变压器的空载电流及其谐波

第4章思考题及答案4-1 变压器能否对直流电压进行变换？答：不能。

变压器的基本工作原理是电磁感应原理，如果变压器一次绕组外接直流电压，则在变压器一次绕组会建立恒定不变的直流电流i1，则根据F1= i1N1，我们知道直流电流i1会建立直流磁动势F1，该直流磁动势F1就不会在铁芯中产生交变的磁通，也就不会在二次绕组中产生感应电动势，故不会在负载侧有电压输出。

4-2变压器铁芯的主要作用是什么？其结构特点怎样？答：变压器铁芯的作用是为变压器正常工作时提供磁路，为变压器交变主磁通提供流通回路。

为了减小磁阻，一般变压器的铁芯都是由硅钢片叠成的，硅钢片的厚度通常是在0.35mm-0.5mm之间，表面涂有绝缘漆。

4-3为分析变压器方便，通常会规定变压器的正方向，本书中正方向是如何规定的？答：变压器正方向的选取可以任意。

正方向规定不同，只影响相应变量在电磁关系中的表达式为正还是为负，并不影响各个变量之间的物理关系。

变压器的一次侧正方向规定符合电动机习惯，将变压器的一次绕组看成是外接交流电源的负载，一次侧的正方向以外接交流电源的正方向为准，即一次侧电路中电流的方向与一次侧绕组感应电动势方向相同；而变压器的二次侧正方向则与一次侧规定刚好相反，符合发电机习惯，将变压器的二次绕组看成是外接负载的电源，二次侧的正方向以二次绕组的感应电动势的正方向为准，即二次侧电路中电流方向与二次侧负载电压方向相同。

感应电动势的正方向和产生感应电动势的磁通正方向符合右手螺旋定理，而磁通的正方向和产生该磁通的电流正方向也符合右手螺旋定理。

各个电压变量的正方向是由高电平指向低电平，各个电动势正方向则由低电平指向高电平。

4-4 变压器空载运行时，为什么功率因数不会很高？答：变压器空载运行时，一次绕组电流就称为空载电流，一般空载电流的大小不会超过额定电流的10%，变压器空载电流∙0I可以分为两个分量：建立主磁通∙mφ所需要的励磁电流∙μI 和由磁通交变造成铁损耗从而使铁芯发热的铁耗电流∙FeI 。

变压器的损失电量分为铁损和铜损，铁损又叫空载损耗，就是其固定损耗，实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗，而铜损也叫负荷损耗）。

一变压器损耗计算公式(1)有功损耗：ΔP＝Po＋KT β2 Pk(2)无功损耗：ΔQ＝Qo＋KT β2 Qk(3)综合功率损耗：ΔPz＝ΔP＋KQΔQQo≈Io%Sn，Qk≈Uk%Sn式中：Qo——空载无功损耗(kvar)Po——空载损耗(kW)Pk——额定负载损耗(kW)Sn——变压器额定容量(kVA)Uk%——短路电压百分比β——负载系数，为负载电流与额定电流之比。

KT——负载波动损耗系数Qk——额定负载漏磁功率(kvar)KQ——无功经济当量(kW/kvar)上式计算时各参数的选择条件：(1)取KT＝1.05；(2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ＝0.1kW/kvar；(3)变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝20%；对于工业企业，实行三班制，可取β＝75%；(4)变压器运行小时数T＝8760h，最大负载损耗小时数：t＝5500h；(5)变压器空载损耗Po、额定负载损耗Pk、Io%、Uk%，见产品出厂资料所示。

二变压器损耗的特征Po——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。

涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。

Pc——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。

其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；(并用标准线圈温度换算值来表示)。

负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。

变压器的全损耗ΔP=Po+Pc变压器的损耗比=Pc /Po变压器的效率=Pz/(Pz+ΔP)，以百分比表示；其中Pz为变压器二次侧输出功率。

三变损电量的计算变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。

移相变压器消电流谐波原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：移相变压器是一种用来改善电力系统中电流谐波的装置。

