1、一、變壓器的外特性及電壓變化率變壓器空載運(yùn)行時(shí)，若一次繞組電壓U1不變，則二次繞組電壓U2也是不變的。變壓器加上負(fù)載之后，隨著負(fù)載電流I2的增加，I2在二次繞組內(nèi)部的阻抗壓降也會(huì)增加，使二次繞組輸出的電壓U2隨之發(fā)生變化。另一方面，由于一次繞組電流I1隨U2增加，因此I2增加時(shí)，使一次繞組漏阻抗上的壓降也增加，一次繞組電動(dòng)勢(shì)E1和二次繞組電動(dòng)勢(shì)E2也會(huì)有所下降，這也會(huì)影響二次繞組的輸出電壓U2。變壓器的外特性是用來(lái)描述輸出電壓U2隨負(fù)載電流I2的變化而變化的情況。當(dāng)一次繞組電壓U1和負(fù)載的功率因數(shù)cos2一定時(shí)，二次繞組電壓U2與負(fù)載電流I2的關(guān)系，稱為變壓器的外特性。它可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得。功率

2、因數(shù)不同時(shí)的幾條外特性繪于圖217中，可以看出，當(dāng)cos2=1時(shí)，U2隨I2的增加而下降得并不多；當(dāng)cos2降低時(shí)，即在感性負(fù)載時(shí)，U2隨I2增加而下降的程度加大，這是因?yàn)闇蟮臒o(wú)功電流對(duì)變壓器磁路中的主磁通的去磁作用更為顯著，而使E1和E2有所下降的緣故；但當(dāng)cos2為負(fù)值時(shí)，即在容性負(fù)載時(shí)，超前的無(wú)功電流有助磁作用，主磁通會(huì)有所增加，E1和E2亦相應(yīng)加大，使得U2會(huì)隨I2的增加而提高。以上敘述表明，負(fù)載的功率因數(shù)對(duì)變壓器外特性的影響是很大的。圖217 變壓器外特性在圖217中，縱坐標(biāo)用U2U2N之值表示，而橫坐標(biāo)用I2I2N表示，使得在坐標(biāo)軸上的數(shù)值都在01之間，或稍大于1，這樣做是為了便

3、于不同容量和不同電壓的變壓器相互比較。一般情況下，變壓器的負(fù)載大多數(shù)是感性負(fù)載，因而當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，輸出電壓U2總是下降的，其下降的程度常用電壓變化率來(lái)描述。當(dāng)變壓器從空載到額定負(fù)載（I2=I2N）運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出電壓的變化值U與空載電壓（額定電壓）U2N之比的百分值就稱為變壓器的電壓變化率，用U來(lái)表示。式中，U2N為變壓器空載時(shí)二次繞組的電壓（稱為額定電壓）；U2為二次繞組輸出額定電流時(shí)的電壓。電壓變化率反映了供電電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的一個(gè)重要性能指標(biāo)。U越小，說(shuō)明變壓器二次繞組輸出的電壓越穩(wěn)定，因此要求變壓器的U越小越好。常用的電力變壓器從空載到滿載，電壓變化率約為35。例24：某臺(tái)供

4、電電力變壓器將U1N=10000V的高壓降壓后對(duì)負(fù)載供電，要求該變壓器在額定負(fù)載下的輸出電壓為U2=380V，該變壓器的電壓變化率U5，求該變壓器二次繞組的額定電壓U2N及變比K。這樣，就能理解在電力變壓器銘牌中為什么給額定線電壓為380V的負(fù)載供電時(shí)，變壓器二次繞組的額定電壓不是380V，而是400V。二、變壓器的損耗及效率變壓器從電源輸入的有功功率P1和向負(fù)載輸出的有功功率P2可分別用下式計(jì)算P1=U1I1COS1 P2=U2I2COS2兩者之差為變壓器的損耗P，它包括銅損耗PCu和鐵損耗PFe兩部分，即P=PCu +PFe1鐵損耗PFe變壓器的鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗兩部分?；?/p>

5、鐵損耗包括鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，它決定于鐵心中的磁通密度的大小、磁通交變的頻率和硅鋼片的質(zhì)量等。附加損耗則包括鐵心疊片間因絕緣損傷而產(chǎn)生的局部渦流損耗、主磁通在變壓器鐵心以外的結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等，附加損耗約為基本損耗的1520左右。變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載電流的大小無(wú)關(guān)。當(dāng)電源電壓一定時(shí)，鐵心中的磁通基本不變，故鐵損耗也就基本不變，因此鐵損耗又稱“不變損耗”。2銅損耗PCu變壓器的銅損耗也分為基本銅損耗和附加銅損耗兩部分。基本銅損耗是由電流在一次、二次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，而附加銅損耗是指由漏磁通產(chǎn)生的集膚效應(yīng)使電流在導(dǎo)體內(nèi)分布不均勻而產(chǎn)生的額外

6、損耗。附加銅損耗約占基本銅損耗的320。在變壓器中銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱為“可變損耗”3效率變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比稱為變壓器的效率，即由于變壓器沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的部件，不像電機(jī)那樣有機(jī)械損耗存在，因此變壓器的效率一般都比較高，中小型電力變壓器效率在95以上，大型電力變壓器效率可達(dá)99以上。例25：S9500/10低損耗三相電力變壓器額定容量500kVA，設(shè)功率因素為1,二次電壓U2N=400V，鐵損耗PFe=0.98KW，額定負(fù)載時(shí)銅損耗=PCu4.1kW，求二次額定電流I2N及變壓器效率。前面已經(jīng)講過(guò)降低變壓器本身的損耗，提高其效率是供電系統(tǒng)中一個(gè)極為重要的課題

7、，世界各國(guó)都在大力研究高效節(jié)能變壓器，其主要途徑：一是采用低損耗的冷軋硅鋼片來(lái)制作鐵心，例如容量相同的兩臺(tái)電力變壓器，用熱軋硅鋼片制作鐵心的SJl100010變壓器鐵損耗約為4440W。用冷軋硅鋼片制作鐵心的S7100010變壓器鐵損耗僅為1700W。后者比前者每小時(shí)可減少2.7kWh的損耗，僅此一項(xiàng)每年可節(jié)電23 652kWh。由此可見(jiàn)，為什么我國(guó)要強(qiáng)制推行使用低損耗變壓器。二是減小銅損耗，如果能用超導(dǎo)材料來(lái)制作變壓器繞組，則可使其電阻為零，銅損耗也就不存在了。世界上許多國(guó)家正在致力于該項(xiàng)研究，目前已有330kV單相超導(dǎo)變壓器問(wèn)世，其體積比普通變壓器要小70左右，損耗可降低50。4效率特性變壓器在不同的負(fù)載電流I2時(shí)，輸出功率P2及銅損耗PCu都在變化，因此變壓器的效率也隨負(fù)載電流I2的變