单相变压器的负载运行
变压器负载标准
变压器负载标准
变压器负载标准是指变压器在不同负载条件下的运行状态和负载能力。在电力系统中,变压器是一种重要的电气设备,用于将电能从一个电压等级转换为另一个电压等级,以满足不同设备和系统的需求。因此,了解变压器的负载标准对于电力系统的稳定运行和设备的保护都具有重要意义。
一、变压器的负载类型
1.电阻性负载:电阻性负载是指通过变压器电流的实际
功率消耗,如照明、加热设备等。
2.感性负载:感性负载是指需要消耗无功功率的设备,
如电动机、变压器等。
3.容性负载:容性负载是指可以提供无功功率的设备,
如电容器等。
二、变压器的负载标准
1.变压器的运行状态:变压器根据不同的负载条件分为
三种运行状态:额定运行状态、过载运行状态和欠载运行状
态。额定运行状态是指变压器在额定电压、额定电流和额定功率因数下运行;过载运行状态是指变压器在实际电流超过额定电流但仍能正常运行的状态;欠载运行状态是指变压器在实际电流低于额定电流且不能正常运行的状态。
2.变压器的负载能力:变压器的负载能力是指变压器在
不同负载条件下能够承受的最大负荷。在电力系统中,变压器
的负载能力应该满足以下要求:
(1)在正常环境温度下,变压器能够长期承受的最大负载应
该不超过其额定值。
(2)在短时间内,变压器可以承受一定程度的过载,但过载
时间不应该超过一定限度,否则会对变压器造成损坏。
(3)变压器不应该处于长时间欠载运行状态,否则会对变压
器造成不必要的损耗和损坏。
3.变压器的过载能力:变压器的过载能力是指变压器在
短时间内承受超过额定负荷的能力。变压器的过载能力与变压器的类型、容量、冷却方式等因素有关。在正常情况下,变压器的过载能力应该满足以下要求:
第02章变压器的运行分析(2)—负载运行
I1 I0 I2
I1
R1
. jX 1
I0
R2'
jX
' 2
I2
U1
Rm
E1 E2'
U
' 2
ZL
jX m
3)“一”字型等效电路
R1 jX1 R2'
jX
' 2
由“T”型等效电路可得:
I1
I0
I2
I1
Z1
wenku.baidu.com
Zm
U1
|| Z2
Z
L
I11
U1
Rm
E1
U
' 2
Z L
jX m
进而可求出 I2 I0 U2 。
U2 E2 I2Z2
U 2
I2
Z
L
E1 E2 E1 I0Zm
I1 I0 I2
2)“T”型等效电 路
E1 I0Zm I0 (Rm jX m )
E1 E2'
适用于对称、稳态运行
E 2'
U
' 2
I2 Z 2
U
' 2
I2( R2'
jX
' 2
)
U
2
I2
Z
L
U1 E1 I1Z1 E1 I1( R1 jX1)
变压器第2次课(空载与负载运行)
(3-12)
由于 I 很小,电阻r1和漏电抗X1都很小,
0
因此 I Z 也很小,可忽略不计,由式 (3-12) 可得 0 1
E j 4.44 fN U 1 1 1 m
(3-13)
上式说明:当电源电压和频率均不变时,主磁通 m 基本不变,磁路饱和状态基本不变。 由于变压器空载运行时 , 二次绕组中没有电流 , 不 产生阻抗压降,因此二次绕组的端电压就等于其感应电 动势,即
3.2 单相变压器的空载运行
3.2.1 空载运行时的物理状况 变压器的空载运行是指变压器一次绕组接在额定 频率和额定电压的交流电源上,而二次绕组开路时的运 行状态,如图3-9 所示。
变压器各电磁量的正方向(参考方向)按电工惯例规定: 1.同一支路中,电压u与电流i的正方向一致。 2.由电流i产生的磁通Φ与电流i的正方向符合右手螺旋定则。 3.磁通Φ的正方向与感应电动势e的正方向符合右手螺旋关系。
(3-20)
3.3.3 负载运行时的等效电路 1. 绕组归算 归算的目的:在对变压器进行定量计算时,理论上可用上述 6个方程联立求解,但计算复杂,为了方便计算,引入归算 法。变压器归算目的是:简化定量计算和得出变压器原、副 边之间有电的联系的等效电路。 归算的原则:保持归算前后磁动势的平衡关系、各种功率关 系均不变。 归算的方法:把变压器的一、二次绕组归算成相同的匝数。 通常是将二次侧归算到一次侧,即用一个匝数为N1的等效绕 组代替匝数为N2的实际二次绕组。归算后的二次侧各物理量 右上角都加“ˊ”。具体推导如下:
