什么是变压器空载

如题所述

变压器空载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。处于此状态时,一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。空载电流产生空载磁场。在主磁场(即同时交联一、二绕组的磁场)作用下,一、二次绕组中便感应出电动势

变压器空载是处于备用状态,备用状态可分为热备用和冷备用两种状态。无论描述电路构成的哪一部分,其供电侧有电压,但无电流流通为热备用;如果供电侧既无电压,又无电流流通则为冷备用。最明显的特征是电路可能存在电压,但决无电流流通,不发生电能与其他能间的转换。

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变压器空载的意义

压器的损耗是变压器的重要性能参数,一方面表示变压器在运行过程中的效率,另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。变压器空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。

通过空载试验可以发现变压器以下缺陷:硅钢片间绝缘不良。铁芯极间、片间局部短路烧损,穿芯螺栓或绑扎钢带、压板、上轭铁等的绝缘部分损坏、形成短路,磁路中硅钢片松动、错位、气隙太大,铁芯多点接地,线圈有匝间、层间短路或并联支路匝数不等、安匝不平衡等,误用了高耗劣质硅钢片或设计计算有误。

参考资料来源:百度百科-空载

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第1个回答  2019-06-01

空载(变压器)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。此时,一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。空载电流产生空载磁场。在主磁场(即同时交联一、二绕组的磁场)作用下,一、二次绕组中便感应出电动势。

变压器空载运行时,虽然二次侧没有功率输出,但一次侧仍然从电网吸取一部分的有功功率,来补偿因为磁通饱和,在铁芯内引起的磁滞损耗和涡流损耗简称铁耗。


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变压器空载的意义:

变压器的损耗是变压器的重要性能参数,一方面表示变压器在运行过程中的效率,另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。变压器空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。

变压器的空载试验就是从变压器任一组线圈施加额定电压,其它线圈开路的情况下,测量变压器的空载损耗和空载电流。空载电流用它与额定电流的百分数表示。

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第2个回答  推荐于2017-09-04

变压器空载即变压器的空载运行。

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。

数学表达式:I2 = 0


       此时,一次绕组中的电流称为变压器的空载电流。空载电流产生空载磁场。在主磁场(即同时交联一、二绕组的磁场)作用下,一、二次绕组中便感应出电动势。

       变压器空载运行时,虽然二次侧没有功率输出,但一次侧仍然从电网吸取一部分的有功功率,来补偿因为磁通饱和,在铁芯内引起的磁滞损耗和涡流损耗简称铁耗。

       磁滞损耗的大小取决于电源的频率和铁芯材料磁滞回线的面积;涡流损耗与最大磁通密度和频率的平方成正比。另外还存在空载电流引起的铜耗。对于不同容量的变压器,空载电流和空载损耗的大小是不同的。



单相变压器的空载运行

【空载运行电磁现象】


1. 空载定义:

 


(我们是以变压器的二次侧电流来定义空载,并不是说此时变压器未接负载,不能简单的认为空载就是未接负载)

(一般可以认为是一次侧接额定电压,二次侧开路,但有时虽然二次侧接有负载,但由于

我们也可以认为是空载状态。)


2.物理过程

空载时各物理量

1.原边电压:变压器一次线圈所接的电网电压;

2.空载电流

①作用:一是用来激磁,产生主磁通;二是供空载损耗。

②组成:

③性质:感性无功;

④大小:2~8%;                           

(注意:越小越好)

(注意:I0取决于激磁阻抗的大小,从变压器运行的角度看,希望空载电流越小越好,因此变压器采用高导磁率的铁磁材料,以增大Zm减少I0,提高变压器的效率和功率因数。)

⑤波形:磁路饱和:尖顶波;磁路不饱和:正弦波。

*实际需要:将尖顶波的空载电流等效为正弦波。

3.空载磁动势

Fo=IoN1      建立空载磁场

4.主磁通与一次漏磁通

5.主磁通感应的电动势

6.一次漏感电动势

7. 一次线圈电阻压降

8. 空载损耗

Pfe为铁损,Pcu为铜损

每一种损耗又包括基本损耗和附加损耗。

基本铜损:原、副绕组中的直流电阻损耗。

附加铜损:漏磁通在原、副绕组中产生集肤效应、使其电阻增大而增加的铜损,通常很小。铜损的大小与负载电流的平方成正比,铜损耗是可变损耗。

基本铁损:铁心中的磁滞和涡流损耗。

附加铁损:主磁通在变压器的结构件及铁心的某些局部引起的涡流损耗。

基本铁损是铁损耗的主要部分。铁损为不变损耗。


空载运行时,交变的磁通一方面在铁心中产生涡流,另一方面使铁磁材料中的磁畴随磁场方向的交变而运动,其后果都会使铁心发热,将变压器原边吸收电源能量的一部分消耗掉。分别称为涡流损耗和磁滞损耗,合称为铁损耗。

