变压器的负载运行课件

2-2 变压器的负载运行变压器的负载运行u2e1 e2 1 2 e2 W1W212-2 变压器的负载运行u2e1e212e2W1一、一、负载时的磁势和原付边的电流关系负载时的磁势和原付边的电流关系付边绕组接上负载阻抗付边绕组接上负载阻抗ZL，有电流，有电流 产生产生i1i2AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 基本电磁关系基本电磁关系列方程式列方程式等效电路图等效电路图2一、负载时的磁势和原付边的电流关系付边绕组接上负载阻抗ZL与空载时比较与空载时比较(1)(1)负载时的磁负载时的磁势势 总磁势总磁势i2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 空载磁势空载磁势:i13与空载时比较(1)负载时的磁势 总磁势i2 AXu11当当U不变时，不变时，故：故：i2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2（2 2）负载时的）负载时的 电流：电流：或：或：i14当U不变时，故：i2 AXu11W1W2a xu2ei2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 可见当付方电流发生变化时原边电流亦在变。可见当付方电流发生变化时原边电流亦在变。原边电流由两部分组成：原边电流由两部分组成：(1)：用以建立用以建立 主磁通主磁通(2)：负载分量负载分量i15i2 AXu11W1W2a xu2e2e1e1ZL 原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。副边副边副边副边绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或减小，吸收的功率也增大或减小。减小，吸收的功率也增大或减小。减小，吸收的功率也增大或减小。减小，吸收的功率也增大或减小。（3 3）能量传递：）能量传递：从空载到负载，原边绕组电流从空载到负载，原边绕组电流从空载到负载，原边绕组电流从空载到负载，原边绕组电流 I I1 1增加一个分量增加一个分量增加一个分量增加一个分量I I1L1L以以以以平衡副边绕组的作用平衡副边绕组的作用平衡副边绕组的作用平衡副边绕组的作用i2 AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 i16 原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。副边绕组电流增i2AXu1 1 W1W2a xu2e2e1e1 ZL 2 e2 二、二、二、二、电势方程式电势方程式电势方程式电势方程式1 1、电压方程：、电压方程：、电压方程：、电压方程：原边：原边：原边：原边：副边：副边：副边：副边：用漏抗压降表示用漏抗压降表示i17i2AXu11W1W2a xu2e2e1e1ZL2、负载时的电磁关系、负载时的电磁关系W1的电阻的电阻82、负载时的电磁关系W1的电阻83 3、负载运行时候的全部方程式。、负载运行时候的全部方程式。无法构成一无法构成一等效电路的等效电路的原因在于原因在于:R1 XXmRmR2 X293、负载运行时候的全部方程式。无法构成一等效电路的原因在于:三、绕组折算：三、绕组折算：1 1 1 1、目的：、目的：、目的：、目的：变压器中，变压器中，变压器中，变压器中，整的回路。计算时相当复杂。为了解决这个矛整的回路。计算时相当复杂。为了解决这个矛整的回路。计算时相当复杂。为了解决这个矛整的回路。计算时相当复杂。为了解决这个矛盾，引入绕组折算。盾，引入绕组折算。盾，引入绕组折算。盾，引入绕组折算。无法构成一个完无法构成一个完无法构成一个完无法构成一个完 变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁路的联系。副边的负载通过磁势影响原边。路的联系。副边的负载通过磁势影响原边。路的联系。副边的负载通过磁势影响原边。路的联系。副边的负载通过磁势影响原边。因此因此因此因此只有副边的磁势不变，只有副边的磁势不变，只有副边的磁势不变，只有副边的磁势不变，原边的物理量没有改变。原边的物理量没有改变。原边的物理量没有改变。原边的物理量没有改变。这为折算提供了依据。这为折算提供了依据。这为折算提供了依据。这为折算提供了依据。