单相变压器短路实验及负载实验讲解
2•严重违反实验操作规程,有重大安全隐患者,终止实验,记零分。
、实验目的
按预先设计的实验方案完成短路实验,求出有关参数 掌握负载实验方法,测取变压器的运行特性。
提交实验成果。
二、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
DQ-1
电源控制屏
1套
2
DQ24
交流电压表ຫໍສະໝຸດ Baidu
1件
3
DQ23
交流电流表
1件
4
DQ25
单三相智能功率、功率因数表
1件
5
DQ05
三相组式变压器
1件
6
DQ27
三相可调电阻器
1件
7
MF-47
万用表
1块
8
Dx
导线
若干
三、实验技术路线
1.实验前预习要点:
设备功能及使用操作规范; 变压器短路实验和负载实验的目的;两个实验直接测得的相关数
2-变压器负载运行
单相变压器的负载运行
3.负载时一次回路的电压方程:
•
••
U 1 E1 I 1 Z1
•
负载运行时,一次电流不再是 I 0
,而变为
•
I
1
.I0 0.02 ~ 0.1I1N
F取• 0的决数于值一取次决绕于组铁感心应中电主动磁势通E•
•
m
的数值,而主磁通• m
1 的大小.
I
' 2
Z
' L
c.变压器短路参数:
Zk
Z1
Z
' 2
Rk
jX k
Rk R1 R2' R1 k 2R2
Xk
X1
X
' 2
X1
k2X2
Zk 可以通过变压器短路试验求出,因此称为短路阻 抗,Rk 叫短路电阻,X k 叫短路电抗。
用短路阻抗表示的简化等效电路如图2-11(b)所示。
因
,可认为 Zm
Z
' 2
Z
' L
无限Zm大而断开,于是等效电路变成了“一”型,
称为简化等效电路。如图:
单相变压器的负载运行
b.电压平衡方程式:
•
•
3.3单相变压器的负载运行
4
§3-3 单相变压器的负载运行
3、负载运行时的基本方程和原副边电路 (1)基本方程式(6个):☆ U1 E1 I1(R1 jX1 ) E1 I1Z1 U2 E2 E2 I2R2 E2 I2 (R2 jX 2 ) E2 I2Z2
E1 kE2
I1N1 I2 N2 I0 N1
N2
g
E2
g
I2
N1
总结:☆ ☆
(1)变压器带负载后,原边绕组中的电流由两个分量组成:一个是产 生磁通的励磁分量,另一个是其负载分量,负载分量产生的磁势与 副边绕组电流产生的磁势大小相等,方向相反,互相抵消。
(2)原边绕组从电网吸收的功率传递给副边。副边绕组电流增加或减
小的同时,引起原边的电流的增加或减小,吸收的功率也增加或减
E1 E2 j4.44 fN1Φm
E&1 I&m (Rm jX m ) I&mZm
10
四、等效电路
§3-3 单相变压器的负载运行
根据折算后基本方程,可以画出T形等效电路
11
§3-3 单相变压器的负载运行
I1
R1
Im
Rm
U1 Xm
X 1
R2'
X2 ' I2'
U2 '
Z
' L
Γ 形等效电路
变压器的负载运行分析
图5.22 变压器的简化等效电路及其相量图 借助于图5.22a,便可求出电压变化率为:
u (
I1N rk cos 2 I1N xk sin 2 ) 100% U1N
(5-49)
(rk * cos 2 xk * sin 2 ) 100%
rk pK IK
2
(5-38)
短路阻抗和短路电抗分别为:
Uk zk Ik
x k z k rk
2 2
(5-39)
(5-40)
对一、二次侧绕组的漏电抗值,可通过下式将漏阻抗近似分开:
x1
x 2
xk 2
(5-42)
考虑到绕组电阻随环境温度的变化,按照技术标准,绕组的电阻值应折合到标准温 度 75 C ,而漏阻抗与温度无关。于是有:
通过空载试验可以确定变压器的变比 k 、激磁电阻 rm 和激磁电抗 xm 。空载试验的具体 接线如图5.18a、b所示。
图5.18 变压器空载试验的接线图
根据外加电压为额定电压时的试验数据,便可分别计算变压器的参数如下:
