单相变压器的供电运行-单相变压器的负载运行（变压器运行检修）

标幺值标幺值标幺值的概念标幺值：在变压器和电机的工程计算中，常以额定值为基值，各物理量的实际值与相应基值的比值称为各量的标幺值。由来：标幺值实质上是将某一物理量的额定值标为一（幺即一）时，该物理量实际值与其相比之值。表示方法：某物理量的标幺值以该量符号右上角加“*”表示。如、。标幺值基值的选择线电流、线电压的基值为额定线值；相电流、相电压的基值为额定相值。电阻、电抗、阻抗共用一个基值。阻抗的基值是额定相电压与额定相电流之比。标幺值基值的选择变压器有高、低压侧之分，各物理量的基值，应选择各自侧的额定值。变压器空载损耗和负载损耗功率的标幺值为

有功功率、无功功率、视在功率共用一个基值，以额定视在功率为基值。变压器一、二次绕组容量的标幺值为标幺值标幺值的优点1.无论变压器容量及电压等级差别有多大，采用标幺值表示时，各个参数及重要的性能指标数据通常都在一定范围内，因此便于比较和分析。标幺值标幺值的优点2.折算前后标幺值相等，所以采用标幺值表示参数时，不必进行折算。标幺值标幺值的优点3.某些物理量有相同的标幺值。在工程上，往往将短路阻抗和阻抗电压的标幺值看成同性质的物理量。标幺值标幺值的优点例如：额定值的标幺值等于1、短路电阻的标幺值等于短路损耗的标幺值、短路阻抗的标幺值等于阻抗电压的标幺值等等。二次电压低于额定值变压器已过载10%4.采用标幺值可使计算简化。5.采用标幺值表示电压和电流可直观反映变压器的运行状况。例如：标幺值标幺值的缺点标幺值没有量纲，物理概念不清晰，也无法用量纲来检查计算结果是否正确。变压器的等效电路变压器的等效电路在变压器中，既有电路问题，也有磁路问题，且相互联系。为了简化变压器的分析和计算，采用了折算法，将这种相互交织的电磁关系用纯电路形式表示出来，即等效电路。等效电路1等效电路折算前的基本方程式x1反映了一次侧漏磁场的存在和该漏磁场对一次电路的影响，称为一次漏电抗。等效电路折算前的基本方程式变压器主磁通感应的反电动势

，也可以引入一个电抗参数来表示。考虑到主磁通在铁心中会引起铁损耗，故不能单纯地引入一个电抗，而应引入一个阻抗。Zm—励磁阻抗;rm—励磁电阻，是对应于铁损耗的等效电阻;xm—励磁电抗，对应于主磁通的等值电抗。等效电路折算前的基本方程式等效电路折算后的基本方程式折算后等效电路T型等效电路等效电路各参数的物理意义r1：一次绕组的电阻；x1：一次漏电抗，对应一次漏磁通；r2：二次绕组的电阻；x2：二次漏电抗，对应一次漏磁通；rm：励磁电阻，反应铁损耗的等效电阻；xm：励磁电抗，对应主磁通。等效电路近似等效电路Γ型等效电路可以大大简化计算过程。T型等效电路Γ型等效电路实际变压器中，在一定电压下，I0基本不随负载而变，等效电路简化等效电路T型等效电路简化等效电路在简化等值电路中，一、二次绕组的漏阻抗合并为一个阻抗，称为短路阻抗，用Zk表示。rk—短路电阻；xk—短路电抗变压器的电压、电流关系问题导入一台制造好的变压器，匝数比恒定，是不是只要电源电压不变，二次侧的电压就保持恒定不变？一、二次的电流之间的关系是不是严格按照变比的关系变化？电压关系1电压关系电压关系由于一次绕组存在漏阻抗压降，电源电压与一次绕组感应电动势之间的关系为：由于二次绕组存在漏阻抗压降，二次电压与二次绕组感应电动势之间的关系为：（大小近似相等，相位近似相反）（大小近似相等，相位近似相同）电压关系一台制造好的变压器，匝数比恒定。即使电源电压不变，负载波动时，二次侧的电压也会随着变化。电流关系变压器负载运行时，一次电流与二次电流之间的关系：电流关系电流互感器只要测量出二次的小电流就可以获知一次大电流的数值。测量误差是由于励磁电流引起的。变压器的效率及效率特性变压器的损耗1变压器的损耗变压器运行时，铁心和绕组中会产生热量，引起损耗。变压器的损耗磁滞损耗涡流损耗铁损

