 2 N 2 ( I1 I m ) N1 I 2 N 2 0
I1 N1 I 2 N 2 I m N1
电力变压器
控制变压器
电源变压器
三相干式变压器
接触调压器
三、变压器的结构简介
铁心——变压器中主要的磁路部分， 分为铁心柱与铁轭两部分。
三相芯式变压器
1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈
单相芯式变压器
1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈
绕组——变压器中的电路部分。
交叠式绕组
1 m m
Z1、Z 2、r1、r2、x1和x2 分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻
和漏电抗。
第四节 变压器的等效电路及相量图
一、绕组归算
归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时， 对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。 归算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损 耗不变。 （一）电动势和电压的归算 二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即
变压器第2次课(空载与负载运行)
I Z I Z I Z U1 E 1 0 1 0 m 0 1 (r jX ) I (r jX ) I
0 1 1 0 m m
(3-16)
根据式 (3-16) 可画出对应的电路 , 如
图3-11 所示。
3.2.5 空载运行时的相量图 ①以 m 为参考相量
U1N/U2N=380V/220V,r1=0.14Ω ,r2=0.035Ω ， X1=0.22Ω , X2=0.055Ω , rm=30Ω ,Xm=310Ω 。一次侧加额定频率的 额定电压并保持不变,二次侧接负载阻抗ZL=(4+j3) Ω 。 试用简化等效电路计算：
(3-11)
在 电 力 变 压 器 中 , 由 于 Iμ 》IFe, 当 忽 略 IFe 时,I0≈Iμ ,因此把空载电流近似称为励磁电流。 空载电流越小越好 , 一般电力变压器 ,I0=2%～ 10%,
容量越大,I0相对越小,大型变压器I0在1％以下。
2. 空载损耗 变压器空载运行时 , 空载损耗p0 主要包括铁心损耗
同理
dΦ e2 N 2 2fN 2 m sin t 90 E2 m sin t 90 dt
e2也按正弦规律变化,但e1、e2滞后于Φ90°,且感应电动势 的有效值为 结论1
（3-7） 由上式可知,当主磁通Φ按正弦规律变化时,电动势e1、
E1m m N1 2fN1 m E1 4.44 fN1 m 2 2 2
路的电磁效应,X1=ω L1σ 由于漏磁通的路径是非铁磁性物质,磁路不会饱和, 是线性磁路 , 因此对已制成的变压器 , 漏电感Ｌ 1σ 为常 数,当频率f一定时,漏电抗X1也是常数。
5.2.1空载运行的物理情况变压器一次绕组接电源,二次绕
5.2.5
空载运行时的相量图
和等值电路 根据电压平衡方程式， 可以绘出变压器空载运行 时的相量图，如图所示。
I (r jx ) E U 1 0 1 1 1 E E
1 2
变压器的励磁电流由无功分量和有功分量组成即524漏电阻漏磁通和漏磁电抗在实际变压器中一次绕组具有电阻称为一次绕组漏电阻励磁电流通过时在一次绕组上产生电压降
5.2单相变压器的空载运行
5.2.1 空载运行的物理情况 变压器一次绕组接电源，二次绕组开路，负 载电流为零，这种情况即为变压器的空载运行。 变压器空载运行时通过一次绕组的电流叫做空载 电流，用表示，因为空载时变压器的磁通完全是 由空载电流产生的磁动势所建立的，所以，空载 电流也成为励磁电流。
5.2.2 变压器空载运行时的磁通、感应电动势
d u1 i0 R1 e1 i0 R1 N1 dt U1 e1 N 1 K 称为变压器需要从电源输入无功功率，因此
用来产生主磁通
的电流与主磁通 同相位，
油部分）的磁阻，因此可近似认为是个常数，磁阻
为常数的磁路称为线性磁路。线性磁路中漏磁通与
励磁电流大小成正比，相位相同，引用绕组的漏电
系数来表示二者之间的关系为： L1 的大小变化的常数。
N11 2I 0
L1 是一次绕组的漏电感系数，是不随励磁电流
J L I J X I E 1 1 0 1 0
而落后于电源电压U的相位为 900，称之为
表示，在变压器中，也称之为 磁化电流，用 I
0r
励磁电流的无功分量。 变压器的励磁电流由无功分量和有功分量 组成，即
I I I 0 0r 0a
5.2.4 漏电阻、漏磁通和漏磁电抗 在实际变压器中，一次绕组具有电阻 r1 ，称为 一次绕组漏电阻，励磁电流通过时，在一次绕组上
单相变压器的空载运行
Rm,Xm,Zm励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱 和特性，所以 ZmRmjXm 不是常数，随磁路饱和程度增大而 减小。
由于R mR 1,Xm X1，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路
只是一个 Z m元件的电路。在 大小。从运行角度讲，希望
U I0
1越一小定越的好情，况所下以，变I 0 压大器小常取采决用于高Z m导的
数,所以漏电抗 X 1 很小且为常数,它不随电源电压负载情况而变.
