《电机技术应用》课件 1.3.1 变压器的试验

变压器的试验变压器为什么要进行变压器的试验空载试验

变压器的等效参数励磁阻抗Zm和短路阻抗Zk对变压器的运行性能有直接影响，知道了变压器的参数，就可绘出等效电路，然后应用等效电路分析计算。对已经制成的变压器，可以通过空载试验测出励磁阻抗，短路试验测出短路阻抗。

通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。试验目的空载试验接线图:实验方法:①二次绕组开路；②一次绕组加额定电压,为试验安全和仪器接线方便，一般在低压侧做空载实验，低压侧加额定电压。③测量此时的输入功率P0、电压U1和电流I0。

WAVV~**高压侧低压侧试验数据空载试验

实验数据：

U1N、I0、P0、U20。(1)铁损耗P0=PFe＋PCu≈PFe(2)励磁阻抗模

|Zm|≈|Z1+Zm|空载试验可求取:变比k、铁耗PFe、励磁阻抗Zm。空载时输出功率为0，因为I0很小，R1很小，铜耗可忽略，测得的功率近似为铁耗。U1.I0.R1X1E1.RmXm变压器空载等效电路试验数据空载试验(3)励磁电阻

空载输入功率可认为基本上是供给铁心损耗的，则励磁电阻为：Rm≈R1＋Rm=P0I02变压器二次绕组开路时，一次绕组的电流I0就是励磁电流Im。由于一次漏阻抗比激磁阻抗小得多，可将它略去不计，则励磁阻抗为：试验数据空载试验U1.I0.E1.RmXm(4)励磁电抗(5)电压比U20U1Nk=(6)折算开路试验测量的通常为低压侧值，折算到高压侧时，Rm=k2P0I02Xm和Zm也有类似结论。注意事项1低压侧加电压，高压侧开路2U1从0—1.2UN单向调节，测出U20，I0和p0空载试验3

负空载电流和空载功率必须是额定电压时的值，并以此求取励磁参数4

对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值

通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。试验目的短路试验接线图：实验方法：①二次绕组短路；②一次绕组加一可调的低电压，从0向上非常缓慢调节电压，使短路电流达到额定电流，通常高压侧加电压，低压侧短路；③测量此时的一次侧电压Uk、输入功率Pk和电流Ik。WAV~**低压侧高压侧试验数据短路试验

实验数据：

Uk=U1、Ik=I1N、Pk(1)铜损耗

由于外施电压很低，主磁通很小，铁耗和励磁电流均可忽略，则输入功率近似等于一、二次侧绕组的铜耗。

(2)短路阻抗模U1.RkXkE1.I1=-I’2..-U’2试验数据短路试验(3)短路电阻

短路时，外加电压仅用于克服变压器内部的漏阻抗压降，当短路电流为额定电流时，该电压一般只有额定电压的5％-10%左右；此时变压器内的主磁通很小，激磁电流和铁耗均可忽略不计，短路时的输入功率Pk可认为全部消耗在一次和二次绕组的电阻上：(4)短路电抗

|

Rk|=PkIk2U1.RkXkE1.I1=-I’2..-U’2Rk=R1+R’2Xk=X1+X’2试验数据短路试验Uk％=UkU1N×100%

短路试验时，绕组温度与实际运行时不一样，需要折算到75度时的值。(5)短路电压

短路试验时，使电流达到额定值时所加的电压Uk称为阻抗压降或短路电压。一般用额定电压的百分值表示。它也是变压器铭牌数据之一。铜电阻

铝电阻23因常在高压侧加电压，由此所得的参数值为归算到高压侧时的值。短路试验短路试验时，绕组的温度与实际运行时不一定相同,按国家标准规定，测出的电阻应换算到75℃时的数值。注意事项1短路电流为额定值，短路电压相对较小，故电压表放在电流表内侧。1、什么是变压器的短路电压百分数？它对变压器电压变化率有何影响？

答：变压器的短路电压百分数是当变压器一侧短路，而另一侧通以额定电流时的电压，此电压占其额定电压的百分比。同容量的变压器，其电抗愈大，这个短路电压百分数也愈大，同样的电流通过，大电抗的变压器产生的电压损失也愈大，故短路电压百分数大的变压器的电压变化率也越大。

思考与练习2、变压器空载时，一方加额定电压，虽然线圈（铜耗）电阻很小，电流仍然很小，为什么？答：因为一方加压后在线圈中的电流产生磁场，使线圈有很大的自感电势（接近额定电压，比额定电压小），所以虽然线圈电阻很小，电流仍然很小。思考与练习3、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗？

答：空载试验时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度为正常运行时的数值，铁耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。

短路试验时，一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常值，铁耗与铜耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。思考与练习4、一单相变压器，额定容量SN=100kVA，额定电压U1N=6000V，U2N=230V，fN=50Hz。线圈的电阻及漏抗为R1=4.32Ω，R2=0.0063Ω，X1σ=8.9Ω，X2σ=0.0013Ω。试求：（1）折算到高压边的短路电阻Rk，短路电抗Xk及阻抗Zk；（2）将（1）求得的参数用标么值表示。

5、一台单相变压器，SN=1000kVA，原副边额定电压U1N=60kV，U2N=6.3kV，fN=50Hz。空载及短路实验的结果如下表，试计算折算到高压侧的参数（实际值及标么值），假定R1=R2’=Rk/2,X1=X2σ’=Xk/2。习题1、一台单相变压器50kVA、7200/480V、60Hz。其空载和短路实验数据如下图，试求：（1）短路参数及其标么值；（2）空载和满载时的铜耗和铁耗；（3）额定负载电流、功率因数cosφ=0.9（滞后时）的电压变化率、副边电压及效率。

试试身手吧思考与练习2、