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行业应用

变压器负载运行时的等效电路

2016-11-29

根据以上分析,只需将图4-11和图4-16中的等效电路合并,就可以得到变压器负载运行时的等效电路图,如图4-17所示。
图4-17 变压器负载运行时的T型等效电路
等效电路的简化图4-17中的等效电路(也称为T型等效电路)可以真实地反映变压器负载运行时一次绕组和二次绕组各个参数变量之间的关系。由于电路中既有串联关系又有并联关系,计算和分析相对来说都比较复杂,考虑到变压器的励磁电流数值相对比较小,以及工程计算上的方便,变压器等效电路往往改为如图4-18(a)所示中的形式,甚至于可以忽略不计励磁电流,从而使图4-17中的变压器负载运行时的等效电路,简化为图4-18(b)中的形式。工程上可以根据需要采用不同形式的简化等效电路。
6.变压器负载运行时的相量图在前面的分析中,分别对变压器负载运行过程中的电压平衡方程式、磁动势平衡方程式以及等效电路进行了分析和描述,并得出了副边电压、电流与阻抗的折算关系式。同时也由此看出,变压器的三大作用:变压、变流和变阻抗。
变压器负载运行时简化等效电路图
变压器的负载运行与空载运行的区别是副边绕组中出现了负载电流,这一点不仅反映在原、副边的电压平衡方程式和等效电路图中,影响了原边绕组中的电流和磁路中的平衡,而且也反映在描述变压器各个物理量之间关系的相量图中。变压器负载运行时,由于负载性质的不同,需分别进行讨论。首先讨论负载为感性负载的情况。当负载为感性负载、且ZL≫Z2=r1+jx2σ时,副边电流将滞后副边电压和电动势,于是根据等效电路图4-17可知,副边回路的相量图可绘制如图4-19所示。
变压器带感性负载时的副边回路矢量图
由原边电路的电压平衡方程可知,在变压器负载运行时,原边回路中的电流不再只是励磁电流,而是励磁电流分量与补偿电流分量的相量之和。于是,将副边电路的相量图与空载时的相量图相结合后,整个变压器负载运行时的相量图如图4-20所示。将变压器负载运行时的相量图与空载时的变压器相量图相比较,不难看出,在变压器的副边多了一个副边电流,且滞后于副边端电压和电动势,根据电压平衡方程构成闭合相量三角形。在原边多了与副边电流方向相反的,大小为副边电流倍的一个补偿电流或,它与励磁电流一同构成了原边电流。原边电流根据负载状态下的平衡方程,也重新构成一个相量三角形。然后讨论负载为容性负载的情况。当负载为容性负载、且ZL≫Z2=r1+jx2σ时,副边电流将超前副边电压和电动势,于是根据等效电路图4-17可知,副边回路的相量图可绘制如图4-21所示。
 变压器带容性负载时副边回路的矢量图
将上述副边回路的相量图与空载相量图(见图4-22)相结合,同样可以得到变压器带容性负载时的相量图,如图4-22所示。
变压器带容性负载时的矢量图