2.2单相变压器的空载运行
2.2.2 空载电流和空载损耗
一、空载电流
1、作用与组成 空产变载生压电主器流 磁 铁通心I0 损—包耗—含无—两功—个有分分功量量分I，0r；量一另I0个a一是。个励是磁铁分损量耗，分作量用，是作建用立是磁供场，
（1）一次侧电动势平衡方程
额定容 S 量 (kV)A 由于
额定I电 和 流 I (A) 由于
的大小取决于 的大小取决于
只要 保持N不变，由空载到负载，
只要 保持不变，由空载到负载，
基本不变，因此有磁动势平衡方程
基本不变，因此有磁动势平1N 衡方程 2N
指铭牌规定的额定使用 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
3一一空、、载空 空时载载的电电电流流动U势1方N程是 、等效指 电路和相加 量图 在一次电 侧压 ,的 U2N是 额指 定一次侧加
21）单性相质变上压：器的U 与空1载成N运二 非行线性关次 系； 的开.路 对电 三压 相变压器电 指压 .的是线
三者关系： 单:相 SNU1NI1NU2NI2N
此外，额定值还有 额定频率、效率、
指在额定容量下，允许长期通过的额定 10~20倍。
电机与电气控制技术 第4版 第一章 变压器
三、电力变压器的基本结构
第一章
电力变压器主 要由铁心、绕 组、绝缘套管、 油箱及附件等 部分组成。
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
四、电力变压器的额定值与主要系列
（一）电力变压器的额定值
1．额定容量 SN
SN单 U N1IN1 U N2IN 2
SN三 3UN1IN1 3UN2IN2
I10 I10P I10Q
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
五、变压器 空载运行时 的相量图
第一章
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
第三节 单相变压器的负载运行
一、负载运行时的各物理量
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
二、感应电动势与漏磁电动势
（一）感应电动势
E1 j4.44 fN1 m E2 j4.44 fN 2 m
（二）漏磁电动势
E 1
j
N1 2
1m
jI10L1
jI10 X1
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
第一章
三、空载运行时的电动势平衡方程式和电压比
末端 X、Y、Z x、y、z
中性点 N n
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
（一）三相变压器绕组的联结法
第一章
（二）三相变压器的联结组 三相变压器的联结组标号采用“时钟序数表示法”。
2024/6/7
返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片
（三）高低压绕组相电动势的相位关系 1、同名端与同名端的规定
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。
变压器的空载运行
Xm
I1L I2
U 2 ZL
第三章 变压器
简化等效电路：
RS X S
I1 I2
U 1
U 2 Z L
其中
RS R1 R2 X S X1 X 2 ZS RS jX S
分别称为短路电阻、短路 电抗和短路阻抗。
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。
X
m
1
2
I2
a
E 2 E 2
U
2
ZL
x
第三章 变压器
用图示负载运行时的电磁过程
U 1 I1 U 2 I2
F1 N1I1 F2 N 2 I2
F0 N1I0
R1I1
1
E1
E1
0
E 2