这种保持这种保持这种保持这种保持磁势不变磁势不变磁势不变磁势不变而假想而假想而假想而假想改变改变改变改变它的它的它的它的匝数匝数匝数匝数与与与与电流电流电流电流的方法，称的方法，称的方法，称的方法，称折折折折合合合合算算算算法。法。法。法。10三、绕组折算：1、目的：变压器中，整的回路。计算时相当复杂。2 2 2 2、定义：、定义：、定义：、定义：实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各个量，称为折算值；个量，称为折算值；个量，称为折算值；个量，称为折算值；保持副边绕组的磁势不变进行折算，保持副边绕组的磁势不变进行折算，保持副边绕组的磁势不变进行折算，保持副边绕组的磁势不变进行折算，称为副边向称为副边向称为副边向称为副边向原边折算；原边折算；原边折算；原边折算；保持原边绕组的磁势不变进行折算，保持原边绕组的磁势不变进行折算，保持原边绕组的磁势不变进行折算，保持原边绕组的磁势不变进行折算，称为原边向称为原边向称为原边向称为原边向副边折算。副边折算。副边折算。副边折算。将原、副边匝数变成同一匝数。将原、副边匝数变成同一匝数。将原、副边匝数变成同一匝数。将原、副边匝数变成同一匝数。112、定义：实际绕组的各个量，称为实际值；假想绕组的各个3 3 3 3、原则：、原则：、原则：、原则：必须保持折算前后的电磁关系不变。在保持磁必须保持折算前后的电磁关系不变。在保持磁必须保持折算前后的电磁关系不变。在保持磁必须保持折算前后的电磁关系不变。在保持磁势、磁通、功率、损耗及漏磁场储能不变时才势、磁通、功率、损耗及漏磁场储能不变时才势、磁通、功率、损耗及漏磁场储能不变时才势、磁通、功率、损耗及漏磁场储能不变时才能折算，折算后值用能折算，折算后值用能折算，折算后值用能折算，折算后值用“”“”“”“”号表示。号表示。号表示。号表示。123、原则：必须保持折算前后的电磁关系不变。在保持磁势、磁通、4 4、方法：、方法：（将付边各量折算到原边（将付边各量折算到原边）（1）副边电流）副边电流（磁势不变磁势不变）（2）副边电势）副边电势：（：（主磁通不变主磁通不变）134、方法：（将付边各量折算到原边）（1）副边电流（磁势不变）(3)漏抗漏抗 ,（漏磁无功损耗不变）（漏磁无功损耗不变）(4)电电阻阻14(3)漏抗 ,（漏磁无功损耗不变）(4)电阻1能量是否改变能量是否改变？铜耗：有功输出：无功输出：R215能量是否改变？铜耗：R215折算法只是一种分析的方法折算法只是一种分析的方法折算法只是一种分析的方法折算法只是一种分析的方法 凡是单位为伏的物理量（电动势、电压）的折算凡是单位为伏的物理量（电动势、电压）的折算凡是单位为伏的物理量（电动势、电压）的折算凡是单位为伏的物理量（电动势、电压）的折算值等于原来数值乘值等于原来数值乘值等于原来数值乘值等于原来数值乘k k；单位为欧的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值单位为欧的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值单位为欧的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值单位为欧的物理量（电阻、电抗、阻抗）的折算值等于原来数值乘等于原来数值乘等于原来数值乘等于原来数值乘k k2 2；电流的折算值等于原来的数值乘以电流的折算值等于原来的数值乘以电流的折算值等于原来的数值乘以电流的折算值等于原来的数值乘以1/1/k k。16折算法只是一种分析的方法16折算后变压器的基本方程式：折算后变压器的基本方程式：折算后变压器的基本方程式：折算后变压器的基本方程式：17折算后变压器的基本方程式：17四、等效电路四、等效电路R1 XXmRmR1 XXmRmT（型等效电路）（型等效电路）18四、等效电路R1 XXmRmR1 T型等值电路型等值电路（1 1 1 1）电路中全部的量和参数都是每一相的值。原）电路中全部的量和参数都是每一相的值。原）电路中全部的量和参数都是每一相的值。原）电路中全部的量和参数都是每一相的值。原边为实际值，副边为折算值。边为实际值，副边为折算值。边为实际值，副边为折算值。边为实际值，副边为折算值。（2 2 2 2）等效的是稳态对称运行状态。）等效的是稳态对称运行状态。）等效的是稳态对称运行状态。）等效的是稳态对称运行状态。R1 XXmRm注：注：注：注：19T型等值电路（1）电路中全部的量和参数都是每一相的值。