变压器空载、短路试验ppt课件
第五章-变压器空载合闸时的冲击电流-PPT
大型变压器衰减得慢些 ，有时达十几秒之久。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
空载合闸电流对变压器的直接危害不大 ，但 它能引起装在变压器一次侧的过电流保护继电器 动作，使变压器脱离电网。
如果遇到这种情况，可以再合一次闸，甚至 两次，总能合在适当的时刻，使变压器发生的过 渡过程不那么剧烈，也就不再调闸了。
Yy 和 Yd ，当极性连接错了，哪一种变
压器损坏更大？
12、Yd 变压器联结极性正确，否则二次
侧将出现很大的基波环流，烧坏变压器。
13、Yy 变压器接线正确，避免出现三相
不对称电压电流。
14、大型变压器空载合闸掌握时机
若： max 2m
根据磁化曲线过饱和点非线性
m
I0max 几十 几百倍I0
i1 2i1k [(cos )e LK cos(t )]
为突发短路开始即 t = 0 时一次电压的初
相角。
当 00
i1max kk 2i1k
大型变压器： kk 1.8
i1max kk 2i1k
稳态短路电流：
I 1K
1 ZK
例题：一台三相变压器 Yyn0，uk 4%
求： 00 ，二次绕组突发短路时一次绕组
短路电流的最大值。
Z K U K 0.04
I Km
kk
1 ZK
1.8 1 0.04
1.8 25
45倍
当变压器发生突发短路时，短路电流达额定 电流的 25~30 倍，由于漏磁通的大小与绕组电 流成正比，可见，突发短路时，变压器受到的机 械力是额定运行时的 625~900倍。
思考题
5-1
在大型变压器中，为了减小空载合闸电 流冲击，在变压器一次侧先串入一附加电阻， 等合闸后再把附加电阻切除。
变压器参数测量PPT课件
2024年7月16日星期二
《电机学》 第三章 变压器
12
2)通过调节电压,让电流Ik在0 ~ 1.3IN范围内变化,测出 对应的Uk , Ik和Pk ,画出Ik f (Uk )和Pk f (Uk )曲线;
抛物线
直线
短路阻抗Zk是常数
3）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很 少，忽略铁损，认为 Pk PCu 。
2. 单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三 相值为基准值；
例如：变压器一、二次侧：S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N 三相变压器基值：Sb=SN=3UNΦINΦ=√3UNIN
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《电机学》 第三章 变压器
23
注意：存在有相互关系的四个物理量（U、I、Z、S） 中，所选基值的个数并不是任意的，当某两个物理量 的基值已被确定，其余物理量的基值跟着确定。 例如单相变压器，选定一次侧的额定电压U1N和额定 电流I1N作为电压和电流的基值： 一次侧阻抗的基值即：Z1b=Z1N=U1N/I1N 一次侧功率的基值即：S1b=S1N=U1NI1N
U1k
Z I k 750 C 1N U1N
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《电机学》 第三章 变压器
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阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
Uk
u1k U1N
100% I1N Z K U 1N
100% Z K U1N I1N
Z
* K
上式表明，阻抗电压就是变压器短路并且短路电流达额定 值时所一次侧所加电压与一次侧额定电压的比值，所以称 为短路电压。
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《电机学》 第三章 变压器
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空载和短路试验 (1)
5）参数计算
Zs
Us Is
U sN I1N
RS
Ps
I
2 s
PSN I12N
Xs
Z
2 s
Rs2
对T型等效电路：
R1
R2'
1 2
Rs
X1
X
' 2
1 2
Xs
6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度 时的数值。 7）若要得到低压侧参数，须折算； 8）对三相变压器，各公式中的电压、电 流和功率均为相值；
