电源变压器空载电流
电机学变压器的运行原理(空载、负载、数学模型)
第8章 变压器
28
2、T型等效电路 T型等效电路的形成过程，见下图。
I&1 R1
X 1
R2
I&0
Rm
U&1
E&2 E&1E&2 E&1
E&2
Xm
X 2 I&2
U&2
Z L
T型等效电路的形成过程
第8章 变压器
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Γ型等效电路
对于电力变压器，一般 I1NZ1＜0.08U1N，且 I1NZ1 与 -E1是相量相加，因此可将励磁支路前移与电源并 联，得到Γ型等效电路。
1、空载电流的波形
电网电压为正弦波，铁 心中主磁通亦为正弦波。若 铁心不饱和（Bm < 1.3T）， 空载电流 i0 也是正弦波。
电力变压器，Bm= 1.4T ～1.73T，铁心都是饱和的 。其励磁电流呈尖顶波，除 基波外，还有较强的三次谐 波和其它高次谐波。
第8章 变压器
11
2、空载电流与主磁通的相量关系
问题：一般电力变压器 的变比 k 较大，一、二 次侧的电压、电流差别
很大，计算不便，画相
量图更加困难。因此，
下面介绍分析变压器的 一个重要方法——等效 电路、折算。
第8章 变压器
19
四、绕组归算(折算)及数学模型
所谓把二次侧折算到一次侧，就是用一个匝数为N1 的等效绕组，去替代变压器匝数为N2二次侧绕组，折 算后的变压器变比 N1/ N1=1 。
第8章 变压器
30
4、简化等效电路和相量图
对于电力变压器，由于 I0＜0.03I1N，故在分析变压器满载及负 载电流较大时，可以近似地认为 I0＝0，将励磁支路断开,等效电 路进一步简化成一个串联阻抗，如图所示。
变压器空载电流
变压器空载电流偏大的原因？答：当次级开路时，流过初级线圈的电流就是空载电流。
它包含了无功分量磁化电流和有功分量铁耗电流。
空载电流会影响到变压器的功率因数和温升。
空载电流的大小与铁心的磁通密度的高低和磁性材料的优劣有关，空载电流过大会造成杂散磁场，影响敏感电路。
以及变压器的振动。
从理论上说，变压器是一种功率传送电器，原线圈电流与电压的乘积应等于副线圈电流与电压的乘积，即I1U1=I2U2。
变压器空载，即变压器不带负荷，也就是说变压器副线圈电流I2为零，从而使I1U1=I2U2=0，而这时的U1和U2均不是0，就只能是I1为0，即“变压器空载时原线圈电流为零”。
但在实际电路中，变压器是不能工作在理想状态中的；一是变压器空载时，原线圈带电，线圈电阻发热要消耗能量而需要电流，二是变压器虽然空载，但却在变压器铁芯中建立磁场，通过在原线圈“电生磁”，而保障在副线圈“磁生电”，因而建立磁场消耗能量也需要电流；这二个电流综合起来就叫“变压器的空载电流”。
变压器空载电流的大小，与变压器的使用材质、型号、生产厂家等情况而不同。
一般来说，变压器的空载电流应在额定电流的10%以下。
已知变压器容量，求其各电压等级侧额定电流口诀 a ：容量除以电压值，其商乘六除以十。
说明：适用于任何电压等级。
在日常工作中，有些电工只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。
将以上口诀简化，则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀：容量系数相乘求。
已知变压器容量，速算其一、二次保护熔断体（俗称保险丝）的电流值。
口诀 b ：配变高压熔断体，容量电压相比求。
配变低压熔断体，容量乘9除以5。
说明：正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。
当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时，熔体的正确选用更为重要。
这是电工经常碰到和要解决的问题。
已知三相电动机容量，求其额定电流口诀（c）：容量除以千伏数，商乘系数点七六。
说明：（1）口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。
变压器的空载试验和短路试验
变压器的空载试验和短路试验空载试验----->铁损短路试验----->铜损变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来测定变压器的空载电流和空载损耗。
一般说来，空载试验可以在变压器的任何一侧进行。
通常将额定频率的正弦电压加在低压线圈上而高压侧开路。
为了测出空载电流和空载损耗随电压变化的曲线，外施电压要能在一定范围内进行调节。