原边为近似等效（近似等效（近似等效（近似等效（）电路）电路）电路）电路T T型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂。型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂。型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂。型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂。实际变压器中，实际变压器中，实际变压器中，实际变压器中，I I1 1II0 0，Z Z0 0ZZ1 1，I I1 1Z Z1 1 很小。负载变很小。负载变很小。负载变很小。负载变化时化时化时化时 变化不大。因此假定变化不大。因此假定变化不大。因此假定变化不大。因此假定I ImmZ Zmm 不随负载变化，不随负载变化，不随负载变化，不随负载变化，则将则将则将则将T T型等效电路中的激磁支路移出，并联在电源端型等效电路中的激磁支路移出，并联在电源端型等效电路中的激磁支路移出，并联在电源端型等效电路中的激磁支路移出，并联在电源端口口口口,得到得到得到得到 型等值电路。型等值电路。型等值电路。型等值电路。R1 XXmRm20近似等效（）电路T型电路包含有串联、并联回路。复数运算复杂R1 XXmRmR1 XXmRmT型等效电路型等效电路 型等值电路型等值电路21R1 XXmRmR1 XXm简化的简化的简化的简化的等值电路等值电路等值电路等值电路 负载运行时，负载运行时，负载运行时，负载运行时，I Imm在在在在I I1N1N中所占的比例很小。在工程实际计算中，中所占的比例很小。在工程实际计算中，中所占的比例很小。在工程实际计算中，中所占的比例很小。在工程实际计算中，忽略忽略忽略忽略I Imm，将激磁回路去掉，将激磁回路去掉，将激磁回路去掉，将激磁回路去掉，得到更简单的阻抗串联电路。得到更简单的阻抗串联电路。得到更简单的阻抗串联电路。得到更简单的阻抗串联电路。空载运行时，空载运行时，空载运行时，空载运行时，不不不不能用简化的等值电能用简化的等值电能用简化的等值电能用简化的等值电路。路。路。路。R Rk k称为短路电阻；称为短路电阻；称为短路电阻；称为短路电阻；X Xk k称为短路电抗；称为短路电抗；称为短路电抗；称为短路电抗；Z Zk k为短路阻抗。为短路阻抗。为短路阻抗。为短路阻抗。Z Zk k=R=Rk k+jX+jXk k 22简化的等值电路 负载运行时，Im在I1N中所占的比例很小五相量图五相量图(1)(1)根据根据根据根据k k算出算出算出算出以以以以 为参考量为参考量为参考量为参考量(2)(2)23五相量图(1)根据k算出以 为参考量(2)23-24-24 从相量图可以看出，从相量图可以看出，从相量图可以看出，从相量图可以看出，变压器原边电压变压器原边电压变压器原边电压变压器原边电压 与电与电与电与电流流流流 的夹角为的夹角为的夹角为的夹角为 ，称为变压器负载运行的称为变压器负载运行的称为变压器负载运行的称为变压器负载运行的功率因数角，功率因数角，功率因数角，功率因数角，coscos 1 1 称为变压器的功率因数。称为变压器的功率因数。称为变压器的功率因数。称为变压器的功率因数。对于运行的变压器，负载的性质和大小直接影响对于运行的变压器，负载的性质和大小直接影响对于运行的变压器，负载的性质和大小直接影响对于运行的变压器，负载的性质和大小直接影响了变压器功率因数的性质。了变压器功率因数的性质。了变压器功率因数的性质。了变压器功率因数的性质。对应于感应电路对应于感应电路对应于感应电路对应于感应电路的简化相量图为：的简化相量图为：的简化相量图为：的简化相量图为：25 从相量图可以看出，变压器原边电压 与电流 单相变压器基本方法总结单相变压器基本方法总结单相变压器基本方法总结单相变压器基本方法总结分析计算变压器负载运行方法有分析计算变压器负载运行方法有分析计算变压器负载运行方法有分析计算变压器负载运行方法有基本公式基本公式基本公式基本公式、等等等等值电路值电路值电路值电路和和和和相量图相量图相量图相量图。