杭州电子科技大学自动化电机第12讲-变压器

1、5.5 5.5 变压器参数测定变压器参数测定5.6 5.6 变压器的运行特性变压器的运行特性5.7 5.7 变压器的连接组别变压器的连接组别5.5 5.5 变压器参数测定变压器参数测定5.5.1 5.5.1 变压器空载试验变压器空载试验AWV1NU0I1N2N单相变单相变压器压器三相变三相变压器压器1N2NAAAWW1U0IV对于单相变压器对于单相变压器变比变比201UUk 空载阻抗空载阻抗010IUZ2000IpR其中其中mZZZ10mRRR10mRR 1mZZ 1励磁电阻励磁电阻2000IpRRm励磁阻抗励磁阻抗010IUZZm励磁电抗励磁电抗22mmmRZX5.5.2 5.5.2 变压器

2、短路试验变压器短路试验单相变单相变压器压器三相变三相变压器压器1N2NWW1UNI1VAAAWV1UNI11N2NA112kLUIIZZ 负载运行时，正常情况下负载运行时，正常情况下LkZZ二次侧短路运行时二次侧短路运行时0LZkkZUI1短路电流短路电流书上有误 如果在短路的情况下，一次侧施加额定电压，则短如果在短路的情况下，一次侧施加额定电压，则短路电流将非常的大，可以达到额定电流的路电流将非常的大，可以达到额定电流的10102020倍。因倍。因此必须进行降压短路试验。此必须进行降压短路试验。短路试验等效电路图kUNkII11R1jX2R2Xj02UkUE21121RR21XX21ZZ磁通

3、比正常情况要小很多，忽略铁耗。12121122kkEEIZZU1IUZkk21IpRkk22kkkRZX短路阻抗短路阻抗短路电阻短路电阻短路电抗短路电抗 按照技术标准规定，在计算变压器的性能时，绕组按照技术标准规定，在计算变压器的性能时，绕组的电阻要换算到的电阻要换算到750C时的数值时的数值对于铜线的变压器对于铜线的变压器5 .234755 .234075kCkRR其中其中为试验时的温度为试验时的温度对于铝线的变压器对于铝线的变压器22875228075kCkRR750C时的阻抗为时的阻抗为22750kCkkXRZ5.6 5.6 变压器的运行特性变压器的运行特性5.6.1 5.6.1 变压器

4、负载时二次绕组端电压的变化变压器负载时二次绕组端电压的变化 当变压器一次绕组接额定电压、二次绕组开路时，当变压器一次绕组接额定电压、二次绕组开路时，二次绕组的端电压二次绕组的端电压 就是二次绕组的额定电压就是二次绕组的额定电压 ，带上额定负载后，二次绕组的电压变为带上额定负载后，二次绕组的电压变为 ，与空载时，与空载时二次绕组端电压二次绕组端电压 相比变化为相比变化为 ，它与额定，它与额定电压电压 的比值称为的比值称为电压调整率或电压变化率电压调整率或电压变化率，用，用 表示表示20UNU22U)(22UUNNU2U%100222NNUUUUNU2当变压器带额定负载时，这时的电压变化率称为变当

5、变压器带额定负载时，这时的电压变化率称为变压器的额定电压变化率，压器的额定电压变化率，是变压器的一个重要运行是变压器的一个重要运行指标之一，标志着变压器输出电压的稳定程度。指标之一，标志着变压器输出电压的稳定程度。变压器的外特性变压器的外特性NII112U1.00.51.00.50超前超前滞后滞后书上有误书上有误负载系数负载系数8 . 0cos21cos28 . 0cos25.6.2 5.6.2 变压器效率变压器效率pPpPpPPP211121为二次绕组输出的有功功率；为二次绕组输出的有功功率；2P1P为一次绕组输入的有功功率；为一次绕组输入的有功功率；P变压器有功功率的总损耗。变压器有功功率