空载损耗约占(0.2~1)%,随容量的增大而减小。



【空载时的电磁关系】


1.电动势平衡方程:

①一次侧:


结论:影响主磁通大小的因素是: 电源电压U1、电源频率f和一次侧线圈匝数N1,与铁心材质及几何尺寸基本无关。


②二次侧:


2. 变比:       降压K〉1;升压K〈1;


变压器空载运行时,cosφ0很低,一般在0.1~0.2之间。



【单相变压器的空载试验】


一只新生产或经过维修后的变压器,必须要按照相关的标准对其进行检验,检验合格方可使用。

检验的内容主要有:铁心材料、装配工艺的质量是否达标;绕组的匝数是否正确、匝数间是否短路;铁心、线圈的铁耗、铜耗是否达到设计要求;变压器运行特性是否良好等。


 1.试验目的

通过测量I0,U1,U20及P0来计算K, I0(﹪),pFe,Zm=rm+jxm以及判断铁心质量和线圈质量。

2.试验器材

3.试验线路图


4.试验内容和步骤

 为便于测量仪表的选用、确保试验安全,空载试验在低压边进行。将高压边开路,在低压边加电压为额定值U2N、频率为额定值的正弦交变电源,测出开路电压U10、空载电流I20、空载损耗p0。

 

对于三相变压器的空载试验,测出的电压、电流均为线值,测出的功率为三相功率值,计算时应进行相应的换算,即将电压、电流换算为相值,将功率换算为单相值。


试验说明和意义分析

(1)空载试验通常是将高压侧开路,有低压侧通电进行测量。

(2)试验可以测出变压器的铁耗。

(3)通过空载损耗的测试,可以检查铁心材料、装配工艺的质量和绕组的匝数是否正确、有否匝间短路。



【变压器器基本知识补充】


变压器属于电机的一种。

电机定义:是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。


变压器是一种静止的电机,通过线圈间的电磁感应关系,将某一等级的交流电压转换为同频率的另一等级的交流电压。主要用于电力系统升、降电压的变压器。

变压器的用途:变交不变直,变压不变频


基本结构

器身:由铁心和线圈组成。

1.铁心:构成主磁路,机械骨架,由硅钢片迭成

2.线圈:导电部分,铜线或铝线

为便于线圈和铁心绝缘,低压靠近铁心柱在里面,高压在外面;

第3个回答  2022-05-16
  变压器空载试验是通过从变压器两侧绕组施加额定正弦波额定频率的额定电压,测量变压器的空载损耗和空载电流的试验。其他绕组开路。空载电流表示为实测空载电流I0与额定电流Ie的百分比,记为IO。

  当试验实测值与设计计算值、出厂值、同类型变压器的值或大修前的值有显着差异时,应查明原因。

  空载损耗主要是铁损,即铁芯消耗的磁滞损耗和涡流损耗。在空载时,流过初级绕组的励磁电流也会产生电阻损耗,如果励磁电流较小,则可以忽略不计。空载损耗和空载电流取决于变压器的容量、铁芯的结构、硅钢片的制造和铁芯的制造工艺等因素。

  空载损耗和空载电流增大的主要原因是:硅钢片间绝缘不良;硅钢片某部分短路;芯螺栓或压板、上轭等部件绝缘损坏形成的短路匝;硅钢片松动,甚至出现气隙,增加磁阻(主要是增加空载电流);磁路由较厚的硅钢片组成(空载损耗增加,空载电流减小);使用劣质硅钢片(多见于小型配电变压器);各种绕组缺陷,包括匝间短路、并联支路短路、每个并联支路的匝数不同以及安匝数采集不正确。此外,由于磁路接地不当等,也会造成空载损耗和电流增加。对于中小型变压器,铁芯接缝的大小会显着影响制造过程中的空载电流。

  空载试验的试验电压为低压侧的额定电压,变压器空载试验主要测量空载损耗。空载损耗主要是铁损。铁损的大小可以认为与负载的大小无关,即空载时的损耗等于负载时的铁损,但这是指在额定电压下的情况。如果电压偏离额定值,由于变压器铁芯中的磁感应处于磁化曲线的饱和段,空载损耗和空载电流将发生急剧变化。因此,空载试验应在额定电压下进行。
第4个回答  推荐于2017-10-15
变压器的一次加有(额定)电压,而变压器的二次开路,则称变压器处于空载状态,如果变压器的二次接有极轻的负载,如仪表,继电器等,虽说不是开路,也可视为空载。本回答被提问者采纳
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