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变压器负载运行时的物理情况

2016-11-28 技术知识
变压器的负载运行变压器负载运行是指变压器一次绕组外接交流额定电压,二次绕组接负载时的运行情况。 变压器负载运行时的物理情况是什么样的?
单相变压器负载运行原理图见图4-13。由图4-13可以看出,变压器在负载运行时,由于二次绕组外接负载ZL而形成闭合回路,所以变压器二次绕组在感应电动势e2的作用下,在二次绕组回路中有电流i2流过,电流也必然会在磁路中产生磁动势,该磁动势是变压器负载消耗由磁场传递至副边绕组的能量在磁路中的反映。也就是说,负载在电路中消耗电工功率,反映到磁路中表现为消耗磁能,所以,它必将对励磁磁动势F1=i0N1或主磁通起到削弱作用,使磁路中的主磁通Φmain减少或变弱。

然而,磁路的变化又会反映到两侧的电路中。反映到副边一侧,表现为副边电动势E2下降;反映到原边一侧,表现为原边绕组中电动势e1下降。由于电源电压u1不变,所以,当e1下降后,电流i1必将增大,即在已有的原边电流i0的基础上,将增加一个补偿电流i1′,使原绕组中的电流为该补偿电流i1′在磁路中所产生的磁动势i1′N1大小正好补偿或抵消了二次绕组中电流在磁路中产生的磁动势F2=i2N2,使得铁芯中的主磁通Φmain能够保持不变,从而也使原边和副边电路中电动势保持不变,使得变压器在带负载的条件下,电路和磁路达到新的平衡。这种平衡状态下的各个变量之间的关系如图4-14和图4-15所示。

原边电路中电动势e1保持不变,起到了限制原边电流i1或i1′增加的作用,表现出按需补偿够用即可的能量平衡原则;而副边电动势e2保持不变,则表现出电源较强的功率补偿能力,反映出变压器或电网的容量大小,以及带负载能力。需要指出的是,二次绕组中的电流i2在磁路中产生磁动势F2=i2N2的同时,还产生少量没有经过铁芯,而是通过周围空气且只与二次绕组交链的漏磁通Φ2σ,见图4-6。