变压器的运行原理课件

《变压器的运行原理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压器的运行原理课件（92页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第 一 篇第二章第二章 变压器的运行原理变压器的运行原理第二章第二章 变压器的运行原理变压器的运行原理(1)(1)掌握变压器的电动势和磁动势平衡及一、二次侧各电磁量之掌握变压器的电动势和磁动势平衡及一、二次侧各电磁量之间的关系；间的关系； (2)(2)能应用基本方程、等值电路及相量图来分析变压器的各种运能应用基本方程、等值电路及相量图来分析变压器的各种运行状况；行状况；(3)(3)理解折算原则，掌握折算的方法；理解折算原则，掌握折算的方法；(4)(4)能够用标幺值进行电路的计算；能够用标幺值进行电路的计算；(5)(5)掌握变压器各参数的物理意义及测试方法；掌握变压器各参数的物理意义及测试方法；

2、(6)(6)掌握变压器的运行特性、掌握变压器的运行特性、u u及及的意义及计算。的意义及计算。 本章主要讲述单相两绕组变压器空载、负载运行时的物理情本章主要讲述单相两绕组变压器空载、负载运行时的物理情况，分析各物理量和它们之间的关系，从而建立变压器的基本方况，分析各物理量和它们之间的关系，从而建立变压器的基本方程式、等值电路和相量图，继而讲述变压器的空载、短路试验，程式、等值电路和相量图，继而讲述变压器的空载、短路试验，最后讨论变压器的运行特性，即电压变化率和效率。最后讨论变压器的运行特性，即电压变化率和效率。(1)(1)变压器空载运行时磁动势、电动势平衡关系，等值电路和相变压器空载运行时磁动

3、势、电动势平衡关系，等值电路和相量图；量图； (2)(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；量图； (3)(3)绕组折算前后的电磁关系；绕组折算前后的电磁关系；(4)(4)变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义变压器空载实验和短路实验，变压器各参数的物理意义；(5)(5)变压器的运行特性。变压器的运行特性。难点难点: :(1)(1)变压器绕组折算的概念和方法变压器绕组折算的概念和方法; ;(2)(2)变压器的等值电路和相量图变压器的等值电路和相量图；(3)(3)励磁阻抗励磁阻抗Z Zm m与漏阻抗与漏阻抗Z

4、Z1 1的区别；的区别；(4)(4)励磁电流与铁芯饱和程度的关系励磁电流与铁芯饱和程度的关系；(5)(5)参数测定、标么值。参数测定、标么值。 在变压器运行分析中，以一次侧电压保持不变为前提，即认在变压器运行分析中，以一次侧电压保持不变为前提，即认为一次侧绕组所接电压，具有额定频率、额定数值和正弦波形。为一次侧绕组所接电压，具有额定频率、额定数值和正弦波形。 空载运行状态空载运行状态: :是变压器一次侧绕组接是变压器一次侧绕组接额定电压额定电压、额定频率额定频率的交流电源，二次侧绕组的交流电源，二次侧绕组开路开路时的运行状态。时的运行状态。1 1U U2 2U U1 1u u2 2u u1 1

5、N N2 2N N1U0 0I Im11E1E2E20U0I2 空载运行时，空载运行时，空空载电流载电流I I0 0建立了建立了空载空载磁动势磁动势F F0 0=I=I0 0N N1 1，由该，由该磁动势产生的磁动势产生的空载磁空载磁通通可分为两部分，如可分为两部分，如图所示。图所示。主磁通与漏磁通的区别主磁通与漏磁通的区别(1)(1)在性质上在性质上-磁路不同，因而磁阻不同磁路不同，因而磁阻不同。 m m-同时交链一、二次绕组，路径为沿铁芯而闭合的磁同时交链一、二次绕组，路径为沿铁芯而闭合的磁路，磁阻较小，具有饱和特性，路，磁阻较小，具有饱和特性，m m与与I I0 0呈非线性关系呈非线性关

6、系。 11-只交链一次绕组，它所经的路径大部分为非磁性只交链一次绕组，它所经的路径大部分为非磁性物质，磁阻较大，不具饱和特性，物质，磁阻较大，不具饱和特性， 11与与I I0 0呈线性关系呈线性关系。(2)(2)在作用上在作用上-功能不同功能不同。主磁通通过互感作用传递功率主磁通通过互感作用传递功率，漏磁，漏磁通不传递功率，仅起漏抗压降的作用。通不传递功率，仅起漏抗压降的作用。(3)(3)在数量上在数量上-m m99%99%总磁通，总磁通，111%1%总磁通。总磁通。变压器空载时各物理量的电磁关系可表示如下变压器空载时各物理量的电磁关系可表示如下: :10rI1U0I100NIFm11E1E2

7、E(1)(1)在电源支路，电流的正方向与电动势的正方向一致在电源支路，电流的正方向与电动势的正方向一致( (负载惯例负载惯例) )；而在负载支路，电流的正方向与电压降的正方向一致而在负载支路，电流的正方向与电压降的正方向一致( (电源惯例电源惯例) )。(2)(2)磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋右手螺旋定则。定则。(3)(3)感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋右手螺旋定定则。则。1 1U U2 2U U1 1u u2 2u u1 1N N2 2N N1U0 0I Im11E1E2

8、E20U0I2 强调：强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电动势与感应产生它的磁通之间符合右手螺旋定则。与感应产生它的磁通之间符合右手螺旋定则。1.1.一次侧电压一次侧电压1 1U U 即外加电源电压，应为正弦交流额定电压，可参见变压器即外加电源电压，应为正弦交流额定电压，可参见变压器铭牌上的额定值。铭牌上的额定值。1 1U U2.2.空载电流空载电流0 0I I(1)(1)作用和组成作用和组成一方面：一方面：用来励磁，建立磁场用来励磁，建立磁场-无功分量无功分量I I二方面：二方面：供变压器空载损耗供变压器空载损耗-有功分量有功分量I

