變壓器的基本原理第八章

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定短路實驗空載實驗短路電壓

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定一、漏抗計算

利用全電流定律，進行磁路計算，可算出短路電抗XK利用等效電路計算及畫相量圖都需首先已知變壓器的參數(shù)：r1、xm、r2、X1σ、rm、X2σ、ZL、RL、XL。這些參數(shù)可計算得到，也可以通過（空載、短路）實驗測出。

第八章變壓器的基本原理二、空載實驗空載實驗的目的是測出：求變比k鐵耗pFe勵磁阻抗Zm及激磁電抗Xm8-3漏抗計算和參數(shù)測定空載實驗接線圖axAWVAXVU1

第八章變壓器的基本原理二、空載實驗做空載實驗時注意幾點：實驗在低壓側(cè)做（安全和測量方便）注意功率表的使用（接法及讀數(shù)）所加空載電壓不能大于額定電壓。（避免磁路飽和）8-3漏抗計算和參數(shù)測定低壓側(cè)axAWVAXVU1=U0

第八章變壓器的基本原理空載實驗步驟如下：1、測變比2、測鐵損耗當f=fN、U1=U1N時，P0≈pFe空載時：P0(輸入功率）=pFe+pcu+P2很小為零8-3漏抗計算和參數(shù)測定所以P0≈pFe。

第八章變壓器的基本原理3、測激磁阻抗Zm=rm+jxm空載運行的等效電路如下：8-3漏抗計算和參數(shù)測定r2x2I0U2Nax低壓側(cè)

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定高壓側(cè)：低壓側(cè)：U1/I0=

U1=U2NI0

是電流表讀數(shù)低壓側(cè)axAWVAXVU1=U0r2x2I0U2Nax低壓側(cè)

第八章變壓器的基本原理如做6000V/230V變壓器空載實驗，只需230V電源即可。8-3漏抗計算和參數(shù)測定1、為什么將額定頻率的正弦電壓加在低壓繞組上？（即在低壓側(cè)做空載實驗？）①從安全的角度考慮在低壓側(cè)做空載實驗，原邊（高壓側(cè)）開路，實驗人員接觸高電壓機率小。②對實驗電源容易滿足

第八章變壓器的基本原理2、在低壓邊和高壓邊測出的效果（空載損耗、勵磁阻抗）是否相同？在低壓邊測空載實驗U2=U1/KI0=kIm結(jié)論：在高壓側(cè)和在低壓側(cè)所測的結(jié)果是相同的。8-3漏抗計算和參數(shù)測定所以視在功率:S=I0U2=U1Im①空載損耗:②測出參數(shù)折算至高壓側(cè)：

第八章變壓器的基本原理

一般電力變壓器在額定電壓時，空載電流約為額定電流的2~10%，空載損耗約為額定容量的0.2~1.0%。

8-3漏抗計算和參數(shù)測定實驗室所測空載損耗較大。

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定二、短路實驗1、短路實驗的目的①測變壓器參數(shù)②測短路銅耗Pk若測短路實驗測出Xk、rK

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定2、試驗線路及等效電路短路時：①ZL被短路②IK↑,為了限制IK=I1N

UK<<U1N=5%U1N③UK≈4.44fW1Φm則:U1↓→Φm↓→Im↓

一般Im為I1N的2~10%或者更小,當UK=5%U1N時，可以認為Im支路斷路。r

kXkìK=ì1N

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定實驗溫度θ下測出rkθ一般變壓器基準工作溫度為75°。θ↑→rk↑3、根據(jù)儀表讀數(shù)計算參數(shù)4、電阻與溫度的關(guān)系

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定例題：實驗時，環(huán)境溫度θ=30°，rk30°測出為0.85Ω。求：rk75°

從測出的短路電抗中Xk中無法將可假定這在工程上足夠精確。而

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定r

kXkìK=ì1N三、短路電壓短路電壓Uk是當副邊短路，時的變壓器原邊電壓。短路電壓一般用額定電壓的百分數(shù)表示。

第八章變壓器的基本原理8-3漏抗計算和參數(shù)測定Uk

=I1N

Zk基值Z=U1N/I1N短路電壓又稱阻抗電壓一般電力變壓器Uk

≈5~10%U1N

Ukr=I1N

rkUkx=I1N

xkZk=0.05U1N/I1N

Uk

=5%U1N

第八章變壓器的基本原理r

kXkìK=ì1N8-3漏抗計算和參數(shù)測定問：值大好還是小好？一方面：大→Zk

大，可限制短路電流。另一方面：U2電壓隨I2增大而減小，使供電不穩(wěn)定。要求小，即Zk要求小。若要供電穩(wěn)定，

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用什么是標么值？為什么要采用標么值？變壓器各物理量的基值是什么？標么值計算舉例

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用1、什么是標么值？如：原邊阻抗基值：Z1N=U1N/I1N副邊阻抗基值：Z2N=U2N/I2N功率基值：P1N=U1NI1N、P2N=U2NI2N電壓基值：U1N、U2N電流基值：I1N、I2Nr

kXk

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用

第八章變壓器的基本原理①不同容量變壓器參數(shù)變化范圍小8-4標么值及其應(yīng)用說明I1=I1N2、使用標么值的優(yōu)點如：大變壓器基值大，小變壓器基值小，所以不同容量變壓器標么值表示的參數(shù)變化范圍小，有可比性。是Z1與Z1N（基值）的比例Z1N=U1N/I1N與變壓器容量(S1N=U1NI1N)有關(guān)。

