變壓器參數(shù)測(cè)定、標(biāo)幺值與運(yùn)行特性3.4變壓器的參數(shù)測(cè)定3.5標(biāo)幺值3.6變壓器的運(yùn)行特性空載試驗(yàn)短路試驗(yàn)電壓變化率效率3.4變壓器的參數(shù)測(cè)定

一、空載試驗(yàn)

根據(jù)變壓器的空載試驗(yàn)可以求得變比k、空載損耗p0、空載電流I0以及勵(lì)磁阻抗Zm。依據(jù)等效電路和測(cè)量結(jié)果而得到下列參數(shù):

變壓器的變比k=U1／U2

由于Zm>>Z1，可忽略Z1，則有：勵(lì)磁阻抗Zm=U1／I0

2005-52第4章交流繞組的基本理論3章變壓器勵(lì)磁電阻Rm=p0／I02

勵(lì)磁電抗Xm=(Zm2-Rm2)1/2

應(yīng)注意，上面的計(jì)算是對(duì)單相變壓器進(jìn)行的，如求三相變壓器的參數(shù)，必須根據(jù)一相的空載損耗、相電壓、相電流來(lái)計(jì)算?？蛰d試驗(yàn)可以在任何一方做，若空載試驗(yàn)在一次側(cè)進(jìn)行，則測(cè)得的勵(lì)磁阻抗，為了安全和方便,一般空載實(shí)驗(yàn)在低壓方進(jìn)行。在高壓方、低壓方施加額定電壓做空載試驗(yàn)時(shí)，空載損耗相等。2005-53第4章交流繞組的基本理論3章變壓器二、短路試驗(yàn)

根據(jù)變壓器的短路試驗(yàn)可以求得變壓器的負(fù)載損耗、短路阻抗Zk。下圖是一臺(tái)單相變壓器的接線圖和等效電路圖將變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加一很低的電壓，以使一次側(cè)電流接近額定值。測(cè)得一次側(cè)電壓Uk，電流Ik，輸入功率Pk。2005-54第4章交流繞組的基本理論3章變壓器短路試驗(yàn)時(shí)，Uk很低（4%～10%U1N），所以，鐵心中主磁通很小，勵(lì)磁電流完全可以忽略，鐵心中的損耗也可以忽略。從電源輸入的功率Pk等于銅耗，亦等于負(fù)載損耗。

根據(jù)測(cè)量結(jié)果，由等效電路可算得下列參數(shù)：短路阻抗Zk=Uk／Ik

短路電阻短路電抗Xk=(Zk2-Rk2)1/2

2005-55第4章交流繞組的基本理論3章變壓器

同空載試驗(yàn)一樣，上面的分析時(shí)對(duì)單相變壓器進(jìn)行的，求三相變壓器的參數(shù)時(shí)，必須根據(jù)一相的負(fù)載損耗、相電壓、相電流來(lái)計(jì)算。短路試驗(yàn)可以在高壓方做也可以在低壓方做，所求得的Zk是折算到測(cè)量方的。

在低壓方做短路試驗(yàn)時(shí)，負(fù)載損耗值不變，但太小，太大，調(diào)節(jié)設(shè)備難以滿足要求，試驗(yàn)誤差也較大。故短路試驗(yàn)通常在高壓方進(jìn)行。

2005-56第4章交流繞組的基本理論3章變壓器3.5標(biāo)幺值在電力工程的計(jì)算中，電壓、電流、阻抗、功率等通常不用它們的實(shí)際值表示，而用其實(shí)際值與某一選定的同單位的基值之比來(lái)表示。此選定的值稱為基值，此比值稱為該物理量的標(biāo)幺值或相對(duì)值。對(duì)于三相變壓器一般取額定相電壓作為電壓基值，取額定相電流作為電流基值，額定視在功率作為功率基值。