基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式；基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式；基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式；基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式；等值电路：等值电路：等值电路：等值电路：是基本方程式的模拟电路；是基本方程式的模拟电路；是基本方程式的模拟电路；是基本方程式的模拟电路；相量图：相量图：相量图：相量图：是基本方程的图示表示；是基本方程的图示表示；是基本方程的图示表示；是基本方程的图示表示；三者是统一的，三者是统一的，三者是统一的，三者是统一的，一般定量计算用等效电路，一般定量计算用等效电路，一般定量计算用等效电路，一般定量计算用等效电路，讨论各物理量之间的相位关系用相量图。讨论各物理量之间的相位关系用相量图。讨论各物理量之间的相位关系用相量图。讨论各物理量之间的相位关系用相量图。26单相变压器基本方法总结分析计算变压器负载运行方法有基本公式、2 23 3 标么值标么值 在工程计算中，在工程计算中，在工程计算中，在工程计算中，各物理量（电压、电流、功率等）各物理量（电压、电流、功率等）各物理量（电压、电流、功率等）各物理量（电压、电流、功率等）除采用除采用除采用除采用实际值实际值实际值实际值来表示和计算外，来表示和计算外，来表示和计算外，来表示和计算外，有时用这些物有时用这些物有时用这些物有时用这些物理量与所选定的同单位的基值之比，即所谓的理量与所选定的同单位的基值之比，即所谓的理量与所选定的同单位的基值之比，即所谓的理量与所选定的同单位的基值之比，即所谓的标标标标么值么值么值么值表示。用表示。用表示。用表示。用“*”“*”表示。表示。表示。表示。一、定义：一、定义：一、定义：一、定义：2723 标么值 在工程计算中，各物理量（电压、电流、功率等一、定义：一、定义：一、定义：一、定义：注意：注意：注意：注意：(1)(1)标么值用下标标么值用下标标么值用下标标么值用下标“*”“*”表示。（基准值用下标表示。（基准值用下标表示。（基准值用下标表示。（基准值用下标“b”“b”表示）表示）表示）表示）(2)(2)基准值可以任意选取。基准值可以任意选取。基准值可以任意选取。基准值可以任意选取。中两个值可以任意选取，其他可以由前中两个值可以任意选取，其他可以由前中两个值可以任意选取，其他可以由前中两个值可以任意选取，其他可以由前两个得出。两个得出。两个得出。两个得出。28一、定义：注意：(1)标么值用下标“*”表示。（基准值用下标二、基准值的选取原则二、基准值的选取原则二、基准值的选取原则二、基准值的选取原则(1)(1)功率的基值选取变压器的额定容量（功率）功率的基值选取变压器的额定容量（功率）功率的基值选取变压器的额定容量（功率）功率的基值选取变压器的额定容量（功率）S SN N；(2)(2)计计计计算算算算变变变变压压压压器器器器或或或或电电电电机机机机的的的的稳稳稳稳态态态态问问问问题题题题时时时时，常常常常用用用用其其其其额额额额定定定定值值值值 作为相应的基值。一次和二次相电压的标幺值为作为相应的基值。一次和二次相电压的标幺值为作为相应的基值。一次和二次相电压的标幺值为作为相应的基值。一次和二次相电压的标幺值为:三相功率的基值取为变压器三相功率的基值取为变压器三相功率的基值取为变压器三相功率的基值取为变压器(电机电机电机电机)的三相额定容量，即：的三相额定容量，即：的三相额定容量，即：的三相额定容量，即：一次和二次相电流的标幺值为一次和二次相电流的标幺值为:29二、基准值的选取原则(1)功率的基值选取变压器的额定容量（功原边线电压原边线电压原边线电压原边线电压的标么值，基值为的标么值，基值为的标么值，基值为的标么值，基值为原边额定线电压原边额定线电压原边额定线电压原边额定线电压。（电流）。（电流）。（电流）。（电流）原边相电压原边相电压原边相电压原边相电压（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为原边额定相电压原边额定相电压原边额定相电压原边额定相电压（电流）（电流）（电流）（电流）副边线电压副边线电压副边线电压副边线电压（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为副边额定线电压副边额定线电压副边额定线电压副边额定线电压（流）（流）（流）（流）副边相电压副边相电压副边相电压副边相电压（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为（流）的标么值，基值为副边额定相电压副边额定相电压副边额定相电压副边额定相电压（流）（流）（流）（流）不难证明，此时相电压和线电压的标幺值相等，不难证明，此时相电压和线电压的标幺值相等，不难证明，此时相电压和线电压的标幺值相等，不难证明，此时相电压和线电压的标幺值相等，相电流和线电流亦相等。