9、IFeFe磁化电流磁化电流铁损电铁损电流流FeIII0 在电力变压器中，空载电流的无功分量远大于有功分量在电力变压器中，空载电流的无功分量远大于有功分量, , 空载空载电流基本上属于电流基本上属于感性无功感性无功性质性质的电流，通常称为的电流，通常称为励磁电流励磁电流。(2)(2)性质和大小性质和大小性质：性质：主要是感性无功性质主要是感性无功性质-也称励磁电流；也称励磁电流；大小：大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数用空载电流百分数I I0 0% %来表示。来表示。 空载电流的大小是空载电流的大小是变压

10、器的性能变压器的性能重要指标之一。百分值表示重要指标之一。百分值表示如下如下: :%100%100NIII 由于变压器的由于变压器的铁芯磁阻铁芯磁阻很小，建立磁通所需的很小，建立磁通所需的空载电流也很空载电流也很小小，一般变压器约为，一般变压器约为(2-10(2-10）% %，变压器的，变压器的容量越大容量越大，空载电流的，空载电流的百分数越小百分数越小，大型变压器的空载电流还不到额定电压的，大型变压器的空载电流还不到额定电压的1%1%。 问题问题1 1：一台结构已定的变压器当外施电压已知，需要电源提一台结构已定的变压器当外施电压已知，需要电源提供多大的励磁电流呢供多大的励磁电流呢? ? 励磁

11、电流包括哪些成分呢励磁电流包括哪些成分呢? ? 答：答：决定于变压器的铁芯材料及铁芯几何尺寸。因为铁芯材料是磁性物质，决定于变压器的铁芯材料及铁芯几何尺寸。因为铁芯材料是磁性物质，励磁电流的大小和波形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。励磁电流的大小和波形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。励磁电流励磁电流包括：包括：有有功分量功分量( (供铁损供铁损) )和和无功分量无功分量( (产生产生m)m)。思考题思考题 问题问题2:2:变压器空载运行时，是否从电网吸收电功率变压器空载运行时，是否从电网吸收电功率? ?此功属于此功属于什么性质什么性质? ?起什么作用起什么作用? ?为什么小负荷用户使用大容量变

12、压器对电为什么小负荷用户使用大容量变压器对电网和用户均不利网和用户均不利? ? 答：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，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，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

13、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。率低。(3)(3)空载电流波形空载电流波形(1)(1)空载时的变压器实际上就是一个非线性电感器，空载时的变压器实际上就是一个非线性电感器，其磁通量与电流的关系，服从与铁磁材料的磁化曲其磁通量与电流的关系，服从与铁磁材料的磁化曲线线=f(i)=f(i)，如图所示，如图所示: : 由图可知，当由图可知，当磁路饱和磁路饱和时，空载电流时，空载电流I I0 0与由它产生的主磁通与由它产生的主磁通m m 呈非线性关系。呈非线性关系。0 0i it t？0 0i i

14、t t(2)(2)当当磁通磁通按按正弦正弦规律变化规律变化时，空载电流时，空载电流呈什么呈什么波形波形? ?即即(3)(3)空载电流的波形，如图所示空载电流的波形，如图所示: :0i123t0i321t 结论结论: :当当磁通磁通按按正弦正弦规律变化规律变化时，空载电流时，空载电流呈尖顶呈尖顶波形。波形。t t0 0i it t 在工程上，通常为了分析、计在工程上，通常为了分析、计算和测量的方便，在相量图和计算算和测量的方便，在相量图和计算式中常用等效的正弦电流代替实际式中常用等效的正弦电流代替实际的尖顶波空载电流，如图所示。的尖顶波空载电流，如图所示。 2 205052 203032 201

15、010 0I II II II I问题问题1:1:当空载电流按正弦规律变化时，主磁通呈什么波形当空载电流按正弦规律变化时，主磁通呈什么波形? ?答答: :当当空载电流空载电流按按正弦正弦规律变化时，主磁通呈规律变化时，主磁通呈平顶平顶波形。波形。问题问题2:2:励磁电流的波形与铁芯饱和程度的关系励磁电流的波形与铁芯饱和程度的关系? ?答答: :由于磁路材料的磁化曲线为非线性，产生所需的主磁通的励由于磁路材料的磁化曲线为非线性，产生所需的主磁通的励磁电流大小及波形将受铁芯饱和程度的影响。磁电流大小及波形将受铁芯饱和程度的影响。当磁路未饱和时，当磁路未饱和时，产生正弦波磁通所需的励磁电流波形也为正

16、弦波产生正弦波磁通所需的励磁电流波形也为正弦波；一旦磁路饱一旦磁路饱和，产生正弦波磁通则励磁电流波形必须是尖顶波和，产生正弦波磁通则励磁电流波形必须是尖顶波。3.3.空载磁动势空载磁动势0F 空载磁动势是指一次侧空载电流空载磁动势是指一次侧空载电流I I0 0建立的磁动势，建立的磁动势，F F0 0=I=I0 0N N1 1，它产生主磁通和只与一次侧绕组自身交链的漏磁通。变压器空载它产生主磁通和只与一次侧绕组自身交链的漏磁通。变压器空载运行时，仅有这一空载磁动势产生磁场。而空载磁场实际分布情运行时，仅有这一空载磁动势产生磁场。而空载磁场实际分布情况是很复杂的，为了便于分析，才根据磁通所经磁路的

17、不同，等况是很复杂的，为了便于分析，才根据磁通所经磁路的不同，等效地分成主磁通和漏磁通两部分，以便把非线性问题和线性问题效地分成主磁通和漏磁通两部分，以便把非线性问题和线性问题分别处理。分别处理。 问题问题3:3:为了能在变压器二次侧得到正弦波形的感应电动势，当为了能在变压器二次侧得到正弦波形的感应电动势，当铁芯饱和与不饱和时，各需要在一次侧加什么波形的空载电流铁芯饱和与不饱和时，各需要在一次侧加什么波形的空载电流? ?为为什么什么? ? 答：答：当铁芯不饱和时，空载电流、感应电动势和主磁通均成当铁芯不饱和时，空载电流、感应电动势和主磁通均成正比，为线性关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为

