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单相变压器的空载运行
Empty Running of Single
Transformer
2
单相变压器的空载运行
一、电磁现象
1
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1
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2
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20
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0
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单相变压器的空载运行
各量的电磁关系,
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4
单相变压器的空载运行
主、漏磁通的区别：
1）性质上,与 成非线性关系，
与 成线性关系；
2）数量上,占 99%以上,仅占 1%以下；
3）作用上,起传递能量的作用，
起漏抗压降作用。
0?
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0I
0I
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5
单相变压器的空载运行
二、空载电流：
1）作用和组成
一方面：用来励磁，建立磁场 -----无功分量
二方面：供变压器空载损耗 -------有功分量
2）性质和大小
性质：主要是感性无功性质 ----也称励磁电流；
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，用空载电流百分数 I0%来表示。
6
单相变压器的空载运行
3)空载电流波形 ?
t 0i
3 2 1
1
2
3
0i磁路饱和时,正弦，
尖顶,正弦,平顶 。? ? 0i
0i
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单相变压器的空载运行
三、感应电动势
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则
设
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8
单相变压器的空载运行
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为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用 。
对一切电抗
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单相变压器的空载运行
四、空载损耗
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经验公式,
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50
(
50
1??
空载损耗约占额定容量的（ 0.2~1） %，随容
量的增大而减小。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、
激光化硅钢片或应用非晶态合金。
包括：铜损耗
铁损耗 。
10
单相变压器的空载运行
五、电磁关系：
1、电势方程：
220
101101011
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??????
?
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EU
ZIExIjrIEU
忽略漏阻抗压降后有效值,
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故：
1
1
1
1
44.444.4 fN
U
fN
E
m ???
可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电
源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和
几何尺寸无关。
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单相变压器的空载运行
2、变比
定义：变比为一、二次线圈主电势之比。
2
1
2
1
N
N
E
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N
N
U
U
U
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对三相变压器，变比指一、二次侧 相 电势之比
Y,D接线
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1
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D,Y接线
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12
单相变压器的空载运行
3、等效电路 连接第 8页
令,)(
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???
其中,
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-----励磁阻抗
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mr
-----励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻 ；
mx
-----励磁电抗，对应主磁通的电抗。
一次侧的电势方程为,
)( 101001011 ZZIZIZIZIEU mm ??????? ??????
13
单相变压器的空载运行
等效电路为,
1
?E
mx
mr
1r 1x
1
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0
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由于主磁通
路径铁心为非线
性磁路，故励磁
阻抗、励磁电阻
和励电抗均不为
常数，大小随磁
路的饱和而减小。
14
单相变压器的空载运行
4、相量图
空载时的基本方程为
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单相变压器的空载运行
小结,
（ 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平
衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电
压决定,
（ 2）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 。
（ 3）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。
（ 4）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
中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。
单相变压器的空载运行
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单相变压器的空载运行
一、电磁现象
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单相变压器的空载运行
主、漏磁通的区别：
1）性质上,与 成非线性关系，
与 成线性关系；
2）数量上,占 99%以上,仅占 1%以下；
3）作用上,起传递能量的作用，
起漏抗压降作用。
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单相变压器的空载运行
二、空载电流：
1）作用和组成
一方面：用来励磁，建立磁场 -----无功分量
二方面：供变压器空载损耗 -------有功分量
2）性质和大小
性质：主要是感性无功性质 ----也称励磁电流；
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，用空载电流百分数 I0%来表示。
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单相变压器的空载运行
3)空载电流波形 ?
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3 2 1
1
2
3
0i磁路饱和时,正弦，
尖顶,正弦,平顶 。? ? 0i
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单相变压器的空载运行
三、感应电动势
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)90s i n (2:
s i n:
0
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单相变压器的空载运行
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对一切电抗
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单相变压器的空载运行
四、空载损耗
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量的增大而减小。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、
激光化硅钢片或应用非晶态合金。
包括：铜损耗
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单相变压器的空载运行
五、电磁关系：
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几何尺寸无关。
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单相变压器的空载运行
2、变比
定义：变比为一、二次线圈主电势之比。
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对三相变压器，变比指一、二次侧 相 电势之比
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单相变压器的空载运行
3、等效电路 连接第 8页
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-----励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻 ；
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一次侧的电势方程为,
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单相变压器的空载运行
等效电路为,
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由于主磁通
路径铁心为非线
性磁路，故励磁
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和励电抗均不为
常数，大小随磁
路的饱和而减小。
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单相变压器的空载运行
4、相量图
空载时的基本方程为
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单相变压器的空载运行
小结,
（ 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平
衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电
压决定,
（ 2）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 。
（ 3）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。
（ 4）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
中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。
