變壓器并列運(yùn)行分析

1、變壓器并列運(yùn)行分析第1頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二2-1 變壓器各電磁量的正方向 (Direction of electromagnetic quantities) 按電動(dòng)機(jī)慣例，吸收電功率和1、2、 和 符合右手螺旋定則3、 、 和 符合右手螺旋定則4、 和 符合右手螺旋定則 按發(fā)電機(jī)慣例，發(fā)出電功率和5、均由同名端流入和6、第2頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二正方向的規(guī)定第3頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二電磁量規(guī)定正方向慣例總結(jié)(Summary of the electromagnetic quantities dir

2、ection) 按電動(dòng)機(jī)慣例，吸收電功率和1) 按發(fā)電機(jī)慣例，發(fā)出電功率和4)2) 、 和 符合右手螺旋關(guān)系 、 和 ； 、 和 、 符 合右手螺旋關(guān)系第4頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二 2-2 變壓器空載運(yùn)行(Open circuit operation of transformer)變壓器空載運(yùn)行時(shí)基本電磁關(guān)系（一）第5頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二變壓器空載運(yùn)行時(shí)基本電磁關(guān)系（二）(Electromagnetic discipline of transformer with open circuit operation) * 、 都是最大值

3、，一般 * 、 都是由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生的。第6頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二假設(shè)主磁通正弦變化為根據(jù)電磁感應(yīng)定律一、主磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)(Electromotive force induced by main magnetic flux)電動(dòng)勢(shì)有效值同理：得：第7頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二結(jié) 論：主磁通 決定了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的大小。 變壓器變比:(Transformation ratio)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 落后于主磁通 。第8頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二二、漏磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (EMF induced by leakage fl

4、ux)用相量表示：根據(jù)電磁感應(yīng)定律第9頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二對(duì)一次漏電抗的總結(jié)：（Primary leakage reactance）漏磁通 感應(yīng)的漏電動(dòng)勢(shì) 可以用空載電流 在一次繞組漏電抗 產(chǎn)生的負(fù)壓降 表示，在相位上 落后于 電角度。第10頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二三、空載運(yùn)行電壓方程式 (Voltage equation for open circuit operation) 其中 為一次繞組的電阻;變比近似表示為：(Transformation ratio)為一次繞組的漏電抗;為一次繞組的漏阻抗第11頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，

5、5月20日，5點(diǎn)3分，星期二四、勵(lì)磁電流的波形及和主磁通的關(guān)系 由 可知，當(dāng)電源電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，則電動(dòng)勢(shì)、磁通必定都按正弦規(guī)律變化。根據(jù)鐵磁材料的磁飽和特性可知，主磁通和勵(lì)磁電流成飽和曲線關(guān)系。 即 呈非線性關(guān)系。 思考：主磁通 是正弦波時(shí)，勵(lì)磁電流 應(yīng)該是什么波形？1.勵(lì)磁電流的波形 (waveform of field current) 第12頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二動(dòng)畫(huà)：勵(lì)磁電流 的波形結(jié)論：由于鐵磁材料的飽和, 磁通為正弦波時(shí), 勵(lì)磁電流 的波形為尖頂波。第13頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二思考：?jiǎn)蜗嘧儔浩?20V/110

6、V，如錯(cuò)把低壓邊接為220V空載運(yùn)行，問(wèn) 的變化？第14頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二2.勵(lì)磁電流和主磁通的相位關(guān)系考慮主磁通磁滯效應(yīng)時(shí)，可見(jiàn)，磁通在相位上落后于勵(lì)磁電流一定的相位角度 。 稱為鐵耗角。結(jié)論：如果考慮鐵磁材料的飽和及磁滯, 磁通為正弦波時(shí), 勵(lì)磁電流 為不對(duì)稱的尖頂波?？紤]鐵磁材料的飽和及磁滯時(shí)的勵(lì)磁電流第15頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二3.等效正弦波勵(lì)磁電流的概念 由于勵(lì)磁電流不是正弦波，不能用相量表示，工程上用等效正弦波概念來(lái)表征實(shí)際勵(lì)磁電流，并用相量 表示。等效條件：1）等效正弦波電流 角頻率 等于實(shí)際勵(lì)磁電流基波角 頻率

7、；2）等效正弦波電流有效值為：3）等效正弦波電流相位上超 前主磁通相量 角。第16頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二五、勵(lì)磁電流及其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系和變壓器的參數(shù)主磁通 感應(yīng)了主電勢(shì) ，而主磁通是由勵(lì)磁電流 產(chǎn)生，根據(jù)前面的分析，可從畫(huà)出的相量圖中看到各物理量的相位關(guān)系。特別注意電壓降 （負(fù)電動(dòng)勢(shì)）和勵(lì)磁電流 兩個(gè)電氣量的相位關(guān)系。第17頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二第18頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二如下圖，可得到： ， 的物理意義：等效鐵耗電阻，又稱激磁電阻稱激磁電抗其大小反映了一定勵(lì)磁電流激勵(lì)主磁通的能力。第19頁(yè)，共2

8、7頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二同理可得：思考 (Ponder)： 說(shuō)說(shuō)一次漏電抗 和激磁電抗 有何區(qū)別？第20頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二是一個(gè)常數(shù)，不隨變壓器運(yùn)行狀態(tài)的改變而改變是一個(gè)變數(shù)，因?yàn)殍F心中的主磁通會(huì)出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象。也就是說(shuō)激磁電抗隨鐵心中磁密的變化而變化；由于磁密的大小決定于勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流的大小又決定于電壓。所以根本上激磁電抗的大小受所施加電壓幅值的影響：通常電壓 越高激磁 電抗會(huì)減小。第21頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二思考(Ponder)：一開(kāi)始分析變壓器空載運(yùn)行時(shí)假設(shè)主磁通是正弦變化，請(qǐng)通過(guò)到現(xiàn)在為止的學(xué)

9、習(xí)證明變壓器空載運(yùn)行時(shí)其主磁通確實(shí)是正弦變化的。第22頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二六、 變壓器空載運(yùn)行的基本方程、相量圖和等效電路(Equation, phasor diagram and equivalent circuit)變壓器空載運(yùn)行的基本方程第23頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二作相量圖的主要過(guò)程:選參考向量-主磁通相量 ； 根據(jù)一次主電動(dòng)勢(shì) 和勵(lì)磁電流 關(guān)系分解勵(lì)磁電流有功分量 和無(wú)功分量 。畫(huà)出感應(yīng)主電動(dòng)勢(shì) 、 ；畫(huà)出空載勵(lì)磁電流 ；根據(jù)一次側(cè)電壓方程畫(huà)出 。變壓器空載運(yùn)行的相量圖第24頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星期二變壓器空載運(yùn)行的相量圖第25頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)3分，星