18、正弦正比，为线性关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为正弦波；当铁芯饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系，而感应电波；当铁芯饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系，而感应电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波形的感应电动势，空动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波形的感应电动势，空载电流必须是尖顶波。载电流必须是尖顶波。4.4.一、二次侧绕组感应电动势一、二次侧绕组感应电动势 、1E2E若若u u1 1随时间按正弦规律变化，则随时间按正弦规律变化，则m m也按正弦规律变化，设：也按正弦规律变化，设： )t(NtNdtdNemm0111190sincostmsin在所规定正方向的前提下，感应电

19、动势的瞬时值为在所规定正方向的前提下，感应电动势的瞬时值为: : )t(NtNdtdNemm0222190sincos感应电动势的有效值为感应电动势的有效值为: : mfN 1m1m1144. 4fN222NEm2m2m224.44fNfN222NE一、二侧绕组匝数。、；磁通及电动势的频率；磁通及电动势的角频率式中为的关系用复数形式表示和、21221121)()/(:244. 444. 4NNHzfsradffNjEfNjEEEmmm由以上分析可知，感应电动势有效值的大小，分别与主由以上分析可知，感应电动势有效值的大小，分别与主磁通的频率、绕组匝数及主磁通最大值成正比；电动势磁通的频率、绕组匝

20、数及主磁通最大值成正比；电动势的频率与主磁通频率相同；电动势相位滞后主磁通的频率与主磁通频率相同；电动势相位滞后主磁通90900 0。 （a) a) 波形图波形图（b) b) 向量图向量图磁通与电动势之间的关系图形磁通与电动势之间的关系图形结论：结论：(1)(1)mm为正弦波时，为正弦波时，e e也为正弦波也为正弦波(2) (2) e e滞后滞后mm 相位相位90900 0主磁通与感应主磁通与感应电动势的关系电动势的关系5.5.一次侧绕组漏磁感应电动势一次侧绕组漏磁感应电动势 1E 由于空载电流由于空载电流I I0 0流过一次侧绕组，产生磁动势流过一次侧绕组，产生磁动势F F0 0，除了产生主

21、磁通除了产生主磁通还产生漏磁通还产生漏磁通11，漏磁通在一次侧，漏磁通在一次侧绕组中感应出漏电动势绕组中感应出漏电动势E E11。考虑到漏磁场是通过非铁。考虑到漏磁场是通过非铁磁性材料闭合的，磁路不存在磁饱和性质，是线性磁路，磁性材料闭合的，磁路不存在磁饱和性质，是线性磁路，也就是说，在空载电流也就是说，在空载电流I I0 0与一次侧漏电动势与一次侧漏电动势E E11之间存之间存在着线性关系。在着线性关系。 推导方法同上：推导方法同上：11111222:fNfNE漏电动势 上式中的比例系数上式中的比例系数X X1 1反映了一次侧漏磁场的存在和反映了一次侧漏磁场的存在和该漏磁场对一次侧电路的影响

22、，称之为一次侧漏电抗。该漏磁场对一次侧电路的影响，称之为一次侧漏电抗。10010011122xIjIfLjIINfjEmRNfx2112为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用。对一切电抗对一切电抗mRNfx22 结论结论：磁路不饱和，磁阻很大，且为常数，因此：磁路不饱和，磁阻很大，且为常数，因此X X1 1很小，且为常数，很小，且为常数，X X1 1不随电源电压不随电源电压U U1 1和负载变化和负载变化6.6.空载损耗空载损耗P P0 0 变压器空载时，输出功率为零，但要从电源变压器空载时，输出功率为零，但要从电源中吸取一小部分有功功率，用来补偿变压器内部中吸取一小部分

23、有功功率，用来补偿变压器内部的功率损耗，这部分功率变为热能散发出去，称的功率损耗，这部分功率变为热能散发出去，称为为空载损耗空载损耗，用，用p p0 0表示。表示。 3 . 12120100fBprIppmFecu包括：包括：铜损耗铜损耗 铁损耗铁损耗 空载损耗空载损耗包括两部分，一部分是空载电流在一包括两部分，一部分是空载电流在一次侧绕组上引起的空载铜损耗次侧绕组上引起的空载铜损耗 ；另一部；另一部分是铁损耗分是铁损耗 ，是交变磁通在铁芯中引起的磁，是交变磁通在铁芯中引起的磁滞损耗和涡流损耗。即滞损耗和涡流损耗。即: :FeprIp20Cu3 . 12120100fBprIppmFecu经验

24、公式经验公式：GfBpppmFe3 . 120)50(501 空载损耗约占额定容量的空载损耗约占额定容量的（0.20.2 1 1）% %，随随容量的增大而减小。这一数值并不大，但因为容量的增大而减小。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。光化硅钢片或应用非晶态合金。包

25、括：铜损耗包括：铜损耗 铁损耗铁损耗。四四. . 空载运行时的基本方程式空载运行时的基本方程式（1 1）一次侧电动势平衡方程）一次侧电动势平衡方程1011010110111ZIExI jrIErIEEU，常数。，表示一次侧绕组阻抗111jxrZmFemmmmmmrIpjxrZjxrIZIE20001)(把把 的作用看作的作用看作 在在 上的阻抗压降，即有上的阻抗压降，即有: :1E0ImZ（2 2）二次侧电动势平衡方程）二次侧电动势平衡方程220EUmfNEU11144. 4忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有1111444444fN.UfN.E

26、m则则可见，影响可见，影响主磁通主磁通 大小的因素有大小的因素有电源电压电源电压 、电源频电源频率率 和和一次侧线圈匝数一次侧线圈匝数 。与铁芯的材质和几何尺寸无。与铁芯的材质和几何尺寸无关。关。m1U1f1N（3 3）主磁通与电源电压的关系）主磁通与电源电压的关系（4 4）变比）变比定义定义：变比为一、二次线圈主电势之比。：变比为一、二次线圈主电势之比。2121NNEEK或略去或略去电阻压降电阻压降和和漏磁电势漏磁电势，有，有:NNUUUUK2121对三相变压器，变比指一、二次侧对三相变压器，变比指一、二次侧相相电势之比电势之比Y，D接线接线NNUUK213D，Y接线接线NNUUK213归纳

