变压器的等效电路及相量图.ppt

电机与电力拖动**第三章变压器*主要内容第一节变压器的工作原理、分类及结构第二节单相变压器的空载运行第三节单相变压器的基本方程式第四节变压器的等效电路及相量图第五节等效电路的参数测定第六节三相变压器第七节变压器的稳态运行第八节自耦变压器与互感器*第三节我们讲到变压器负载运行时的基本方程式为ImI1I2/k*第四节变压器的等效电路及相量图变压器负载时的电路图由图可见：变压器一、二次绕组的电路是独立的，只有磁的耦合，没有电的联系，计算过程繁琐、精确度低。常采用归算的方法,把两个电路化成一个电路，其目的是简化计算，得出一次、二次侧有联系的统一等效电路。需要注意：绕组归算前后，如果改变了变压器的状态，折算是毫无意义的。不能影响非归算方的电压、电流，铁芯磁通以及有功和无功功率的大小。显然，只要想办法将两个绕组的感应电势变为相等即可。也就是将二次绕组匝数变为一次绕组匝数即可。为此，希望有一个既能反映变压器内部电磁过程，又便于工程计算的单纯电路来代替没有电路联系、仅有磁耦合作用的实际变压器。**绕组归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组的匝数来等效计算，同时不改变归算前后变压器两侧电磁关系的一种分析方法。归算原则：1）保持归算前后磁动势不变；2）保持归算前后各功率或损耗的能量关系不变。*归算后一、二次绕组有相同的匝数： 即：二次侧电动势归算到一次侧，只需乘以电电压比k。（一）电动势和电压的归算*（二）电流的归算归算前后二次侧磁动势不变： 即：归算后电流为归算前的1/k。（三）阻抗的归算归算前后电阻铜耗和漏感中无功功率不变： 即：归算后阻抗为归算前的k2倍。结论：（1）归算前后，二次侧电流变化1/k倍（2）二次侧电势、电压变化k倍（3）二次侧电阻、阻抗、负载变化k2倍*归算后变压器负载运行时的基本方程式：*[例]单相变压器，UN1/UN2＝220V/110V，低压侧漏电抗为0.15Ω，折算到高压侧后大小为A.0.3ΩB.0.6ΩC.0.0375ΩD.0.075Ω*二等效电路 将二次绕组各量归算到一次绕组中，即*图中a、b和c、d是等电位点，可连接起来而不改变运行情况可将两个并联绕组合并为一个绕组，用一个等效阻抗Zm代替 ——作出变压器负载运行时的T形等效电路（与归算后的基本方程式是等价的）T形等效电路**三相量图T形等效电路对应的相量图：假定感性负载，已知、、；以为参考相量，由感性负载性质，画出；在相量上加上得；由，亦得；画出超前为90o的主磁通；画出滞后为的；由画出；在相量上加上得。 图中，为变压器原边的功率因数角，为变压器的功率因数。*U2I2R2jI2X2E2(=E1)-E1-I2ImI1U1I1R1jI1X1I2φ2U2*四近似等效电路T形电路包含串联、并联电路，复数运算复杂考虑到实际变压器中，ZmZ1，则： 1）可认为一定电源电压下，励磁电流Im=常数； 2）并忽略Im在一次绕组中的漏阻抗压降 ——简化为Γ形等效电路Γ形等效电路*考虑到实际变压器中，INIm，可忽略励磁电流Im不计 ——简化为变压器的近似等效电路变压器的近似等效电路二次侧短路，即负载阻抗ZF=0时，变压器阻抗为Zk变压器的短路参数： Rk——短路电阻 Xk——短路电抗 Zk——短路阻抗可用短路试验测得*变压器基本方法总结分析计算变压器负载运行有以下三种基本方法：基本方程式——是变压器电磁关系的数学表达等效电路——是基本方程式的模拟电路相量图——是基本方程式的图示表示三者是统一的，一般说来：定量计算用等效电路，定性分析各物理量的相位关系用相量图电机与电力拖动*