相电流和线电流亦相等。相电流和线电流亦相等。相电流和线电流亦相等。30原边线电压的标么值，基值为原边额定线电压。（电流）不难证明，标么值的认识：标么值的认识：标么值的认识：标么值的认识：（1 1）标么值是两个具有相同单位的物理量（实际值和选定）标么值是两个具有相同单位的物理量（实际值和选定）标么值是两个具有相同单位的物理量（实际值和选定）标么值是两个具有相同单位的物理量（实际值和选定的固定值）之比，的固定值）之比，的固定值）之比，的固定值）之比，没有量纲。没有量纲。没有量纲。没有量纲。（2 2）选定基值时，）选定基值时，）选定基值时，）选定基值时，对于电路计算对于电路计算对于电路计算对于电路计算U U、I I、Z Z和和和和S S中，中，中，中，两个两个两个两个量的基值是任意选定，量的基值是任意选定，量的基值是任意选定，量的基值是任意选定，其余两个量的基值根据电路的基其余两个量的基值根据电路的基其余两个量的基值根据电路的基其余两个量的基值根据电路的基本定律计算。本定律计算。本定律计算。本定律计算。（3 3）功率的基值是指视在功率的基值，）功率的基值是指视在功率的基值，）功率的基值是指视在功率的基值，）功率的基值是指视在功率的基值，同时也是有功和同时也是有功和同时也是有功和同时也是有功和无功功率的基值。无功功率的基值。无功功率的基值。无功功率的基值。阻抗基值也是电阻和电抗的基值。阻抗基值也是电阻和电抗的基值。阻抗基值也是电阻和电抗的基值。阻抗基值也是电阻和电抗的基值。（4 4）计算单台变压器时，）计算单台变压器时，）计算单台变压器时，）计算单台变压器时，通常以变压器的额定值作为基通常以变压器的额定值作为基通常以变压器的额定值作为基通常以变压器的额定值作为基值。值。值。值。31标么值的认识：（1）标么值是两个具有相同单位的物理量（实际值三三三三 引入标么值的意义引入标么值的意义引入标么值的意义引入标么值的意义(1)(1)(1)(1)不论变压器的容量大小，不论变压器的容量大小，不论变压器的容量大小，不论变压器的容量大小，标么值表示的各参数和典型的标么值表示的各参数和典型的标么值表示的各参数和典型的标么值表示的各参数和典型的性能数据，性能数据，性能数据，性能数据，通常都在一定的范围，通常都在一定的范围，通常都在一定的范围，通常都在一定的范围，便于比较和分析；便于比较和分析；便于比较和分析；便于比较和分析；例：例：满载时：满载时：空载电流标么值空载电流标么值(2)(2)用标么值表示，归算到原边和副边的变压器参数恒相等。用标么值表示，归算到原边和副边的变压器参数恒相等。用标么值表示，归算到原边和副边的变压器参数恒相等。用标么值表示，归算到原边和副边的变压器参数恒相等。换言之，用标么值计算时不需要折算。换言之，用标么值计算时不需要折算。换言之，用标么值计算时不需要折算。换言之，用标么值计算时不需要折算。32三 引入标么值的意义(1)不论变压器的容量大小，标么值表同理同理用标么值表示时，折算前后变压器的参数标么值相等，用标么值表示时，折算前后变压器的参数标么值相等，不用考虑折算不用考虑折算;可以用来简化方程及计算。可以用来简化方程及计算。对于理想变压器对于理想变压器33同理用标么值表示时，折算前后变压器的参数标么值相等，不用考虑（3 3）某些物理量的标么值具有相同的数值，）某些物理量的标么值具有相同的数值，）某些物理量的标么值具有相同的数值，）某些物理量的标么值具有相同的数值，简化了计算简化了计算简化了计算简化了计算（4 4）可通过标么值判断运行情况。）可通过标么值判断运行情况。）可通过标么值判断运行情况。）可通过标么值判断运行情况。34（3）某些物理量的标么值具有相同的数值，简化了计算（4）可2-4 2-4 等效参数的测量等效参数的测量变压器的电路参数在铭牌和产品目录上大都变压器的电路参数在铭牌和产品目录上大都没有标出，没有标出，可通过试验的方法测定。可通过试验的方法测定。等值电路是分析和计算变压器的有效工具。等值电路是分析和计算变压器的有效工具。激磁参数和短路参数可通过空载试验和短路激磁参数和短路参数可通过空载试验和短路试验测出。试验测出。