3.6变压器的工作特性

（2）额定负载，且cos=0.8（超前）时的电压变化率、副边电 压和效率。
（3） cos=0.8（滞后）时的最高效率及对应的负载系数。
解（1）原边电流：
I1N
SN 5600 539 A 3U1N 3 6
由于在额定负载下工作，所以：
U I1N Rk cos2 I1N X k sin 2 100 %
(1
I 2*S N
p0
cos 2
I
*2 2
pk
p0
I
*2 2
pk
)
100%
(1
18 56
) 100% 98.37%
5600 0.8 18 56
9
§3-6 变压器的工作特性
（2）因为cos=0.8超前，所以sin =-0.6，此时：
U I1N Rk cos2 I1N X k sin 2 100%
§3-6 变压器的工作特性 一、变压器的工作特性（外特性）
外特性：副边输出电压和输出电流的关系。即： 当U1 U1N , cos2 常数的条件下的 U2 f (I2 )
1
§3-6 变压器的工作特性
U2 f (I2 ) 曲线 U2 U2N
cosφ2=0.8（容性）
cosφ2=1（电阻性） cosφ2=0.8（感性）
0
I2N I2
通常，用电压变化率来表示U2随I2的变化程度：
u
U2N
U2
100%
U1N
U
' 2
100%
☆
U2N
U1N
2
§3-6 变压器的工作特性
I1 Rk
X k I2'
U1
U2'
Z
' L
U1 U2' I1Rk jI1 X k U1N jI1N X k
u
U1N
U
' 2
100%
U1N
I1N Rk cos 2 I1N X k sin2 100%
U1N 539 0.064 0.8 539 0.293 (0.6) 100% 1.94%
6000 / 3 U2 (1 U ) U2N (1 0.0194) 400 407.76V
效率不变。 （3）最高效率时的负载系数：
I
* 2
p0 / pk 18 / 56 0.567
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§3-6 变压器的工作特性
【补例 4 】一台三相变压器，SN=5600kVA，U1N/ U2N = 6000V /400V，原边Y接法，副边△接法。测出75℃时 pk=56kW，Rk=0.064， Xk=0.293， p0=18kW。试求：
（1）额定负载，且cos=0.8（滞后）时的电压变化率、 副边电压和效率。
7
§3-6 变压器的工作特性
变压器的铁耗可以由空载试验测出，铜耗可以从短路试 验测量，因此：
5
§3-6 变压器的工作特性
p pFe pCu
p0
( I2 I2N
)2
pD
p0
I
*2 2
pD
☆
效率 : P2 100%
P1
P2=U2I2cos ＝ U2NI2cos
(1 p ) 100% ＝ U2NI2NI2*cos P2 p
相电压
UN
539 0.064 0.8 539 0.293 0.6 100% 3.53%
6000 / 3
8百度文库
副边电压为：
§3-6 变压器的工作特性
U2 (1 U ) U2N (1 0.0353) 400 386V
由于：
I
* 2
I2 I2N
1
所以效率：
(1 p ) 100%
P2 p
(1
I
* 2
S
N
p0
cos2
I
*2 2
pD
p0
I
*2 2
pD
) 100%
☆
6
§3-6 变压器的工作特性
变压器在铁耗和铜耗相等时效率最高，即在：
I
* 2
p0 / pk
时效率最高。
通常，将变压器的最大效率设计在额定负载的50％～58 ％左右其效率曲线如教材图3-20（P94）
【例3-1】 【例3-2】教材P94
所以最高效率：
max
(1
p ) 100%
P2 p
(1
I 2*S N
p0
cos 2
I
*2 2
pk
p0
I
*2 2
pk
) 100%
(1
18 0.5672 56
) 100% 98.6%
0.567 5600 0.8 18 0.5672 56
11
U1N
( Rk*
cos
2
X
* k
s in 2
) 100%
当变压器不在额定状态工作时：
I1N Rk U2'
2
I1N I2' N
u
I
* 2
(Rk*
cos 2
X
* k
sin2 ) 100%
☆
3
§3-6 变压器的工作特性
二、变压器的损耗和效率()
变压器的损耗包括两部分：
磁滞损耗：磁滞现象引起铁芯发热，造
铁耗( pFe )： 成的损耗。
涡流损耗：交变磁通在铁芯中产生的感
应电流（涡流），而产生的损耗。
为减小涡流损耗，铁芯一般由 硅钢片叠压而成。
铜耗 (pCu) ：电流流过绕组的直流电阻所产生的损耗。
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§3-6 变压器的工作特性
变压器能量传递示意图：
原边
P dc P1
副边
P2
P cu1
P Fe
P cu2