單相變壓器的供電運行-單相變壓器的負載運行（變壓器運行檢修）

標幺值標幺值標幺值的概念標幺值：在變壓器和電機的工程計算中，常以額定值為基值，各物理量的實際值與相應基值的比值稱為各量的標幺值。由來：標幺值實質上是將某一物理量的額定值標為一（幺即一）時，該物理量實際值與其相比之值。表示方法：某物理量的標幺值以該量符號右上角加“*”表示。如、。標幺值基值的選擇線電流、線電壓的基值為額定線值；相電流、相電壓的基值為額定相值。電阻、電抗、阻抗共用一個基值。阻抗的基值是額定相電壓與額定相電流之比。標幺值基值的選擇變壓器有高、低壓側之分，各物理量的基值，應選擇各自側的額定值。變壓器空載損耗和負載損耗功率的標幺值為

有功功率、無功功率、視在功率共用一個基值，以額定視在功率為基值。變壓器一、二次繞組容量的標幺值為標幺值標幺值的優(yōu)點1.無論變壓器容量及電壓等級差別有多大，采用標幺值表示時，各個參數及重要的性能指標數據通常都在一定范圍內，因此便于比較和分析。標幺值標幺值的優(yōu)點2.折算前后標幺值相等，所以采用標幺值表示參數時，不必進行折算。標幺值標幺值的優(yōu)點3.某些物理量有相同的標幺值。在工程上，往往將短路阻抗和阻抗電壓的標幺值看成同性質的物理量。標幺值標幺值的優(yōu)點例如：額定值的標幺值等于1、短路電阻的標幺值等于短路損耗的標幺值、短路阻抗的標幺值等于阻抗電壓的標幺值等等。二次電壓低于額定值變壓器已過載10%4.采用標幺值可使計算簡化。5.采用標幺值表示電壓和電流可直觀反映變壓器的運行狀況。例如：標幺值標幺值的缺點標幺值沒有量綱，物理概念不清晰，也無法用量綱來檢查計算結果是否正確。變壓器的等效電路變壓器的等效電路在變壓器中，既有電路問題，也有磁路問題，且相互聯系。為了簡化變壓器的分析和計算，采用了折算法，將這種相互交織的電磁關系用純電路形式表示出來，即等效電路。等效電路1等效電路折算前的基本方程式x1反映了一次側漏磁場的存在和該漏磁場對一次電路的影響，稱為一次漏電抗。等效電路折算前的基本方程式變壓器主磁通感應的反電動勢

，也可以引入一個電抗參數來表示?？紤]到主磁通在鐵心中會引起鐵損耗，故不能單純地引入一個電抗，而應引入一個阻抗。Zm—勵磁阻抗;rm—勵磁電阻，是對應于鐵損耗的等效電阻;xm—勵磁電抗，對應于主磁通的等值電抗。等效電路折算前的基本方程式等效電路折算后的基本方程式折算后等效電路T型等效電路等效電路各參數的物理意義r1：一次繞組的電阻；x1：一次漏電抗，對應一次漏磁通；r2：二次繞組的電阻；x2：二次漏電抗，對應一次漏磁通；rm：勵磁電阻，反應鐵損耗的等效電阻；xm：勵磁電抗，對應主磁通。等效電路近似等效電路Γ型等效電路可以大大簡化計算過程。T型等效電路Γ型等效電路實際變壓器中，在一定電壓下，I0基本不隨負載而變，等效電路簡化等效電路T型等效電路簡化等效電路在簡化等值電路中，一、二次繞組的漏阻抗合并為一個阻抗，稱為短路阻抗，用Zk表示。rk—短路電阻；xk—短路電抗變壓器的電壓、電流關系問題導入一臺制造好的變壓器，匝數比恒定，是不是只要電源電壓不變，二次側的電壓就保持恒定不變？一、二次的電流之間的關系是不是嚴格按照變比的關系變化？電壓關系1電壓關系電壓關系由于一次繞組存在漏阻抗壓降，電源電壓與一次繞組感應電動勢之間的關系為：由于二次繞組存在漏阻抗壓降，二次電壓與二次繞組感應電動勢之間的關系為：（大小近似相等，相位近似相反）（大小近似相等，相位近似相同）電壓關系一臺制造好的變壓器，匝數比恒定。即使電源電壓不變，負載波動時，二次側的電壓也會隨著變化。電流關系變壓器負載運行時，一次電流與二次電流之間的關系：電流關系電流互感器只要測量出二次的小電流就可以獲知一次大電流的數值。測量誤差是由于勵磁電流引起的。變壓器的效率及效率特性變壓器的損耗1變壓器的損耗變壓器運行時，鐵心和繞組中會產生熱量，引起損耗。變壓器的損耗磁滯損耗渦流損耗鐵損