变压的铁损基本等于变压器的空载损耗，变压器的铁损为不变损耗，与负载的大小和性质无关。铁损

变压器的损耗铜损铜损是电流通过变压器原副绕组时，在原副绕组的电阻上所消耗的功率。铜损与电流的平方成正比，所以随负载大小变化，称为可变损耗。变压器的效率效率的定义

———变压器内部损耗之和；———变压器输出的有功功率。式中变压器的效率效率的影响因素所以上式表明：变压器的效率与负载的大小及功率因数有关。变压器的效率特性定义

数学分析可以证明，在某一负载系数时，变压器的效率达到最大值，然后随着负载增加，铜损耗增加，效率又开始降低。

即变压器的效率特性令何时变压器效率最大？即可变损耗与不变损耗相等时，效率最高。效率最高时对应的负载系数为一般取变压器铁耗小些对全年的平均效率有利，一般磁动势平衡磁动势平衡空载负载磁动势平衡

从空载到负载，由于电源电压U1不变，所以铁心中的主磁通不变。磁动势平衡

NI

从空载到负载，产生主磁通的磁动势不变。磁动势平衡空载负载磁动势平衡磁动势平衡N2N1N1N1磁动势平衡励磁分量，作用是产生主磁通。负载分量，作用是产生磁动势与二次磁动势抵消。磁动势平衡负载运行的物理过程磁动势平衡思考1变压器负载运行时，一次电流跟随二次电流变化还是二次电流跟随一次电流变化？变压器负载运行时，一次电流跟随二次电流变化。磁动势平衡思考2二次电流增大，一次电流是否会减小？一次电流跟与二次电流的关系：大小上：相位上：变压器负载运行时，二次电流增大，一次电流也随之增大。磁动势平衡小结1.磁动势平衡2.一次电流与二次电流的关系变压器的外特性及电压变化率在变压器带负载运行时，一次侧施加额定电压，二次电压会发生变化吗？问题导入在变压器带负载运行时，一次侧施加额定电压，二次电压会发生变化吗？问题导入

变压器一次侧接上额定电压、二次侧开路时，二次侧空载电压即为二次侧的额定电压。在变压器带负载运行时，二次电压会随负载发生变化。二次电压的变化程度用电压变化率来表示，用来反映变压器供电电压质量。问题导入电压变化率的概念1电压变化率的概念

电压变化率是指当一次侧接在额定电压、额定频率的电源上，二次侧的空载电压与给定负载大小和功率因数下二次侧电压的算术差，与二次侧额定电压比值的百分比。电压变化率的影响因素2电压变化率的影响因素定义式决定式——负载系数，反映负载的大小——短路阻抗，反映变压器内阻抗的大小——负载功率因数，由负载的性质决定结论：变压器带负载运行时，电压变化率的大小（二次电压的大小）与负载的大小、负载的性质及变压器的内部阻抗有关。电压变化率的影响因素定义式决定式负载增大时，电压变化率ΔU会增大；内阻抗越大，电压变化率ΔU也越大；负载性质不同，电压变化率变化规律不同带阻性负载，ΔU大于0；带感性负载，ΔU大于0，而且比阻性负载变化率更大；带容性负载，ΔU可能大于0、可能小于0、也可能等于0。变压器的外特性3变压器的外特性变压器的外特性当电源电压和负载的功率因数为常数时，变压器二次端电压随负载电流的变化规律称为变压器的外特性，即。变压器的外特性

变压器带负载运行时，二次侧电压将随负载的变化而变化。通常电力变压器的额定电压变化率在5%左右，如果变化范围太大，将给用户带来不利影响。为了保证供电质量，保持变压器二次侧电压的稳定，就必须进行电压调整。

电力系统的调压方法很多，例如调节发电机出口电压、采用同步调相机、在负载端并联电容器等。但用得最多、最普遍的是通过改变变压器高压绕组的匝数来调节二次侧电压，称为分接头调压，一般可在额定电压的±5%范围内调节。小结1.电压变化率的概念2.外特性及调压措施折算问题导入变压器工作时，一次侧与电源相连，二次侧与负载相连，两侧电路相互独立，这样不便于进行变压器的分析与计算，因此，必须进行处理，以便将变压器一、二次侧电路连接起来并进行简化定量分析。问题导入折算的概念1折算折算的概念绕组折算就是在保持变压器的基本电磁关系不变的前提下，把一、二次绕组匝数变换成同一匝数的方法。通常是把二次绕组折算到一次绕组，即设想一个匝数为N1的新绕组去代替设计的二次绕组。这样，变比等于1，一、二次绕组的感应电动势相等，可把一、二次的磁耦合变为直接电的联系。折算的原则2折算折算的原则折算前后磁动势不变（主磁通和漏磁通不变）折算前后功率不变（有功、无功、视在功率均不变）折算前后损耗不变123折算的方法3折算折算的方法1.电动势的折算折算时，假想二次绕组匝数提高k倍，使N′2=N1，E2因此提高k倍，则经折算后的二次电动势为折算折算的方法2.电流的折算根据折算前后磁动势不变的原则，可得折算折算的方法3.电压的折算根据折算前