6、的总损耗。二次绕组输出的有功功率二次绕组输出的有功功率 计算计算2P单相变压器单相变压器222222222coscoscosSIUIUPNN三相变压器三相变压器222222coscos3SIUPNN 上面的计算忽略了二次绕组端电压在接负载时发上面的计算忽略了二次绕组端电压在接负载时发生的变化。生的变化。总损耗总损耗 包括铁损耗和铜损耗包括铁损耗和铜损耗pCuFeppp 变压器在空载和负载时，铁心的主磁通基本不变，变压器在空载和负载时，铁心的主磁通基本不变，产生的铁损耗也基本不变，叫做产生的铁损耗也基本不变，叫做不变损耗不变损耗。 额定电压下的铁损耗近似等于空载试验时输额定电压下的铁损耗近似等于

7、空载试验时输入的有功功率入的有功功率0Fepp 铜损耗是一、二次绕组中电流在电阻上的有功功铜损耗是一、二次绕组中电流在电阻上的有功功率损耗，与负载电流的平方成正比，随负载而变化，叫率损耗，与负载电流的平方成正比，随负载而变化，叫做做可变损耗可变损耗。 额定电压下的铜损耗近似等于短路试验电流为额额定电压下的铜损耗近似等于短路试验电流为额定值时输入的有功功率定值时输入的有功功率kNCupp负载不为额定负载时负载不为额定负载时kNCupp2根据上边的近似，效率计算公式为根据上边的近似，效率计算公式为kNNkNppSpp20220cos1 当负载系数一定时，负载的功率因数越高，当负载系数一定时，负载的

8、功率因数越高，效率越高。效率越高。 当功率因数一定时，效率和负载系数有关，效当功率因数一定时，效率和负载系数有关，效率和负载系数的关系称为率和负载系数的关系称为变压器的效率特性。变压器的效率特性。变压器的效率特性变压器的效率特性1.00.51.00.50常数2cosCuFepp5.7 5.7 变压器的连接组别变压器的连接组别5.7.1 5.7.1 单相变压器绕组的标志方式单相变压器绕组的标志方式 变压器不但可以变电压、变电流、变阻抗，而且变压器不但可以变电压、变电流、变阻抗，而且可以改变供电的可以改变供电的相位相位。 变压器的并联运行必须保证连接组别相同。变压器的并联运行必须保证连接组别相同。

9、 同极性端（或同名端）的概念：同极性端是指正同极性端（或同名端）的概念：同极性端是指正负极性保持一样的端接点。一般打上负极性保持一样的端接点。一般打上“”表示。表示。 变压器绕组电动势的规定：大写为高压，小写为低压。变压器绕组电动势的规定：大写为高压，小写为低压。高压绕组电动势从高压绕组电动势从A A到到X X为为 ，简化为，简化为AXEAE低压绕组电动势从低压绕组电动势从a a到到x x为为 ，简化为，简化为axEaE绕组同极性端绕组同极性端12m+-+3412m+-+34AXAEaxaEAEaEAXAEaxaEAEaE书上有误书上有误连接组别标号连接组别标号：I , I0I , I6时钟表

10、示法时钟表示法5.7.2 5.7.2 三相变压器绕组的连接三相变压器绕组的连接ABCXZYabcxyzY/Y连接ABCXZYabcxyzY/Y0连接0ABCXZY)(za)(yc)(xbY/连接ABCXZYAEBECEABEBCECAEABECAEBCEXABCZYAEBECE00 EEA0120 EEB0240 EECBAABEEECBBCEEEACCAEEE星形连接星形连接00 EEA0120 EEB0240 EEC第一种三角形连接第一种三角形连接AEBECEA YB ZXCABEBCECAEBABEECBCEEACAEECAEABCXZYAEBECEABEBCE00 EEA0120 EE

11、B0240 EEC第二种三角形连接第二种三角形连接AEBECEAYBZXCABEBCECAEAABEEBBCEECCAEECAEABCXZYAEBECEABEBCE 从星形和三角形连接的电动势相量位形图可以看从星形和三角形连接的电动势相量位形图可以看出，只要三相的相序为出，只要三相的相序为A-B-C-AA-B-C-A时，则时，则A,B,CA,B,C三个点是三个点是按顺时针方向排序的，三角形按顺时针方向排序的，三角形ABCABC为等边三角形。为等边三角形。5.7.3 5.7.3 三相变压器的连接组别三相变压器的连接组别 国际上采用时钟表示法标识三相变压器高、低国际上采用时钟表示法标识三相变压器高

