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变压器的原理和空载运行变压器空载运行指变压器一次绕组接额定频率、额定电压的交流电源，二次绕组开路的运行状态。
一、变压器的空载运行1.理想变压器的空载运行空载电流还建立空载磁动势产生交变的磁通; 铁心磁导率远大于空气磁导率，绝大部分磁通沿铁心闭合，同时交链一、二次绕组，称为主磁通Φ。
另外有很少一部分磁通只交链一次绕组，主要沿非铁磁材料闭合，称为一次绕组的漏磁通空载运行时，一次绕组所接电源为额定频率、额定电压的正弦交流电，根据电磁感应定律，一次绕组的感应电动势为变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压Ú1时，流过电流Í1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势É1，É2，感应电势式E=4.44fNØm式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数Øm--主磁通最大值.不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁心损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比）。
2.实际变压器的空载运行空载运行时，空载电流i0产生励磁磁势F0，F0建立主磁通Φ，而交变磁通在原绕组内感应电势e1，单独产生磁通的电流为磁化电流i0w，i0w与电势E1之间的夹角是90°，故i0w是一个纯粹的无功电流。
铁心中的磁通不变，一定存在损耗，为了供给损耗，励磁电流中除了用来产生磁通的无功电流外，还应包括一个有功电流i0r，即im=i0w+i0r，其向量关系如图。
-E1=imRm+jimXm=imZm，Xm是主磁通Φ引起的电抗，为励磁电抗。
第2章 变压器的基本理论[内容]本章以单相变压器为例，介绍变压器的基本理论。
首先分析变压器空载运行和负载运行时的电磁过程，进而得出定量描述变压器电磁关系的基本方程式、等效电路和相量图。
然后介绍变压器的参数测定方法和标么值的概念。
所得结论完全适用于对称运行的三相变压器。
[要求]● 掌握变压器空载、负载运行时的电磁过程。
● 掌握变压器绕组折算的目的和方法。
● 掌握变压器负载运行时的基本方程式、等效电路和相量图。
● 掌握变压器空载试验和负载试验的方法。
●掌握标么值的概念，理解采用标么值的优、缺点。
2.1单相变压器的空载运行变压器空载运行是指一次绕组接额定频率、额定电压的交流电源，二次绕组开路（不带负载）时的运行状态。
一、空载运行时的电磁过程 1．空载时的电磁过程图 2.1.1为单相变压器空载运行示意图，图中各正弦量用相量表示。
当一次绕组接到电压为1U 的交流电源后，一次绕组便流过空载电流0I ，建立空载磁动势100N I F =，并产生交变的空载磁通。
空载磁通可分为两部分，一部分称为主磁通0Φ ，它沿主磁路(铁心)闭合,同时交链一、二次绕组；另一部分称为漏磁通σΦ1 ，它沿漏磁路(空气、油)闭合、只交链一次绕组本身。
根据电磁感应原理，主磁通0Φ 分别在一、二次绕组内产生感应电动势1E 和2E ；漏磁通σΦ1 仅在一次绕组内产生漏磁感应电动势σ1E 。
另外空载电流0I 流过一次绕组时，将在一次绕组的电阻1R 上产生电压降10R I 。
变压器空载运行时的电磁过程可用图2.1.2表示。
变压器空载时，一次绕组中的1E 、σ1E 、10R I 三者与外加电压1U 相平衡；因二次绕组开路，02=I ，故2E 与空载电压20U 相平衡，即2E =20U 。
2．主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通的磁路、大小、性质和作用都是不同的，表2.1.1给出了二者的比较。
表2.1.1 主磁通和漏磁通的比较3．各电磁量参考方向的规定变压器中的电压、电流、磁通和电动势等都是随时间变化的物理量，通常是时间的正弦量。
变压器设计原则浅述摘要：在生活中和建筑造业里，变压器的应用越来越广泛，也更加人性化。
但是其安全性也是大家所关注的问题，本文就变压器的设计原则进行浅述。
关键词：变压器；设计原则；设计要点1.变压器变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理把电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能。
1.1变压器的分类变压器设备按照用途来区分的话，可以是电力的变压器，其作用于升高电压、降低电压、配送电源等等；特种变压器，多用于冶金设备等特殊场合；或者是仪用的互感器，其作用也是在调节电压上面；实验用的变压器，其作用在利用电压成等级高的电压，也有就是调节电压强度。
1.2电压器的输送功能发电机的容量往往远小于变压器的容量。
输电过程中，通常将电压升高，通过高压输电线传送到远方的城市，通过降压变压器来将电压调节到10KV，再通过输送器将变压好的电压传送到用户。
1.3单相变压器的基本结构铁心和绕组是变压器的主要结构之一。
1.4变压器的其它装置变压器的主要组成部分有：变压器油、器身、油箱、散热装置、开关、绝缘保护等等。
2.变压器的运行原理2.1变压器的空载运行2.1.1空载运行时的磁通、感应电势变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接入电源，二次绕组开路的工作状态。