27、上述分析，得出变压器空载运行时的基本方程式为归纳上述分析，得出变压器空载运行时的基本方程式为此外，还有两个重要表达式为此外，还有两个重要表达式为mfNEU11144. 4NNUUUUNNEEK212121211011ZIEU220EU001ZIEFeIII0五五. .空载时的等值电路空载时的等值电路令：令：)(001mmmjxrIZIE其中其中：mZ-励磁阻抗励磁阻抗mmmjxrZmr -励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻。励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻。它并非是实质电阻、是为计算铁损耗引它并非是实质电阻、是为计算铁损耗引进的模拟电阻。进的模拟电阻。mx-励磁电抗，对应主磁通的电抗。励磁电抗，对应

28、主磁通的电抗。一次侧的电势方程为一次侧的电势方程为：)(101001011ZZIZIZIZIEUmm等值电路等值电路将运行中的变压器的将运行中的变压器的电电和和磁磁之间的相互关之间的相互关系用一个模拟电路的型式来等效。系用一个模拟电路的型式来等效。等值电路如下所示等值电路如下所示1Emxmr1r1x1U0I 由于主磁通路径铁由于主磁通路径铁心为非线性磁路，故心为非线性磁路，故励磁阻抗、励磁电阻励磁阻抗、励磁电阻和励电抗均不为常数，和励电抗均不为常数，大小随磁路的饱和而大小随磁路的饱和而减小。减小。由于铁芯磁路由于铁芯磁路具有饱和特性，参数具有饱和特性，参数ZmZm随外施电压增加而随外施电压增加

29、而减小减小。但变压器正常。但变压器正常运行时，外施电压等运行时，外施电压等于或近似等于额定电于或近似等于额定电压，且变动范围不大压，且变动范围不大, ,可把可把ZmZm看成常数。看成常数。变压器空载等值电路由两个阻变压器空载等值电路由两个阻抗串联而成的，一个为一次侧抗串联而成的，一个为一次侧漏阻抗，另一个为励磁阻抗。漏阻抗，另一个为励磁阻抗。11,xxrrmm由于由于 ，所以有时忽略漏阻抗，空载等，所以有时忽略漏阻抗，空载等效电路只是一个效电路只是一个 元件的电路。在元件的电路。在 一定的情况下，一定的情况下， 大小取决于大小取决于 的大小。从运行角度讲，希望的大小。从运行角度讲，希望 越小越

30、好，越小越好，所以变压器常采用高导磁材料，增大所以变压器常采用高导磁材料，增大 ，减小，减小 ，从而，从而提高变压器的提高变压器的运行效率运行效率和和功率因数功率因数。 mZ0I0ImZ1U0ImZmr由于空载运行时由于空载运行时铁损耗铁损耗 远大于远大于铜损耗铜损耗 ，所以，所以 远大于远大于 ；由于；由于主磁通主磁通 远大于一次侧绕组远大于一次侧绕组漏磁漏磁通通 ，所以，所以 远大于远大于 。故在近似分析中可忽略。故在近似分析中可忽略 和和 。11x1rmx1rFepmCup1x变压器采用高导磁材料，增大励磁阻抗变压器采用高导磁材料，增大励磁阻抗ZmZm（XmXm)，降低空载励磁电流，降低

31、空载励磁电流I I0 0，提高运行效，提高运行效率和功率因数。率和功率因数。六六. .空载时的相量图空载时的相量图根据前面所学空载时的根据前面所学空载时的基本方程式基本方程式，可作出变压器空载时的相量图：可作出变压器空载时的相量图：（1 1）以）以 为参考相量为参考相量mmFeII0I1E1E2E1001,xI jIr（4 4）10XI j01IR1U（2 2） 与与 同相，同相， 超前超前 mFeIII0,900FeIII超前1E（3 3） 滞后滞后,900m21,EE,900m（5 5）100111xI jIrEU 和和 之间的之间的相位角相位角 ，为，为变压器空载的变压器空载的功率因数角

32、功率因数角。图。图中可见中可见 ，即空载时，即空载时功功率因数率因数 很低。很低。1U00900I00cos单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行小结小结: :（1 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡衡, ,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定压决定. .（2 2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。（3 3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁

33、路的磁阻）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。（4 4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。思考题思考题 问题问题: : 某单相变压器额定电压为某单相变压器额定电压为380380伏伏/220/220伏伏, ,额定频率为额定频率为50HZ50HZ。如误将低压边接到。如误将低压边接到3803

34、80伏电源，变压器将会发伏电源，变压器将会发生一些什么异常现象？生一些什么异常现象？答案：答案： 由于由于 U204.44fN2mU204.44fN2mU20U20由由220220伏变到伏变到380380伏，伏，增加了增加了 倍，则主磁通倍，则主磁通mm也增也增 加了加了 倍，倍，磁路饱和程度增加，因而励磁电流磁路饱和程度增加，因而励磁电流I0I0大大增大大增 加，加，有可能烧毁线圈有可能烧毁线圈。33思思 考考 题题1.1.试比较变压器主磁通和漏磁通的性质、大小和作用。试比较变压器主磁通和漏磁通的性质、大小和作用。 2.2.简述变压器空载电流的性质和作用，其大小与哪些因简述变压器空载电流的性

35、质和作用，其大小与哪些因数有关，一般情况下，（数有关，一般情况下，（% %）值的范围是多少？）值的范围是多少？3.3.变压器的漏抗对应于什么磁通，当电源电压减少一半变压器的漏抗对应于什么磁通，当电源电压减少一半时，它如何变化？时，它如何变化？ 4.4.变压器励磁电抗大好，还是小好，为什么？当电源电变压器励磁电抗大好，还是小好，为什么？当电源电压减少一半时，它如何变化？压减少一半时，它如何变化？ 5.5.写出变压器空载时的电动势平衡方程式，并画出等值写出变压器空载时的电动势平衡方程式，并画出等值电路和向量图。电路和向量图。 6.6.变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，起什变压器空载运行时，