磁参数；
6）若要得到高压侧参数，须折算；
7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；
课后问题讨论
• 空载试验的目的是要测量哪几个参数？
• 为什么说空载试验所测的功率 P0 近似
为铁损？
1.3.2 短路实验
一、目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压 器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。
100%
短路电压电抗(无功)分量百分值:
us %
I1N X S U1N
100%
短路电压的大小直接反映 短路阻抗的大小，而短路阻抗 又直接影响变压器的运行性能。
从正常运行角度看，希望 它小些，这样可使副边电压随 负载波动小些；从限制短路电 流角度，希望它大些,相应的短 路电流就小些。
1.3变压器参数的测定
1.3.1变压器的空载试验 1.3.2变压器的短路试验
变压器负载时等效电路
X 2
X 2Βιβλιοθήκη X K X1 X 2rK r1 r2
rK r1 r2
X K X1 X 2
1.3 变压器的参数测定 U1
U2
1.3.1空载实验
变压器的空载试验和短路试验
变压器的空载试验和短路试验空载试验----->铁损短路试验----->铜损变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来测定变压器的空载电流和空载损耗。
一般说来，空载试验可以在变压器的任何一侧进行。
通常将额定频率的正弦电压加在低压线圈上而高压侧开路。
为了测出空载电流和空载损耗随电压变化的曲线，外施电压要能在一定范围内进行调节。
变压器空载时，铁芯中主磁通的大小是由绕组端电压决定的，当变压器施加额定电压时，铁芯中的主磁通达到了变压器额定工作时的数值，这时铁芯中的功率损耗也达到了变压器额定工作下的数值，因此变压器空载时输入功率可以认为全部是变压器的铁损。
一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。
变压器的短路试验通常是将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短接。
由于一般电力变压器的短路阻抗很小，为了避免过大的短路电流损坏变压器的线圈，短路试验应在降低电压的条件下进行。
用自耦变压器调节外旋电压，使电流在0.1~1.3倍额定电流范围变化。
原边电流达到额定值时，变压器的铜损相当于额定负载时的铜损，因外施电压较低，铁芯中的工作磁通比额定工作状态小得多，铁损可以忽略不计，所以短路试验的全部输入功率基本上都消耗在变压器绕组上，短路试验可测出铜损。
通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%，其数值随变压器容量的增大而下降。
变压器空载试验和负载试验的目的和意义变压器的损耗是变压器的重要性能参数，一方面表示变压器在运行过程中的效率，另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。
变压器空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。
变压器的空载试验就是从变压器任一组线圈施加额定电压，其它线圈开路的情况下，测量变压器的空载损耗和空载电流。
空载电流用它与额定电流的百分数表示，即：进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。
4、变压器空载短路试验及特性
三、标么值：
标么值=实际值/基值 1.基值的选择： 1）通常以额定值为基准值。 2）各侧的物理量以各自侧同单位物理量的额定值 为基准； 线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基 准值； 单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相 值为基准值 3）阻抗以同侧额定相电压除以额定相电流。
2.优点： 1）不需折算： U2’*=U2’/U1N=KU2/KU2N=U2* 2）额定值的标么值等于1； 3）便于比较； 4）某些物理量的标么值相等：ZK*=ZK/ （U1N/I1N）=UK/U1N=UK* *
注意：为了便于测量和 安全起见，通常在低 压侧加电压，将高压 侧开路。