2.1.2电压平衡方程式电压的额定值1NI，2NI，1NU，2NU，NS，FN。
1NU：在一次绕组端子间电压保证值2NU：空载时，一次侧加额定电压，二次侧测量得到的电压在一个电路里面，如果你选择了一个方向作为固定参考值的话，那么电源的电压应该是一个正数的数值，在这个电路上的一个电压是这个电压总的相反的数值，所以电压方向与电流方向其实是相反的。
空载电流：当设备在空载的时候需要载入的电流我们称之为空载的电流，而这个电流的主要目的是建立主要的磁场流通，还有一个就是提供空载的损耗。
2.1.3负载运行变压器次级绕组带上用电的东西，就叫负载运行。
2.2变压器的折算法变压装置的两边是没有直接的电路关系的，有的也只是磁场的联系，所以如果一边的磁场没有变化的话，另一边的物理变化也是不变的，这样以来就为变压设备的折算提供了相对来说比较准确的数据依据。
1、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为主磁通和漏磁通，前者在铁芯内闭合，起传递能量作用，后者主要通过变压器油等闭合，起漏抗压降作用。
2、变压器空载电流由空载电流有功分量和空载电流无功分量两部分组成，前者用来供铁耗，后者用来漏抗压降。
3、变压器励磁电流的大小受电源电压、电源频率、一次绕组匝数、铁芯材质和铁芯几何尺寸等因素的影响。
4、变压器等效电路中的是对应于主磁通的电抗，是表示铁损等效的电阻。
5、变压器的漏抗，铁耗，今在一次施加很小的直流电压，二次开路，此时0，0。
6、一台已制成的变压器，在忽略漏阻抗压降的条件下，其主磁通的大小主要取决于电源电压
和频率，与铁心材质和几何尺寸无关（填有关、无关）。
7、建立同样的磁场，变压器的铁心截面越小，空载电流；一次绕组匝数越多，空载电流，铁心材质越好，空载电流。
8、变压器一次绕组匝数减少，额定电压下，将使铁心饱和程度，空载电流，
铁耗，二次空载电压，励磁电抗。
9、变压器一次绕组匝数、铁心截面一定，当电源电压及频率均减半，则铁心磁密，空载电流。
10、变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是。
（A）原绕组匝数多电阻大；
（B）原绕组漏抗很大；
（C）变压器的励磁阻抗很大。
11、一台的单相变压器空载运行，一次侧接220V 时铁心主磁通为，二次侧接110V时铁心主磁通为，则。
（A）；
（B）；
（C）。
12、变压器其他条件不变，若一次侧匝数增加10%，及的大小将。
（A）增加到原来的倍，不变，增大；
（B）增加到原来的倍，不变，减少；
（C）增加到原来的倍，不变，增大；
（D）增加到原来的倍，不变，减少；
13、某三相电力变压器，下面数据中有一个是励磁电流的倍数，它应该是。
（A）28.87A；
（B）50A；
（C）2A；
（D）10A。
14、三相变压器，接线，其变比为。
（A）；
（B）2；
（C）；
（D）25。
15、试比较变压器主磁通和漏磁通的性质、大小和作用。
16、简述变压器空载电流的性质和作用，其大小与哪些因数有关，一般情况下，（%）值的范围是多少
17、变压器的漏抗对应于什么磁通，当电源电压减少一半时，它如何
变化
18、变压器励磁电抗大好，还是小好，为什么当电源电压减少一半时，
它如何变化
19、写出变压器空载时的电动势平衡方程式，并画出等值电路和向量图。
20、变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，起什么作用为什么小负荷的用户使用大容量的变压器无论对电网还是对用户都不利
1、主磁通漏磁通铁心内传递能量变压器油等漏抗压降
2、空载电流的有功分量空载电流的无功分量供空载损耗（主要是铁耗）激磁主磁通
3、电源电压电源频率一次绕组匝数铁心材质（含磁路饱和程度）铁心几何尺寸
4、主磁通铁损的等效
5、0 0
6、电源电压频率无关
7、越大越小越小
8、增加增加增加增加减少
9、不变不变
10、（C）
11、（A）
12、（C）
13、（C）
14、（C）
15、答：路径：主磁通为铁心；漏磁通为变压器油等；
性质：主磁通与成非线形关系，漏磁通与或成线形关系；
大小：主磁通占总磁通的99%以上；漏磁通不足1%；
作用：主磁通起传递能量的作用；漏磁通只起漏电抗压降作用。
16、答：空载电流分无功分量和有功分量两部分。
无功部分激励主磁通；有功部分
供给空载损耗。
大小与电源电压、频率、一次绕组匝数、铁心材质（含磁路饱和程度）及铁心几何尺寸等有关。
一般电力变压器（%）为（1～8）%；巨型电力变压器（%）小于1%。
17、答：变压器的漏抗对应于漏磁通，由于漏磁通磁路不饱和，漏抗是常数，不随
电压电压而变，故电压降低一半时，漏抗不变。
18、答：励磁电抗大好，因为，故大其空载电流
就小。
励磁电抗随磁路饱和而减小，当电源电压降低，磁路饱和程度下降
（不饱和），所以增大。
17、略。
20、答：变压器空载运行时，尽管没有有功输出，但它仍需从电网中取得功率，这些功率中既有有功功率，又有无功功率，前者供空载时的损耗（主要是铁损耗），后者供激励磁磁通（亦称励磁功率）。
小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术方面都不利，对电网来说大容量变压器所需励磁功率（无功性质）大，也既所需励磁电流（无功性质）大，而其负载电流又小，从而导致电网的功率因数降低，对电网的经济运行及电压的稳定都不利。
对用户而言增加了一次设备的投资，另变压器长时间处于低负荷情况下运行，变压器运行效率低，同时大容量变压器空载损耗（铁损耗）大，用户负担的电费增大。
