《电机学 教学课件 ppt 作者 曾令全 李书权 编 第04章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学 教学课件 ppt 作者 曾令全 李书权 编 第04章（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4.1 变压器的空载合闸时的瞬变过程,变压器二次侧空载，把一次侧绕组接入电源，称为变压器的空载合闸。 变压器正常运行时，励磁电流很小，大型电力变压器空载电流只占额定电流2.5%以下 。但空载合闸到电网的瞬间，励磁电流可能急剧增加为正常励磁电流的几十倍，甚至上百倍，空载合闸出现的瞬态电流冲击，可能引起系统跳闸。,第4章 变压器的瞬变过程,一、空载合闸物理过程分析,图41 变压器空载合闸到电网接线图,在 t =0 , 0 的初始条件下，上式的解为：,电网电压按正弦规律变化，则空载时一次侧的电压平衡方程为：,结论：磁通无暂态分量，合闸后立即建立稳态磁通，所以建立此磁通的励磁电流不经过瞬变过程就达到了
2、稳态励磁电流，避免了空载合闸时冲击电流的产生，也就是说，变压器在这种情况下合闸最为有利。,(1)当初相角为 时：,在空载合闸后半个周期（ ），磁通达到最大值 为正常励磁磁通的两倍。,(2)当初相角为 时：,图42 =0空载合闸时磁通曲线 图43 铁心磁化曲线,此时合闸，将使铁心处于严重过饱和，从而导致励磁电流急剧增加，可达到正常励磁电流的几十甚至上百倍，额定电流的58倍。铁心饱和程度越高，合闸电流也越大。 实际情况下，电阻 所以励磁电流会逐渐衰减到正常值，衰减快慢与绕组电阻和电抗有关。一般小容量变压器 较大，合闸电流衰减快，只需几个周期就可以达到稳态值。大型变压器 较小，合闸电流衰减慢，有时可
3、能达到20s。,空载合闸电流对变压器本身没有多大的危害，但当它衰减较慢时，可能引起过电流保护装置动作而跳闸。 为了避免这种现象，需设法加速合闸电流的衰减。大型变压器中，在变压器一次侧串联一个合闸附加电阻，以减小合闸电流幅值并加快衰减，合闸结束后将该电阻切除。,二、空载合闸的影响,4.2 变压器副边突然短路时的瞬变过程,一、突然短路瞬变过程分析,图45 变压器突然短路,突然短路电流的大小与发生短路瞬间电源电压的初相角有关。,（1）突然短路发生在电压初相角 时：,突然短路一发生就进入稳定状态，短路电流值最小。,（2）突然短路发生在电压初相角 时,图46 =0时突然短路电流,短路电流最大值发生在短路
4、后半个周期瞬间，即 时，可求出最大短路电流为：,是突然短路电流的最大值与稳态短路电流最大值的比值，其大小决定于变压器的 和 ，中、小型变压器 ，大容量变压器 =1.71.8。,。,=1.71.8,结论： 与 成反比。 例如当 ： 最大短路电流达到额定电流的2530倍，这样大的冲击电流会对变压器绕组产生很大的电磁力，对变压器安全运行有严重影响。为了限制最大短路电流，变压器的短路阻抗不能太小，但从减小变压器的电压变化率角度考虑，短路阻抗也不能太大，所以，变压器设计时要全面考虑 。,二、突然短路的影响,从发热的角度来看，突然短路时由于短路电流很大，而铜耗与电流的平方成正比。所以，短路时铜耗很大，其绕组温度急剧升高，变压器的保护装置会动作及时切除电源。 从力的角度来看，变压器绕组中的电流与漏磁场作用产生电磁力。突然短路时，电流可达额定电流2030倍，电磁力将达到正常运行时所承受电磁力的400900倍。这将可能冲垮绕组、损坏绝缘。,
