变压器的负载运行

1、11I1s1UAX1ELZxa2s2iu2e1 e2 1 2 e2 W1W22一、一、 负载时的磁势和原付边的电流关系负载时的磁势和原付边的电流关系付边绕组接上负载阻抗付边绕组接上负载阻抗ZL，有电流，有电流 产生产生2 I)(222222 EIWFIi1i2AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 基本电磁关系基本电磁关系列方程式列方程式等效电路图等效电路图3与空载时比较与空载时比较(1)(1)负载时的磁势负载时的磁势 总磁势总磁势221121 IWIWFFFmi2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 010 IWFm空载磁势空载磁势:i14mf

2、W.EU 111444当当U不变时，不变时，CFCmm 故：故：i2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 （2 2）负载时的）负载时的 电流：电流：012211 IWIWIW)IW(IWIW220111或：或：i15i2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 LIIIWWII1022101)( 可见当付方电流发生变化时原边电流亦在变。可见当付方电流发生变化时原边电流亦在变。原边电流由两部分组成：原边电流由两部分组成：(1)： 用以建立用以建立 主磁通主磁通0 I (2)： 负载分量负载分量LI1 )IW(IWIW220111i16（3 3）能量

3、传递）能量传递：LIIIWWII1022101)( i2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 i17i2AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 11111RIEEU 11111111ZIERIXIjE 22222RIEEU 用漏抗压降表示用漏抗压降表示22222222ZIERIXI jE i182、负载时的电磁关系、负载时的电磁关系W1的电阻的电阻1 U1 I11WI 11RI 1 1 E 1 E2 E22WI 2 I 2 2E22RI 93 3、负载运行时候的全部方程式。、负载运行时候的全部方程式。)(11111jXRIEU )(22222jX

4、RIEU )(001mmmjXRIZIE )(201kIII LZIU22 2121WWEEk 无法构成一无法构成一等效电路的等效电路的原因在于原因在于:21 EER1 X 1I 1U 1EXm 2I 2U 2E 0IRm 20121;, 1IIIEEk若若R2 X210, 121EEk 11)( 121WWk 12 原边折算到副边原边折算到副边副边折算导原边副边折算导原边12WW 21WW 134 4、方法：、方法：（将付边各量折算到原边（将付边各量折算到原边）（1）副边电流）副边电流2 I2222 IWIW（磁势不变磁势不变）kIIWWI22122 （2）副边电势）副边电势22, EE：（

5、：（主磁通不变主磁通不变）212222444444WWfW.fW.EEmm 122EkEE kWWfW.fW.EEmm 212222444444 22kEE 22kUU 14(3)漏抗漏抗 ,（漏磁无功损耗不变）（漏磁无功损耗不变）2X222222XIXI 222222)(XkXIIX (4)电阻电阻2R22222RII 222RkR 2R15能量是否改变？能量是否改变？铜耗：有功输出：无功输出：222222rmIrmI222222222coscos1cosImUIkmkUImU222222222sinsin1sinImUIkmkUImU2RR21617 )()()(0012120122222

6、11111mmmjXRIZIEEEIIIjXRIEUjXRIEU11111111)(ZIEjXRIEU )(22222jXRIEU )(001mmmjXRIZIE )(201kIII 2121WWEEk 0I18四、等效电路四、等效电路201201) IIIkIIIR1 X 1I 1U 1EXm 2I 2U 2E 0IRm2X2R 21EER1 X 1I 1UXm 0IRm 2I 2U2X2RT（型等效电路）（型等效电路）19T型等值电路型等值电路R1 X 1I 1UXm 0IRm 2I 2U2X2R20 21EER1 X 1I 1UXm 0IRm 2I 2U2X2R 21EE21R1 X 1

7、I 1UXm 0IRm 2I 2U2X2R 21EER1 X 1I 1UXm 0IRm 2I 2U2X2R 21EET型等效电路型等效电路 型等值电路型等值电路22 21II 1U 2U21XX 21RR ，21RRRk 21XXXk 23mmXRXXRRRIU,),(cos,2121222设为感性负载设为感性负载已知：已知： 2222,XRIU2U1222222 ERIjRIUE90)3(2 Em超前超前11444fW.Em 1)4( E22XI j 2I m 2 2U 1E22RI 21EE24mZEI10)5( )()6(201 III111111)7(XIjRIEU 21EE22XI