激磁电阻为:
rm
p0 I0
2
(5-32)
又
z0
U0 z1 z m (r1 rm ) 2 ( x1 xm ) 2 I0
5.4 变压器的负载运行分析
变压器负载后,二次侧的电流不再为零,从而导致铁心内部的电磁过程发生变化。
单相变压器实验报告
实验一单相变压器
一.实验目的
1.通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。
2.通过负载实验测取变压器的运行特性。
二.实验项目
1.空载实验测取空载特性U O=f(I O),P O=f(U O)。
2.短路实验测取短路特性U K=f(I K),P K=f(I)。
3.负载实验
(1)纯电阻负载
保持U1=U1N,2
cosϕ=1的条件下,测取U2=f(I2)。
(2)阻感性负载
保持U1=U1N,2
cosϕ=0.8的条件下,测取U2=f(I2)。
三.实验设备及仪器
1.MEL系列电机教学实验台主控制屏(含交流电压表、交流电流表)2.功率及功率因数表(MEL-20或含在主控制屏内)
3.三相组式变压器(MEL-01)或单相变压器(在主控制屏的右下方)
变压器T选用MEL-01三相组式变压器中的一只或单独的组式变压器。实验时,变压器低压线圈2U1、2U2接电源,高压线圈1U1、1U2开路。
A、V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。若设备为MEL-I系列,则交流电流表、电压表为指针式模拟表,量程可根据需要选择;若设备为MEL-II系列,则上述仪表为智能型数字仪表,量程可自动也可手动选择。仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。若电压表只有一只,则只能交替观察变压器的原、副边电压读数,若电压表有二只或三只,则可同时接上仪表。
W为功率表,根据采购的设备型号不同,或在主控屏上或为单独的组件(MEL-20或MEL-24),接线时,需注意电压线圈和电流线圈的同名端,避免接错线。
a.在三相交流电源断电的条件下,将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。
实验二 单相变压器带感性负载时的相量图
实验名称 实验二单相变压器带感性负载时的相量图 实验日期 2017.06.03
实验室
信息系统设计与仿真室
实验台号
班级姓名 电气15-2BF 郑翔
实验二单相变压器带感性负载时的相量图
一、实验内容
通过MATLAB 画出单相变压器带感性负载时的变压器向量图
二、实验要求
根据给出的仿真实例,画出给定负载相位角时的向量图,观察电压大小与相位的关系。 变压器参数为:f =50Hz ,N 1=876,N 2=260,U 2=6000V ,I 2=180A ,r 1n =5.5Ω,x 1n =12.4Ω,r m =850Ω,x m =8600Ω。
三、实验方法
单相变压器带感性负载时的相量图绘制:
(1)先画出负载电压'
2U 的相量;
(2)根据负载的性质和阻抗角画出二次电流(折算值)的相量;
(3)在2U 上加上一个与电流方向相同的压降,其大小为二次电流规算值'
2I 与二次漏电阻
折算值'2R 之积;再加上一个超前电流方向︒90的压降,其大小为二次电流'
2I 折算值与二次
漏电抗折算值'2χ之积;
(4)根据上一步结果连线,得出'
2E ;
(5)超前'
2E 方向︒90画出m Φ;
(6)根据励磁电阻与电抗的大小得出励磁阻抗角,并超前m Φ一个励磁阻抗角的大小得出m I 的方向;
(7)根据平行四边形法则,做出'
2I -与m I 的和,即为1I ;
(8)根据'21E E =得出1E ,并得出1E -。
(9)在1E -上加上一个与电流方向相同的压降,其大小为一次电流1I 与一次漏电阻1R 之积;再加上一个超前电流方向︒90的压降,其大小为一次电流1I 与一次漏电抗1χ之积;
3.3 单相变压器的负载运行
I2 k
k 2ZL
k I2 Z L
k U2
U2 kU2
第三章 变压器
.
