變壓器的運(yùn)行特性課件

1、變壓器的運(yùn)行特性 變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性 變壓器的運(yùn)行特性主要有變壓器的運(yùn)行特性主要有外特性外特性及及效率特性效率特性。 變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一、二次繞組的內(nèi)阻抗壓變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一、二次繞組的內(nèi)阻抗壓降隨負(fù)載變化而變化。負(fù)載電流增大時(shí)，內(nèi)阻抗降隨負(fù)載變化而變化。負(fù)載電流增大時(shí)，內(nèi)阻抗壓降增大，二次繞組的端電壓變化就大。變壓器壓降增大，二次繞組的端電壓變化就大。變壓器在傳遞功率的過程中，不可避免地要消耗一部分在傳遞功率的過程中，不可避免地要消耗一部分有功功率，即要產(chǎn)生各種損耗。衡量變壓器運(yùn)行有功功率，即要產(chǎn)生各種損耗。衡量變壓器運(yùn)行性能的好壞，就是看二次側(cè)繞組端電

2、壓的變化程性能的好壞，就是看二次側(cè)繞組端電壓的變化程度和各種損耗的大小，可用度和各種損耗的大小，可用電壓變化率電壓變化率和和效率效率兩兩個(gè)指標(biāo)來衡量。個(gè)指標(biāo)來衡量。變壓器的運(yùn)行特性一、標(biāo)么值 標(biāo)么值標(biāo)么值, ,就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的就是指某一物理量的實(shí)際值與選定的同一單位的基準(zhǔn)值的比值基準(zhǔn)值的比值, ,即即1、定義2、基準(zhǔn)值的確定1)1)通常以額定值為基準(zhǔn)值。通常以額定值為基準(zhǔn)值。 2)2)各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)；各側(cè)的物理量以各自側(cè)的額定值為基準(zhǔn)； 線值以額定線值為基準(zhǔn)值，相值以額定相值為基準(zhǔn)值；線值以額定線值為基準(zhǔn)值，相值以額定相值為基準(zhǔn)值；單相值以額定單相

3、值為基準(zhǔn)值，三相值以額定三相值為基準(zhǔn)值；單相值以額定單相值為基準(zhǔn)值，三相值以額定三相值為基準(zhǔn)值； .SSQ,P.ZZX,R.EUBB的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為和和的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為和和的的基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值為為和和BU3) 3) 標(biāo)么值標(biāo)么值= =實(shí)際值實(shí)際值基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值變壓器的運(yùn)行特性3、優(yōu)點(diǎn)01*mZI020*mPRI*sSNZU*sSNRP*NPcosN*NQsinN4、缺點(diǎn)標(biāo)么值沒有單位，物理意義不明確。標(biāo)么值沒有單位，物理意義不明確。（3 3）折算前、后的標(biāo)么值相等。線值的標(biāo)么值）折算前、后的標(biāo)么值相等。線值的標(biāo)么值= =相值的標(biāo)么值；相值的標(biāo)么值； 單相值的標(biāo)么值單相值的標(biāo)么值= =三相值的

4、標(biāo)么值；三相值的標(biāo)么值； （1 1）額定值的標(biāo)么值為）額定值的標(biāo)么值為1 1。 （2 2）百分值）百分值= =標(biāo)么值標(biāo)么值100% 100% ；（4 4）某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等）某些意義不同的物理量標(biāo)么值相等. .變壓器的運(yùn)行特性二、電壓調(diào)整率和外特性二、電壓調(diào)整率和外特性1 1、變壓器的外特性、變壓器的外特性 當(dāng)變壓器電源電壓當(dāng)變壓器電源電壓 和負(fù)載功率因數(shù)和負(fù)載功率因數(shù) 等于常數(shù)時(shí)，等于常數(shù)時(shí)，二次側(cè)端壓二次側(cè)端壓 隨負(fù)載電流隨負(fù)載電流 的變化規(guī)律，即的變化規(guī)律，即U U2 2 = f(I = f(I2 2) )曲曲線稱為變壓器的外特性曲線。線稱為變壓器的外特性曲線。1U2cos2

5、U2I變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于變壓器內(nèi)部變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于變壓器內(nèi)部存在電阻和漏抗，故負(fù)載電流在變壓器存在電阻和漏抗，故負(fù)載電流在變壓器內(nèi)部產(chǎn)生阻抗壓降，使二次側(cè)端電壓隨內(nèi)部產(chǎn)生阻抗壓降，使二次側(cè)端電壓隨負(fù)載電流的變化而發(fā)生變化。負(fù)載電流的變化而發(fā)生變化。變壓器二次電壓的大小不僅與負(fù)載電變壓器二次電壓的大小不僅與負(fù)載電流的大小有關(guān)，還和負(fù)載的功率因數(shù)有流的大小有關(guān)，還和負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)。關(guān)。當(dāng)純電阻負(fù)載和感性負(fù)載時(shí)，外特性當(dāng)純電阻負(fù)載和感性負(fù)載時(shí)，外特性是下降的；容性負(fù)載時(shí)，外特性可能上是下降的；容性負(fù)載時(shí)，外特性可能上翹。翹。變壓器的運(yùn)行特性2 2、 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率定義：是指一次側(cè)

6、加定義：是指一次側(cè)加50Hz50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值的百在某功率因數(shù)下的二次電壓之差，與二次額定電壓的比值的百分?jǐn)?shù)，即分?jǐn)?shù)，即 電壓調(diào)整率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一電壓調(diào)整率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一, ,它大小它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。反映了供電電壓的穩(wěn)定性。2022222NNNUUUUUUU變壓器的運(yùn)行特性用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式：22*ssU(R cosX sin) 由表達(dá)式可知，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及由表達(dá)式可

