華中科大電機(jī)學(xué)課件ch3

1、變壓器參數(shù)測定、標(biāo)幺值與運行特性3.4 變壓器的參數(shù)測定3.5 標(biāo)幺值3.6 變壓器的運行特性空載試驗短路試驗電壓變化率效率2005-5第3章 變 壓 器23.4 變壓器的參數(shù)測定一、空載試驗 根據(jù)變壓器的空載試驗可以求得變比k、空載損耗p0、空載電流I0以及勵磁阻抗Zm。 依據(jù)等效電路和測量結(jié)果而得到下列參數(shù): 變壓器的變比 k =U1U2 由于ZmZ1 ，可忽略Z1 ，則有： 勵磁阻抗 Zm =U1I0 2005-5第3章 變 壓 器3 勵磁電阻 Rm=p0I02 勵磁電抗 Xm=(Zm2-Rm2)1/2 應(yīng)注意，上面的計算是對單相變壓器進(jìn)行的，如求三相變壓器的參數(shù)，必須根據(jù)一相的空載損耗

2、、相電壓、相電流來計算。 空載試驗可以在任何一方做，若空載試驗在一次側(cè)進(jìn)行，則測得的勵磁阻抗 ，為了安全和方便,一般空載實驗在低壓方進(jìn)行。 在高壓方、低壓方施加額定電壓做空載試驗時，空載損耗相等。2005-5第3章 變 壓 器4二、短路試驗 根據(jù)變壓器的短路試驗可以求得變壓器的負(fù)載損耗、短路阻抗Zk 。 下圖是一臺單相變壓器的接線圖和等效電路圖 將變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加一很低的電壓，以使一次側(cè)電流接近額定值。測得一次側(cè)電壓Uk，電流Ik，輸入功率Pk。2005-5第3章 變 壓 器5 短路試驗時，Uk很低（4%10%U1N），所以，鐵心中主磁通很小，勵磁電流完全可以忽略，鐵心中的損耗也可

3、以忽略。從電源輸入的功率Pk等于銅耗，亦等于負(fù)載損耗。 根據(jù)測量結(jié)果，由等效電路可算得下列參數(shù)： 短路阻抗 Zk=UkIk 短路電阻 短路電抗 Xk=(Zk2-Rk2)1/2 2005-5第3章 變 壓 器6 同空載試驗一樣，上面的分析時對單相變壓器進(jìn)行的，求三相變壓器的參數(shù)時，必須根據(jù)一相的負(fù)載損耗、相電壓、相電流來計算。短路試驗可以在高壓方做也可以在低壓方做，所求得的Zk是折算到測量方的。 在低壓方做短路試驗時，負(fù)載損耗值不變，但 太小， 太大，調(diào)節(jié)設(shè)備難以滿足要求，試驗誤差也較大。故短路試驗通常在高壓方進(jìn)行。 2005-5第3章 變 壓 器73.5 標(biāo)幺值 在電力工程的計算中，電壓、電流

4、、阻抗、功率等通常不用它們的實際值表示，而用其實際值與某一選定的同單位的基值之比來表示。此選定的值稱為基值，此比值稱為該物理量的標(biāo)幺值或相對值。對于三相變壓器一般取額定相電壓作為電壓基值，取額定相電流作為電流基值，額定視在功率作為功率基值。 一、二次側(cè)相電壓、相電流標(biāo)幺值： 一、二次側(cè)短路阻抗的標(biāo)幺值：2005-5第3章 變 壓 器8（1）不論電力變壓器容量相差多大，用標(biāo)幺值表示的參數(shù)及性能數(shù)據(jù)變化范圍很小。例如空載電流I0*約為0.0050.025，短路阻抗標(biāo)幺值Zk*約為0.040.105。（2）二次側(cè)物理量對二次側(cè)基值的標(biāo)幺值等于該物理量的折算值對一次側(cè)基值的標(biāo)幺值。例如：（3）用標(biāo)幺值

5、后，某些物理量具有相同的標(biāo)幺值。例如：2005-5第3章 變 壓 器9一、電壓變化率 電壓變化率定義為：變壓器一次側(cè)繞組施加額定電壓、負(fù)載大小I2及其功率因數(shù)cos2一定時，二次側(cè)空載電壓U20與負(fù)載電壓U2之差與二次側(cè)額定之比，通常用百分?jǐn)?shù)表示。即3.6 變壓器的運行特性2005-5第3章 變 壓 器10 根據(jù)簡化向量圖推導(dǎo)出電壓變化率的簡化計算公式如下U =(Rk*cos2-Xk*sin2)100% 式中，=I2I2N =稱為負(fù)載系數(shù)。 （1）U的大小與短路阻抗的標(biāo)幺值Zk*（Rk*、Xk*）、負(fù)載大?。↖2*）和負(fù)載性質(zhì)（cos2）有關(guān)；（2）短路阻抗的標(biāo)幺值Zk*，U越大，負(fù)載變化時，

6、負(fù)載電壓波動較大。因此，從運行角度看，希望Zk*小些較好。但從限制短路電流大小的角度看，Zk*又不能太小。（3）感性負(fù)載時，U0，二次側(cè)端電壓U2隨負(fù)載電流I2的增大而下降；（4）容性負(fù)載時，U可能小于0，二次側(cè)端電壓可能隨負(fù)載電流I2的增加而升高。2005-5第3章 變 壓 器11二、效率 變壓器的效率定義為=(P2P1)100 %=1- p(P2+ p)100 % 其中，P1為一次側(cè)繞組的輸入功率；P2為二次側(cè)繞組輸出功率； p為所有損耗之和。 在用上式計算效率時，作以下幾個假定：（1）以額定電壓下空載損耗p0作為鐵耗，并認(rèn)為鐵耗不隨負(fù)載而變化。（2）以額定電流時的負(fù)載損耗pkN作為額定負(fù)

7、載電流時的耗，并認(rèn)為銅耗與負(fù)載系數(shù)的平方成正比。（3） 計算P2時，忽略負(fù)載運行時二次側(cè)電壓的變化。 2005-5第3章 變 壓 器12 在應(yīng)用了上述的三個假定后，定義式變?yōu)?采用這些假定引起的誤差不超過0.5%，而且對所有的電力變壓器都用這用方法來計算效率，可以在相同的基礎(chǔ)上進(jìn)行比較。2005-5第3章 變 壓 器13 效率隨負(fù)載系數(shù)而變化的曲線=f()稱為效率特性。在一定的cos2下，=0，=0；當(dāng)較小時，2pkN(銅耗)p0(鐵耗)，隨的增大而增大；當(dāng)較大時，2pkNp0，隨的增大的而下降。因此在的增加過程中，有一值對應(yīng)的效率達(dá)到最大，此值可用微分法求得，即 經(jīng)過對的微分運算，可得產(chǎn)生最大效率時的負(fù)載系數(shù)為m=(p0pkN)1/2 即 m2pkN=p0 2005-5第3章 變