36、是否要从电网中取得功率，起什么作用？为什么小负荷的用户使用大容量的变压器无论么作用？为什么小负荷的用户使用大容量的变压器无论对电网还是对用户都不利？对电网还是对用户都不利？第二节第二节 单相变压器的负载运行单相变压器的负载运行负载运行负载运行是变压器一次侧绕组接额定频率、额定电压的交流是变压器一次侧绕组接额定频率、额定电压的交流电源，二次侧绕组接上负载，二次侧有电流流过时的运行状态。电源，二次侧绕组接上负载，二次侧有电流流过时的运行状态。一、变压器负载运行时的物理状况一、变压器负载运行时的物理状况 N1N2AXax11U1Im1E1E2E2U2ILZ21E02I010INF 变压器空载运行时，

37、变压器空载运行时， ，铁芯中的主磁通由空，铁芯中的主磁通由空载电流流过一次侧绕组形成的磁动势载电流流过一次侧绕组形成的磁动势 所建立，所建立，根据磁路欧姆定律根据磁路欧姆定律 ，空载时的磁动势平衡式，空载时的磁动势平衡式为为 。mmRF0mmRIN01 二次侧绕组接负载，二次侧流过电流二次侧绕组接负载，二次侧流过电流 ，建立二次，建立二次侧磁动势侧磁动势 ，这个磁动势也作用在铁芯的主磁路，这个磁动势也作用在铁芯的主磁路上，根据楞次定律，上，根据楞次定律， 对主磁场有对主磁场有去磁去磁作用，企图改变主作用，企图改变主磁通磁通 。由于外施电源电压。由于外施电源电压 不变，主磁通不变，主磁通 近似保

38、持近似保持不变，因而当二次侧磁动势不变，因而当二次侧磁动势 出现时，一次侧电流必须出现时，一次侧电流必须由由 变为变为 ，一次侧磁动势即从，一次侧磁动势即从 变为变为 ，其中，其中所增加的那部分磁动势，用来平衡二次侧的作用，以维所增加的那部分磁动势，用来平衡二次侧的作用，以维持主磁通不变，此时变压器处于负载运行时新的电磁平持主磁通不变，此时变压器处于负载运行时新的电磁平衡状态。衡状态。m2I222NIF2F111NIFm1U2F1I0I0F11Ir1111xI jE22Ir2222xI jE1U1I2I2U111INF222INF010INF01E1E2I11rI 变压器负载运行时，变压器负载

39、运行时， 和和 除了共同建立铁芯中的主除了共同建立铁芯中的主磁通磁通 以外，还分别产生交链各自绕组的漏磁通以外，还分别产生交链各自绕组的漏磁通 和和 。并分别在一二侧绕组感应出漏电动势。并分别在一二侧绕组感应出漏电动势 和和 。同样。同样可以用漏电抗压降的形式来表示，一次侧绕组电动可以用漏电抗压降的形式来表示，一次侧绕组电动势势 ，二次侧绕组漏磁电动势，二次侧绕组漏磁电动势 ， 其其中中 称为二次侧绕组漏电抗，对应于漏磁通称为二次侧绕组漏电抗，对应于漏磁通 ， 反映反映漏磁通漏磁通 的作用，也是常数。此外，一、二次侧绕组的作用，也是常数。此外，一、二次侧绕组电流电流 、 还分别产生电阻压降还分

40、别产生电阻压降 和和 。 1F2x2Fm121E2E111xI jE222xI jE221I22rI2x变压器负载运行时变压器负载运行时各物理量各物理量间的电磁关系间的电磁关系I1F 2 =I2N2F 1 =I1N1F 0 =I0N1I2mE1E21E1I1r12E2I2r2021FFF二、负载运行时磁动势平衡方程式二、负载运行时磁动势平衡方程式102211NININI)(201FFF)(221011NININI122101)(NNINII)()(2021201kIIINNII分量表示一次侧电流的负载式中kII2L1或用电流形式表示用电流形式表示1L01III 磁动势平衡方程表示一、二侧电路的

41、相互影响关系，磁动势平衡方程表示一、二侧电路的相互影响关系，说明了说明了能量能量的传递关系。的传递关系。 空载时空载时, ,由一次由一次磁动势磁动势 产生产生主磁通主磁通 , ,负载时负载时, ,产生产生 的的磁动势为一、二次的磁动势为一、二次的合成磁动势合成磁动势 。由于。由于 的大小取决于的大小取决于 ，只要只要 保持不变，由空载到负载，保持不变，由空载到负载， 基本不变，因此有基本不变，因此有磁动势平磁动势平衡方程衡方程: :mm21FFm1U1Um0F负载运行时负载运行时, ,忽略空载电流有忽略空载电流有: :1221211NNkIIkII或 表明表明: :一、二次一、二次电流电流比近

42、似与比近似与匝数匝数成反比。可见，成反比。可见，匝数不同，不仅能变电压，同时也能变电流。匝数不同，不仅能变电压，同时也能变电流。 在额定负载时，在额定负载时，I I1L1L比比I I0 0大很多，负载分量是大很多，负载分量是I I1 1中的主中的主要部分要部分. . 表明表明: :变压器的负载电流分成两个分量变压器的负载电流分成两个分量, ,一个是励磁一个是励磁电流电流 , ,用来产生主磁通用来产生主磁通, ,另一个是负载分量另一个是负载分量 , ,用来抵消二次磁动势的作用。电磁关系将一、二次联系用来抵消二次磁动势的作用。电磁关系将一、二次联系起来起来, ,二次电流增加或减少必然引起一次电流的

43、增加或减二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少少. .于是，二次侧对电能需求的变化，就由磁动势平衡关于是，二次侧对电能需求的变化，就由磁动势平衡关系反映到一次侧。变压器一、二次侧绕组之间，虽然没系反映到一次侧。变压器一、二次侧绕组之间，虽然没有电的联系，但借助于磁耦合，实现了一、二侧绕组间有电的联系，但借助于磁耦合，实现了一、二侧绕组间的能量传递和电压、电流的变换。的能量传递和电压、电流的变换。0IkIIL/21三、负载运行时电动势平衡方程三、负载运行时电动势平衡方程除了主磁通在一、二次侧绕组中感应电动势除了主磁通在一、二次侧绕组中感应电动势E E1 1和和E E2 2外，外， 一、二