一、二次側(cè)相電壓、相電流標(biāo)幺值：

一、二次側(cè)短路阻抗的標(biāo)幺值：2005-57第4章交流繞組的基本理論3章變壓器（1）不論電力變壓器容量相差多大，用標(biāo)幺值表示的參數(shù)及性能數(shù)據(jù)變化范圍很小。例如空載電流I0*約為0.005～0.025，短路阻抗標(biāo)幺值Zk*約為0.04～0.105。（2）二次側(cè)物理量對(duì)二次側(cè)基值的標(biāo)幺值等于該物理量的折算值對(duì)一次側(cè)基值的標(biāo)幺值。例如：（3）用標(biāo)幺值后，某些物理量具有相同的標(biāo)幺值。例如：2005-58第4章交流繞組的基本理論3章變壓器一、電壓變化率電壓變化率定義為：變壓器一次側(cè)繞組施加額定電壓、負(fù)載大小I2及其功率因數(shù)cosφ2一定時(shí)，二次側(cè)空載電壓U20與負(fù)載電壓U2之差與二次側(cè)額定之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。即3.6變壓器的運(yùn)行特性2005-59第4章交流繞組的基本理論3章變壓器根據(jù)簡(jiǎn)化向量圖推導(dǎo)出電壓變化率的簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下ΔU=β(Rk*cosφ2-Xk*sinφ2)×100%

式中，β=I2／I2N

=稱為負(fù)載系數(shù)。

（1）ΔU的大小與短路阻抗的標(biāo)幺值Zk*（Rk*、Xk*）、負(fù)載大?。↖2*）和負(fù)載性質(zhì)（cosφ2）有關(guān)；（2）短路阻抗的標(biāo)幺值Zk*，ΔU越大，負(fù)載變化時(shí)，負(fù)載電壓波動(dòng)較大。因此，從運(yùn)行角度看，希望Zk*小些較好。但從限制短路電流大小的角度看，Zk*又不能太小。（3）感性負(fù)載時(shí)，ΔU>0，二次側(cè)端電壓U2隨負(fù)載電流I2的增大而下降；（4）容性負(fù)載時(shí)，ΔU可能小于0，二次側(cè)端電壓可能隨負(fù)載電流I2的增加而升高。2005-510第4章交流繞組的基本理論3章變壓器二、效率變壓器的效率定義為η=(P2／P1)×100%=[1-∑p／(P2+∑p)]×100%

其中，P1為一次側(cè)繞組的輸入功率；P2為二次側(cè)繞組輸出功率；∑

p為所有損耗之和。在用上式計(jì)算效率時(shí)，作以下幾個(gè)假定：（1）以額定電壓下空載損耗p0作為鐵耗，并認(rèn)為鐵耗不隨負(fù)載而變化。（2）以額定電流時(shí)的負(fù)載損耗pkN作為額定負(fù)載電流時(shí)的耗，并認(rèn)為銅耗與負(fù)載系數(shù)的平方成正比。（3）計(jì)算P2時(shí)，忽略負(fù)載運(yùn)行時(shí)二次側(cè)電壓的變化。2005-511第4章交流繞組的基本理論3章變壓器

在應(yīng)用了上述的三個(gè)假定后，定義式變?yōu)椴捎眠@些假定引起的誤差不超過(guò)0.5%，而且對(duì)所有的電力變壓器都用這用方法來(lái)計(jì)算效率，可以在相同的基礎(chǔ)上進(jìn)行比較。2005-512第4章交流繞組的基本理論3章變壓器效率隨負(fù)載系數(shù)而變化的曲線η=f(β)稱為效率特性。在一定的cosφ2下，β=0，η=0；當(dāng)β較小時(shí)，β2pkN(銅耗)＜p0(鐵耗)，η隨β的增大而增大；當(dāng)β較大時(shí)，β2pkN＞p0，η隨β的增大的而下降。因此在β的增加過(guò)程中，有一β值對(duì)應(yīng)的效率達(dá)到最大，此β值可用微分法求得，即經(jīng)過(guò)對(duì)η的微分運(yùn)算，可得產(chǎn)生最大效率時(shí)的負(fù)載系數(shù)為βm=(p0／pkN)1/2

即

βm2pkN=p0

2005-513第4章交流繞組的基本理論3章變壓器當(dāng)銅耗等