7、知，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。21N11NIIIIII22其中，負(fù)載系數(shù)：其中，負(fù)載系數(shù)：反映了負(fù)載的大小。反映了負(fù)載的大小。為負(fù)如較大均為正。和很小uXruKK2*2222sin0cos, 00sin1cos22222cossin0usincos0變壓器的運(yùn)行特性說明：說明：(1)(1)電壓調(diào)整率的大小與負(fù)載大小（電壓調(diào)整率的大小與負(fù)載大小（ ）、負(fù)載性質(zhì)（）、負(fù)載性質(zhì)（ ）及變壓器本身的參數(shù)（及變壓器本身的參數(shù)（ ）有關(guān)。）有關(guān)。(2)(2)在電力變壓器中，在電力變壓器中， ，當(dāng)變壓器帶，當(dāng)變壓器帶純電阻負(fù)載純電阻負(fù)載時(shí)，時(shí)，電壓變化率小

8、且為正，說明負(fù)載變大時(shí)二次側(cè)端電壓下電壓變化率小且為正，說明負(fù)載變大時(shí)二次側(cè)端電壓下降得很?。粠Ы档煤苄?；帶阻感性負(fù)載阻感性負(fù)載時(shí)，電壓變化率大，且為正值，時(shí)，電壓變化率大，且為正值，說明二次側(cè)端電壓隨負(fù)載的增大而下降且在同一負(fù)載下，說明二次側(cè)端電壓隨負(fù)載的增大而下降且在同一負(fù)載下，感性負(fù)載時(shí)端電壓的下降量比純阻性負(fù)載時(shí)大；帶感性負(fù)載時(shí)端電壓的下降量比純阻性負(fù)載時(shí)大；帶阻容阻容性負(fù)載性負(fù)載時(shí)，電壓調(diào)整率可能為正值，也可能為負(fù)值，當(dāng)時(shí)，電壓調(diào)整率可能為正值，也可能為負(fù)值，當(dāng)電壓調(diào)整率為負(fù)值時(shí)，說明隨負(fù)載增大，二次側(cè)端電壓電壓調(diào)整率為負(fù)值時(shí)，說明隨負(fù)載增大，二次側(cè)端電壓升高。升高。(3)(3)一般

9、情況下，額定負(fù)載下，功率因數(shù)為指定時(shí)（通常為一般情況下，額定負(fù)載下，功率因數(shù)為指定時(shí)（通常為0.80.8滯后）的電壓調(diào)整率滯后）的電壓調(diào)整率 為額定電壓調(diào)整率。為額定電壓調(diào)整率。 是變是變壓器的主要性能指標(biāo)之一。通常壓器的主要性能指標(biāo)之一。通常 左右，所以電左右，所以電力變壓器的高壓繞組均為有力變壓器的高壓繞組均為有+5%+5%的抽頭，以便進(jìn)行電壓調(diào)的抽頭，以便進(jìn)行電壓調(diào)整。整。2kkKjxrZ*kkrXNUNU%5NU變壓器的運(yùn)行特性3 3、變壓器的電壓調(diào)整、變壓器的電壓調(diào)整 為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi)為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi), ,通常在變壓器的高通常在變壓器的高壓側(cè)設(shè)置抽頭壓

10、側(cè)設(shè)置抽頭, ,并裝設(shè)分接開關(guān)并裝設(shè)分接開關(guān), ,調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù)匝數(shù), ,來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。 分接開關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱分接開關(guān)有兩種形式：一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為為無載分接開關(guān)無載分接開關(guān)-這種調(diào)壓方式稱為無勵(lì)磁調(diào)壓；另一種可這種調(diào)壓方式稱為無勵(lì)磁調(diào)壓；另一種可以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為有載分接開關(guān)有載分接開關(guān)-這種調(diào)這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。壓方式稱為有載調(diào)壓。 中、小型電力變壓器一般有三個(gè)分接頭，記作中、小型電力變壓器一般有三個(gè)分接頭，記作U UN

11、 N 5%5%。大型電力變壓器采用五個(gè)或多個(gè)分接頭。大型電力變壓器采用五個(gè)或多個(gè)分接頭, ,例例U UN N 2x2.5%2x2.5%或或U UN N 8x1.5%8x1.5%。變壓器的運(yùn)行特性三、三、 效率和效率特性效率和效率特性 鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故鐵損耗與外加電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載大小基本無關(guān)，故也稱為也稱為不變損耗不變損耗。1 1、變壓器的損耗、變壓器的損耗 銅損耗銅損耗分基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是在電流分基本銅損耗和附加銅損耗?；俱~損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因集膚效應(yīng)在一、二次繞組直流電阻上的損耗；附加損耗包括因

12、集膚效應(yīng)引起的損耗以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。引起的損耗以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。變壓器的損耗主要是變壓器的損耗主要是鐵損耗鐵損耗和和銅損耗銅損耗兩種。兩種。 鐵損耗鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；捐F損耗為磁滯包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?；捐F損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。 銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比，故也稱為可變損耗可變損耗。變壓器

13、的運(yùn)行特性 效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。2、變壓器的效率及效率特性、變壓器的效率及效率特性效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。21100P=%P1121FeCuFeCupP + P-= -PP + P + P0222222FeCuSNSNNN2p= PIp=() P=PIP =S cos其中變壓器的運(yùn)行特性效率表達(dá)式效率表達(dá)式202201100SNNSNPP()%S c osPP 變壓器效率的大小與負(fù)載的變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。數(shù)有關(guān)。效率特性：效率特性：在功率因數(shù)一定時(shí)，變?cè)诠β室驍?shù)一定時(shí)，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系=f(),=f(),稱為變壓器