352-4 等效参数的测量变压器的电路参数在铭牌和产品目录上大一、空载试验一、空载试验一、空载试验一、空载试验1、试验目的测：、试验目的测：空载损耗空载损耗p02、试验原理图：、试验原理图：很小，可以忽略。很小，可以忽略。空载试验可以测出变压器的励磁参数。为了便于空载试验可以测出变压器的励磁参数。为了便于空载试验可以测出变压器的励磁参数。为了便于空载试验可以测出变压器的励磁参数。为了便于测试和安全，测试和安全，测试和安全，测试和安全，空载试验在低压侧施加电压。空载试验在低压侧施加电压。空载试验在低压侧施加电压。空载试验在低压侧施加电压。R1 XRmXm36一、空载试验1、试验目的测：空载损耗p02、试验原理图：很小VAW三三相相试试验验电电源源VAAAWWVV单单相相试试验验电电源源单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器37VAW三相试验电源VAAAWWVV单相试验电源单相变压器三相3 3、试验过程：、试验过程：、试验过程：、试验过程：（1）原边加电压）原边加电压U1，副边开路，副边开路（2）用调压器使）用调压器使U1由由0上升至左右上升至左右UN，逐点测出副边的空载，逐点测出副边的空载电势电势U20、I0及及p0。(3)作图作图0U1p0I0p0I0383、试验过程：（1）原边加电压U1，副边开路（2）用调压器使(4)、试验结果分析、试验结果分析找出找出 时的时的p0及及I0（单相）（单相）R1 XXmRmT（型等效电路）（型等效电路）0U1p0I0p0I039(4)、试验结果分析找出 时此时得到的阻抗为在低压方的值。若将其折算到高压方。此时得到的阻抗为在低压方的值。若将其折算到高压方。则在试验中要在试验中要在试验中要在试验中要U U1 1调到调到调到调到1.151.15U UN N左右，为安全记，在低左右，为安全记，在低左右，为安全记，在低左右，为安全记，在低压方作原边，在低压方加电源。压方作原边，在低压方加电源。压方作原边，在低压方加电源。压方作原边，在低压方加电源。注意：注意：注意：注意：激磁参数与磁路的饱和度有关，激磁参数与磁路的饱和度有关，激磁参数与磁路的饱和度有关，激磁参数与磁路的饱和度有关，为使测出的为使测出的为使测出的为使测出的参数符合变压器实际运行，参数符合变压器实际运行，参数符合变压器实际运行，参数符合变压器实际运行，额定电压点必测。额定电压点必测。额定电压点必测。额定电压点必测。同时同时同时同时注意折算。注意折算。注意折算。注意折算。40此时得到的阻抗为在低压方的值。若将其折算到高压方。则在试验中二、短路试验二、短路试验二、短路试验二、短路试验 为了便于测试，为了便于测试，为了便于测试，为了便于测试，短路试验常在高压侧加电源电压，短路试验常在高压侧加电源电压，短路试验常在高压侧加电源电压，短路试验常在高压侧加电源电压，低压侧直接短路。低压侧直接短路。低压侧直接短路。低压侧直接短路。1 1、试验目的：测、试验目的：测、试验目的：测、试验目的：测及及pcu2 2、试验原理：、试验原理：、试验原理：、试验原理：忽略不计故忽略不计故R1 XXmRm41二、短路试验 为了便于测试，短路试验常在高压侧加电源VAW三三相相试试验验电电源源VAAAWWVV单单相相试试验验电电源源单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器42VAW三相试验电源VAAAWWVV单相试验电源单相变压器三相3 3、试验过程：、试验过程：、试验过程：、试验过程：(1)原边加电压原边加电压Uk，副边短路，副边短路(2)调电压慢慢升高调电压慢慢升高I1至由至由0增到为增到为1.2IN止止逐点记录逐点记录，及外温，及外温。(3)作图：作图：0UkpkIkpkIk为常数为常数为直线。为直线。433、试验过程：(1)原边加电压Uk，副边短路(2)调电压慢慢4.4.实验结果实验结果实验结果实验结果R1 X0UkpkIkpkIk短路试验时，短路试验时，短路试验时，短路试验时，外施电外施电外施电外施电压低，相应主磁通铜压低，相应主磁通铜压低，相应主磁通铜压低，相应主磁通铜小，小，小，小，铁耗、激磁电流铁耗、激磁电流铁耗、激磁电流铁耗、激磁电流不计，不计，不计，不计，用简化的等效用简化的等效用简化的等效用简化的等效电路来分析。电路来分析。电路来分析。电路来分析。444.实验结果R1 X0UkpkIkpkIk短 参数与温度有关，短路试验时温度与实际运参数与温度有关，短路试验时温度与实际运参数与温度有关，短路试验时温度与实际运参数与温度有关，短路试验时温度与实际运行时不同，行时不同，行时不同，行时不同，需温度换算。