.
.
(5)负载阻抗的折算值:
Z L
U 2
.
kU2
.
k
2
U
.
2
k2ZL
I2 I2
I2
二次绕组向一次绕组折算有如下规律: k
①单位为 V 的物理量,其折算值等于实际值乘以k;
②单位为 A 的物理量,其折算值等于实际值除以k;
则
Φm
E1 4.44 fN1
U1 4.44 fN1
可见,影响负载时主磁通大小的因素有电源电压和频率, 以及一次线圈的匝数。
第三章 变压器
二、磁动势平衡方程
由电磁过程分析可知,当 U1 不变时,空载和负载时的主磁通 0 基本不变。 空载时 0 由 F0 I0 N1 产生
负载时 0 由 F1 F2 I1N1 I2 N 2 产生
6)m 超前E1 90 0 5)E2 E1
第三章 变压器
作相量图的步骤(假定带感性负载)——对应简化等效电路
由等效电路可知
U2 I2ZL I1 I2
U1
U1 U2 I1RS jI1X S
jI1 X S
配电变压器运行管理规定
配电变压器运行管理规定
配电变压器是电网供电与用户用电之间的重要设备,其运行管理对于保障供电质量和安全运行至关重要。以下是一些常见的配电变压器运行管理规定:
1. 定期巡视检查:对配电变压器进行定期巡视检查,检查变压器外观是否完好,绝缘及接地装置是否正常,温度、压力等运行参数是否正常。
2. 定期维护保养:定期对配电变压器进行维护保养工作,包括清洁变压器外表、检查油位、油质等,并定期更换变压器油。
3. 额定负荷运行:严格按照变压器的额定负荷运行,不得超负荷运行,以免引起过热、过载等问题。
4. 温升保护:安装温升保护装置,及时监测变压器的温度,当温度超过设定值时,及时报警并采取相应的措施。
5. 泄漏电流保护:安装漏电保护器,及时监测变压器的漏电流,当漏电流超过设定值时,及时报警并采取相应的措施。
6. 定期检测绝缘电阻:定期检测变压器绝缘电阻,确保绝缘性能良好,避免漏电、短路等问题。
7. 防雷保护:安装防雷装置,保护变压器免受雷击的影响。
8. 配网检修:变压器在停电维修时,应有专业人员进行检修,保证操作规范和安全。
以上是一些常见的配电变压器运行管理规定,具体的管理规定还需根据实际情况进行制定和落实。
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变压器负载运行
变压器的折算法
• 当k 较大时,变压器原、副边电压相差很大,为计算和作图带来不 便,若计算时能将变比变为1,则能大大简化计算。 • 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。因此只要副边的磁势不变,主磁通与漏磁通 的数量和空间分布就和变换前一致。这为折算提供了依据。
4
负载运行时的基本方程
& & +F & =F & →φ 1. 磁势平衡式 F 1 2 m m
& N + I & N = F & = I & N I 1 1 2 2 m m
1
Im是激磁电流, 固定不变的量 IL负载分量随负载不同而变化
& = I & + (− I & N2)= I & + I & I 1 m 2 m 1L N1
3
变压器的功率传递
&1L N1 + I &2 N 2 = 0 I &1L = − I &2 N 2 I N1
又
&1 ≈ − E &1 , U &2 = E &1 N 2 E N1
N2 & & & & &2I &2 U 1 I 1 L = ( − E1 )( − I 2 ) =E N1
第3章 单相变压器的负载运行
第四章 变压器
3.3 单相变压器的负载运行
3.3.2 负载运行时的基本电动势方程式
r1 I1
1
U 1
E 1
I1 I2
F1 N 1 I1 F 2 N 2 I2
U2
F m N 1 Im
m 2
E1 E2
E 2
