变压器原理讲议(8)

各变压器的电流之比等于各变压器阻抗值倒数之比。

为了使并联运行时，不至出现较大的循环电流，变比之间相差小于±0.5%,为了避免浪费设备，漏阻抗标么值相差应小于10％，并联运行的各变压器它们的容量比一般不超过3倍。

第六章 变压器的过渡过程

如果带的负载或所加的电源电压的大小变化不是很剧烈时认为是稳态运行，认为φ,u,I的幅值。

过渡过程：变压器突然改变负载，空载合闸到电源，副边突然短路或受到过电压的冲击，变压器会从一种稳态平衡过渡到另一种稳态平衡，这个过程。

特点：时间短，影响大，破坏变压器的绕组，损坏变压器的绝缘。 一．过电流现象

过电流现象一般发生在空载合闸或副边短路的情况。 1、空载合闸到电源

稳态时空载电流占电流的2—10％，空载合闸到电源，电流很大，比额定电流大很多。 原因：当变压器副边空载，

原边在T=0，瞬间接到正弦电压上原边回路方程：i1*r1+W1*(dφ/dt)=U1*Sin(Wt+α) 讨论：

1、α=90，φt=φm*Sinwt

1)、说明一开始就在铁心中建立了稳态磁通，没有过渡过程。 2）、磁通的自由分量一开始就为零。 2、α=0，

当T=π/W时，数值最大，从图中可以看出，当T=π/W时，磁通φt达到最大值，如果认为磁通φt中的自由分量衰减较慢，变压器的总磁通差不多达到2φm，考虑到变压器空载合闸前铁心中尚有剩磁，当剩磁方向与自由分量磁通的方向一致时，过渡过程中铁心中的磁通可能会超过2φm，随着时间的推移，自由分量磁通最终会衰减，磁路里只剩强制分量磁通。

从以上分析可看出，变压器空载合闸到电源的过渡过程实际上表现为主磁通的过渡过程，瞬间变化磁通分量的大小与合闸的相角有关，最严重时达到2φm，上面分析是在假设变压器没有饱和现象得出的，实际变压器有饱和，L1不是常数，但由于电力变压器r1比较小，求解

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时可把L1看成常数，对所求的磁通不会有很大的误差。

根据磁化曲线，可找出励磁电流，变压器正常运行时，磁路设计的已经饱和，工作在A点，在最不利空载接通电源的过程中，磁通可能会超过2φm，这时铁心非常饱和，工作在B点，因此，励磁电流很大，超过稳态励磁电流I0值的几十倍甚至几百倍，可达到额定电流的3—5倍，在空载接通电源的过程中，随着（φ自）的衰减励磁电流i1也要衰减，衰减的快慢由时间常数T=L1/r1决定。

影响：空载合闸到电源，对变压器直接危险不大，但它可能引起原边的过电源保护开关跳闸，从而使变压器从电网中断开，遇到这种情况可再合一次闸，甚至两次，按机会总会在适合的相角上，致使瞬变过程不太剧烈，也不会跳闸了。在大型变压器中，为了不使它受到较大电源的冲击，也有在变压器的原边中先串入一个附加电阻，然后再合闸，这样即可以减小电流的冲击量，又可以使它迅速衰减，等合闸完毕再把电阻去掉。

二、突然短路

变压器在突然短路故障时的类型：一相接地、两相短路、二相接地三相短路等。 TK=rK/WLK

中小型变压器中：rK/WLK=1/2---1/3, KK=1.2---1.3 大型变压器中：rK/WLK=1/10---1/15, KK=1.7---1.8 用阻抗电压标么值表示： i1max/1.414I1n= KK/ZK

变压器发生突路时最大电流与额定电流振幅之比，变压器发生短路时持续时间，可以这样认估算，认为从突然短路开始经历了3 TK，自由分量电流已经衰减完毕，这段时间就是突然短路持续的时间。从漏阻抗标么值看，漏阻抗标么值小，对△U有好处，从突然短路上看，非常不利。

三、过电流的影响 1、产生机械力的影响

长度为L的载流导体，在与它垂直的磁场里受到总的电磁力， F=(1/9.8)*B*Li*10-4 (公斤) i----导体中的电流 B----导体所在处的磁密

径向力：把高低压绕组中的电流分别与沿经向分布的漏磁通产生的机械力称径向力。力的大小可计算，方向左手定则，由于高低压绕组的安匝数差不多相等，只要高低压绕组长、

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短相等，那么所受的径向力沿轴向分布相等 。

轴向力：把高低压绕组中的电流，分别与自已绕组的沿轴向分布的漏磁密产生的机械力，称为轴向力。

2、发热现象

变压器发生突然短路时，短路电流是额定电流的25—30倍，而铜损将达到额定时的几百倍，由于铜损的增加，绕组的温升迅速上升，如果没有继电器保护，时间长一守会损坏变压器。

一般认为，绕组温度达200—250度是允许的，但最好不超过200度，按近似计算化式绕组从额定时的90度升到250度所需时间，

t≈2.5*(100*ZK/△)2

△----变压器平均电流密度

第6---3 过电压现象

过电压：变压器正常工作时，电压幅值是一定的，由于某种原因，使加在变压器上的电压幅值超过了最高工作电压，这时变压器就遭受过电压。

1、

大气过电压-----输电线遭到雷击或在输电线附近带电云层在输电线上感应产生的过电压。

2、

操作过电压-----变电所开关合闸、拉闸或系统突然短路出现的过电压。

为了模拟雷电对变压器的作用，规定标准电压波型（全波）、截波、要求变压器的能承受住全波、截波试验。（全波、截波由实验定冲击电压发生器产生的）特点是持续时间非常的短。

雷电冲击小波之所以破坏变压器的绝缘的原因是： 1、 冲击电压数值很高，威协变压器的主绝缘。

2、 冲击波电压在变压器的首端附近产生很高的电位梯度，威协变压器的纵绝缘，比

较起来，纵绝缘受破坏的可能性更大，原因在冲击电压下，加在变压器的纵绝缘上的电压比工频时要大几倍到几十倍，如果绕组的冲击电压起始分布不均匀，首端附近的电场强度为工频时的70----100倍。

3、 在工频时，主要考虑的是绕组的电感，而在冲击电压作用在变压器绕组瞬间，相

当于加了一个频率极高的电压，电容效应是主要的，在遭受冲击电压时，主要考虑电容。

防止变压器遭受雷击的方法： 1、 在线路上安装避雷器

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2、 改善电压起始分布，增大纵向电容，避免发生振荡

变 压 器 原 理

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