变压器励磁电流空载电流和磁化电流辨析
第3章变压器
1.二次绕组电流的折算
根据折算前后磁势保持不变的原则，有：
N1 I 2 N 2 I2
则
N2 I2 I2 I2 N1 K
2.二次绕组电动势的折算
根据折算前后主磁通和漏磁通保持不变的原则，有：
4.44 fN1m E2 N1 K E2 4.44 fN 2m N 2
E1
2
在相位上滞后主磁通 m 90°相角
同理写出二次
绕组感应电动势的有效值
二次绕组感应电势的有效值为：
E 2 ＝4.44 fN 2m
E 2 在相位上滞后主磁通 m 90°相角
漏磁通1 在一次侧绕组中产生的 漏磁感应电动势为：
L1 定义为漏磁电感 L1
d 1 L di e1 ＝－N1 ＝ 1 dt dt
K 2 x2 x2
负载阻抗也有同样的关系，即：
2 ZL K ZL
4.二次侧电压的折算
根据二次侧电压平衡方程式，折算后的二次 侧电压值仍应等于折算后的二次绕组的感应 电动势减去折算后二次侧的漏阻抗压降
＝E － － U I Z ＝ k （ E I Z ）＝ k U 2 2 2 2 2 2 2 2
S9 型配电变压器（10 kV）
大型油浸电力变压器
大连理工大学电气工程系
干式变压器
大连理工大学电气工程系
附录1 变压器图片
调压器（自耦变压器）
控制变压器
3.1.3 变压器的基本结构
铁心 器身绕组 引线和绝缘 和箱底） 油箱油箱本体（箱盖、箱壁 小车、接地螺栓、铭牌 等） 油箱附件（放油阀门、 变压器调压装置－无励磁分接 开关或有载分接开关 却器 冷却装置－散热器或冷 保护装置－储油柜、油 位计、安全气道、释放 阀、吸湿器、测温 元件、气体继电器等 压套管，电缆出线等 出线装置－高、中、低 变压器油
空载励磁电流
空载励磁电流什么是空载励磁电流？空载励磁电流是指在没有任何负载的情况下为电机施加的励磁电流。
在电机运行中，励磁电流的大小和稳定性对于电机性能有着重要的影响。
空载励磁电流的正确设置可以确保电机在负载变化时能够稳定运行，并提供所需的输出功率。
空载励磁电流的作用空载励磁电流的作用主要有以下几个方面：1. 产生磁场空载励磁电流通过励磁线圈产生一个稳定的磁场，这个磁场将在电机的运行中起到至关重要的作用。
磁场的大小和方向决定了电机的输出特性，通过调节空载励磁电流，可以控制电机的磁场大小和方向，从而影响电机的性能。
2. 提供激励电压在空载情况下，电机负载较小，需要较低的励磁电流来提供足够的激励电压。
激励电压是电机运行所需的电压，它决定着电机能否正常启动和运行，并直接影响电机的扭矩输出能力。
3. 稳定电机运行空载励磁电流的设置对于电机的稳定运行至关重要。
当负载发生变化时，励磁电流的稳定性可以保持电机输出功率的稳定性。
如果空载励磁电流设置不当，电机可能无法在负载变化时提供足够的输出功率，导致电机失速或无法正常工作。
4. 节能与效率提升通过合理设置空载励磁电流，可以实现电机的节能与效率提升。
过高的空载励磁电流将导致电机过热，造成不必要的能量损失。
而过低的空载励磁电流则会影响电机的输出功率和效率。
因此，找到合适的空载励磁电流可以最大限度地提高电机的效率和节能性能。
空载励磁电流的调节方法1. 磁阻调节方法通过调节励磁线圈的磁阻，可以改变空载励磁电流的大小。
增大磁阻会减小励磁电流，而减小磁阻则会增大励磁电流。
这种方法简单易行，但需要在电机正常运行时进行调节，较为麻烦。
2. 电压调节方法通过调节励磁电源的电压，可以改变空载励磁电流的大小。
增大电压会增加励磁电流，而减小电压则会减小励磁电流。
这种方法相对简单，但需要注意不要超过电机的额定电压范围，以避免损坏电机。
3. 变压器调节方法使用可调变压器可以实现对励磁电流的精确调节。
变压器验收（共5篇）
变压器验收（共5篇）第一篇：变压器验收（1）前期准备1）变压器安装施工图手续齐全，并通过供电部门审批资料。
2）应了解设计选用的变压器性能、结构特点及相关技术参数等。
