变压器的运行特性

1、1.5变压器的运行特性一、标么值二、电压调整率和外特性三、 效率和效率特性 1.5 变压器的运行特性变压器的运行特性 变压器的运行特性主要有变压器的运行特性主要有外特性外特性及及效率效率特性。特性。 变压器在负载运行时，一、二次绕组的内阻抗压变压器在负载运行时，一、二次绕组的内阻抗压降随负载变化而变化。负载电流增大时，内阻抗降随负载变化而变化。负载电流增大时，内阻抗压降增大，二次绕组的端电压变化就大。变压器压降增大，二次绕组的端电压变化就大。变压器在传递功率的过程中，不可避免地要消耗一部分在传递功率的过程中，不可避免地要消耗一部分有功功率，即要产生各种损耗。衡量变压器运行有功功率，即要产生各种

2、损耗。衡量变压器运行性能的好坏，就是看二次侧绕组端电压的变化程性能的好坏，就是看二次侧绕组端电压的变化程度和各种损耗的大小，可用电压变化率和效率两度和各种损耗的大小，可用电压变化率和效率两个指标来衡量。个指标来衡量。一、标么值 标么值标么值, ,就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的就是指某一物理量的实际值与选定的同一单位的基准值的比值基准值的比值, ,即即1、定义2、基准值的确定1)1)通常以额定值为基准值。通常以额定值为基准值。 2)2)各侧的物理量以各自侧的额定值为基准；各侧的物理量以各自侧的额定值为基准； 线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值；线值以额定线值为基准值，相值

3、以额定相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值； .SSQ,P.ZZX,R.EUBB的的基基准准值值为为和和的的基基准准值值为为和和的的基基准准值值为为和和BU3) 3) 标么值标么值= =实际值实际值基准值基准值3、优点01*mZI020*mPRI*sSNZU*sSNRP*NPcosN*NQsinN4、缺点标么值没有单位，物理意义不明确。标么值没有单位，物理意义不明确。（3 3）折算前、后的标么值相等。线值的标么值）折算前、后的标么值相等。线值的标么值= =相值的标么值；相值的标么值； 单相值的标么值单相值的

4、标么值= =三相值的标么值；三相值的标么值； （1 1）额定值的标么值为）额定值的标么值为1 1。 （2 2）百分值）百分值= =标么值标么值100% 100% ；（4 4）某些意义不同的物理量标么值相等）某些意义不同的物理量标么值相等. .二、电压调整率和外特性二、电压调整率和外特性1 1、变压器的外特性、变压器的外特性 当变压器电源电压当变压器电源电压 和负载功率因数和负载功率因数 等于常数时，等于常数时，二次侧端压二次侧端压 随负载电流随负载电流 的变化规律，即的变化规律，即U U2 2 = f(I = f(I2 2) )曲曲线称为变压器的外特性曲线。线称为变压器的外特性曲线。1U2co

5、s2U2I变压器负载运行时，由于变压器内部变压器负载运行时，由于变压器内部存在电阻和漏抗，故负载电流在变压器存在电阻和漏抗，故负载电流在变压器内部产生阻抗压降，使二次侧端电压随内部产生阻抗压降，使二次侧端电压随负载电流的变化而发生变化。负载电流的变化而发生变化。变压器二次电压的大小不仅与负载电变压器二次电压的大小不仅与负载电流的大小有关，还和负载的功率因数有流的大小有关，还和负载的功率因数有关。关。当纯电阻负载和感性负载时，外特性当纯电阻负载和感性负载时，外特性是下降的；容性负载时，外特性可能上是下降的；容性负载时，外特性可能上翘。翘。2 2、 电压调整率电压调整率定义：是指一次侧加定义：是指

6、一次侧加50Hz50Hz额定电压、二次空载电压与带负载后额定电压、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的百在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的比值的百分数，即分数，即 电压调整率是表征变压器运行性能的重要指标之一电压调整率是表征变压器运行性能的重要指标之一, ,它大小它大小反映了供电电压的稳定性。反映了供电电压的稳定性。2022222NNNUUUUUUU用相量图可以推导出电压变化率的表达式用相量图可以推导出电压变化率的表达式：22*ssU(R cosX sin) 由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质及由表达式可知，电压变化率的大小与负载大

