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二、额定值
额定运行情况:制造厂根据国家标准和设计、试验数据规定变压器的正常运行
状态。
表示额定运行情况下各物理量的数值称为额定值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有:
额定容量SN :铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。
原边额定电压U1N :正常运行时规定加在一次侧的端电压,对于三相变压器,额定电压为线电压。
副边额定电压U2N:一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压。
原边额定电流I1N :变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I1N为原边额定线电流。
副边额定电流I2N :变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I2N为副边额定线电流。
单相变压器额定值的关系式: SN?U1NI1N?U2NI2N 三相变压器额定值的关系式:SN?3U1NI1N?3U2NI2N额定频率fN:我国工频:50Hz; 还有额定效率、温升等额定值。
2.1变压器的空载运行
变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组开路时的运行状态。
变压器空载运行图
一、 空载时各物理量产生的因果关系
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二、电势与磁通的大小和相位关系
设主磁通按正弦规律变化,根据电磁感应定律可推导出原绕组感应电势
同理可得
所以,变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比,与各自的匝数成正比,感应电势在相位上滞后磁通90°。
三、原边漏电抗和激磁电抗 1.原边漏电抗
2.激磁电抗
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四、原副边回路方程和等效电路 1.电动势平衡方程
变压器空载运行时,各物理量的正方向通常按上图标定,根据基尔霍夫电压定律,原边回路方程为
对于电力变压器,空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小,其数值不超过U1的0.2%,将 I0Z1忽略,则有
副边回路方程
2.空载时的等效电路
Z1<<Zm、rm<<xm 。
空载时电路功率因数都很小,空载电流I0主要是无功性质,由于铁磁材料的磁饱和性,引起空载电流I0的波形是尖顶波。
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希望空载电流越小越好,因此变压器采用高导磁率的铁磁材料,以增大Zm减少I0 。
变压器空载时既吸收无功功率,也吸收有功功率,无功功率主要用于建立主磁通,有功功率主要用于铁耗。
2.2变压器负载运行
变压器负载运行是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。 变压器负载运行图
一、负载时电磁关系 1.磁动势平衡关系
从空载到负载,由于变压器所接的电源电压U1不变,且U1≈E1 ,所以主磁通不变,负载时的磁动势等于与空载时的磁动势相等。即磁动势平衡关系
这表明,变压器原、副边电流与其匝数成正比,当负载电流I2增大时,原边电流I1将随着增大,即输出功利增大时,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改变电流的大小。 2.原、副边回路方程式
按上图所规定的正方向,根据基尔霍夫电压定律,可写出原、副边回路方程式
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二、折算
折算的目的:由于原、副边回路只有磁路的耦合,没有电路的直接联系,为了得到变压器的等效电路,需对变压器进行绕组折算。
折算:就是把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时,对副边回路各参数进行的调整。折算原则是折算前后副边磁动势不变、副边各部分功率不变,以保持变压器内部电磁关系不变。
副边各物理量的折算方法:
折算后的基本方程式为
三、负载时的等效电路 1.T形等效电路
根据折算后的基本方程式可以构成变压器的T形等效电路
变压器基本工作基础学习知识原理
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