实验过程：外加电压 从额定电压开始在一 定范围内进行调节 4.计算： U1指试验时 的电源电压；U20 是指降压变压器高压 侧的电压
U 20 K U 1N I0 I 0 % 100% I1N
Zm Rm
U 1N I0 P0 2 I0 Z
2.效率：η=（P2/P1）*100% =（1-Σp/P1）*100%= • 其中：pcu= （I2/I2N）2pKN=β2 pKN pFe P0 其中
pCu
I2 2 2 ( ) PKN PKN I2N
2
P2 S N cos 2
可见，影响变压器运行效率的因素有： 1）负载的大小； 2）负载的性质； 3）铁芯的状况（p0）； 4）绕组的状况（pKN） • 效率特性： 1）轻载时…； 2）满载时…； 3）效率最高时…
2 m
Xm
R
2 m
*：（1）如为三相变压器则各公式中的电 压、电流和功率均为相值； （2）由于在低压侧做的试验，如为降压变 压器需折算到高压侧即乘以K2； （3）空载电流和空载功率必须是额定电压 时的值，并以此求取励磁参数。
单相变压器空载和短路实验
单相变压器空载和短路实验第三章变压器实验3-1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、预习要点1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压⼀般加在哪⼀⽅较合适？2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最⼩？3、如何⽤实验⽅法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实验项⽬1、空载实验测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。
2、短路实验测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。
3、负载实验（1）纯电阻负载保持U1=U N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。
（2）阻感性负载保持U1=U N，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。
四、实验⽅法1、实验设备2、屏上排列顺序D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43图3-1 空载实验接线图3、空载实验1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图3-1接线。
被测变压器选⽤三相组式变压器DJ11中的⼀只作为单相变压器，其额定容量 P N =77W ，U 1N /U 2N =220/55V ，I 1N /I 2N =0.35/1.4A 。
变压器的低压线圈a 、x 接电源，⾼压线圈A 、X 开路。
2）选好所有电表量程。
将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针⽅向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。
3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。
调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U 0=1.2U N ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2U N 的范围内，测取变压器的U 0、I 0、P 0。
4）测取数据时，U=U N 点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。
记录于表3-1中。
5）为了计算变压器的变⽐，在U N以下测取原⽅电压的同时测出副⽅电压数据也记录于表3-1中。
电机学实验一：单相变压器的特性实验
实验一单相变压器的特性实验一、实验目的通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。
二、实验内容1．空载实验（1）测取空载特性I0、P0、cos 0=f(U0)（2）测定变比2．测取短路特性：U K=f(I K)，P K=f(I K)三、实验说明1．实验之前请仔细阅读附录中多功能表的使用说明。
2．实验所用单相变压器的额定数据为：S N=1KVA，U1N/U2N=380/127V。