需温度换算。需温度换算。需温度换算。45 参数与温度有关，短路试验时温度与实际运行时不同5.5.5.5.注意：注意：注意：注意：(1)当短路时当短路时小，小，要避免过大电流。要避免过大电流。在整个过程中在整个过程中Uk很小，调电压源时要注意，通常当很小，调电压源时要注意，通常当(2)左右，为便于测量通常在高压方做试左右，为便于测量通常在高压方做试验，低压方短路。验，低压方短路。(3)如果无法将如果无法将Ik调到调到IN，那么最小应，那么最小应再近似按再近似按将将Pk及及Uk换算到额定电流值。换算到额定电流值。465.注意：(1)当短路时小，要避免过大电流。在整个过程中U三、短路电压三、短路电压三、短路电压三、短路电压1 1 1 1、定义：、定义：、定义：、定义：短路试验时短路试验时,使使时的电压称短路电压时的电压称短路电压短路试验时，短路试验时，UkI1NZk。短路电压的大小反映了变压器在额定负载下运行时短路电压的大小反映了变压器在额定负载下运行时漏阻抗压降的大小。漏阻抗压降的大小。从运行观点来看，短路电压小，从运行观点来看，短路电压小，代表输出电压受代表输出电压受负载变化的影响小。负载变化的影响小。一般为一般为410.5%.47三、短路电压1、定义：短路试验时,使时的电压称短路电压短路试2、将、将Uk中消耗在中消耗在R上的称为的上的称为的Uk有功分量有功分量Uka将将Uk中消耗在中消耗在X上的称为的上的称为的Uk无功分量无功分量Ukr482、将Uk中消耗在R上的称为的Uk有功分量Uka将Uk中消耗3 3、意义：、意义：、意义：、意义：U Uk k发应了当变压器额定运行时候。消耗在内发应了当变压器额定运行时候。消耗在内发应了当变压器额定运行时候。消耗在内发应了当变压器额定运行时候。消耗在内部阻抗上的压降。希望部阻抗上的压降。希望部阻抗上的压降。希望部阻抗上的压降。希望Z Zk k小，小，小，小，I IN NZ Zk k小，小，小，小，U U2 2 更加趋于稳定。但更加趋于稳定。但更加趋于稳定。但更加趋于稳定。但Z Zk k太小，短路时太小，短路时太小，短路时太小，短路时I Ik k太大。太大。太大。太大。493、意义：492-5 2-5 变压器的运行特性变压器的运行特性 变压器的运行特性主要有变压器的运行特性主要有变压器的运行特性主要有变压器的运行特性主要有外特性外特性外特性外特性（副边电压变化率（副边电压变化率（副边电压变化率（副边电压变化率 ）和）和）和）和效率效率效率效率1.1.外特性外特性外特性外特性 当原绕组外施电压和负载功率因数不变时，当原绕组外施电压和负载功率因数不变时，当原绕组外施电压和负载功率因数不变时，当原绕组外施电压和负载功率因数不变时，副边端副边端副边端副边端电压随负载电流变化的规律。电压随负载电流变化的规律。电压随负载电流变化的规律。电压随负载电流变化的规律。U U2 2f f（I I2 2）2.2.效率特性效率特性效率特性效率特性 当原绕组外施电压当原绕组外施电压当原绕组外施电压当原绕组外施电压 和副绕组的负载功率因数不变时，和副绕组的负载功率因数不变时，和副绕组的负载功率因数不变时，和副绕组的负载功率因数不变时，变变变变压器效率随负载电流变化的规律。压器效率随负载电流变化的规律。压器效率随负载电流变化的规律。压器效率随负载电流变化的规律。f f(I(I2 2).).502-5 变压器的运行特性 变压器的运行特性主要有外特性一、变压器的电压变化率和外特性一、变压器的电压变化率和外特性一、变压器的电压变化率和外特性一、变压器的电压变化率和外特性(1)(1)电压变化率电压变化率电压变化率电压变化率 ：外施电压为额定值，负载功率因数为给定值时，付方空载外施电压为额定值，负载功率因数为给定值时，付方空载电压与负载时电压算术差与付方额定电压得比值。电压与负载时电压算术差与付方额定电压得比值。原边原边副边副边cos 2一定一定由简化电路得由简化电路得51一、变压器的电压变化率和外特性(1)电压变化率 (2)(2)负载系数负载系数负载系数负载系数 ：输出电流标么值。：输出电流标么值。（简化电路）（简化电路）52(2)负载系数：输出电流标么值。（简化电路）52(3)得计算公式得计算公式 ，设已知设已知Rk，Xk，cos 2，作作 得延长线，并由得延长线，并由c作作垂线，交垂线，交 于于d令令则则nmabcd o53(3)得计算公式 OR：意义意义：(1)越大，越大，u越大越大(2)一定时，一定时，u受短路阻抗得影响受短路阻抗得影响54OR：意义：(1)越大，u越大(2)一定时，u受(4)a.