变压器空载时，铁芯中主磁通的大小是由绕组端电压决定的，当变压器施加额定电压时，铁芯中的主磁通达到了变压器额定工作时的数值，这时铁芯中的功率损耗也达到了变压器额定工作下的数值，因此变压器空载时输入功率可以认为全部是变压器的铁损。
一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。
变压器的短路试验通常是将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短接。
由于一般电力变压器的短路阻抗很小，为了避免过大的短路电流损坏变压器的线圈，短路试验应在降低电压的条件下进行。
用自耦变压器调节外旋电压，使电流在0.1~1.3倍额定电流范围变化。
原边电流达到额定值时，变压器的铜损相当于额定负载时的铜损，因外施电压较低，铁芯中的工作磁通比额定工作状态小得多，铁损可以忽略不计，所以短路试验的全部输入功率基本上都消耗在变压器绕组上，短路试验可测出铜损。
通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%，其数值随变压器容量的增大而下降。
变压器空载试验和负载试验的目的和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，即：进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。
变压器空载运行
06
变压器空载运行的未来发展
提高变压器的效率
优化变压器设计
通过改进变压器结构设计、选择更优质的材料和采用先进的 制造工艺，减少变压器的损耗和提升其效率。
高效变压器产品的研发
研发出更高效、更节能的变压器，以满足电力传输和分配的 更高要求。
提高变压器的可靠性
增强变压器保护措施
通过增加变压器保护装置，如过载保护、短路保护和过电压保护等，提高变 压器的运行可靠性。
02
变压器空载运行与负载运行
变压器空载运行与负载运行的比较
空载运行指变压器二次侧开路，一次侧通过励磁电流维持 磁场，不向外部输送功率；负载运行指变压器二次侧有负 载，通过传输电能向外部输送功率。
空载运行时，变压器铁损（铁芯涡流损耗和磁滞损耗）和 铜损（线圈电阻损耗）为主要损耗；负载运行时，变压器 传输的功率和铜损为主要损耗。
05
变压器空载运行的安全措施
安装和操作安全要求
确保变压器安装牢固、可靠，避免出现晃动或 位移。
在操作过程中，应穿戴适当的个人防护装备， 如绝缘手套ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ护目镜。
保持操作现场整洁，避免杂物和人员走动，以 免影响操作安全。
维护和检修安全要求
制定详细的维护和检修计划，并按照计划进行实施 。
在维护和检修前，必须了解变压器的结构和工作原 理，并遵循相关的安全规定。
绝缘电阻异常处理
如果测量结果异常，需要进一步检查变压器的内部结构和绕组情况，确定故 障位置并进行维修或更换。
听变压器的声响
正常声响的判断
正常运行中的变压器会发出嗡嗡声，这是由于磁场作用在铁芯和绕组上产生的振 动所引起的。如果变压器的声响过大或者存在其他异常声响，可能是故障的征兆 。
【高中物理】理想变压器空载时,原线圈电流不为0
【高中物理】理想变压器空载时，原线圈电流不为0理想变压器空载时，原线圈是有电流的，不是没有电流。
这时原线圈是一个纯电感电路，其中的电流与电压有90度的位相差。
也就是说如果原线圈的电压的变化规律为：u=Umcosωt。
则其电流的变化规律为i=Imsinωt。
因此，在原线圈中电流的瞬时功率为P=ui=UmImcosωtsinωt=UmImsin(2ωt)/2。
显然，在一个周期中，电源所做的总功等于0.并且在此期间有有一半时间电源做正功，在此期间电流逐渐增大，有电场能转变为磁场能，而另一半时间，电源做负功，在此期间，电流逐渐减小，有磁场能转变为电能（把能量还给电源）。
看了解释，有些明白，但还有3个问题不太清楚：1.空载时这个Im的大小取决于什么呢？取决于原线圈的感抗和原线圈两端的电压吗？2.有负载时线圈中的这个Im的大小与空载时相等吗？3.空载时u和i有90度相位差，那么有载时u 和i 是同相的吗？这时p=ui 就总是正的吗？你的问题很好，现在先粗略回答。
1.副线圈空载时，原线圈电流是取决于电源电压和原线圈的感抗。
2.有负载时，如果负载是纯电阻，则副线圈的电流与副线圈电压同相，且与原线圈电压反相，而原线圈除了空载时的电流（我们记作I0）。
以外又增加一个电流ΔI1。
此ΔI1与原线圈电压同相。
其大小与副线圈电流大小之比与匝数成反比。
所以严格说来原线圈电流与副线圈电流之比并不真正与匝数成反比。
而只是近似成反比，只有当变压器满载时，才更接近于成反比。
