第二章 变压器的运行分析

用一台副绕组匝数等于原绕组匝数的假想变压器来模拟实际变压器，假想变压器与实际变压器在物理情况上是等效的。

2)3) 有功和无功损耗不变。

2I实际上的二次侧绕组各物理量称为实际值或折合前的值。

折合后，二次侧各物理量的值称为其折合到一次绕组的折合值。

当把副边各物理量归算到原边时，凡是单位为伏的物理量（电动势、电压等）的归算值等于其原来的数值乘以k；凡是单位为欧姆的物理量（电阻、电抗、阻抗等）的归算值等于其原来的数值乘以k2；电流的归算值等于原来数值乘以1/k。

参数意义220/110V,1R m E 0I 2I ′ U 2I简化等效电路R k 、X k 、Z k 分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗，是二次侧短路时从简化等效电路一次侧端口看进去的电阻、电抗和阻抗。

R k ＝R 1＋2R ′， X k ＝X 1＋2X ′ Z k ＝R k ＋j X k应用基本方程式作出的相量图在理论上是有意义的，但实际应用较为困难。

因为，对已经制造好的变压器，很难用实验方法把原、副绕组的漏电抗x 1和x 2分开。

因此，在分析负载方面的问题时，常根据简化等效电路来画相量图。

短路阻抗的电压降落一个三角形ABC ，称为漏阻抗三角形。

对于给定的一台变压器，不同负载下的这个三角形，它的形状是相似的，三角形的大小与负载电流成正比。

在额定电流时三角形，叫做短路三角形。

讨论：变压器的运行分析感性负载时的简化相量图2U ′− 21I I ′−= 2ϕ 1kI r kx I j 1 1U ABC()()1111111121111210211220m2211P U I E I R jX I E I I RE I I I R I R E I I R =⎡⎤=−++⎣⎦=−+′=−−+′′=++ i i i i i()em 222222222222P E I U I R jX I U I I R ′′=′′′′′⎡⎤=++⎣⎦′′′′=+ i i i 有功功率平衡关系，无功功率平衡关系例题一台额定频率为60Hz的电力变压器，接于频率等于50Hz，电压等于变压器5/6倍额定电压的电网上运行，试分析此时变压器的磁路饱和程度、励磁电抗、励磁电流、漏电抗以及铁耗的变化趋势。

第七章变压器的基本结构和运行分析在工农业生产及社会生活的各个方面，存在着千差万别的用电设备，不同的用电设备常常需要接在各种不同等级电压的电源上。

例如，家用电器一般接在电压为220V的电源上；三相异步电动机一般接在电压为380V的电源上；我国电力机车接在电压为25KV的接触网上。

为了供电、输电、配电的需要，就必须使用一种电气设备把发电厂内交流发电机发出的交流电压变换成不同等级的电压。

这种电气设备就是变压器。

变压器是在法拉第电磁感应原理的基础上设计制造的一种静止的电气设备，它可以将输入的一种等级电压的交流电能变换成同频率的另一种等级电压的交流电能输出。

本章在介绍变压器基本结构和工作原理的基础上，分析变压器空载运行、负载运行的电磁关系，得出变压器的各种平衡方程、等效电路和运行特性。

并简要介绍自耦变压器和互感器的原理和作用。

第一节变压器的基本结构、分类及铭牌变压器的基本结构部件是铁心和绕组，由它们组成变压器的器身。

为了改善散热条件，大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组与外电路的连接则经绝缘套管引出。

为了使变压器安全可靠地运行，还设有储油柜、气体继电器和安全气道等附件，如图7-1所示。

图7-1 电力变压器外型一、变压器的基本结构变压器由铁心、绕组、油箱及附件等3大部分组成。

下面以油浸式电力变压器为例来分别介绍。

1．铁心铁心既作为变压器的磁路；又作为变压器的机械骨架。

为了提高导磁性能、减少交变磁通在铁心中引起的损耗，变压器的铁心都采用厚度为0.35-0.5ｍｍ的电工钢片叠装而成。

电工钢片的两面涂有绝缘层，起绝缘作用。

大容量变压器多采用高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。

电力变压器的铁心一般都采用心式结构，其铁心可分为铁心柱（有绕组的部分）和铁轭（联接两个铁心柱的部分）两部分。

绕组套装在铁心柱上，铁轭使铁心柱之间的磁路闭合，如图7-2所示。

在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时，多采用交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，这样能减少励磁电流，但缺点是装配复杂，费工费时。