1) 单相变压器空载实验（1）测空载特性图2-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。
本实验采用多功能表测量电路中的电压、电流和功率。
接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表U a接到三相调压器输出端a端上，多功能表U b、U c和U n短接后接到三相调压器输出端N端上，调压器的N端和电网的N端短接。
实验步骤：①请参照图1-1正确接线②检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U0（低压侧空载电压）由0.7U2N（0.7*127V=90V）逐步调节到1.1U2N (1.1*127V=150V)，中间分数次（至少7次）测量出空载电压U0，空载电流I0及空载损耗P0，测量数据记入表1-1。
* 在额定电压测量出一组空载数据。
* U0，I0，P0 可以从三相多功能表直接读取。
* 注意实验时空载电压只能单方向调节。
③实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。
（2）测定变比变压器高压侧绕组开路，低压侧绕组接至电源，经调压器调到额定电压U2N，用万用表测出高压侧、低压侧的端电压，从而可确定变比K。
接线图可直接用变压器空载实验接线图。
2) 单相变压器短路实验实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。
实验步骤：①请参照实验接线图1-2正确接线②检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，缓慢调高电压，使短路电流由1.2I1N（ 1.2*2.63A=3.15A）升高到0.5I1N（0.5*2.63A=1.31A），中间分数次（至少5次）测量短路电压U K，短路电流I K及短路损耗P K，测量数据记入表1-2中。
单相变压器空载和短路实验
第三章变压器试验【1 】3-1单相变压器一.试验目标1.经由过程空载和短路试验测定变压器的变比和参数.2.经由过程负载试验测取变压器的运行特征.二.预习要点1.变压器的空载和短路试验有什么特色？试验中电源电压一般加在哪一方较适合？2.在空载和短路试验中,各类内心应如何联接才干使测量误差最小？3.若何用试验办法测定变压器的铁耗及铜耗.三.试验项目1.空载试验测取空载特征U0=f(I0),P0=f(U0) , cosφ0=f(U0).2.短路试验测取短路特征U K=f(I K),P K=f(I K), cosφK=f(I K).3.负载试验（1）纯电阻负载保持U1=U N,cosφ2=1的前提下,测取U2=f(I2).（2）阻感性负载保持U1=U N,cosφ2=的前提下,测取U2=f(I2).四.试验办法1.试验装备2.屏上分列次序D33.D32.D34-3.DJ11.D42.D43图3-1 空载试验接线图3.空载试验1）在三相调压交换电源断电的前提下,按图3-1接线.被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器,其额定容量 P N =77W,U 1N /U 2N =220/55V,I 1N /I 2N .变压器的低压线圈a.x 接电源,高压线圈A.X 开路.2）选好所有电表量程.将掌握屏左侧调压器旋钮向逆时针偏向扭转到底,即将其调到输出电压为零的地位.3）合上交换电源总开关,按下“开”按钮,便接通了三订交换电源.调节三相调压器旋钮,使变压器空载电压U 0N ,然后逐次下降电源电压,在N 的规模内,测取变压器的U 0.I 0.P 0.4）测取数据时,U=U N 点必须测,并在该点邻近测的点较密,共测取数据7-8组.记载于表3-1中.A X5）为了盘算变压器的变比,在U N以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记载于表3-1中.4.短路试验1）按下掌握屏上的“关”按钮,割断三相调压交换电源,按图3-2接线（今后每次改接线路,都要关断电源）.将变压器的高压线圈接电源,低压线圈直接短路.X2）选好所有电表量程,将交换调压器旋钮调到输出电压为零的地位.3）接通交换电源,逐次迟缓增长输入电压,直到短路电流等于 1.1I N为止,在～1.1)I N 规模内测取变压器的U K .I K .P K .4）测取数据时,I K =I N 点必须测,共测取数据6-7组记载于表3-2中.试验时记下四周情况温度(℃).5.负载试验试验线路如图3-3所示.