44、次侧绕组中还有对应于漏磁通所产生的漏电动势。一、二次侧绕组中还有对应于漏磁通所产生的漏电动势。据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程一次侧电动势平衡方程：一次侧电动势平衡方程：1111111111111ZIExI jrIErIEEU二次侧电动势平衡方程：二次侧电动势平衡方程：222222222ZIExI jrIEUL22ZIU表示二次侧绕组漏阻抗222jxrZ表示负载阻抗LLLjxrZ综合分析，变压器稳态运综合分析，变压器稳态运行时的六个基本方程式为行时的六个基本方程式为: :LmZIUZEIkIIIkEEZIEUZIEU2210201

45、2122221111)(各电磁量之间同时满足这各电磁量之间同时满足这六个方程六个方程。，可求解出，利用221211UIIZZZZkULmmU2N1N2AXaxU1E1E11E2E222I1I第三节第三节 等值电路等值电路1.1.问题？问题？ 是否可找到一个便于工程计算的单纯电路，以代是否可找到一个便于工程计算的单纯电路，以代替无电路联系、但有磁路耦合作用的实际变压器。同时替无电路联系、但有磁路耦合作用的实际变压器。同时这个电路必须能正确反映变压器内部电磁过程。这个电路必须能正确反映变压器内部电磁过程。 2.2.答案：有！答案：有！这种电路称为变压器的这种电路称为变压器的等值电路等值电路，前提条

46、件是必须进行前提条件是必须进行绕组折算绕组折算。 利用变压器稳态运行时的六个基本方程式，已可对利用变压器稳态运行时的六个基本方程式，已可对变压器运行状态进行计算。但是求解复数的联立方程组变压器运行状态进行计算。但是求解复数的联立方程组相当复杂困难，同时电力变压器的变比值较大，一、二相当复杂困难，同时电力变压器的变比值较大，一、二次侧电流、电压、阻抗等参数值相差很大，计算时很不次侧电流、电压、阻抗等参数值相差很大，计算时很不方便。方便。 在变压器中，一次侧和二次侧虽没有电的直接联系。在变压器中，一次侧和二次侧虽没有电的直接联系。但有磁路上的联系。从磁动势平衡关系中可以看出，二但有磁路上的联系。从

47、磁动势平衡关系中可以看出，二次侧绕组的负载电流是通过它的磁动势次侧绕组的负载电流是通过它的磁动势 来影响一次侧来影响一次侧绕组的电流的。如果把二次侧的匝数绕组的电流的。如果把二次侧的匝数N N2 2和电流和电流I I2 2换成另换成另一匝数和电流值，只要仍保持二次侧磁动势一匝数和电流值，只要仍保持二次侧磁动势 不变，那不变，那么，从一次侧来观察二次侧的作用是完全一样的，即仍么，从一次侧来观察二次侧的作用是完全一样的，即仍有同样的功率送给二次侧绕组。这种保持绕组磁动势不有同样的功率送给二次侧绕组。这种保持绕组磁动势不变而假想改变它的匝数与电流的方法称为变而假想改变它的匝数与电流的方法称为折算法折

48、算法。2F2F一、绕组折算一、绕组折算1.1.折算方法折算方法：将变压器的二次侧（或一次侧）绕组用另：将变压器的二次侧（或一次侧）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，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。以保持两侧的电磁关系不变。即，（绕组折算）即，（绕组折算）用一个用一个假想的绕组假想的绕组（匝数（匝数NN2 2=N=N1 1）来代替其中一个绕组来代替其中一个绕组（通常（通常是低压绕组），是低压绕组），使变压器的使变压器的变比变比k=1k=1。2.2.折算原则折算原则: : (1)(1)折算前后折算前后保持二次侧磁动势不变；保持二次

49、侧磁动势不变； (2)(2)折算保持二次侧各功率或损耗不变；折算保持二次侧各功率或损耗不变； (3)(3)遵循能量守恒原理。遵循能量守恒原理。说明说明: :折算不改变变压器内部电磁关系的本质折算不改变变压器内部电磁关系的本质（二次侧（二次侧的磁动势的磁动势F F2 2不变，二次侧的各部分功率不变等）不变，二次侧的各部分功率不变等）。只有。只有这样，才能使折算前后变压器的主磁通、漏磁通的数量这样，才能使折算前后变压器的主磁通、漏磁通的数量和空间分布保持不变，才能使一次侧仍从电源中吸取同和空间分布保持不变，才能使一次侧仍从电源中吸取同样大小的功率并传递到二次侧。样大小的功率并传递到二次侧。即即:

50、:折算对一次侧各物折算对一次侧各物理量将毫无影响，因而不会改变变压器电磁关系的本质。理量将毫无影响，因而不会改变变压器电磁关系的本质。3.3.折算目的折算目的: : 用一个等效的电路代替实际的变压器，便于分用一个等效的电路代替实际的变压器，便于分析变压器的工作特性和绘制相量图。析变压器的工作特性和绘制相量图。首先需要明确的几个概念首先需要明确的几个概念: : a. a.实际绕组的各个物理量，称为实际绕组的各个物理量，称为实际值实际值；假想绕；假想绕组的各个物理量，称为组的各个物理量，称为折算值折算值； b.b.保持保持二次侧绕组的磁势二次侧绕组的磁势不变进行折算，不变进行折算， 称为二称为二次

51、侧向一次侧折算；次侧向一次侧折算； c.c.保持保持一次侧绕组的磁势一次侧绕组的磁势不变进行折算，不变进行折算， 称为一称为一次侧向二次侧折算。次侧向二次侧折算。 下面以下面以二次侧折算到一次侧二次侧折算到一次侧为例，注为例，注: :折算值用原折算值用原来的符号加来的符号加表示表示。4.4.折算的步骤折算的步骤: :(1) (1) 二次侧电动势的折算二次侧电动势的折算 根据折算前后二次侧根据折算前后二次侧磁动势磁动势F F2 2不变的原则，即不变的原则，即主磁主磁通、漏磁通通、漏磁通不变。不变。2E2E2E2EmmNfjENfjE11221244. 444. 4212EkEE同理同理kNNEE