变压器运行分析报告1. 概述本文档旨在对变压器的运行情况进行分析，并提供相应的结论和建议。

采用Markdown文本格式输出，便于阅读和编辑。

2. 背景介绍变压器作为电力系统的重要组成部分，承担着电能传输和分配的重要任务。

因此，对变压器的运行情况进行分析和评估，能够提高电力系统的安全性和可靠性。

3. 数据采集和处理为了进行变压器的运行分析，我们首先需要采集和处理相应的数据。

数据的采集可以通过变压器监控系统或者传感器进行，包括变压器的温度、电流、电压等参数。

采集到的数据需要进行预处理，包括去除异常值、进行数据清洗等。

4. 运行分析方法在进行变压器的运行分析时，可以采用以下方法：4.1 温度分析温度是变压器运行过程中的一个重要指标，过高的温度可能导致变压器的故障和损坏。

通过对温度数据的分析，可以判断变压器的运行状态是否正常，并及时采取相应的措施。

4.2 电流分析电流是变压器运行过程中的另一个重要参数，通过对电流数据的分析，可以判断变压器的负荷情况和运行状态。

异常的电流波动可能表明变压器存在故障或者负荷过重的情况。

4.3 功率因数分析功率因数是衡量电能质量的一个指标，通过对功率因数数据的分析，可以判断变压器的运行效率和电能质量是否正常。

异常的功率因数可能表明存在电能损耗或者负荷不平衡的情况。

5. 结论和建议根据对变压器的运行分析，得出以下结论和建议：1.温度分析显示，变压器的温度在正常范围内波动，不存在明显的温度异常情况。

2.电流分析显示，变压器的负荷情况较为稳定，不存在明显的负荷过重或者故障情况。

3.功率因数分析显示，变压器的功率因数在合理范围内，电能质量较好。

4.建议定期对变压器进行维护和检修，以确保其正常运行和安全可靠。

6. 总结本文档对变压器的运行情况进行了分析，并给出了相应的结论和建议。

通过运用温度分析、电流分析和功率因数分析等方法，可以全面评估变压器的运行状态。

这有助于提高电力系统的安全性和可靠性，减少故障的发生。

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。

《电机学》复习（重点）第一篇变压器第一章概述3、S N＝√3U1N I1N=√3U2N I2N式中：额定容量S N——指变压器的视在功率，单位为KV A或V A；额定电压U1N/U2N——指线值，单位为V或KV。

U1N是电源加到原绕组上的额定电压，U2N是原边加上额定电压后，副边开路即空载运行时副绕组的端电压；额定电压I1N/I2N——指线值，单位为A；Y接：U线＝√3 U相△接：U线＝U相I线＝I相I线＝√3I相习题1-2 一台三相变压器的额定容量为S N＝3200千伏安，电压为U1N／U2N＝35/10.5千伏，Y，d接法，求：⑴这台变压器原、副边的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流。

⑵若副边负载的功率因数为0.85（感性），则这台变压器额定运行时能输出多少千瓦的有功功率，输出的无功功率又是多少？解：（1）额定电压及电流原边额定线电压U1N＝35 KV原边额定相电压U1＝35/√3＝20.208 KV副边额定线电压U2N＝10.5 KV副边额定相电压U2＝10.5 KV原边额定线电流I1N＝S N／（√3 U1N）＝3200×103／（√3 ×35×103）＝52.79 A原边额定相电流I1＝52.79 A副边额定线电流I2N＝S N／（√3 U2N）＝3200×103／（√3 ×10.5×103）＝175.96 A副边额定相电流I2＝I2N /√3＝101.59 A（2）若cosψ2＝0.85（感性）额定运行时，ψ2＝35.320，sinψ2＝0.527输出有功功率P2＝S N cosψ2＝3200×0.85＝2720 KVA输出无功功率Q2＝S N sinψ2＝200×0.527＝1685.7 Kvar第二章变压器的运行分析3、[P28 式（2-7））采用折合算法后，变压器原变量仍为实际值，而副边量都为折合值，其基本方程为：（1）U1＝－E1＋I1 z1（2）U2’＝－E2’＋I2’ z2’（3）E1＝－E2’（4）I1＋I2’＝I0（5）I0＝－E1／z m（6）U2’＝I2’ z L’4、折算后副边的电压、电流、阻抗的关系如何？U2’＝I2’ z L’5、变压器的T型等效电路（图2-9）17、变压器参数的测定：如何对变压器进行空载实验、短路实验？其目的如何？如何求其参数：r m，x m；r K，x K。

变压器的经济运行分析引言变压器是电力系统不可缺少的重要组件，用于将输电线路中高电压电能转化为用于供电的低电压电能。

在电力系统中，变压器占据着重要的地位。

为了确保变压器的正常运行，减少损耗和维护成本，需要进行经济运行分析。

变压器的经济运行原理变压器的经济运行是指在稳定的负荷下运行变压器，使其达到最佳效益，同时保证其运行的安全性、可靠性和稳定性，从而实现变压器的经济和社会效益最大化。

变压器的功率损耗主要包括铁损和铜损。

铁损是由于变压器的铁芯在磁通变化过程中所吸收的能量导致的。

铜损是由于变压器线圈中通电时产生的电流而导致的。

在变压器的日常使用中，铜损主要取决于变压器的负荷率和电压等级。

而铁损则主要受变压器的磁通密度影响。

影响因素1.负荷率负荷率是变压器经济运行的重要因素。

负荷率过低会导致铜损增加，过高则可能导致铁损过大。

当负荷率不断变化时，发生在变压器内部的温度变化也会显著影响变压器的效率和正常运行。

2.电压等级电压等级是变压器额定容量和负载特性的主要影响因素之一。

当变压器的额定容量和负载特性与负载条件不匹配时，铜损和铁损将造成电能损耗增加。

3.变压器类型变压器类型也是影响变压器经济运行的一个关键因素。

根据变压器的类型不同，其铁损和铜损损耗量也会有所不同。

经济运行分析变压器的经济运行分析的主要目的是实现变压器的最佳负荷率，从而达到最佳效益。

首先，需要了解变压器的负载历史数据，这将提供一个基础信息需要.其次，需要实际运行测试，收集和分析数据变压器的运行表现，包括变压器的铜损、铁损、充电电流、相数电流、温度和压力等参数。

这些数据将为后期的分析和决策提供可靠的基础。

最后，通过对数据进行统计和分析，得出变压器的负荷率、有效工作时间以及更改运行模式的影响，从而为经济运行提供明确的建议和方案。

案例分析为了更好地说明变压器经济运行的原理和方法，我们将看看一个实际案例一家工厂近期投入使用一台容量为 1000kVA 的变压器，其额定电压等级为10kV/0.4kV，铜损 4kW，铁损 1.5kW。