7、小、性质及变压器的本身参数有关。变压器的本身参数有关。21N11NIIIIII22其中，负载系数：其中，负载系数：反映了负载的大小。反映了负载的大小。为负如较大均为正。和很小uXruKK2*2222sin0cos, 00sin1cos22222cossin0usincos0说明：说明：(1)(1)电压调整率的大小与负载大小（电压调整率的大小与负载大小（ ）、负载性质（）、负载性质（ ）及变压器本身的参数（及变压器本身的参数（ ）有关。）有关。(2)(2)在电力变压器中，在电力变压器中， ，当变压器带，当变压器带纯电阻负载纯电阻负载时，时，电压变化率小且为正，说明负载变大时二次侧端电压下电压变化

8、率小且为正，说明负载变大时二次侧端电压下降得很小；带降得很小；带阻感性负载阻感性负载时，电压变化率大，且为正值，时，电压变化率大，且为正值，说明二次侧端电压随负载的增大而下降且在同一负载下，说明二次侧端电压随负载的增大而下降且在同一负载下，感性负载时端电压的下降量比纯阻性负载时大；带感性负载时端电压的下降量比纯阻性负载时大；带阻容阻容性负载性负载时，电压调整率可能为正值，也可能为负值，当时，电压调整率可能为正值，也可能为负值，当电压调整率为负值时，说明随负载增大，二次侧端电压电压调整率为负值时，说明随负载增大，二次侧端电压升高。升高。(3)(3)一般情况下，额定负载下，功率因数为指定时（通常为

9、一般情况下，额定负载下，功率因数为指定时（通常为0.80.8滞后）的电压调整率滞后）的电压调整率 为额定电压调整率。为额定电压调整率。 是变是变压器的主要性能指标之一。通常压器的主要性能指标之一。通常 左右，所以电左右，所以电力变压器的高压绕组均为有力变压器的高压绕组均为有+5%+5%的抽头，以便进行电压调的抽头，以便进行电压调整。整。2kkKjxrZ*kkrXNUNU%5NU3 3、变压器的电压调整、变压器的电压调整 为了保证二次端电压在允许范围之内为了保证二次端电压在允许范围之内, ,通常在变压器的高通常在变压器的高压侧设置抽头压侧设置抽头, ,并装设分接开关并装设分接开关, ,调节变压器

10、高压绕组的工作调节变压器高压绕组的工作匝数匝数, ,来调节变压器的二次电压。来调节变压器的二次电压。 分接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称分接开关有两种形式：一种只能在断电情况下进行调节，称为为无载分接开关无载分接开关-这种调压方式称为无励磁调压；另一种可这种调压方式称为无励磁调压；另一种可以在带负荷的情况下进行调节，称为以在带负荷的情况下进行调节，称为有载分接开关有载分接开关-这种调这种调压方式称为有载调压。压方式称为有载调压。 中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作中、小型电力变压器一般有三个分接头，记作U UN N 5%5%。大型电力变压器采用五个或多个分接头。大型电力

11、变压器采用五个或多个分接头, ,例例U UN N 2x2.5%2x2.5%或或U UN N 8x1.5%8x1.5%。三、三、 效率和效率特性效率和效率特性 铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为也称为不变损耗不变损耗。1 1、变压器的损耗、变压器的损耗 铜损耗铜损耗分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电流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。引起的损耗以及漏磁

12、场在结构部件中引起的涡流损耗等。变压器的损耗主要是变压器的损耗主要是铁损耗铁损耗和和铜损耗铜损耗两种。两种。 铁损耗铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁滞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。部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。 铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗可变损耗。 效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变压器效率大小反映变压器运行的经济

13、性能的好坏，是表征变压器运行性能的重要指标之一。运行性能的重要指标之一。2、变压器的效率及效率特性、变压器的效率及效率特性效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。21100P=%P1121FeCuFeCupP + P-= -PP + P + P0222222FeCuSNSNNN2p= PIp=() P=PIP =S cos其中效率表达式效率表达式202201100SNNSNPP()%S c osPP 变压器效率的大小与负载的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大小、功率因数及变压器本身参数有关。数有关。效率特性：效率特性：在功率因数一定时，变在功率因数一定时，变压器的效率与负载电流之间的关系压器的效率与负载电流之间的关系=f(),=f(),称为变压器