纯电阻负载纯电阻负载:（）小，故而小，故而u小小b、.纯电感负载纯电感负载:说明由空载说明由空载负载时，副边负载时，副边电压电压c、容性负载、容性负载:且且则则空载空载负载时，副边电压负载时，副边电压可以看出：可以看出：可以看出：可以看出：感性负载时，感性负载时，感性负载时，感性负载时，2 200，U U为正；容性负载，为正；容性负载，为正；容性负载，为正；容性负载，2 200，U U可可可可正可负。实际运行中一般是感性负载，正可负。实际运行中一般是感性负载，正可负。实际运行中一般是感性负载，正可负。实际运行中一般是感性负载，端电压下降端电压下降端电压下降端电压下降58%58%。55(4)a.纯电阻负载:b、.纯电感负载:U2*0cos=0.8(滞后滞后)cos=0.8(超前超前)cos=111变压器的外特性变压器的外特性56U2*0cos=0.8(滞后)cos=0.8(超前)c二二二二.变压器的损耗及效率。变压器的损耗及效率。变压器的损耗及效率。变压器的损耗及效率。()()1.1.1.1.变压器的能量传递过程。变压器的能量传递过程。变压器的能量传递过程。变压器的能量传递过程。P1PemP2pcu1pFepcu2R1 XXmRmT（型等效电路）（型等效电路）57二.变压器的损耗及效率。(2.2.2.2.变压器的损耗变压器的损耗变压器的损耗变压器的损耗 变压器在能量传递过程中，变压器在能量传递过程中，变压器在能量传递过程中，变压器在能量传递过程中，将产生将产生将产生将产生铜耗铜耗铜耗铜耗和和和和铁耗铁耗铁耗铁耗，它们又各自包含有基本损耗和附加损耗。它们又各自包含有基本损耗和附加损耗。它们又各自包含有基本损耗和附加损耗。它们又各自包含有基本损耗和附加损耗。基本铜耗基本铜耗基本铜耗基本铜耗：原、副边绕组中电流引起的直流电阻：原、副边绕组中电流引起的直流电阻：原、副边绕组中电流引起的直流电阻：原、副边绕组中电流引起的直流电阻的损耗。的损耗。的损耗。的损耗。附加铜耗附加铜耗附加铜耗附加铜耗：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效应，有效电阻增大而增加的铜耗。应，有效电阻增大而增加的铜耗。应，有效电阻增大而增加的铜耗。应，有效电阻增大而增加的铜耗。1.1.1.1.损耗损耗损耗损耗582.变压器的损耗 变压器在能量传递过程中，将产生基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗。基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗。基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗。基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗。附加铁耗：结构件中的涡流损耗附加铁耗：结构件中的涡流损耗附加铁耗：结构件中的涡流损耗附加铁耗：结构件中的涡流损耗额定电压下，额定电压下，额定电压下，额定电压下，磁密基本不变，磁密基本不变，磁密基本不变，磁密基本不变，总损耗：总损耗：总损耗：总损耗：59基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗。附加铁耗：结构件中的涡流损60603.效率效率(1)公式公式假定假定a不变：不变：b613.效率(1)公式假定a不变：b61pKN:额定电流时的额定短路损耗额定电流时的额定短路损耗,62pKN:额定电流时的额定短路损耗,62(2)曲线曲线:空载时空载时,轻载轻载时时,小小,p0占主要地位，占主要地位，小小当当 时时,但因但因 占主要地位占主要地位故故 重载时重载时,大大,增大很快增大很快.故故U2*01.0 max0.60.863(2)曲线:空载时,轻载时,小,p0占主要地位，小当(3)当变压器铜耗当变压器铜耗=铁耗有最大效率铁耗有最大效率U2*01.0 max0.60.864(3)当变压器铜耗=铁耗有最大效率U2*01.0max0小提示小提示:本章内容已结束本章内容已结束本章内容已结束本章内容已结束,及时复习才能巩及时复习才能巩及时复习才能巩及时复习才能巩固学习效果。固学习效果。固学习效果。固学习效果。65小提示:本章内容已结束,及时复习才能巩固学习效果。65