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3.2 变压器的空载运行 变压器的空载运行是指变压器的原绕组接交流电源，副绕组开路的运行状态。 3.2.1 空载运行时的物理情况 变压器的空载运行（续1） 由于变压器铁心的磁阻很小，绝大部分的磁通经由铁心闭合，这部分磁通称为主磁通，用 表示。主磁通与原、副绕组同时交链，是传递能量的载体。根据电磁感应定律，交变的主磁通在原、副绕组中产生感应电动势 , 。只有很少一部分磁通经由原绕组周围的磁阻很大的空气或变压器油闭合，这部分磁通仅与原绕组交链，不是传递能量的载体，称为原绕组的漏磁通，用 表示。交变的漏磁通在原绕组中感应电动势 。 变压器的空载运行（续2） 变压器空载运行时，由于副绕组开路，副绕组中没有电流流过，原绕组吸收电源的电能无法传递到副绕组，全部以发热的形式消耗在铁心和原绕组中，即所谓的铁损耗和原绕组的铜损耗。由于变压器铁心的磁化性能很好，不需很大的磁动势 便能使铁心中的主磁通达到额定值，所以 一般很小，原绕组的铜损耗也很小，变压器空载运行时吸收电源的电能的绝大部分是消耗在铁心中。 变压器的空载运行（续3） 3.2.2 感应电动势 1．各电、磁量正方向的规定 由于变压器的各电、磁量都是交变的，对其正方向做出规定，有利于讨论各电、磁量的量值关系和相位关系。 变压器的原边按照电动机惯例规定正方向，即把变压器的原边看成是电源的负载，原边电流的正方向依据外加电源电压的正方向确定。变压器的副边按照发电机惯例规定正方向，即把变压器的副边看成是负载的电源，副边电流的正方向依据副边电势的正方向确定，副边电压的正方向依据副边电流流过负载的压降方向确定。磁通的正方向与电流的正方向符合右手螺旋定则。感应电动势的正方向与磁通的正方向符合右手螺旋定则，但是感应电动势的实际方向由楞次定律确定，它总是阻碍电流及磁通变化的。变压器的各电、磁量正方向标示于图3.5中。 变压器的空载运行（续4） 2．感应电动势 由于加在原边的电源电压是按正弦规律变化的，磁通? 也按正弦规律变化，有 （3-12） 将上式代进（3.3） 式，得原绕组的感应电势 （3-13） 变压器的空载运行（续5） 可见，原绕组感应电动势有效值的数值为 （3-14） 而且， 在相位上以90°滞后于 。用相量表示，有 （3-15） 同理，E2在相位上也以90°滞后于? m。用相量表示，有 （3-16） 式中 为副绕组感应电动势的有效值相量 变压器的空载运行（续6） 变压器的原绕组有漏磁通链过，漏磁通也是按正弦规律变化的，同理有 （3-17） 式中 ──原绕组漏感电动势的有效值相量 ──原绕组漏磁通相量的幅值 ──原绕组漏电感 ──原绕组励磁电流相量的幅值 ──原绕组励磁电流相量 ──原绕组漏电抗 变压器的空载运行（续7） 3．电压平衡关系 按图3.5所示的各物理量正方向，根据电路的基尔霍夫电压定律，容易得出原、副边的电压平衡方程式如下 （3-18） （3-19） 式中 ──原绕组电阻 ──原绕组漏阻抗 ──副绕组开路时的开路电压有效值相量 由于漏磁路主要由非磁性介质构成，其磁阻很大，漏磁通很小，因此反映漏磁通的漏电感和漏电抗很小，I0Z1也很小，有 （3-20） 由此看出，主磁通的大小主要决定与电源电压的大小，只要电源电压不变，可以认为主磁通维持不变，这是一个很重要的结论，对变