單相變壓器空載運行物理狀態分析

【摘 要】變壓器的空載運行是指變壓器一次繞組接在額定頻率和額定電壓的交流電源上，而二次繞組開路時的運行狀態。對變壓器空載運行物理狀態進行分析和研究是設計變壓器和了解變壓器運行狀況的重要手段。本文以單相變壓器為例，對其空載運行狀態下的電磁關系及能量損耗進行了分析和研究，但分析研究所得結論同樣適用于三相變壓器的對稱運行。對變壓器的設計和實踐運行具有指導意義。

【關鍵詞】變壓器；空載運行；物理狀態；電磁關系；能量損耗

0.引言

變壓器的空載運行是指變壓器一次繞組接在額定頻率和額定電壓的交流電源上，而二次繞組開路時的運行狀態。對變壓器空載運行物理狀態進行分析和研究是設計變壓器和了解變壓器運行狀況的重要手段，本文介紹的是單相變壓器，但分析研究所得結論同樣適用于三相變壓器的對稱運行。

1.變壓器空載運行時的電磁關系

1.1變壓器中各量參考方向的規定

由于變壓器中電壓、電流、磁通及電動勢的大小和方向都是隨時間作周期性變化的，因此它們的參考方向原則上是可以任意規定的。為了能正確表明各量之間的關系，必須首先規定它們的參考方向，或稱為正方向。為了統一起見，習慣上都按照“電工慣例”來規定參考方向，具體如下：（1）同一支路中，電壓u的參考方向與電流i的參考方向一致。（2）由電流i產生的磁動勢所建立的磁通?與電流i的參考方向符合右手螺旋定則。（3）由磁通垂產生的感應電動勢e的參考方向與產生磁通?的電流i的參考方向一致，并有e=-N的關系。

2.2空載損耗

變壓器空載運行時，空載損耗P0主要包括鐵心損耗PFe和少量的繞組銅損耗I02r1，由于I0與r1很小，故銅損耗很小，P0≈PFe。對于電力變壓器來說，空載損耗不超過額定容量的1%，而且隨變壓器容量的增大而下降。

3.結語

本文以單相變壓器為例，對其空載運行狀態下的電磁關系及能量損耗進行了分析和研究，但分析研究所得結論同樣適用于三相變壓器的對稱運行。對變壓器的設計和實踐運行具有指導意義。 [科]

【參考文獻】

[1]楊宗豹主編.電機及拖動基礎.冶金工業出版社，2003.

[2]許曉峰主編.電機及拖動基礎.高等教育出版社，2000.