3.变压器的运行特性

,变压器的空载运行,变电生磁变磁生电,变压器的负载运行,一、磁动势平衡方程,或,电磁关系将一、二次联系起来,二次电流增加或减少必然引起一次电流的增加或减少.,用电流形式表示,电流流过线圈产生磁场，其磁场大小由线圈的匝数N和电流电流I决定，线圈匝数N和电流I的乘积NI叫磁动势。,在额定负载时，励磁电流I0只占I1的百分之几，所以I0可以忽略不计。公式可以近似为：,式中负号表明相位相反。其大小关系为：,由此有：,阻抗变换,I1,K=U1/U2=I2/I1Z1=U1/I1=KU2/(I2/K)=K2U2/I2,Z1=K2Z2,改变K，即可改变z实现阻抗变换。,变压器的三变用途,变电流作用,变电压作用,变阻抗作用,或,变压器的额定值额定容量在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功率的保证值，单位为kV或kVA。三相变压器指三相容量之和。额定电压铭牌规定的各个绕组在空载、指定分接开关位置下的端电压，单位为V或kV。三相变压器指线电压。额定电流根据额定容量和额定电压算出的电流称为额定电流，单位为A。三相变压器指线电流。,三相变压器：,单相变压器：,变压器的运行特性,1.电压变化率,定义：是指一次侧加额定电压、二次空载电压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值，即,它表征了变压器二次侧电压随负载变化的程度。电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。,由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。,U是变压器的重要性能指标。它与3个因素有关:(1)负载大小，用负载系数来反映(2)负载性质，用cos2来表示(3)变压器本身的漏阻抗，Rk*和Xk*来表示。当为感性负载时，2为正U0。当为容性负载时，2为负U通常为负/0/(个别情况为正)。,一般情况下，照明电源电压波动不超过正负5%，动力电源电压波动不超过-5%10%。,2.变压器的外特性,由图可知：（1）负载的性质一定时，二次侧端电压的变化仅取决于负载的性质。（2）负载电流的大小一定，二次侧端电压的变化仅取决于负载的性质。,3.损耗、效率及效率特性,注意：铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。,铜耗分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。,变压器的损耗主要是铁耗和铜耗两种。,铁耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。,注意：铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。,效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。,效率及效率特性,效率是指变压器的输出有功功率与输入有功功率的比值。,注意：变压器效率的大小与负载的大小、功率因数及变压器本身参数有关。,效率特性：在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系=f(),称为变压器的效率特性。,结论：当铜耗等于铁耗时,变压器效率最大。,理想变压器空载运行的相量图,U2,U1,E2,E1,X1,实际变压器空载运行的相量图,U2,U1,E2,E1,变压器的参数测定,一.空载试验,目的：,1.变比,2.空载电流,3.空载损耗,4.励磁阻抗,注意：1.高压侧开路，低压侧通电,2.电压表接在电流表外面,输入为额定电压,A,1.变比,2.空载电流,3.空载损耗,A,3.空载损耗,空载运行,A,3.测试空载损耗的意义P23,通过空载损耗的测试，可以检查铁心材料、装配工艺的质量和绕组的匝数是否正确、有否匝间短路。如果空载损耗和空载电流过大，则说明铁心质量差，气隙太大。如果K太大或太小，说明绕组的绝缘或匝数由问题。还可以通过示波器观察开路侧电压或空载电流的波形，如果不是正弦波，失真过大，则铁心过于饱和。,A,4.励磁阻抗,励磁电阻,励磁电抗,若要将Zm、R0和X0折算至高压侧，则折算至高压侧的参数=k2折算至低压侧的参数,二、短路试验,A,目的：,1.额定铜耗,2.短路电压,3.短路阻抗,注意：1.高压侧通电，低压侧短路,2.电流表接在电压表外面,输入为额定电流,A,1.额定铜耗,短路运行,A,2.短路电压,调节输入电压Us，使一次侧电流为额定电流时电压表的读数就为Uk,3.短路阻抗,短路试验的意义P25,A,（1）测出,供变压器计算铜耗用。,和,它反映一次侧绕组在额定电流时的内部压降及内部阻抗，可以用来分析变压器的运行性能。,（2）测出,求Z0、R0、X0和ZS、RS、XS。解：(1)由空