2
E 2
R2 I2
第三章 变压器
3.3.2 基本方程
反映了供电电压的稳定性。
用相量图可以推导出电压变化率的表达式：
式中
β
I2
ΔU
β(R*s
cos 2
X
* s
sin2
)
称为负载系数
I2N
由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及
变压器的本身参数有关。
第三章 变压器
当变压器带阻性负载(2 0 )和阻感性负载(2 0 )时,U为
E 1
I1R1
jI1X1
E 1
I1Z1
E1
U1 E1 4.44 fN1m U 2 E2 I2R2 jI2 X 2 E2 I2Z2 U 2 I2Z L
电机学第二章
磁滞现象的影响
(三)涡流对激磁电流的影响
交变磁通在铁芯中感应电势，在铁芯中产生涡流及 涡流损耗。涡流电流分量 涡流电流分量Ie由涡流引起的，与涡流 涡流电流分量 损耗对应，Ie与-E1同相位。 由于磁路饱和、磁滞和涡流三者同时存在，激磁电 流实际包含Iµ、Ih 和Ie三个分量；又由于Ih 和Ie同相 位，合并称为铁耗电流分量 铁耗电流分量，用IFe表示。 I 铁耗电流分量
五、近似等效电路和简化等效电路 一）近似等效电路 把激磁支路移至端点处。 把激磁支路移至端点处。计算时引起的误差不 大：变压器的激磁电流(即空载电流)为额定电流 的3％-8％，（大型变压器不到1％）。
相量图
•U2（参考方向） 、E2 •E1与U2方向一致 •Φm超前E1 90度 •Im超前Φm 一个 角度 •U1
第三节 变压器的负载运行
一、负载时的电磁物理现象
负载运行是指一侧绕组接电源， 负载运行是指一侧绕组接电源，另一侧绕组 接负载运行。 接负载运行
N2 N1
变压器的初级、次级绕组没有电的联系，功率传递依靠互感。 在功率传递过程中应满足能量守恒， 在功率传递过程中应满足能量守恒，在电路上需满足电压平 磁路上需满足磁势平衡。 衡、磁路上需满足磁势平衡
x
' 2
I = I
2 ' 2
2
x
2
= k
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
x
2
物理意义：绕组的电抗和绕组的匝数平方成正 比。由于归算后次级匝数增加了k倍，故漏抗 应增加到k2倍。
四、归算后的基本方程、等效电路和相量图 一）归算后基本方程式：
.' = I m + − I2
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
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
第三章 变压器的基本运行原理
ｅ1的有效值为： E1 E1m / 2 N1m / 2 2 fN1m 2 即 E1 4.44 fN1m 式（3-3）
E1 j 4.44 fN1 m
式（3-6）
11
（2）由主磁通φ将在二次磁绕组上产生的感应电势
d e2 N 2 N 2m cos t dt
19
（3）空载运行时铁耗较铜耗大很多，所以励磁电阻较一 次绕组的电阻大很多；由于主磁通也远大于一次绕组的漏 磁通，所以励磁阻抗远大于漏电抗。则在对变压器分析时， 可以忽略一次绕组的阻抗。 （4）从等效电路可知，空载励磁电流的大小主要取决于 励磁阻抗。从变压器运行的角度，希望其励磁电流小一些， 所以要求采用高磁导率的铁心材料，以增大励磁阻抗。励 磁电流减小，可提高变压器的效率和功率因数。
图3-6 变压器空载 运行时的相量图
可得U1的正方向。 注意：一次绕组电阻压降i０rl与i0同 相位，一次漏抗压降i0x１σ（此项实 际很小，夸大以便作图）超前i090°；
21
？例3-1 一台三相变压器（还没讲到）
22
第二节
变压器的负载运行
变压器一次绕组接交流电源，二次绕组接有负载的运 行方式，为变压器的负载运行方式。如图3-7所示（可与 图3-1空载运行示意图对比看一看）。
式（3-22）