电力系统中存在着各种电器设备产生的谐波电流，这些谐波电流会影响系统的稳定性和可靠性，甚至会造成设备损坏。

移相变压器的原理是通过适当设计和连接，使电流谐波在设备内部移相并抵消，从而减少对电力系统的影响。

移相变压器的工作原理主要包括两部分：变压器的相位移动和对抗谐波电流。

在传统的变压器中，输入端和输出端的电流是同相位的，对系统产生的谐波电流没有衰减效果。

而移相变压器则通过改变变压器的连接方式和设计参数，使得输出端的电流相位比输入端的电流相位提前或者滞后一定角度，从而实现对抗谐波电流的效果。

移相变压器的设计需要考虑多种因素，包括系统的谐波特性、负载情况、功率大小等。

在最简单的情况下，可以通过改变变压器的接线方式来实现相位移动。

比如可以使用Y-△连接方式，或者在变压器中加入相位移动装置。

在复杂的情况下，可能需要使用特殊的设计软件来模拟和优化设计。

移相变压器的使用可以有效地减少系统中的电流谐波，从而提高系统的可靠性和稳定性。

通过合理的设计和安装，可以使得系统中的谐波电流得到有效地抑制，并且可以适应不同负载情况。

移相变压器还可以提高系统的功率因素，减少功率损耗，降低电能消耗。

第二篇示例：移相变压器是一种用于消除电网电流谐波的重要设备，它在电力系统中起着至关重要的作用。

在现代电力系统中，电流谐波是由非线性负载引起的，如电子设备、整流器和变频器等，这些负载会产生非正弦波形的电流，从而导致电网中电流谐波含量的增加。

电流谐波会给电网带来一系列问题，如变压器过热、线路损耗增加、设备功耗增加等，严重影响电网的稳定运行。

移相变压器的工作原理如下：当非正弦波形的电流通过移相变压器时，首先经过带有相位偏移的相移网络，该网络会对不同频率的谐波进行处理，使得谐波电流的相位与原谐波电压相位相同，形成谐波平衡电流。

这样一来，在电网中的电流谐波就会被消除掉，实现电网电流的谐波补偿，从而提高了电网的电能质量和稳定性。

变压器出厂试验分为三大部分
1) 例行试验，2) 型式试验，3) 特殊试验
例行试验
每一台变压器均承受的试验
1）电压比测量及电压矢量关系校定
2）绕组电阻测量
3）绝缘电阻，吸收比及极化指数介质损耗功率因数测量
4）空载电流及空载损耗测量
5）短路阻抗及负载损耗测量
6）绝缘例行试验
7）有载分接开关试验
8）变压器油试验
型式试验
除出厂试验之外，为验证变压器是否与规定的技术条件符合所进行的具有代表性的试验。

（如果一台变压器的额定及结构与该厂的其他变压器完全一致，则认为可以代表它们。

定期的型式试验最少每5年进行一次）
1）温升试验
2）绝缘型式试验
特殊试验
除出厂试验和型式试验之外，经制造厂与使用部门商定的试验，它使用于一台或几台特定合同上的变压器。

1)绝缘特殊试验
2）绕组对地和绕组间电容的测量
3）暂态电压传输特性测定
4）三相变压器零序阻抗测量
5）短路承受能力试验
6）声级测定
7）空载电流谐波的测量
8）风扇和油泵电机所吸收功率的测量
9）长时间空载试验
10）油流静电测量
11）转动油泵时局部放电测量
国家电网公司要求新增项目：
1）低电压空载试验（380V电压下的空载电流和空载损耗测量）
2）低电压下的短路阻抗测量
3）绕组变形测量（频率响应法）
4)1.1倍额定电流发热试验。

电力系统谐波分析摘要：电力系统中理想的电流、电压波形是正弦波，但由于电力系统中存在各种非线性元件，使电压和电流的波形发生畸变产生谐波。

电力系统谐波是影响电力系统安全的经济运行的主要因素之一，它会造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、保护功能失常，还会引起变电站局部并联或串联谐振，造成设备损坏。

因此，治理好谐波，不仅能降低电能损耗，而且能延长设备使用寿命，改善电磁环境，提高产品的品质。

关键词：谐波定义谐波的产生谐波的危害谐波治理“谐波”一词起源于声学。

有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪奠定了良好的基础。

傅利叶等提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。

当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。

1945 J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。

到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有变流电力系统、工业、交流及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。