12、、低绕组绕组线电动势线电动势的相位关系，即规定高压绕组线电动的相位关系，即规定高压绕组线电动势势 为长针，永远指向钟面的为长针，永远指向钟面的“12”“12”，低压绕组，低压绕组线电动势线电动势 为短针，它指向的数值，表示为三相为短针，它指向的数值，表示为三相变压器连接组标号的时钟序数，其中指向变压器连接组标号的时钟序数，其中指向“12”“12”，时钟序数为时钟序数为0 0。ABEabE 连接组标号书写的形式是：用大写、小写英文连接组标号书写的形式是：用大写、小写英文字母字母Y Y和和y y分别表示高、低压绕组星形连接；分别表示高、低压绕组星形连接；D D和和d d分别表示高、低压绕组三角形连

13、接；在英文字母分别表示高、低压绕组三角形连接；在英文字母后边写出时钟的序数。后边写出时钟的序数。 1、Yy连接连接ABCXZYAEBECEABEabcxzyaEbEcEabEY，y0连接组别连接组别ABECAEBCEXABCZYAEBECEabEaEbEcExzyacb确定变压器连接组别的步骤确定变压器连接组别的步骤1 1）在绕组连接图上标出各个相电动势与线电动势；）在绕组连接图上标出各个相电动势与线电动势；2 2）按照高压绕组的接线方式，画出高压绕组电动势）按照高压绕组的接线方式，画出高压绕组电动势的相量位形图；的相量位形图；3 3）根据同一个铁心柱上的高、低压绕组的相位关系，）根据同一个铁

14、心柱上的高、低压绕组的相位关系，先确定低压绕组的相电动势相位；然后根据低压绕组先确定低压绕组的相电动势相位；然后根据低压绕组的接线方式，画出低压绕组线电动势相位形图；的接线方式，画出低压绕组线电动势相位形图；4 4）由高、低压绕组线电动势相量图中）由高、低压绕组线电动势相量图中 , , 的相的相位关系，根据时钟表示法的规定确定连接组标号。位关系，根据时钟表示法的规定确定连接组标号。ABEabE 根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，绕组的相序可以更换，以是异极性端，绕组的相序可以更换，Y/YY/Y连接的三相连接的三相变压器，可以得到变

15、压器，可以得到（Y , y0）、）、 （Y , y2） （Y , y4） （Y , y6）、）、 （Y , y8）和和 （Y , y10）几种偶数的连接几种偶数的连接组别。组别。2、Yd连接连接ABEBCAXZYAEBECEabcxzyaEbEcEabEY，d11连接组别连接组别CXABZYABECAEBCEAEBECEabEaExabcbEzCEyABCXZYAEBECEABEabcxzyaEbEcEabEY，d1连接组别连接组别aExaCABECAEBCEXABZYAEBECEabEbc 根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可根据高、低压绕组首端既可以是同极性端，也可以是异极性端，绕组

16、的相序可以更换，以是异极性端，绕组的相序可以更换，Y/d连接的三相连接的三相变压器，可以得到变压器，可以得到（Y , d1）、）、 （Y , d3） （Y , d5） （Y , d7）、）、 （Y , d9）和和 （Y , d11）几种奇数的连接几种奇数的连接组别。组别。5.7.4 5.7.4 标准连接组标准连接组 单相和三相变压器有很多的连接组别。为了方便，单相和三相变压器有很多的连接组别。为了方便，国家标准规定国家标准规定：单相双绕组电力变压器只有一个标准连：单相双绕组电力变压器只有一个标准连接组别，为接组别，为(I , I0)方式；三相双绕组电力变压器有五种方式；三相双绕组电力变压器有五种连接组别，即连接组别，即(Y,yn0)、 (Y,d11)、 (YN,d11)、 (YN,y0)和和(Y,y0)。 (Y,yn0)主要用做配电变压