变压器的空载作业

2017-04-19 14:55分类：电工基础知识阅读：

　　变压器空载作业指变压器一次绕组接额外频率、额外电压的沟通电源，二次绕组开路的作业情况。

一、空载作业时的电磁进程

　　　图1.3.2-2 变压器空载作业时各物理量的联络

变压器一次绕组接沟通电压

（习气取参阅正方向由首端A指向尾端X）一次绕组中发作空载电流

；（习气取参阅正方向与正方向共同）空载电流在一次绕组的电阻r1上发作压降

r1 ；空载电流还树立空载磁动势

，发作交变的磁通（习气取参阅正方向与电流正方向契合"右手螺旋定则"）；铁心磁导率远大于空气磁导率，绝大有些磁通沿铁心闭合，一同交链一、二次绕组，称为主磁通Φ。别的有很少一有些磁通只交链一次绕组，首要沿非铁磁资料闭合，称为一次绕组的漏磁通

（主磁通与漏磁通的差异）：

(1) 途径不一样。主磁通沿铁磁资料闭合，铁磁资料磁阻小，但存在饱满性，磁化曲线对错线性的；漏磁通首要沿非铁磁资料闭合，非铁磁资料磁阻大，但不存在饱满性，磁化曲线是线性的。

(2) 效果不一样。主磁通一同交链一、二次绕组，起一、二次绕组间的耦合效果，是变压器完结能量传递的前言；漏磁通仅交链一次绕组，只在一次电路中发作压降。

依据电磁感应规律,主磁通在一.二次绕组中别离感应电动势

和

（习气取电动势参阅正方向与磁通正方向契合"右手螺旋定则")漏磁通只在一次绕组中感应漏电动势

；二次绕组开路,二次绕组电流

2 （习气取参阅正方向与

2 正方向共同）等于零；二次绕组开路电压为

20（习气取参阅正方向与

2正方向共同）。

二、空载作业时的首要物理量

电源电压
空载作业时，一次绕组所接电源为额外频率、额外电压的正弦沟通电，其相量标明为

1 。在变压器作业中，能够为

1的数值根本坚持不变（由供电质量确保）。感应电动势
(1) 主磁通感应的电动势

1 和

2 设主磁通

，依据电磁感应规律，一次绕组的感应电动势为

　　一次绕组漏电感系数L1为常数，所以漏磁通的巨细与发作漏磁通的电流成正比，且相位一样。 x1为一次绕组的漏抗,它与一次绕组的漏磁通相对应,为常量。

　　漏磁通感应的电动势可用漏抗压降办法标明，这就将杂乱的磁路疑问简化为电路疑问，这是电机工程中常选用的办法，在往后的学习中要格外留意。

空载电流
(1) 空载电流的构成与效果
　　空载电流

树立空载磁动势

0，该磁动势在铁心中发作交变磁通,交变磁通必发作铁心损耗。因而空载电流包含两个重量：
　　一是发作主磁通的无功重量，又称磁化电流，起激磁效果，与主磁通同相位，用

μ标明；
　　另一是对应变压器铁心损耗的有功重量，又称铁耗电流，超前主磁通90°，用

Fe标明。

(2) 空载电流的巨细与性质
　　由磁路欧姆规律（）可知，空载电流（i）的巨细与一次绕组的匝数（N）、磁路的磁通（Φ）和磁阻（Rm ）有关。磁通的巨细由电源电压决议，因而电源电压的动摇影响空载电流的巨细。当电源电压必定且绕组匝数不变时，空载电流只与磁路的磁阻有关。影响磁路磁阻的要素有铁心尺度、铁心资料、铁心饱满程度和叠片技能等。
　　空载电流的数值很小，通常仅占额外电流的2%至十%,并且变压器容量愈大，空载电流的百分数愈小。在空载电流的两个重量中，有功重量所占比重极小，仅为无功重量的十%摆布，因而空载电流根本上是归于无功性质的，通常又称为激磁电流。

(3) 空载电流的波形与影响要素
　　由磁路欧姆规律可知，空载电流（i）的波形与磁路的磁通(Φ) 和磁阻（Rm）有关。关于单相变压器而言，当电源电压为正弦波时，与其相应的主磁通也为正弦波，因而空载电流的波形仅与磁路的磁阻有关，即与变压器铁心的饱满程度有关。铁心的磁化曲线对错线性的，铁心的饱满程度与变压器的额外作业点的挑选有关。若作业点选在磁化曲线的未饱满段，空载电流与磁通是线性联络，即为正弦波。若作业点选在磁化曲线的饱满段，空载电流与磁通对错线性联络，即为尖顶波。如图1.3.3-1所示。并且铁心愈饱满，空载电流的尖顶波愈尖。通常电力变压器的额外作业点都选在微饱满段内，因而空载电流为尖顶波。

图1.3.3-1 空载电流的波形

空载损耗
　　变压器空载作业时的有功损耗称为空载损耗。首要包含空载电流流过一次绕组时在电阻中发作的损耗（铜耗）和交变磁通穿过铁心时在铁心中发作的损耗（铁耗）。铁耗占首要重量，能够为空载损耗等于铁耗。铁耗由涡流损耗和磁滞损耗构成。

三、空载作业时的方程式

　　依据基尔霍夫第二规律，参照图1.3.2-1所示参阅正方向和图1.3.2-2所示空载作业时各物理量的联络，可得一、二次绕组的电动势平衡方程式。
（一）一次绕组电动势平衡方程式

对单相变压器,变比近似等于额外电压之比；
对三相变压器,变比近似等于额外相电压之比

四、空载作业时的等效电路

空载作业时的等效电路推导如下：

　　与上式对应的等效电路如图1.3.5-1所示。需留意：等效电路中的激磁阻抗参数zm、和xm是变量，随电源电压改动，即随铁心的饱满程度改动。但电源电压根本不变（为额外电压），所以等效电路中的激磁阻抗参数通常取额外电压时的值，且以为是常量。别的，因为主磁通沿铁心闭合，所遇磁阻大巨细于漏磁通所遇磁阻，因而zm>>z1 。　
　　　
　　　　　图1.3.5-1 变压器空载作业时的等效电路