变压器低压线圈接电源,高压线圈经由开关S 1和S 2,接到负载电阻R L 和电抗X L 上.R L 选用D42上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值,X L 选用D43,功率因数表选用D34-3,开关S 1和S 2选用D51挂箱 图3-3 （1）纯电阻负载1）将调压器旋钮调到输出电压为零的地位,S 1.S 2打开,负载电阻值调到最大. 2）接通交换电源,逐渐升高电源电压,使变压器输入电压U 1=U N . V 2W **C O X L 1aAAx3）保持U1=U N,合上S1,逐渐增长负载电流,即减小负载电阻R L的值,从空载到额定负载的规模内,测取变压器的输出电压U2和电流I2.4）测取数据时,I2=0和I2=I2N=必测,共取数据6-7组,记载于表3-3中.（2）阻感性负载（cosφ2=）1）用电抗器X L和R L并联作为变压器的负载,S1.S2打开,电阻及电抗值调至最大.2）接通交换电源,升高电源电压至U1=U1N3）合上S1.S2,在保持U1=U N及cosφ2=前提下,逐渐增长负载电流,从空载到额定负载的规模内,测取变压器U2和I2.4）测取数据时,其I2=0,I2=I2N两点必测,共测取数据6-7组记载于表3-4中.五.留意事项1.在变压器试验中,应留意电压表.电流表.功率表的合理安插及量程选择.2.短路试验操纵要快,不然线圈发烧引起电阻变更.六.试验陈述1.盘算变比由空载试验测变压器的原副方电压的数据,分离盘算出变比,然后取其平均值作为变压器的变比K.K=U AX/U ax2.绘出空载特征曲线和盘算激磁参数（1）绘出空载特征曲线U 0=f(I 0),P 0=f(U 0),cos φ0=f(U 0).式中： （2）盘算激磁参数从空载特征曲线上查出对应于U 0=U N 时的I 0和P 0值,并由下式算出激磁参数3.绘出短路特征曲线和盘算短路参数（1）绘出短路特征曲线U K =f(I K ) .P K =f(I K ).cos φK =f(I K ). （2）盘算短路参数从短路特征曲线上查出对应于短路电流I K =I N 时的U K 和P K 值由下式算出试验情况温度为θ(℃)时的短路参数.折算到低压方因为短路电阻r K 随温度变更,是以,算出的短路电阻应按国度尺度换算到基准工作温度75℃时的阻值.2'2'2'''K K K KKK K KK r Z X I Pr I U Z -===222'''K X X Kr r K Z Z KK K K K K===000cos I U P =Φ755.234755.234K C K r r ++=︒θθ220020mm m m m r Z X I U Z I P r -===式中：234.5为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228. 盘算短路电压(阻抗电压)百分数I K =I N 时短路损耗P KN = I N 2r K75℃4.应用空载和短路试验测定的参数,画出被试变压器折算到低压方的“T ”型等效电路.5.变压器的电压变更率u ∆（1）绘出cos φ2=1和 cos φ2两条外特征曲线U 2=f(I 2),由特征曲线盘算出I 2=I 2N 时的电压变更率（2）依据试验求出的参数,算出I 2=I 2N .cos φ2=1和I 2=I 2N .cos φ2时的电压变更率Δu.将两种盘算成果进行比较,并剖析不合性质的负载对变压器输出电压U 2的影响.6.绘出被试变压器的效力特征曲线(1)用间接法算出cos φ2=0.8不合负载电流时的变压器效力,记载于表3-5中.%100)cos 1(22022220⨯+++-=***KNN KNP I P P I P I P ϕη22sin cos ϕϕKX Kr u u u +=∆%10020220⨯-=∆U U U u %100%100%1007575⨯=⨯=⨯=︒︒NKN KX N CK N Kr N CK N K U X I u U r I u U Z I u式中：P KN 为变压器I K =I N 时的短路损耗(W);P 0为变压器U 0=U N 时的空载损耗(W).为副边电流标么值(2)由盘算数据绘出变压器的效力曲线η=f(I *2). (3)盘算被试变压器η=ηmax 时的负载系数βm .KNm P P 0=β)(cos 222W P P I N =*ϕN I I I 22*2=。
变压器的空载试验和短路试验
变压器的空载试验和短路试验变压器的空载试验和短路试验是测试变压器性能和质量的两种最基本的方法。
这两种试验是对变压器进行全面的检验，用于确保变压器的正常运行和长期稳定性。