（2）设备及材料要求1）变压器规格、型号、容量应符合设计要求，其附件，备件齐全，并应有设备的相关技术资料文件，以及产品出厂合格证。
设备应装有铭牌，铭牌上应注明制造厂名、额定容量、一、二次额定电压、电流、阻抗、及接线组别等技术数据。
2）辅助材料：电焊条，防锈漆，调和漆等均应符合设计要求，并有产品合格证。
（3）作业条件1）变压器室内、墙面、屋顶、地面工程等应完毕，屋顶防水无渗漏，门窗及玻璃安装完好，地坪抹光工作结束，室外场地平整，设备基础按工艺配制图施工完毕。
受电后无法进行再装饰的工程以及影响运行安全的项目施工完毕。
2）预埋件、预留孔洞等均已清理并调整至符合设计要求。
3）保护性网门，栏杆等安全设施齐全，通风、消防设置安装完毕。
4）与电力变压器安装有关的建筑物、构筑物的建筑工程质量应符合现行建筑工程施工及验收规范的规定。
当设备及设计有特殊要求时，应符合其他要求。
（4）开箱检查1）变压器开箱检查人员应由建设单位、监理单位、施工安装单位、供货单位代表组成，共同对设备开箱检查，并做好记录。
2）开箱检查应根据施工图、设备技术资料文件、设备及附件清单，检查变压器及附件的规格型号，数量是否符合设计要求，部件是否齐全，有无损坏丢失。
3）按照随箱清单清点变压器的安装图纸、使用说明书、产品出厂试验报告、出厂合格证书、箱内设备及附件的数量等，与设备相关的技术资料文件均应齐全。
同时设备上应设置铭牌，并登记造册。
4）被检验的变压器及设备附件均应符合国家现行有关规范的规定。
变压器应无机械损伤，裂纹、变形等缺陷，油漆应完好无损。
变压器高压、低压绝缘瓷件应完整无损伤，无裂纹等。
5）变压器有无小车、轮距与轨道设计距离是否相等，如不相符应调整轨距。
（5）变压器安装1）变压器型钢基础的安装（a）型钢金属构架的几何尺寸、应符合设计基础配制图的要求与规定，如设计对型钢构架高出地面无要求，施工时可将其顶部高出地面100mm。
第4章 变压器思考题及答案
第4章思考题及答案4-1 变压器能否对直流电压进行变换？答：不能。
变压器的基本工作原理是电磁感应原理，如果变压器一次绕组外接直流电压，则在变压器一次绕组会建立恒定不变的直流电流i1，则根据F1= i1N1，我们知道直流电流i1会建立直流磁动势F1，该直流磁动势F1就不会在铁芯中产生交变的磁通，也就不会在二次绕组中产生感应电动势，故不会在负载侧有电压输出。
4-2变压器铁芯的主要作用是什么？其结构特点怎样？答：变压器铁芯的作用是为变压器正常工作时提供磁路，为变压器交变主磁通提供流通回路。
为了减小磁阻，一般变压器的铁芯都是由硅钢片叠成的，硅钢片的厚度通常是在0.35mm-0.5mm之间，表面涂有绝缘漆。
4-3为分析变压器方便，通常会规定变压器的正方向，本书中正方向是如何规定的？答：变压器正方向的选取可以任意。
正方向规定不同，只影响相应变量在电磁关系中的表达式为正还是为负，并不影响各个变量之间的物理关系。
变压器的一次侧正方向规定符合电动机习惯，将变压器的一次绕组看成是外接交流电源的负载，一次侧的正方向以外接交流电源的正方向为准，即一次侧电路中电流的方向与一次侧绕组感应电动势方向相同；而变压器的二次侧正方向则与一次侧规定刚好相反，符合发电机习惯，将变压器的二次绕组看成是外接负载的电源，二次侧的正方向以二次绕组的感应电动势的正方向为准，即二次侧电路中电流方向与二次侧负载电压方向相同。
感应电动势的正方向和产生感应电动势的磁通正方向符合右手螺旋定理，而磁通的正方向和产生该磁通的电流正方向也符合右手螺旋定理。
各个电压变量的正方向是由高电平指向低电平，各个电动势正方向则由低电平指向高电平。
4-4 变压器空载运行时，为什么功率因数不会很高？答：变压器空载运行时，一次绕组电流就称为空载电流，一般空载电流的大小不会超过额定电流的10%，变压器空载电流∙0I可以分为两个分量：建立主磁通∙mφ所需要的励磁电流∙μI 和由磁通交变造成铁损耗从而使铁芯发热的铁耗电流∙FeI 。
变压器励磁涌流及鉴别方法 (1)精选全文
