變壓器第3次課(參數(shù)測(cè)定與運(yùn)行特性)課件

1、3.4 變壓器參數(shù)的測(cè)定使用基本方程式和等效電路來分析計(jì)算變壓器的運(yùn)行問題時(shí)，都必須首先知道變壓器的各個(gè)參數(shù)。變壓器的參數(shù)可通過空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)來測(cè)定。 3.4.1 空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)的目的是通過測(cè)量變壓器的空載電流0和空載損耗p0,再求得電壓比k和勵(lì)磁參數(shù)rm、Xm和Zm ?？蛰d試驗(yàn)可在高壓側(cè)或低壓側(cè)加電壓,但考慮到空載試驗(yàn)電壓要加到額定電壓,因此為了便于試驗(yàn)和安全起見,通常在低壓側(cè)加壓試驗(yàn),高壓側(cè)開路。單相變壓器空載試驗(yàn)電路如圖3-18 所示。 第1頁，共24頁。圖3-18 變壓器的空載試驗(yàn)電路圖空載試驗(yàn)時(shí),調(diào)壓器輸入端接工頻的正弦交流電源,輸出端接變壓器的低壓側(cè),調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓即空載

2、電壓U0使其等于低壓側(cè)的額定電壓U2N,然后測(cè)量空載電流I0、空載損耗p0（空載輸入功率）和高壓側(cè)的開路電壓U1N。第2頁，共24頁?？蛰d試驗(yàn)時(shí),變壓器不輸出有功功率,輸入功率p0全部用于變壓器的內(nèi)部損耗,即鐵心損耗和繞組電阻上的銅損耗,故p0又稱為空載損耗,且p0=pFe+pCu。由于變壓器低壓側(cè)所加電壓為額定值,鐵心中的主磁通達(dá)到正常運(yùn)行數(shù)值,因此鐵心損耗pFe也達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)值。又由于空載電流I0很小,繞組銅損耗相對(duì)很小,即pCu0）, 0, 0， 較大且為正值,外特性下降較多,即U2隨I2的增大而下降；對(duì)容性負(fù)載（ 0, |rk |時(shí), 為負(fù)值,外特性是上升的,即U2隨I2的增大而

3、升高。 第17頁，共24頁。 電壓變化率 表征了變壓器二次側(cè)供電電壓的穩(wěn)定性,一定程度上反應(yīng)了電能的質(zhì)量。 越大,供電質(zhì)量越差。一般電力變壓器,當(dāng) 1時(shí),額定負(fù)載下的電壓變化率約為2%3%,當(dāng) =0.8（感性）時(shí),額定負(fù)載下的電壓變化率約為4%7%, 大大增加,可見,提高負(fù)載的功率因數(shù)有利于減小電壓變化率,提高供電質(zhì)量。第18頁，共24頁。3.5.2 變壓器的損耗和效率特性 1. 變壓器的損耗 變壓器在傳遞能量的過程中會(huì)產(chǎn)生損耗,致使變壓器的輸出功率小于輸入功率。由于變壓器沒有旋轉(zhuǎn)部件,因此沒有機(jī)械損耗。變壓器的損耗主要包括鐵損耗和銅損耗,即 p=pFe+pCu 變壓器的鐵損耗pFe與外加電源

4、電壓的大小有關(guān),而與負(fù)載的大小無關(guān)。當(dāng)電源電壓一定時(shí)，從空載到額定負(fù)載（滿載）時(shí),鐵損耗基本不變,故鐵損耗又稱為不變損耗。 變壓器的銅損耗pCu與負(fù)載電流的平方成正比，隨負(fù)載電流的變化而變化，故銅損耗又稱為可變損耗。第19頁，共24頁。 2. 變壓器的效率特性 變壓器的效率是指變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比,用百分?jǐn)?shù)表示,即( 3 31 )第20頁，共24頁。 由于變壓器的效率很高,用直接負(fù)載法測(cè)量P1和P2,進(jìn)而確定效率往往很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果，工程上常用間接法,即利用空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)及額定值來計(jì)算效率,首先假設(shè)： (1) 以額定電壓下的空載損耗 作為鐵損耗 ,并認(rèn)為 ； (2)

5、 以額定電流時(shí)的短路損耗 作為額定電流時(shí)的銅損耗 ,并認(rèn)為銅損耗與負(fù)載系數(shù)的平方成正比,即第21頁，共24頁。 (3) 由于變壓器的電壓變化率很小,認(rèn)為U2U2N,因此輸出功率為式中： m變壓器的相數(shù)。 作以上假定后, 式（3-31）可寫成（ 3 32 ） 對(duì)于已制成的變壓器, 和 是一定的,所以效率與負(fù)載的大小及功率因數(shù)有關(guān)。 變壓器效率的實(shí)用計(jì)算公式第22頁，共24頁。3. 效率特性 效率特性是指電源電壓和負(fù)載的功率因數(shù) =常數(shù)時(shí), 變壓器的效率隨負(fù)載電流變化的規(guī)律, 即 。 根據(jù)式（3-32）可繪出效率特性曲線, 如圖 3-23所示。圖3-23 變壓器的效率特性第23頁，共24頁。 從效率特性曲線上可以看出,當(dāng)負(fù)載增大到某一數(shù)值時(shí),效率達(dá)到最大值 。將式（3-32）對(duì)求導(dǎo),并令 , 便得產(chǎn)生最大效率的條件 （3-33）式中：