在本文中，我将详细介绍变压器的空载试验和短路试验，包括它们的目的、过程和结果分析。
一、空载试验1.1目的变压器的空载试验是在变压器的二次侧不接负载的情况下进行的一种试验。
这种试验的目的是确定变压器的空载电流、空载损耗、电阻和电感等参数，以评估变压器的质量和性能。
1.2过程变压器的空载试验通常在厂家出厂前进行。
首先，将电压表和电流表连接到变压器的一次侧和二次侧，分别测量变压器的一次侧电压和二次侧电压，以及一次侧电流和二次侧电流。
在这个过程中，需要注意测量的电压和电流值是否在额定值范围内，以确保测试的准确性。
1.3结果分析变压器的空载试验结果包括空载电流、空载损耗、电阻和电感等参数。
空载电流是指在二次侧未接负载的情况下，变压器一次侧的电流值。
空载损耗是指变压器在空载状态下的功率损耗，通常包括铁损耗和漏损耗。
电阻和电感则是指变压器的等效电阻和等效电感。
通过对空载试验结果的分析，可以评估变压器的质量和性能。
如果空载损耗和空载电流较高，说明变压器存在较大的损耗和能量浪费，需要进行调整或更换。
如果电阻和电感不符合设计要求，也需要进行相应的调整或更换。
二、短路试验2.1目的变压器的短路试验是在变压器的二次侧短路的情况下进行的一种试验。
这种试验的目的是确定变压器的短路阻抗、短路电流和额定功率等参数，以评估变压器的质量和性能。
2.2过程变压器的短路试验需要在专门的试验场地进行，通常由专业技术人员进行操作。
试验前需要进行安全检查，以确保试验场地和设备符合要求，避免因操作不当而导致事故发生。
试验时，首先需要将变压器的二次侧短路，然后将电压表和电流表连接到变压器的一次侧和二次侧，分别测量变压器的一次侧电压和二次侧电压，以及一次侧电流和二次侧电流。
在这个过程中，需要注意测量的电压和电流值是否在额定值范围内，以确保测试的准确性。
4变压器的空载和短路实验
* m * I0 * PN cos N
* p0
r
* m
*2 I0
* * Zk UkN
* QN sin N
* rk* pkN
例题
【例题 2-1】
一台三相变压器，Y，d联结， U1 N / U 2 N 10kV / 6.3kV
S N 1000kVA, 当外施额定电压时，变压器的空载损耗
rk rk* Z1 N 1.96 100 196 xk x Z1 N 19.9 100 199
* k
第四节
一、定义
标么值
标么值,就是指某一物理量的实际值与选定的 同一单位的基准值的比值,即
实际值 标么值 基准值
二、基准值的确定
1、通常以额定值为基准值。 2、各侧的电压、电流以各自侧的额定值为基准； 线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基准值； 单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相值为基准值；
变压器的空载与短路试验
一、空载试验
试验接线图：如图所示。 试验方法：二次绕组开路，一次绕组加以额定
电压 ，测量此时的输入功率 P0 、电压 U 1 和电
流I 。
0
为仪表选择方便和试验安全起见，通常在低压侧 加电压，高压侧开路。
数据处理：
Zm
U1 k I0
2 2
P0 rm k 2 I0 xm Zm r
* p10 4.9 * 1.96 2 I 10 1000 ( 0.05)
x
* m
Z
* 2 m
r
*2 m
20 2 1.96 2 19.9
* Zk
* Uk * * Uk 0.055 Ik * pkN
2024版年度《变压器》PPT课件
《变压器》PPT课件$number{01}目录•变压器基本概念与原理•变压器主要参数与性能指标•变压器运行特性分析•变压器选型、安装与调试技巧•变压器故障诊断与处理方法•变压器发展趋势及智能化技术应用01变压器基本概念与原理变压器定义及作用定义变压器是一种利用电磁感应原理来改变交流电压大小的电气设备。
作用在电力系统中，变压器起着升降电压、匹配阻抗、安全隔离等作用，是实现电能传输和分配的重要设备。
铁芯绕组油箱及冷却装置绝缘材料及附件变压器结构组成油箱用于容纳变压器油和散热，冷却装置则用于将变压器产生的热量散发出去。
用于保证变压器内部各部件之间的绝缘性能，以及提供必要的机械支撑和保护。
构成变压器的磁路部分，采用高导磁率的硅钢片叠成，以降低磁阻和铁损。
构成变压器的电路部分，分为高压绕组和低压绕组，分别绕在铁芯的两侧。
工作原理与电磁感应现象工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过改变变压器原边和副边的匝数比，实现电压的变换。