世界各国都对谐波问题予以充分和关注。

国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

国际上公认的谐波的定义为：谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，并且能分解成傅里叶级数。

由于谐波的频率是基波频率的整数倍，也常称它为高次谐波。

谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。

电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。

谐波次数“n”必须是正整数，而且谐波现象的波形保持不变。

1 谐波的产生在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。

再致函线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。

但在实际的供电系统中，由于有非线性负荷的存在，当电流流过与所加电压不成线性关系的负荷时，就形成非正弦波电流。

变压器培训心得变压器知识培训变压器概述变压器是利电磁感应原理传输电能和电信号的器件,它具有变压,变流,变阻抗的作用。

变压器种类很多,应用也十分广泛,例如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少运输过程中电能的损耗。

变压器的工作原理变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的一侧叫一次侧,一次侧的绕组叫一次绕组,把变压器接负载的一侧叫二次侧,二次侧的绕组叫二次绕组。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,一次线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使二次级线圈中感应出电压(或电流)。

变压器利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器设备。

型号说明:一、变压器的制作原理:在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的原理。

变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件。

二、分类按容量分类:中小型变压器(35KV及以下,容量在5-6300KVA)、大型变压器(110KV及以下容量为8000-)、特大型变压器(220KV以上)。

按用途分类:电力变压器(升压变、降压变、配电变、联络变、厂用或电所用等)、仪用变压器(电流互感器、电压互感器等用于测量和保护用)、电炉变压器、试验变压器、整流变压器、调压变压器、矿用变压器、其它变压器。

按冷却价质分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、气体(SF6)变压器。

按冷却方式分类:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式、蒸发冷却式。

按调压方式:无励磁调压和有载调压变压器按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。

按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(目前绝大多数厂所生产)、壳式变压器。

变压器偏磁电流波形概述及解释说明1. 引言1.1 概述变压器偏磁电流波形是变压器运行中一个重要的参数，它反映了变压器在工作过程中可能出现的一种异常电流现象。

偏磁电流主要是指在无负载或轻负载情况下，由于铁芯饱和效应、线圈参数不匹配或外界因素等原因造成的变压器异常电流。

理解和解决变压器偏磁电流波形问题对于确保变压器正常运行、提高供电可靠性至关重要。

1.2 文章结构本文将对变压器偏磁电流波形进行全面概述及解释说明，主要包括以下几个部分：引言、变压器偏磁电流波形的定义、变压器偏磁电流波形的特征、变压器偏磁电流波形产生机理分析以及解决该问题的方法与应用实例介绍。

最后，我们将总结文章内容并展望未来发展趋势。

1.3 目的本文旨在深入探讨和摸索变压器偏磁电流波形背后的原理和影响因素，帮助读者更好地理解该概念，并提供解决变压器偏磁电流波形问题的方法和实践经验。

通过本文的阅读，读者可以掌握识别、分析和解决变压器偏磁电流波形问题的技能，以确保变压器正常运行并提高供电可靠性。

2. 变压器偏磁电流波形的定义：2.1 变压器偏磁电流的概念：变压器偏磁电流是指在无负载情况下，由于交流磁通引起的铁芯饱和效应和线圈参数不匹配等因素所产生的额外电流。

当变压器工作在空载或轻载状态时，具有一定幅度和频率的偏磁电流会在主回路中流动，同时导致铁芯中的谐波峰值产生。

2.2 变压器偏磁电流的来源：变压器偏磁电流主要来自于以下几个方面：- 铁芯饱和效应：在变压器运行过程中，当铁芯中的磁通达到饱和点时，会引起非线性特性，导致额外的谐波、高次谐波以及直流分量出现在交流电路中。

- 线圈参数不匹配：由于设计、制造或安装等环节中的误差，线圈参数可能与设计时预期不完全相符，这也会导致产生额外的偏磁电流。

- 外界因素：外界影响因素如温度变化、湿度变化或供电电压的波动等，也会对变压器偏磁电流产生影响。

2.3 变压器偏磁电流的重要性：变压器偏磁电流对于正常运行和性能稳定性具有很高的重要性。