变压器第3次课(参数测定与运行特性)课件

1、3.4 变压器参数的测定使用基本方程式和等效电路来分析计算变压器的运行问题时，都必须首先知道变压器的各个参数。变压器的参数可通过空载试验和短路试验来测定。 3.4.1 空载试验空载试验的目的是通过测量变压器的空载电流0和空载损耗p0,再求得电压比k和励磁参数rm、Xm和Zm 。空载试验可在高压侧或低压侧加电压,但考虑到空载试验电压要加到额定电压,因此为了便于试验和安全起见,通常在低压侧加压试验,高压侧开路。单相变压器空载试验电路如图3-18 所示。 第1页，共24页。图3-18 变压器的空载试验电路图空载试验时,调压器输入端接工频的正弦交流电源,输出端接变压器的低压侧,调节调压器输出电压即空载

2、电压U0使其等于低压侧的额定电压U2N,然后测量空载电流I0、空载损耗p0（空载输入功率）和高压侧的开路电压U1N。第2页，共24页。空载试验时,变压器不输出有功功率,输入功率p0全部用于变压器的内部损耗,即铁心损耗和绕组电阻上的铜损耗,故p0又称为空载损耗,且p0=pFe+pCu。由于变压器低压侧所加电压为额定值,铁心中的主磁通达到正常运行数值,因此铁心损耗pFe也达到正常运行时的数值。又由于空载电流I0很小,绕组铜损耗相对很小,即pCu0）, 0, 0， 较大且为正值,外特性下降较多,即U2随I2的增大而下降；对容性负载（ 0, |rk |时, 为负值,外特性是上升的,即U2随I2的增大而

3、升高。 第17页，共24页。 电压变化率 表征了变压器二次侧供电电压的稳定性,一定程度上反应了电能的质量。 越大,供电质量越差。一般电力变压器,当 1时,额定负载下的电压变化率约为2%3%,当 =0.8（感性）时,额定负载下的电压变化率约为4%7%, 大大增加,可见,提高负载的功率因数有利于减小电压变化率,提高供电质量。第18页，共24页。3.5.2 变压器的损耗和效率特性 1. 变压器的损耗 变压器在传递能量的过程中会产生损耗,致使变压器的输出功率小于输入功率。由于变压器没有旋转部件,因此没有机械损耗。变压器的损耗主要包括铁损耗和铜损耗,即 p=pFe+pCu 变压器的铁损耗pFe与外加电源

4、电压的大小有关,而与负载的大小无关。当电源电压一定时，从空载到额定负载（满载）时,铁损耗基本不变,故铁损耗又称为不变损耗。 变压器的铜损耗pCu与负载电流的平方成正比，随负载电流的变化而变化，故铜损耗又称为可变损耗。第19页，共24页。 2. 变压器的效率特性 变压器的效率是指变压器的输出功率P2与输入功率P1之比,用百分数表示,即( 3 31 )第20页，共24页。 由于变压器的效率很高,用直接负载法测量P1和P2,进而确定效率往往很难得到准确的结果，工程上常用间接法,即利用空载试验和短路试验数据及额定值来计算效率,首先假设： (1) 以额定电压下的空载损耗 作为铁损耗 ,并认为 ； (2)

5、 以额定电流时的短路损耗 作为额定电流时的铜损耗 ,并认为铜损耗与负载系数的平方成正比,即第21页，共24页。 (3) 由于变压器的电压变化率很小,认为U2U2N,因此输出功率为式中： m变压器的相数。 作以上假定后, 式（3-31）可写成（ 3 32 ） 对于已制成的变压器, 和 是一定的,所以效率与负载的大小及功率因数有关。 变压器效率的实用计算公式第22页，共24页。3. 效率特性 效率特性是指电源电压和负载的功率因数 =常数时, 变压器的效率随负载电流变化的规律, 即 。 根据式（3-32）可绘出效率特性曲线, 如图 3-23所示。图3-23 变压器的效率特性第23页，共24页。 从效率特性曲线上可以看出,当负载增大到某一数值时,效率达到最大值 。将式（3-32）对求导,并令 , 便得产生最大效率的条件 （3-33）式中：