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用②采用標么值，等效電路中各物理量不需折算如：所以用標么值計算時，副邊物理量及參數(shù)不用折算。

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用ù1rmx

mr1x1σZL’折算等效電路ZL’標么值等效電路

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用③采用標么值后，各物理量的數(shù)值簡化如當I1=I1N時，

第八章變壓器的基本原理①求k=U1N/U2N=380/220=1.727②求標么值的基值8-4標么值及其應(yīng)用3、標么值計算舉例已知：一臺單相變壓器,容量SN=10kVA，U1N/U2N=380V/220V,fN=50HZ,r1=0.4Ω，r2=0.035Ω,X1σ=0.22Ω,X2σ=0.055Ω,

rm=30Ω,xm=310Ω,ZL=4+j3，當原邊外施額定電壓時，求：cosφ1、、

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用I1N=SN/U1N=10×103/380=26.32AI2N=SN/U2N=10×103/220=45.45AZ1N=U1N/I1N=380/26.32=14.44ΩZ2N=U2N/I2N=220/45.45=4.48Ω③計算各參數(shù)標么值=r1/Z1N=

0.14/14.44=0.0097=X1σ/Z1N=

0.22/14.44=0.0152=r2/Z2N=

0.035/4.84=0.00732=X2σ/Z2N=

0.035/4.84=0.00732

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用

第八章變壓器的基本原理ZL=4+j3r2=0.035Ω,X2σ=0.055Ω,8-4標么值及其應(yīng)用

第八章變壓器的基本原理⑥I1=0.977I1N=0.977×26.32=25.71cosφ1=cos(-39.44°)=0.7723④⑤求：8-4標么值及其應(yīng)用

第八章變壓器的基本原理8-4標么值及其應(yīng)用⑦求:⑧求:

第八章變壓器的基本原理I2=0.941×I2N=0.941×45.45=42.77⑨U2=0.972×U2N=0.972×220=213.8V⑩8-4標么值及其應(yīng)用

第八章變壓器的基本原理8-5變壓器的運行性能副邊電壓變化率的計算變壓器的損耗和效率變壓器外特性及調(diào)壓

第八章變壓器的基本原理8-5變壓器的運行性能副邊電壓變化的原因是由于漏阻抗壓降的影響，使變壓器的副邊電壓隨負載變化而變化。

AXaxù1rkXk反映變壓器的運行性能主要有兩個指標：副邊的電壓變化率和效率一、副邊電壓變化率的計算

第八章變壓器的基本原理希望ΔU愈小愈好，但ΔU是會受諸多因數(shù)影響：負載大小IN短路阻抗Rk、xK負載性質(zhì)（COSφ2大小及φ2的正負）1、電壓變化率的定義：原邊施加額定頻率、額定電壓時，空載副邊電壓與某一功率因數(shù)下額定負載時的副邊電壓之差對副邊額定電壓的百分值。8-5變壓器的運行性能

第八章變壓器的基本原理OACBapp′bθ2、通過變壓器簡化等效電路的相量圖推導(dǎo)

ΔU計算公式8-5變壓器的運行性能

第八章變壓器的基本原理負載是額定值，已知變壓器參數(shù)及負載性質(zhì)（感性）。8-5變壓器的運行性能過A點作直線Ap垂直于OC的延長線并與之相交于p點。Ba線垂直于Cp線。OACBapp′bθ

第八章變壓器的基本原理8-5變壓器的運行性能op’=oA=1，如忽略pp′

則：op≈oA所以電壓變化率計算公式為：因為OACBapp′bθ

第八章變壓器的基本原理希望ΔU愈小愈好，但ΔU是會受諸多因數(shù)影響。8-5變壓器的運行性能負載大小IN負載性質(zhì)（COSφ2大小及φ2的正負）短路阻抗Rk、xK

第八章變壓器的基本原理3、通過電壓變化率分析變壓器外特性如負載是感性的：即2>0則ΔU>0；如負載是容性的：即2<0則ΔU為負值（若XK>rk)8-5變壓器的運行性能I2Ncosφ2=1（純電阻性）cos（+φ2）=0.8（感性）I2U2U2Ncos(-φ2)=0.8(容性）外特性

第八章變壓器的基本原理因為變壓器副邊電壓隨負載變化，那么，要使變壓器在不同負載下保持其副邊電壓穩(wěn)定，必須進行電壓調(diào)整?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)高壓繞組的匝數(shù)來調(diào)節(jié)副邊電壓。8-5變壓器的運行性能有載分接開關(guān)（通電調(diào)）無載分接開關(guān)（斷電調(diào)）二、變壓器的調(diào)壓

第八章變壓器的基本原理8-5變壓器的運行性能三、變壓器的損耗和效率附加鐵耗：疊片間絕緣損傷引起局部渦流損耗、在結(jié)構(gòu)部件的渦流損耗和在絕緣材料中的介質(zhì)損耗。附加鐵耗占基本鐵耗的15~20%?；捐F耗：磁滯損耗、渦流損耗（一）損耗1、鐵耗（又稱為空載損耗）

第八章變壓器的基本原理8-5變壓器的運行性能集膚效應(yīng)：漏磁場產(chǎn)生電抗，阻礙電流流通，使電流通往導(dǎo)線表層，相當于繞組截面積S減小，電阻r1增大，產(chǎn)生附加電阻銅耗。2、銅耗基本銅耗：指變壓器繞組的直流電阻損耗。