52、2122即即kNNEE212222EkE(2) (2) 二次侧电流的折算二次侧电流的折算 根据折算前后二次侧根据折算前后二次侧磁动势磁动势F F2 2不变的原则，即不变的原则，即主磁主磁通、漏磁通通、漏磁通不变。不变。2I2I2212NINI221221 IkINNI(3)(3)阻抗的折算阻抗的折算 保持折算前后二次侧保持折算前后二次侧铜耗铜耗及漏感中及漏感中无功功率无功功率不变的原则不变的原则222222222得由rkrrIrI222xkx 同理，(4)(4)负载阻抗的折算负载阻抗的折算 保持折算前后二次侧保持折算前后二次侧视在功率视在功率不变的原则不变的原则LLLLZkZZIZI22222

53、得由(5)(5)二次侧电压的折算二次侧电压的折算 222222222kUUIIUIUIU得由 综上所述，折算法只是一种综上所述，折算法只是一种分析的方法分析的方法。由低压侧各。由低压侧各物理量折算到高压侧时，变比为物理量折算到高压侧时，变比为k k。则凡是单位为。则凡是单位为伏伏的的物理量（电动势、电压）的折算值等于原来数值物理量（电动势、电压）的折算值等于原来数值乘乘k k；电流电流的折算值等于原来的数值的折算值等于原来的数值乘以乘以1/k1/k；单位为；单位为欧欧的物的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值等于原来数值理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值等于原来数值乘乘k k2 2. .问题问题:

54、折算后能量是否改变？折算后能量是否改变？铜耗：铜耗：有功输出：有功输出：无功输出：无功输出：222222rmIrmI222222222coscos1cosImUIkmkUImU222222222sinsin1sinImUIkmkUImU(6)(6)折算的规律折算的规律折算后的基本方程式为：折算后的基本方程式为：111111111ZIExI jrIEU222222222ZIExI jrIEU)(201III12EE01)(IZjxrIEmmmLZIU22从折算后的基本方程式中可以看出从折算后的基本方程式中可以看出: ( : ( 已没有变比已没有变比k k ) )二、变压器负载时的等值电路二、变压

55、器负载时的等值电路(1)(1)图是表示一台实图是表示一台实际变压器内部电磁际变压器内部电磁关系的示意图。关系的示意图。1.1.二次侧折算到一次侧的二次侧折算到一次侧的T T形形等值电路的形成过程等值电路的形成过程(2)(2)图将一图将一. .二次侧绕二次侧绕组得电阻和漏抗移到组得电阻和漏抗移到绕组线外各自回路中绕组线外各自回路中, ,一、二次侧绕组一、二次侧绕组. .组成组成为无电阻为无电阻, ,无漏磁的完无漏磁的完全耦合得绕组。全耦合得绕组。(3)(3)根据根据折算原则折算原则，将，将二次侧绕组各物理量二次侧绕组各物理量的实际值进行折算。的实际值进行折算。(4)(4)根据一次侧的根据一次侧的

56、电动电动势方程式势方程式将电动势用将电动势用励磁阻抗上的压降表励磁阻抗上的压降表示，就可将铁心磁路示，就可将铁心磁路的励磁磁路抽出。的励磁磁路抽出。(5)(5)余下得铁心和绕组变成余下得铁心和绕组变成无电阻无电阻, ,无漏抗无漏抗, ,无铁耗无铁耗及及无需无需励磁电流励磁电流的的1:11:1理想变压器理想变压器(6)(6)由于由于 , ,电流均为电流均为 可把理想变压器抽出而对可把理想变压器抽出而对电路毫无影响电路毫无影响, ,即得即得T T形等值电路形等值电路。这样就将一。这样就将一, ,二次测用二次测用一个等效电路联系起来一个等效电路联系起来, ,从而把复杂的变压器求解问题变从而把复杂的变

57、压器求解问题变成了一个电路求解问题成了一个电路求解问题, ,使计算大为简化。若已知参数就使计算大为简化。若已知参数就可由可由 可算出可算出 , , 等。等。21EE2I1I1U2I111jxrZ1U1I1E222x jrZ2U2E2ILZmZmrmjx111jxrZ1U1I222x jrZ2U21EE2ILZ0IT T形等值电路形等值电路111111111ZIExI jrIEU222222222ZIExI jrIEU21EE)(201IIImmmZIjxrIE001)(LZIU22T T形等值电路形等值电路的形成过程的形成过程注注: :利用折算到一次侧的等值电路算出的一次侧各物理利用折算到一次

58、侧的等值电路算出的一次侧各物理量均为变压器的量均为变压器的实际量实际量, ,算出的二次侧的各物理量均为算出的二次侧的各物理量均为折算值折算值，实际求解问题时要求得出，实际求解问题时要求得出实际值实际值。,2222KUUkII,222Krr222Kxx 上述是将二次上述是将二次折算到一次侧折算到一次侧, ,同理也可以将一同理也可以将一次侧折算到二次次侧折算到二次侧。也可得到折侧。也可得到折算到二次侧地算到二次侧地T T型等值电路。型等值电路。如如右图所示右图所示: :2.2.近似等值电路近似等值电路 “T” “T”型等效电路虽然能正确得反映变压器内部得电型等效电路虽然能正确得反映变压器内部得电磁

59、关系磁关系, ,但它包含有串联、并联回路是一种复联电路要但它包含有串联、并联回路是一种复联电路要进行复数运算比较繁琐。进行复数运算比较繁琐。 , 01IIN21EE0I实际变压器中，在一定电压下，不随负载而变，实际变压器中，在一定电压下，不随负载而变， 很小。负载变化时很小。负载变化时 变化不大。因此变化不大。因此假定假定 不随负载变化，则将不随负载变化，则将T T型等效电路中的励磁支路型等效电路中的励磁支路移出，并联在电源端口移出，并联在电源端口, ,得到得到 型等值电路。如下图所示型等值电路。如下图所示: :10ZI , 1ZZm10ZI2r1I1U1x1rLZ2x2U0I2Imrmx2r