8、j 2I 2I- 1I 0I m 1E11XIj 1U12 22RI 2U),(12011 IIcIcCEU则则当当11RI 25 1I 1U1 2U2627基准值基准值实际值实际值标么值标么值28基准值基准值实际值实际值标么值标么值ZSIU,)3( NNNLNLbbbbbbbIUIUSIUZIUS33三相：三相：；29NbNbUUUUUUUUUU2222*21111*1,NNNNNbIUIUSS33一次和二次相电流的标幺值为一次和二次相电流的标幺值为:NbNbIIIIIIIIII2222*21111*1,303132例：例：kVASkVASNN100,100021 满载时：满载时：1*1 S

9、1*2 S空载电流标么值空载电流标么值05. 002. 0*0 I33*21122112*2RUIRkkUIkRRNNNN 同理同理*2*2*2*2;ZZXX 用标么值表示时，折算前后变压器的参数标么值相等，用标么值表示时，折算前后变压器的参数标么值相等，不用考虑折算不用考虑折算;可以用来简化方程及计算。可以用来简化方程及计算。 NNUIRR222*2对于理想变压器对于理想变压器kUUNN 12 NNkII1234*kNkNkNbkkUUUUZIZZZ6 . 0 ; 0 . 1*1*1II35361、试验目的测：、试验目的测：空载损耗空载损耗p00,IXRkmm2、试验原理图：、试验原理图：,

10、11XR很小，可以忽略。很小，可以忽略。R1 X 0I 1U 1ERmXm37VAW三三相相试试验验电电源源VAAAWWVV单单相相试试验验电电源源单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器38（1）原边加电压）原边加电压U1，副边开路，副边开路（2）用调压器使）用调压器使U1由由0上升至左右上升至左右UN，逐点测出副边的空载，逐点测出副边的空载电势电势U20 、I0及及p0 。(3)作图作图)();(1010UfPUfI 0U1p0I0p0I0NU39(4)、试验结果分析、试验结果分析mRR 1Fepp 0故故找出找出 时的时的p0及及I0（单相）（单相） NUU 1mZIUZ 010mRIP

11、R 2000mXRZX 20200R1 X 1I 1UXm 0IRm2X2RT（型等效电路）（型等效电路）0U1p0I0p0I0NU40此时得到的阻抗为在低压方的值。若将其折算到高压方。此时得到的阻抗为在低压方的值。若将其折算到高压方。则mmZkZ2 低低高高WWk 41，21RRRk 21XXXk 及及pcukmkmXXRR,mmjXR 忽略不计故忽略不计故11IUZk R1 X 1I 1UXm 0IRm2X2R42VAW三三相相试试验验电电源源VAAAWWVV单单相相试试验验电电源源单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器43(1)原边加电压原边加电压Uk，副边短路，副边短路(2)调电压慢

12、慢升高调电压慢慢升高I1至由至由0增到为增到为1.2IN止止逐点记录逐点记录kkkPIU,，及外温，及外温 。(3)作图：作图：)();(kkkkUfPUfI 0UkpkIkpkIkkZ为常数为常数)(kkUfI 为直线。为直线。NkII 44cukPRIRIP 222121kkkIUZ 2kkkIPR 22kkkRZX R1 X KI kU2X2R0UkpkIkpkIkNkII 45 23575235075kckRR27527500ckkckRXZ 221kRRR 221kXXX 46(1)当短路时当短路时kkkIUI kZ小，小，要避免过大电流。要避免过大电流。在整个过程中在整个过程中Uk

13、很小，调电压源时要注意，通常当很小，调电压源时要注意，通常当NkII NkUU)%105( 时时NkUU%10max (2)左右，为便于测量通常在高压方做试左右，为便于测量通常在高压方做试验，低压方短路。验，低压方短路。(3)如果无法将如果无法将Ik调到调到IN，那么最小应，那么最小应NI%25 再近似按再近似按2kkIP kkIU 将将Pk及及Uk换算到额定电流值。换算到额定电流值。2)(kkNkkNIIPP )(1kNkkNIIUU 47短路试验时短路试验时, ,使使NkII 时的电压称短路电压时的电压称短路电压%1001 NkkUUu短路试验时，短路试验时，UkI1NZk。短路电压的大小