第四章 变压器
3.3 单相变压器的负载运行
基本方程小结
N 1 I1 N 2 I 2 N 1 I m
U 1 E 1 I1 r1 j I1 x1 E 1 I1 Z 1
U 2 E 2 I2 r2 j I2 x 2 E 2 I2 Z 2
N I N 0 I1 1 2 2
N2 I1 I2 N1
第四章 变压器
3.3 单相变压器的负载运行
3.3.2 负载运行时的基本方程式
一、磁动势平衡方程式
I1 N 1 I 2 N 2 ( I1 I m ) N 1 I 2 N 2 0
s
r2
'
U
s
2 s
U
sN
Is Ps I
2 s
I1N PSN I1N R
2 s 2
RS X
s
单相变压器实验报告
实验一单相变压器
一.实验目的
1.通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。
2.通过负载实验测取变压器的运行特性。
二.实验项目
1.空载实验测取空载特性U O=f(I O),P O=f(U O)。
2.短路实验测取短路特性U K=f(I K),P K=f(I)。
3.负载实验
(1)纯电阻负载
保持U1=U1N,
cosϕ=1的条件下,测取U2=f(I2)。
2
(2)阻感性负载
保持U1=U1N,
cosϕ=的条件下,测取U2=f(I2)。
2
三.实验设备及仪器
1.MEL系列电机教学实验台主控制屏(含交流电压表、交流电流表)2.功率及功率因数表(MEL-20或含在主控制屏内)
3.三相组式变压器(MEL-01)或单相变压器(在主控制屏的右下方)
变压器T选用MEL-01三相组式变压器中的一只或单独的组式变压器。实验时,变压器低压线圈2U1、2U2接电源,高压线圈1U1、1U2开路。
A、V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。若设备为MEL-I系列,则交流电流表、电压表为指针式模拟表,量程可根据需要选择;若设备为MEL-II系列,则上述仪表为智能型数字仪表,量程可自动也可手动选择。仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。若电压表只有一只,则只能交替观察变压器的原、副边电压读数,若电压表有二只或三只,则可同时接上仪表。
W为功率表,根据采购的设备型号不同,或在主控屏上或为单独的组件(MEL-20或MEL-24),接线时,需注意电压线圈和电流线圈的同名端,避免接错线。
a.在三相交流电源断电的条件下,将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。
单相变压器的功率因数
单相变压器的功率因数取决于其设计和运行条件。
一般来说,单相变压器的功率因数在空载时可能较低,约为0.2~0.5,而在负载较重时,功率因数通常会提高。此外,高效率的变压器在空载时的损耗较小,因此其功率因数可能相对较低。
在实际使用中,需要根据具体的应用需求和运行条件来选择适合的变压器,并确保其运行在合适的负载状态下,以提高功率因数,减少无功损耗,提高能源利用效率。
同时,对于一些特定的应用,可以通过优化设计或采取一些特殊措施来提高变压器的功率因数。例如,通过采用合理的磁路设计、选用高导磁材料、优化线圈结构等措施,可以降低变压器的无功损耗,提高其功率因数。
以上信息仅供参考,如有需要,建议咨询专业人士。
项目03_单相变压器的空载、短路及负载运行
占主磁通的千分之几,所以对应的漏抗电动势E
也是很
S1
小的,有时可以忽略不记。一次侧等效电路图(见图3-5b
)所示这时电压平衡方程式为:
U1 = I0r1+j I0 X S1+j I0 X1
I0
r1- E S1 -
E1
=
I0
Z
-
S1
E1
(3-1)