其原副线圈的电压电流与磁通量的位相图如下：看看我这马大哈，人家问了三个问题我只回答了两个就以为完了。
3.当有负载时，从矢量图中可以看出，电流与电压之间仍然存在位相差。
因此P的瞬时值仍然有时正有时负。
这里就是功率因数的问题。
即其功率因数是小于1的。
作者：海之味感谢您的阅读，祝您生活愉快。
开关电源变压器的检测方法及其步骤
3、线圈通断的检测。将万用 表置于R×1挡，测试中，若某个
绕组的电阻值为无穷大，则说明 此绕组有断路性故障。
4、判别初、次级线圈。电源
变压器初级引脚和次级引脚一般
都是分别从两侧引出的，并且初 级绕组多标有220V字样，次级绕 组则标出额定电压值，如15V、 24V、35V等。再根据这些标记进
行识别。
5、空载电流的检测。
a、直接测量法。将次级所有绕组
全部开路，把万用表置于交流电 流挡(500mA，串入初级绕组。当 初级绕组的插头插入220V交流市
电时，万用表所指示的便是空载 电流值。
此值不应大于变压器满载电流的 10%～20%。一般常见电子设备电
源变压器的正常空电流应在 100mA左右。如果超出太多，则说
开关电源变压器的检测方法及其步 骤
1、通过观察变压器的外貌来检查 其是否有明显异常现象。如线圈 引线是否断裂，脱焊，绝缘材料 是否有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆 是否有松动，硅钢片有无锈蚀，
绕组线圈是否有外露等。
2、绝缘性测试。用万用表 R×10k挡分别测量铁心与初级， 初级与各次级、铁心与各次级、 静电屏蔽层与衩次级、次级各绕 组间的电阻值，万用表指针均应 指在无穷大位置不动。否则，说
压器不能正常工作。
8、电源变压器短路性故障的综合 检测判别。电源变压器发生短路 性故障后的主要症状是发热严重 和次级绕组输出电压失常。通常， 线圈内部匝间短路点越多，短路 电流就越大，而变压器发热就越
严重。
检测判断电源变压器是否有短路
性故障的简单方法是测量空载电 流(测试方法前面已经介绍)。存在 短路故障的变压器，其空载电流
明变压器有短路性故障。
b、间接测量法。在变压器的初级 绕组中串联一个10?/5W的电阻，
变压器空负载试验测试介绍
变压器空负载试验测试介绍基本概念空载试验：从变压器的某一绕组（一般从二次低压侧）施加正弦波额定频率的额定电压，其余绕组开路，测量空载电流和空载损耗。
如果试验条件有限，电源电压达丌到额定电压，可在非额定电压条件下试验，这种试验方法误差较大，一般只用于检查变压器有无故障，只有试验电压达到额定电压的80%以上才可用来测试空载损耗。
短路试验：将变压器低压大电流侧人工短联接，从电压高的一侧线圈的额定分接头处通入额定频率的试验电压，使绕组中电流达到额定值，然后测量输入功率和施加的电压（即短路损耗和短路电压）以及电流值。
通常试验电源的容量应为被试品容量的30％。
零序阻抗：一台变压器对各相序（正、负、零）电压、电流所变现的阻抗叫做序阻抗，它们分别为正序、负序和零序阻抗。
正序阻抗实际上就是正常运行时所表现的阻抗，当系统丌对称运行时，就会产生零序电流，变压器的正序阻抗和负序阻抗相等，并等于变压器的短路阻抗。
对零序阻抗而言，由于任一瞬间，所有三相的零序电流的大小和方向都是一样的，即它们的总和丌等于零，所以零序阻抗不正序阻抗和负序阻抗有本质的区别，它的大小丌仅不绕组的连接方式有关，还不铁芯结构有关，因此，零序阻抗必须由实测确定。
测试方法⑴单相空载测试单相空载测试项目通常用来测试单相变压器的空载损耗和空载电流百分比。
也可用来对三相变压器迚行逐相测试（主要用来检测被测变压器有没有单相故障）。
在现场无三相电源的情况下，也需要用到这种试验方法。
单相空载用仪器的A 相电压和A 相电流迚行测试。
如图所示，用一单相电源作为测试电源，火线接到测试仪的A 相电流端子正端，黄钳子粗线接到A 相电流端子的负端，细线接到 A 相电压端子Ua，红钳子粗线直接接到测试电源的零线，细线接到B 相电压端子Ub，两把钳子分别夹到低压侧两个接线柱上。
高压侧开路。
这种方法也适用于用单相电源对三相变压器迚行空载损耗的测量。
当做三相空载试验后发现损耗超过标准时，应分别测量三相损耗，通过对各相空载损耗的分析比较，观察空载损耗在各相的分布情况，以检查各相绕组或磁路中有无局部缺陷。
使用万用表检测电源变压器的方法
万用表1、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象：如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线圈是否有外露等。
