2022-2023学年高二物理竞赛课件：单相变压器的基本方程式

单相变压器的基本方程式 单相变压器的基本方程式 变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运行状态，称为负载运行。 一、负载运行时的物理情况 由于电源电压恒定，即U1=常数，则E1≈常数，Фm≈常数。因此，达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。 二、负载运行时的基本方程式 1、磁动势平衡方程式 变压器的等效电路及相量图 一、绕组归算 归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，而不改变电磁效应的一种方法。 归算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。 二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即 （一）电动势和电压的归算 则 （二）电流的归算 （三）阻抗的归算 阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。 电流归算的原则：归算前后二次侧磁动势保持不变。 归算后变压器负载运行时的基本方程式变为如下形式： m m Z I E & & - = 1 二 、等效电路 右图中，二次绕组各量均已经归算到一次绕组，即 图中a、b和c、d分别是等电位点，可连接起来而不改变运行情况。于是作出变压器的T形等效电路。（由前述的基本方程式也可得出该等效电路） 三 、相量图 根据T形等效电路，可以画出相应的相量图。 四 、近似等效电路图 RK、XK和ZK分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。 绕组的电阻时随温度而变的，故经过计算的到的短路参数应根据国家标准规定折算到参考温度。 油浸式变压器的短路电阻值应折算到75℃时的数值。 式中 －试验时的环境温度 － 对铜线为234.5 ℃ ，对铝线为228 ℃。 阻抗电压的大小反映了变压器在额定负载下运行时漏阻抗压降的大小。 从运行观点来看，阻抗电压小，代表输出电压受负载变化影响小，一般为4％－10.5%。 阻抗电压—— 负载试验时，当绕组中电流达到额定值，加在一次绕组上的短路电压。 阻抗电压是变压器很重要的参数，经常标识在铭牌上。 阻抗电压有两种表示方法：一次侧额定电压的百分值表示和额定电压的相对值－标么值表示。 采用一次侧额定电压百分值表示为： 阻抗电压采用标么值表示为： 其中, 为短路阻抗的相对值 为了减小二次侧电压随负载的变化，希望 越小越好；但从减小短路电流的角度看，希望 越大越好 标么值 标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值（通常以额定值为基准值）,即 标么值的认识： 1、标么值是两个具有相同物理量（实际值和选定的固 定值）之比，没有量纲。 2、视在功率、有功功率、无功功率的基值是视在功率 基值；阻抗、电阻、电抗的基值是阻抗基值。 3、计算单台变压器时，通常以变压器的额定值作为基 值。 $