iμ.C：反向涌流，在 wt=4π/3时达到最大值；
iμ.A，iμ.B，iμ.C的间断角 和二次谐波分别为： 78.6°，49.6°， 78.6°和14.8%， 37.6%，14.8%。
结合上面的算例，对于一般情况，三相变压器励磁涌流有以 下特点：
• 3 间断角鉴别的方法
间断角鉴别----励磁涌流的波形中会出现间断角，而变压器内 部故障时流入差动继电器的稳态差电流是正弦波，不会出现 间断角。间断角鉴别的方法就是利用这个特征鉴别励磁涌流 和故障电流，即通过检测差电流波形是否存在间断角，当间 断角大于整定值时将差动保护闭锁。
动作判据：间断角判据，波宽判据。
3. 三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较小，但至 少有一相比较大。
4. 励磁涌流的波形仍然是间断的，但间断角显著减小，其中 又以对称性涌流的间断角最小。但对称性涌流有另外一个特 点：励磁涌流的正向最大值与反向最大值之间的相位相差 120°。这个相位差称为“波宽”，显然稳态故障电流的波宽为 180°。
最严重的情况是在电压过零时刻（α=0）合闸， 最大值为
2Φm+Φr，远大于Φsat，造成变压器的严重饱和。
在励磁涌流分析中，通常用θ=wt+α来代替时间，这样 是以
2π为周期变化的。在（0，2π）周期内，θ1<θ<2π-θ1时发生饱 和，而θ=π时饱和最严重。令Φ=Φsat，由图6-12可得：
1
Arc cos(m
二次谐波制动元件的动作判据： I2 K2 I1
I1，I2----分别为差动电流中的基波分量和二次谐波分量的幅 值。 K2----二次谐波制动比，按躲过各种励磁涌流下最小的二次谐 波含量整定，整定范围通常为K2=15%~20%，具体数值据现 场空载合闸试验或运行经验确定。 “三相或门制动”方案----三相差动电流中只要有一相的二次谐 波含量超过制动比K2，就将三相差动继电器全部闭锁。
变压器的运行分析
一
变压器的折算法
将变压器的副边绕组折算到原边，就 是用一个与原绕组匝数相同的绕组， 去代替匝数为N2的副绕组，在代替的 过程中，保持副边绕组的电磁关系及 功率关系不变。
二 变压器的等效电路（见图）
折算后方程 U1=－E1＋I1（R1＋jX1σ U2'=E2'－I2'（R2＋jX2σ I1+I2'=Im≈I0 －E1=－E2=Im(Rm+jXm)=ImZm
2 空载等效电路
用一个支路Rm+jXm的压降来表示主磁通对 变压器的作用，再将原绕组的电阻R1和漏电抗X1σ 的压降在电路图上表示出来，即得到空载时变压 器的等效电路。
第二节 变压器的负载运行
一 负载运行定义，电压，电流，磁通的正 二 方向 (见图） 二 磁势平衡方程式
I. II. III. IV. V. VI. VII. 式6.21 u1≈4.44fN1Φm 式6.22 I1=I0+I1L 式6.23 N1I1L+N2I2=0 式6.24 F1+F2=F0≈Fm 式6.25 I1N1+I2N2=ImN1≈I0N1 式6.26 I1=I2＋(－I2/k)=I0+I1L，I1L=－I2/k 式6.28 I1L＋I2/k＝0
N1为原绕组匝数，f1为磁通变化的频率，根据同 样的原理推导出e2瞬时值公式、最大值及有效值 公式。 e2=E2msin(ωt－90°) E2m=N2Φmω e2=4.44f1N2Φm 同理，漏磁通电势被求出。写成相量形式或电抗 压降的形式。 那么e1σ=－N1dΦ1σ/dt=N1Φ1σmωsin(ωt－90°)=－ j4.44fN1Φ1σm=－ji0x1σ 式中x1σ=ωL1σ E1σ=4.44f N1Φ1σm (6.13) x1σ为对应于漏磁通的漏电抗。
高频变压器
高频变压器1、励磁电流是所加在线圈两端的电压产生的，产生了电流后，会产生一个反向电动势，有阻碍外界电压变化的趋势，但这个电压不是稳定的，会随着外电压的变化而变化。