式中Z S1=r1+jX S1──为一次侧的漏阻抗;
r1──为一次侧绕组电阻;
单相变压器的空载、短路及负载运行
一、能力目标 二、使用的设备及仪器 调压器、单相变压器、电流表、电压表、功率因数 表、负载阻抗、开关、熔断器。 三、项目要求 1.变压器变压比的测定 (1)根据电路图(见图3-1)高压绕组接电源,低 压绕组开路。 (2)在调压器处于零位时合上电源开关,调节调 压器使高压绕组的电压约为高压边额定电压的50%, 测量一二次侧电压。
2020/9/30
单相变压器的空载、短路及负载运行
2020/9/30
单相变压器的空载、短路及负载运行
四、原理说明 1.变压器的空载运行 变压器一次侧加额定电压,二次侧开路即为空载运 行,其原理图(见图3-5a)所示。 (1)漏磁通及其产生的电压降 实际变压器是存在电阻、漏磁通和铁耗的(铁心中 的涡流、磁滞损耗)。空载电流激励的磁通分为两部分 ,大部分通过铁心同时与一次侧、二次侧绕组交链,这
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•
U1
E1 = E2'
•
I 2'
•
U2'
ZL'
R1
•
•
Xσ 1
I0
•
U1
E1 = E2'
Xm
•
Rm
z0 =
U1
I0
R0 =
P0
2 2 x0 = z0 − R0
• 注意事项 a. zm 与变压器饱和程度有关,多点测量后不能简单地取平均值
b. 一般在低压侧试验,使IO较大,保证试验精度。 若试验在低压侧进行,一般需将结果折算到高压侧(k2 倍)。
• •
R1
a
•
Xσ1
•
X σ 2 R2
• •
I 10
A
•
I2
•
1
U
E1 Eσ1
•
Φ
•
•
σ1
X
E2 • U 20 Z L Eσ2 x
•
I1
•
I2
U1
E1
E2
•
U2
ZL
KV L
空载平衡方程式
U 1 = − E1 + I 0 ( R1 + jX σ 1 ) U 20 = E 2 E1 = − j 4.44 fN1 Φ m = k E 2 E1 = − I 0 ( Rm + jX m )
SN U1N
U1Nφ
SN
U2N
U2Nφ I2N I2Nφ
I1N I1Nφ
I1Nφ
阻抗 Z = U1Nφ 1N
Z2N =
U2Nφ I2Nφ
第六章 单相变压器的负载运行
1.电磁关系 重点:磁势平衡 2.等值电路 等效原则、方法 等值电路图,参数物理意义 平衡方程式 矢量图 参数测试方法、处理技巧 2.外特性与效率 与负载性质有关 3.标幺值 定义,使用方法,优点
Βιβλιοθήκη BaiduI 10
•
•
• •
•
I2
•
I2
I1
•
Rm •
•
a
U1
E1
E2
U2
ZL U U 1 1
X
E 1 1 = E2' E • Eσ1
Φ
I 2'
σ1
Xm
U2' E
•E 2
•
•
σ2
ZL U 20 Z L'
x
•
目标: 原、副边用统一电路描绘 原则: 副边对原边的影响不变。 折合后 折合前 即: 磁势平衡不变 • • • • • • 功率平衡不变 U 1 = − E1 + I 1 ( R1 + jXσ 1 ) U1 =−E1+ I1(R + jXσ1) 1 方法:N′2 = N1= kN2 • • • • • • • • • • • • U '2 = E'2 − I '2 ( R '2 + jX 'σ 2 ) U2 = E2 + Eσ2 − I 2 R2 = E2 − I 2 (R2 + jXσ2 ) E2'= E1 = k E2
η=
P2 ×100% P1
六、标幺值
1. 定义: 标幺值 = 2. 基准值的选取:
实际值 基准值
3、取标幺值的优点
(1)直观表达电机工况 (2)便于计算 • 折合前后付边标幺值相等 • 线值与相值电压(流)的标幺值相等 • 对称运行时一相功率与三相功率的 标幺值相等