14、反映了变压器在额定负载下运行时短路电压的大小反映了变压器在额定负载下运行时漏阻抗压降的大小。漏阻抗压降的大小。从运行观点来看，短路电压小，从运行观点来看，短路电压小， 代表输出电压受代表输出电压受负载变化的影响小。负载变化的影响小。 一般为一般为410.5%. 482、将、将Uk中消耗在中消耗在R上的称为的上的称为的Uk有功分量有功分量Uka将将Uk中消耗在中消耗在X上的称为的上的称为的Uk无功分量无功分量Ukr*111*kNkNNkkZUZIUUU *111*kNkNNkakaRURIUUU *111*kNkNNkrkrXUXIUUU *1121*kNNNNkkNRIUISPP 4921UU

15、 50u 51u 外施电压为额定值，负载功率因数为给定值时，付方空载外施电压为额定值，负载功率因数为给定值时，付方空载电压与负载时电压算术差与付方额定电压得比值。电压与负载时电压算术差与付方额定电压得比值。NUUUu2220 原边原边NUU11 副边副边cos 2一定一定NNUZIUU111120 *2121222022201)(UUUUkUUUkUUUuNNNN 由简化电路得由简化电路得52：输出电流标么值。：输出电流标么值。*122*2IIIIN （简化电路）（简化电路） 21II NU1 2U21XX 21RR 53(3) 得计算公式得计算公式 ，u ),(kkXRfu 设已知设已知Rk

16、，Xk，cos 2， )(*2*2*1kkNjXRIUU *2*kkRIRab *2kkXXIbc 1*1 NUoc作作 得延长线，并由得延长线，并由c作作垂线，交垂线，交 于于doaoaoa令令ncdmad ,则则mnU 2*21mnUu 2*2111nm 21II NU1 2UabcdkRI 1kXIj 1 o54222111nn mnu 2212*2*22sincossincos kkXRbcabm 2*2*22sincossincos kkRXabbcn 22*2*222*)sincos(2)sincos( kkkkRXXRu )sincos(2*2* kkXRu OR：意义意义：(1

17、) 越大，越大，u越大越大(2) 一定时，一定时， u受短路阻抗得影响受短路阻抗得影响55(4)a.纯电阻负载纯电阻负载:（ ） 小，故而小，故而u小小0sin2 *kRu *kkRX*kRb、.纯电感负载纯电感负载: 说明由空载说明由空载负载时，副边负载时，副边电压电压0 u 2Uc、容性负载、容性负载:且且|sin|cos|2*2* kkXR则则0 u22022200)(UUUUUuN 空载空载负载时，副边电压负载时，副边电压 2U)sincos(2*2* kkXRu 56U2* 0cos =0.8(滞后滞后)cos =0.8(超前超前)cos =111变压器的外特性变压器的外特性5712

18、PP P1PemP2pcu1pFepcu2R1 X 1I 1UXm 0IRm2X2RT（型等效电路）（型等效电路）58592mFeBp0ppFekFecuFepIpppp2*260 附加铁耗附加铁耗不变损耗不变损耗涡流涡流磁滞磁滞基本铁耗基本铁耗铁耗铁耗附加损耗附加损耗可变损耗可变损耗基本铜耗基本铜耗铜耗铜耗损耗损耗mckck21RIRIRIRIRI20752122212175),(00cuFeppp 613.效率效率(1)公式公式%10012 PP %10011 PpP%10012 cueFcuFeppPpp假定假定amNUU ,11不变：不变：0PPFe kNkNkcupRIRIRIRIP221221222121 b*2*1II NII11 NII12kNkNNNcupRIRIRIP221222121212 62pKN:额定电流时的额定短路损耗额定电流时的额定短路损耗,Ct075 NUUc22 、设、设2222222222coscoscos NN