式中，i1L= -i2/K 被称为一次侧绕组励磁电流的负载分 量，其大小随负载变化而变化。显然，空载时，一次侧的 电流i１=i0 ，负载时，一次侧的电流i１＞i0 。
25
*讨论： 变压器空载时，二次绕组电流为零，二次侧输出功率为 零；一次绕组电流为空载电流很小，变压器从电源吸收很 小的功率提供空载损耗。 负载时，二次侧电流不为零，有功率输出，一次电流发 生变化，在一、二次侧电压基本一定时，如果二次绕组电 流增大，表明二次输出功率增大，则一次电流也增大，变 压器从电源吸收的功率增加。一、二次绕组之间没有电的 直接联系，但由于两个绕组共用一个磁路，共同交链一个 主磁通，借助于主磁通的变化，通过电磁感应作用，实现 了一、二次绕组间的电压变换和功率传递。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节 单相变压器 的空载运行
一、空载运行情况
A
•
U1
X
I0
E1 E1
0
1
a
E2
E1
x
1.定义：
图2-1 单相变压器空载运行原理图
是指变压器的一次绕组接在额定电压的交流电源上，二次绕组开路
时工作情况。
一、空载运行情况
2.主磁通和漏磁通的区别
物理量
主磁通
漏磁通
定义
数量 作用
交变磁通绝大部分 很少部分磁通与一
• 其二次绕组开路，则
U20 E2
三、变压器的电压比
• 变压器一、二次绕组感应电动势之比，称为变压器的电压比。 用k表示，它等于一、二次绕组匝数之比，即
k E1 n1 U1 E2 n2 U2
N1 N2时，k 1,则U1 U2,为降压变压器
N1 N2时，k 1,则U1 U2,为升压变压器
沿铁心闭合且同时 次绕组铰链，且主
与一、二次绕组铰 要经非磁性材料而
链的磁通
闭合的磁通
99.8 0 0
能量传递
0.2 0 0
漏抗压降
二、感应电动势与漏磁电动势 1.感应电动势
若主磁通 0 sint ，则一、二绕组的感应电动势：
E1N
E1m 2
4.44 fN1m
E2 N
E2m 2
4.44 fN2m
Hale Waihona Puke 二、感应电动势与漏磁电动势
2.漏磁电动势
若变压器一次绕组漏磁通1 1m sint，则一、二绕组的感应 电动势：
E1 4.44 fN11m
E 2 4.44 fN1 2m
三、变压器的电压比
• 变压器空载运行时，一次绕组的刺痛很小，铁芯损耗也小，所 以一次侧绕组和空载电流很小，忽略绕组压降：
U1 E1 4.44 fN1m
一、空载运行情况
A
•
U1
X
I0
E1 E1
0
1
a
E2
E1
x
1.定义：
图2-1 单相变压器空载运行原理图
是指变压器的一次绕组接在额定电压的交流电源上，二次绕组开路
时工作情况。
一、空载运行情况
2.主磁通和漏磁通的区别
物理量
主磁通
漏磁通
定义
数量 作用
交变磁通绝大部分 很少部分磁通与一
• 其二次绕组开路，则
U20 E2
三、变压器的电压比
• 变压器一、二次绕组感应电动势之比，称为变压器的电压比。 用k表示，它等于一、二次绕组匝数之比，即
k E1 n1 U1 E2 n2 U2
N1 N2时，k 1,则U1 U2,为降压变压器
N1 N2时，k 1,则U1 U2,为升压变压器
沿铁心闭合且同时 次绕组铰链，且主
与一、二次绕组铰 要经非磁性材料而
链的磁通
闭合的磁通
99.8 0 0
能量传递
0.2 0 0
漏抗压降
二、感应电动势与漏磁电动势 1.感应电动势
若主磁通 0 sint ，则一、二绕组的感应电动势：
E1N
E1m 2
4.44 fN1m
E2 N
E2m 2
4.44 fN2m
Hale Waihona Puke 二、感应电动势与漏磁电动势
2.漏磁电动势
若变压器一次绕组漏磁通1 1m sint，则一、二绕组的感应 电动势：
E1 4.44 fN11m
E 2 4.44 fN1 2m
三、变压器的电压比
• 变压器空载运行时，一次绕组的刺痛很小，铁芯损耗也小，所 以一次侧绕组和空载电流很小，忽略绕组压降：
U1 E1 4.44 fN1m