變壓的鐵損基本等于變壓器的空載損耗，變壓器的鐵損為不變損耗，與負載的大小和性質無關。鐵損

變壓器的損耗銅損銅損是電流通過變壓器原副繞組時，在原副繞組的電阻上所消耗的功率。銅損與電流的平方成正比，所以隨負載大小變化，稱為可變損耗。變壓器的效率效率的定義

———變壓器內部損耗之和；———變壓器輸出的有功功率。式中變壓器的效率效率的影響因素所以上式表明：變壓器的效率與負載的大小及功率因數有關。變壓器的效率特性定義

數學分析可以證明，在某一負載系數時，變壓器的效率達到最大值，然后隨著負載增加，銅損耗增加，效率又開始降低。

即變壓器的效率特性令何時變壓器效率最大？即可變損耗與不變損耗相等時，效率最高。效率最高時對應的負載系數為一般取變壓器鐵耗小些對全年的平均效率有利，一般磁動勢平衡磁動勢平衡空載負載磁動勢平衡

從空載到負載，由于電源電壓U1不變，所以鐵心中的主磁通不變。磁動勢平衡

NI

從空載到負載，產生主磁通的磁動勢不變。磁動勢平衡空載負載磁動勢平衡磁動勢平衡N2N1N1N1磁動勢平衡勵磁分量，作用是產生主磁通。負載分量，作用是產生磁動勢與二次磁動勢抵消。磁動勢平衡負載運行的物理過程磁動勢平衡思考1變壓器負載運行時，一次電流跟隨二次電流變化還是二次電流跟隨一次電流變化？變壓器負載運行時，一次電流跟隨二次電流變化。磁動勢平衡思考2二次電流增大，一次電流是否會減小？一次電流跟與二次電流的關系：大小上：相位上：變壓器負載運行時，二次電流增大，一次電流也隨之增大。磁動勢平衡小結1.磁動勢平衡2.一次電流與二次電流的關系變壓器的外特性及電壓變化率在變壓器帶負載運行時，一次側施加額定電壓，二次電壓會發(fā)生變化嗎？問題導入在變壓器帶負載運行時，一次側施加額定電壓，二次電壓會發(fā)生變化嗎？問題導入

變壓器一次側接上額定電壓、二次側開路時，二次側空載電壓即為二次側的額定電壓。在變壓器帶負載運行時，二次電壓會隨負載發(fā)生變化。二次電壓的變化程度用電壓變化率來表示，用來反映變壓器供電電壓質量。問題導入電壓變化率的概念1電壓變化率的概念

電壓變化率是指當一次側接在額定電壓、額定頻率的電源上，二次側的空載電壓與給定負載大小和功率因數下二次側電壓的算術差，與二次側額定電壓比值的百分比。電壓變化率的影響因素2電壓變化率的影響因素定義式決定式——負載系數，反映負載的大小——短路阻抗，反映變壓器內阻抗的大小——負載功率因數，由負載的性質決定結論：變壓器帶負載運行時，電壓變化率的大?。ǘ坞妷旱拇笮。┡c負載的大小、負載的性質及變壓器的內部阻抗有關。電壓變化率的影響因素定義式決定式負載增大時，電壓變化率ΔU會增大；內阻抗越大，電壓變化率ΔU也越大；負載性質不同，電壓變化率變化規(guī)律不同帶阻性負載，ΔU大于0；帶感性負載，ΔU大于0，而且比阻性負載變化率更大；帶容性負載，ΔU可能大于0、可能小于0、也可能等于0。變壓器的外特性3變壓器的外特性變壓器的外特性當電源電壓和負載的功率因數為常數時，變壓器二次端電壓隨負載電流的變化規(guī)律稱為變壓器的外特性，即。變壓器的外特性

變壓器帶負載運行時，二次側電壓將隨負載的變化而變化。通常電力變壓器的額定電壓變化率在5%左右，如果變化范圍太大，將給用戶帶來不利影響。為了保證供電質量，保持變壓器二次側電壓的穩(wěn)定，就必須進行電壓調整。

電力系統(tǒng)的調壓方法很多，例如調節(jié)發(fā)電機出口電壓、采用同步調相機、在負載端并聯電容器等。但用得最多、最普遍的是通過改變變壓器高壓繞組的匝數來調節(jié)二次側電壓，稱為分接頭調壓，一般可在額定電壓的±5%范圍內調節(jié)。小結1.電壓變化率的概念2.外特性及調壓措施折算問題導入變壓器工作時，一次側與電源相連，二次側與負載相連，兩側電路相互獨立，這樣不便于進行變壓器的分析與計算，因此，必須進行處理，以便將變壓器一、二次側電路連接起來并進行簡化定量分析。問題導入折算的概念1折算折算的概念繞組折算就是在保持變壓器的基本電磁關系不變的前提下，把一、二次繞組匝數變換成同一匝數的方法。通常是把二次繞組折算到一次繞組，即設想一個匝數為N1的新繞組去代替設計的二次繞組。這樣，變比等于1，一、二次繞組的感應電動勢相等，可把一、二次的磁耦合變?yōu)橹苯与姷穆撓?。折算的原則2折算折算的原則折算前后磁動勢不變（主磁通和漏磁通不變）折算前后功率不變（有功、無功、視在功率均不變）折算前后損耗不變123折算的方法3折算折算的方法1.電動勢的折算折算時，假想二次繞組匝數提高k倍，使N′2=N1，E2因此提高k倍，則經折算后的二次電動勢為折算折算的方法2.電流的折算根據折算前后磁動勢不變的原則，可得折算折算的方法3.電壓的折算根據折算前