60、1I1U1x1rLZ2x2UmI2Imrmx3.3.简化等值电路简化等值电路 负载运行时，负载运行时，I I0 0在在I I1N1N中所占的比例很小。在工程实中所占的比例很小。在工程实际计算中，忽略际计算中，忽略I I0 0，将励磁回路去掉，得到更简单的阻，将励磁回路去掉，得到更简单的阻抗串联电路。抗串联电路。 21II1UkxkrLZ2U21rrrK-短路电阻短路电阻 21xxxk-短路电抗短路电抗21ZZjxrZKKK-短路阻抗短路阻抗 由简化等值电路可知，负载短路时，由简化等值电路可知，负载短路时，Z Zk k起限制短路起限制短路电流的作用，由于电流的作用，由于Z Zk k值很小，且为常

61、数。所以变压器的值很小，且为常数。所以变压器的短路电流值较大，一般可达额定电流短路电流值较大，一般可达额定电流I IN N的的10-2010-20倍。倍。以下参数统称短路参数以下参数统称短路参数, ,可由短路实验求得。可由短路实验求得。111jxRZ1U1I222x jRZ2U2ILZmZmRmjx0ImZmRmjx111jxRZ1U1I222x jRZ2U21EE2ILZ0I(1)T(1)T形等值电路形等值电路(2)(2)形等值电路形等值电路(3)(3)简化等值电路简化等值电路2121xxxRRRjxRZkkkkk1U21II2ULZ4.4.等值电路的化等值电路的化简简T T形电路包含有串形

62、电路包含有串联、并联回路。联、并联回路。复数运算复杂。复数运算复杂。空载运行时，不能空载运行时，不能用近似的等值电路。用近似的等值电路。使用简化等值电路计算实际问使用简化等值电路计算实际问题十分简便题十分简便, ,在大多数情况下其在大多数情况下其精度足以能满足工程要求。精度足以能满足工程要求。 相量图可直观地表达出变压器运行相量图可直观地表达出变压器运行时各物理量的相位关系。若给定变压器时各物理量的相位关系。若给定变压器的负载的负载U U2 2、I I2 2、coscos 2 2 、k k及各个参数，及各个参数，根据根据T T形等值电路，可画出变压器负载时形等值电路，可画出变压器负载时相量图。

63、如右图所示相量图。如右图所示: :三、相量图三、相量图12m21EE2I 2U22xI j222rI0I1I2I1E-11rI11xI j1U 相量图的画法，视变压器给定的相量图的画法，视变压器给定的和求解的具体条件。和求解的具体条件。给定量给定量和和求解量求解量不同，画图步骤也不一样。对应不同，画图步骤也不一样。对应T T型等型等值电路，假定变压器带值电路，假定变压器带感性感性负载。负载。作相量图的步骤作相量图的步骤2cos2cos注注: :变压器接变压器接感性感性负载，负载负载，负载阻抗由阻抗由电阻和电感电阻和电感组成。组成。 为落后；接为落后；接容容性性负载，负载阻抗由负载，负载阻抗由电

64、阻和电容电阻和电容组成，组成， 为超前。为超前。 12(1)(1)先画出主磁通先画出主磁通 ，作为参考相量。，作为参考相量。mm0m90(2)(2)作作 ，滞后，滞后 。21EE21EE(3)(3)作作 滞后滞后 一个角一个角 ， 由二由二 次绕组漏阻抗个负载阻抗决定，即次绕组漏阻抗个负载阻抗决定，即2I2E22212rrxxtgLL22I (4)(4)在在 相量上叠加相量上叠加 和和 ，可，可得得 。 和和 之间的相位角之间的相位角 为负载为负载功率因数角。功率因数角。2E22U22xI j22rI2U2I2U22xI j222rI0Immxrtg1m(5)(5)作作 相量超前相量超前 铁耗

65、铁耗角角 ， 。0I0I(6)(6)作出作出 ， 与相量相与相量相加得加得 。2I1I1I2I(7)(7)作出作出 ，并在，并在 相量上叠加相量上叠加 和和 ，可得，可得 。 和和 之间的相之间的相位角位角 为一次侧功率因数角。为一次侧功率因数角。1E11U11xI j11rI1I1E1U1E-11rI11xI j1U（假定变压器带感性负载）（假定变压器带感性负载）-对应简化等值电路对应简化等值电路112121222IjxrIUUIIZIUkk由等效电路可知由等效电路可知根据方程可作出简化相量图根据方程可作出简化相量图 对于运行的变压器，负载的性质和大小直接影响了变压器功对于运行的变压器，负载

66、的性质和大小直接影响了变压器功率因数的性质。率因数的性质。 21krI12U21IIkZI1kxI j11U对于运行的变压器，对于运行的变压器，负载负载的的性质性质和和大小大小直接直接影响了变压器功率因数的性质。影响了变压器功率因数的性质。 思考思考: :如何作变压器带如何作变压器带容性负载容性负载对应的简化等值电路图。对应的简化等值电路图。思思 考考 题题1.1.电源电压一定时，试分析当变压器负载（电源电压一定时，试分析当变压器负载（ ）增加）增加时，时， 如何变化？如何变化？ 2.2.电源电压降低对变压器铁心饱和程度，励磁电流，励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？磁阻抗，铁耗和铜耗等有何影响？3.3.简述变压器空载和负载时，励磁磁动势有何不同？简述变压器空载和负载时，励磁磁动势有何不同？ 4.4.画出变压器简化等值电路和简化向量图画出变压器简化等值电路和简化向量图 。5.5.画出变压器短路时的等值电路，并画出与之对应的向画出变压器短路时的等值电路，并画出与之对应的向量图。量图。 第四节第四节 变压器的参数测定变压器的参数测定1.1.空载实验