2、绝缘性测试：用万用表R×10k挡分别测量铁心与初级，初级与各次级、铁心与各次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。
否则，说明变压器绝缘性能不良。
3、线圈通断的检测：将万用表置于R×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。
4、判别初、次级线圈：电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、24V、35V等。
再根据这些标记进行识别。
5、空载电流的检测：直接测量法：将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡（500mA，串入初级绕组。
当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。
此值不应大于变压器满载电流的10%～20%。
一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。
如果超出太多，则说明变压器有短路性故障。
间接测量法：在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻，次级仍全部空载。
把万用表拨至交流电压挡。
加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压降U，然后用欧姆定律算出空载电流I空，即I空=U/R。
6、空载电压的检测：将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值（U21、U22、U23、U24）应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组≤±10%，低压绕组≤±5%，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2%。
7、一般小功率电源变压器允许温升为40℃～50℃，如果所用绝缘材料质量较好，允许温升还可提高。
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电源变压器空载电流
江苏省泗阳县李口中学沈正中
变压器是一种传送功率的电器设备，电源变压器有降压变压器和升压变压器，不管
哪一种变压器，从理
论上说（理想变压
器），初级线圈的电流
与电压的乘积应等于
次级线圈的电流与电
压的乘积，即I1U1＝
I2U2。
变压器空载，即变压器次级开路，不带负载，也就是说变压器次级线圈电流I2为零，所以I1U1＝I2U2＝0，而这时的U1和U2均不是0，这就只能是I1为0，即“变压器空载时初级线圈电流为零”。
但在实际电路中，变压器是不可能在理想状态中工作的：一是变压器空载时，初级线圈是闭合的通路，线圈本身有电阻要发热、铁芯中产生的涡流（铁损）等，这些产生的都是有功功率，需要电流，消耗能量；二是变压器虽然空载，但变压器铁芯中要建立磁场，通过在初级线圈“电生磁”，感应次级线圈“磁生电”，因而建立磁场产生无功功率，虽不消耗能量，但也需要电流；这些电流综合起来就叫“变压器的空载电流”。
变压器空载电流的大小与初级绕组匝数多少、铁芯材质、铁芯尺寸、制作工艺等因素有关：1. 在其它技术规格相同的情况下，初级绕组的匝数越多，空载电流就越小；2. 在其它技术规格相同的情况下，导磁系数越高，空载电流越小，此外，硅钢片的厚度以及各硅钢片之间的导电性能对变压器的初级空载电流也有影响。
一般情况下，硅钢片越厚，相邻硅钢片之间的电阻越小，通电后铁芯中的涡流损耗越大，导致变压器的初级空载电流也越大；3.在其它技术规格相同的情况下，铁芯截面积越大，空载电流也越小；4. 在其它技术规格相同的情况下，制作电源变压器时，各绕组绕线应尽量紧密、扎实，硅
钢片应排插紧密、规范，绕组与硅钢片之间应尽量紧凑，否则也会增大初级空载电流。
绕制质量差的电源变压器，不但空载电流大、易发热，而且常常在通电时发出交流哼声。
电源变压器绕制完成后，如果能进行浸漆、烘干处理，对提高变压器的质量，减小初级空载电流也大有益处。
我们希望变压器的空载电流越小越好，但受条件制约不可能无限制地小，变压器的空载电流一般约为额定电流的5%~8%，国家规定空载电流不应大于额定电流的10%，如果空载电流超过额定电流的10%，变压器的损耗就会增大，当空载电流超过额定电流的20%时，变压器就不能使用，因为它的温升将超过允许值，工作时间稍长，严重的就会导致变压器烧毁事故，甚至引起火灾。
表一：是部分输入电压U1为220V小型降压变压器的空载电流I1的参考数据
表一
表二：是部分输入电压U1为12V小型升压变压器的空载电流I1的参考数据
表二。