当然，这个外界电压是指比较平滑的，比如抛物波电压，如果是在某一电平处突然断开，会产生一个很高的反向脉冲，将比原先的电平要高。
2、.激磁电流的作用？说是为了维持初级线圈的磁通变化量，那我可不可以这么理解，其实激磁电流的作用就是为了抵消变压器的损耗和一些不能传递到变压器次级的能量呢？你对激磁电流的理解基本正确，因为变压器毕竟做不到理想状态，虽然次级空载，但要维持电压，仍需要一定量的功率输入。
而且，因为铁心涡流等原因，这个输入会随着次级负载的加重而增大。
3.变压器的空载电流包括励磁电流和铁耗电流，励磁电流也称激磁电流或磁化电流。
由于铁耗电流很小，空载电流主要用于励磁，所以，有时也称空载电流为励磁电流。
可用数学表达式表示如下：激磁电流=励磁电流=磁化电流空载电流=激磁电流+铁耗电流变压器的空载电流通常只是变压器额定电流的百分之零点几。
所以不需要专门的保护措施。
不过变压器空载合闸涌流是变压器额定电流的5倍以上，需要设置差动保护，以免高压保护误动作。
励磁电流>>铁耗电流空载电流≈激磁电流4、EE型骨架和EI型骨架的变压器，其初次级线圈大多是共用一个线架的，因此除了安装工艺不同外，其他的没有什么区别EE是卧式EF是立式EI型是硅钢片变压器骨架一般按变压器所使用的磁芯(或铁芯)型号进行分类，有EI、EE、EF、EPC、ER、RM、PQ、UU等型号，而每个型号又可按磁芯(或铁芯)大小进行区分，如EE5、EE8、EE13、EE19等大小不一的型号。
变压器骨架按形状分为：立式和卧式两种；按变压器的工作频率又分为高频骨架和低频骨架两种，这里所讲的频率，并不是指使用的次数，而是指变压器在工作时周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)，简称赫，也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或GHz做单位；按骨架的针脚使用性质，又分为传统式骨架（DIP）和帖片式骨架（SMD）两种。
浅析变压器的空载电流及其谐波
浅析变压器的空载电流及其谐波摘要：本文根据空载电流与励磁电流之间的相互关系，分别对各类结构的变压器空载电流的谐波进行了全面的分析，并指出了变压器空载电流与励磁电流的区别及其谐波与那些因素有关。
关键词：变压器励磁磁势空载电流励磁电流谐波磁化变压器在额定电压下空载运行时，由励磁电流在铁心中建立主磁通。
铁心的励磁电流是由一次绕组和二次绕组共同提供，有一部分励磁电流可能在绕组内部自行形成通路。
变压器的空载电流与铁心的励磁电流存在一定关系，但空载电流不完全等同于铁心的励磁电流，它们之间到底存在什么样的内在联系呢？1、励磁电流的特性分析励磁电流是指产生励磁磁势，使变压器铁心磁化而建立主磁通的电流。
当在一次绕组上外施正弦波电压时，为了产生与之相平衡的感应电动势，必须在铁心中建立相应的正弦波主磁通。
由于铁磁材料磁化曲线的非线性关系，建立此正弦波主磁通的励磁磁势不再是正弦波，而是尖顶波。
铁心的饱和程度越高，励磁磁势畸变得越厉害。
另一方面励磁磁势将按磁势平衡原理由铁心上所有绕组中流过的电流共同产生。
以单相变压器为例，如图，励磁磁势，将二次绕组中流过的电流Ip2、空载电流的特点空载电流是指对变压器的一次绕组施加额定频率的额定电压时，其余各绕组开路，流经一次绕组的电流。
因此，空载电流是从电源侧流经变压器一次绕组的电流。
根据电流连续性原理，如果三相变压器一次绕组没有中线引出，那么，各相空载电流瞬时值之和等于零，这就是空载电流必须满足的条件。
如果三相变压器一次绕组有中线引出，那么，各相空载电流瞬时值之和等于经中线流出的电流瞬时值。
变压器的空载电流包括励磁电流和铁耗电流，励磁电流也成磁化电流。
由于铁耗电流很小，空载电流主要用于励磁，所以，有时也称空载电流为励磁电流。
空载电流只在一次绕组中存在，而励磁电流可以在一、二次绕组中同时存在。
3、空载电流的谐波分析3.1 单相变压器单相变压器在额定电压下空载运行时，必须提供的励磁电流仍可用（1）式来表示。