一次侧 二次侧 功率 线电压 相电压 线电流 相电流
U 2 = I 2 ZL
• •
•
•
KV L
•
•
•
•
I0
•
•
•
KVL
•
• • •
Rm
E1
Xm
N 1 I 1 + N 2 I 2 ≈ N 1 I 0 (U1 ≈ − E1 →Φ m 基本恒定 )
•
•
二、变压器的折合
R1
• •
Xσ1
I1
•
X σ 2 R2
• •
R1
A
•
• •
Xσ1
Φ X 'σ 2 m
•
R2 '
图1
变压器例题讲解: 选择正确结论: 1、变压器采用从二次侧向一次侧折合算法的原则是(
)。 A. 保持二次侧电流I2不变;B. 保持二次侧电压为加额定电压; C. 保持二次侧磁通势不变;D. 保持二次侧绕组漏阻抗不变;
2、分析变压器时,若把一次侧向二次侧折合,则下面说法正确的
是( )。 A. 不允许折合;B. 保持一次磁通势不变; C.一次电压折算关系是U'1= kU1; D.一次电流折算关系是I'1= kI1,阻抗折算关系是Z'1= k2 Z'1。 3、额定电压为220/110V的单相变压器,高压侧漏电抗为0.3Ω,折合到二次侧 后大小为( ) A. 0.3Ω; B. 0.6Ω; C.0.15 Ω; D.0.075 Ω 4、额定电压为220/110V的单相变压器,短路阻抗Zk=0.01+j 0.05 Ω ,负载阻抗 为ZL=0.6+j 0.12Ω,从一次侧看进去总阻抗大小为( ) A. 0.61+j 0.17Ω; B. 0.16+j 0.08Ω; C.2.41+j 0.53Ω ; D.0.64+j 0.32Ω
Zk = Rk + jXk = (R1 + R2 ') + j( Xσ1 + Xσ 2 ')
Zk = Uk Ik
Rk =
Pk I
2 k
Xk = Zk2 − Rk2
R1 ≈ R2 ' =
一般有:
Rk
• 注意事项 a. zk 很小,Uk不能太大
Xσ1 ≈ Xσ 2 ' =
2 Xk
2
b. 一般在高压侧试验,使Uk较大,保证试验精度。 c. 一般需将电阻值再折算到额定工作温度值
•
I2
U1
E1
E2
•
U2
ZL
F 1+ F 2 ≈ F 0
空载 ↓ 负载
(U1 ≈ − E1 →Φ m 基本恒定 )
• • •
•
•
•
N1 I 1 + N 2 I 2 ≈ N1 I 0
I2 增大时, I1 如何变化?
I1+ I 2
• •
•
•
•
k
≈ I0
•
第六章
一、电磁现象
• •
单相变压器的负载运行
Φm
五、变压器的外特性与效率 1. 外特性 U 2 = f ( I 2 ) U = C , cos ϕ
1
r1
•
xσ 1
I1
•
x'σ 2
rm xm
•
r2 '
2 =c
•
U1
E1 = E2'
•
I 2'
•
U2'
ZL'
= I12r1
U0 − U N × 100% UN
2 = I2 r2
= U2 I2 cosϕ2
• • • • • • • • • •
•
• •
负载
• •
• •
U1 = − E1 + I1(R1 + jXσ1)
U 2 = E2 + Eσ 2 − I 2 R2 = E2 − I 2 (R2 + jXσ 2 )
E1 = − j4.44 fN1 Φm = k E2 E1 = − I 0 (Rm + jXm )
四、变压器的试验和参数测试
1. 短路试验
•
R1
•
Xσ 1
I1
•
X 'σ 2 R2 '
U1
E1 = E2'
Xm
•
Rm
•
I 2'
•
U2'
ZL'
Uk 电流线圈
外接
R1 Xσ1
R'2
X'σ1
• 线路及方法 U1 : 0↗UK →IK =I1N 此时 UK =5~10%U1N • 测量值 UK 、IK 、PK • 分析 Uk << U1N Φ m小,磁路不饱和,I 0极小,可以忽略
• • • • • • • • • • • • •
•
•
•
T型等值电路
R1
•
•
近似等值电路
励磁阻抗 Zm>>漏阻抗
•
Xσ1
X 'σ 2 R2 '
I1
•
U1
E1 =E2'
Xm
•
Rm
•
I 2'
U2'
ZL'
忽略Im 简化等值电路
Z k = + jX k ) Rk = R1 + R '2 = R1 + k 2 R2 ′ X k = X 1σ + X 2σ = X 1σ + k 2 X σ 2 2
E1 =− j4.44 fN1 Φm = kE2
•
• •
•
•
U2'= kU2 I 2' = k I 2
• •
•
•
E1 = − j4.44 fN1 Φm = E2'
• •
•
•
E1 =−I0 (Rm + jXm)
•
•
U2 = I 2 ZL
•
N1 I 1 + N 2 I 2 = N1 I 0
•
•
R2 ' = k2R2 Xσ 2 ' = k2 Xσ 2 ⎧ RL'= k2RL 2 ZL'= k ZL ⎨ 2 ⎩XL'= k XL
U '2 = I '2 Z 'L
I 1 + I '2 = I 0
• • •
•
E1 = − I 0 (Rm + jXm )
•
•
三、变压器的T型等值电路、相量图
R1
• •
Xσ1
I1
•
X 'σ 2 R2 '
U1
E1 = E2'
Xm
•
Rm
•
I 2'
•
U2'
ZL'
U1 = − E1 + I1 (R1 + jXσ1 ) E'2 = U'2 + I'2 (R '2 + jX 'σ 2 ) E1 = − j4.44 fN1 Φm = E'2 E1 = − I 0 (Rm + jXm ) U'2 = I'2 Z 'L I1 + I'2 = I 0
四、变压器的试验和参数测试
2. 空载试验(开路试验) 电压线圈 外接 • 线路及方法 • 测量值 U1 、I0 、P0 E U • 分析 k = 1 E ≈ 1 U 2 20
2 I0 R 一般大型变压器: 1 << Rm ≈ R0 Xσ1 << Xm ≈ X0
•
R1
•
Xσ 1
I1
•
X 'σ 2 R2 ' rm
第六章 单相变压器的负载运行
1. 2. 3. 4. 5. 电磁关系 等值电路、相量图 参数测试 外特性与效率 标幺值
第六章
一、电磁现象
• •
单相变压器的负载运行
Φm
• •
R1
a
•
Xσ1
•
X σ 2 R2
• •
I 10
A
•
I2
•
1
U
E1 Eσ1
•
Φ
•
•
σ1
X
E2 • U 20 Z L Eσ2 x
•
I1
变压器例题讲解: 例1:一台2:1的单相变压器,原边加额定电压220V,测 得空载电流为1A。问:若在付边加110V同频率电压,空 载电流为多大? 例2:某单相变压器的额定电压为220/110V,如图1所示。设高压侧 加220V电压,空载电流为I0,主磁通为Φ0,试分析: (1)若X与a短接,在Ax端加330V电压,此时空载励磁电流I'0、 主磁通Φ'0各为多少? (2)若X与x短接,在Aa端加110V电压,则空载励磁电流I"0、 主磁通Φ"0各为多少?
小结
第六章 单相变压器的空载短路实验
注意点
1.短路实验一定要做得快(电流大!!!),否则第一批学生做完了,第 二批没法做!!
cf . DCG : ΔU =
2. 电压调整率
UN 2 − U2 定义: U = Δ ×100% UN 2
P1 = U1 I1 cosϕ1
2 = Io rm
其中, UN2代表变压器一次绕组接额定电压,二次绕组开路时的电压。 U2代表变压器额定运行时,二次绕组的电压
3. 电磁功率和效率
Pem = E2 ' I2 ' cosψ 2 = E2 I2 cosψ 2