电磁感应现象当变压器原边绕组接通交流电源时，会在铁芯中产生交变磁通，从而在副边绕组中感应出电动势，进而实现电能的传输和转换。
变压器分类及应用领域分类按用途可分为电力变压器、仪用变压器、试验变压器等；按相数可分为单相变压器和三相变压器；按绕组数可分为双绕组变压器和三绕组变压器等。
应用领域广泛应用于电力系统、工矿企业、交通运输、邮电通信等领域，是实现电能传输、分配和转换的重要设备。
02变压器主要参数与性能指标123额定电压、电流及容量参数额定容量指变压器在额定工作条件下的输出功率，以千伏安(kVA)为单位，表示变压器传输电能的能力。
额定电压指变压器在额定工作条件下，原边和副边应承受的电压值，分为高压侧额定电压和低压侧额定电压。
额定电流在额定容量和允许温升条件下，原边和副边允许长期通过的电流值，分为高压侧额定电流和低压侧额定电流。
短路阻抗与空载损耗指标短路阻抗也称阻抗电压，将变压器二次绕组短路，使一次绕组电压慢慢加大，当二次绕组的短路电流达到额定值时，一次绕组所施加的电压与额定电压的比值百分数，即短路阻抗。
变压器的短路试验
3.7.2
第3章 变 压 器
1. 变压器的损耗
变压器是静止电气设备，因此在能量传递过程中没有机械 损耗， 故其效率比旋转电机高。一般中小型电力变压器的效率 在95％以上，大型电力变压器的效率可达99％以上。变压器产 生的损耗主要包括铁损耗和原、副绕组的铜损耗。
ab I1rk cos2 I1xk sin2 （3.7.2）
第3章 变 压 器 图3.7.1 变压器感性负载时的简化相量图
第3章 变 压 器
由于一般电力变压器中，线段 bc 比ab小得多，因而可近似认为
ab U1N U2
（3.7.3）
将式（3.7.2）与式（3.7.3）代入式（3.7.1），可得
第3章 变 压 器
（3） 电容性负载时，φ2<0，cosφ2为正值而sinφ2为负值， 并且一般情况下，|I1′rkcosφ2|<|I1′xksinφ2|, 故Δu也为负值，因此 外特性曲线上翘。也就是说，二次电压U2随负载电流I2的增加 而升高，而且|φ2|越大，U2与空载电压U20相比就越大。
（3） 额定电流时的短路损耗pkN作为额定负载电流时的铜 损耗pCuN，且认为铜耗与负载电流的平方成正比，即pCu=β2pkN。
应用以上三个假设后， 式（3.7.6）可写成
1
SN
p0 cos2
2 pkN p0
2
pkN
100%
（3.7.8）
对于已制成的变压器，p0和pkN是一定的，因此效率与负载 大小及功率因数有关。
第3章 变 压 器
必须指出，由于磁路饱和的原因，空载电流、铁心损耗以 及励磁阻抗均随电压大小而变，为使测出的参数符合变压器的 实际运行情况，应该用额定电压下测取的数据进行计算。空载 试验一般是在低压侧进行的，故所测励磁参数是折算到低压侧 的数值。如果需要获得高压侧参数，则必须乘以变比的平方， 即高压侧的励磁阻抗为k2Zm。 另外，因为变压器空载运行时功 率因数很低（cosφ0<0.2），为减小误差，通常用低功率因数表 来测量空载功率。
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2010年11月长沙
1
变压器空载试验
变压器空载损耗主要是铁芯损耗。即由于 铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。 其中还包括空载电流通过绕组时产生的电 阻损耗和变压器引线损耗、测量线路及表 计损耗等。
空载损耗和空载电流的大小取决于变压器 的容量、铁芯构造、硅钢片的质量和铁芯 制造工艺等。引起空载电流过大的主要原 因有铁芯的磁阻过大、铁芯叠片不整齐、 硅钢片间短路等。
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空载试验的分析与判断
1）当施加的试验电压小于变压器额定电压时，可以
用下式换算到额定条件下，但误差较大。试验施加 的电压，一般选择在5%～10%额定电压以内。
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空载试验的分析与判断
2）变压器空载试验可以在与额定频率相差±5%的情
况下进行，此时施加于变压器上的试验电压可用下 式计算 ：
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空载试验的分析与判断
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变压器短路试验
直接测量接线：
通过互感器测量接线：
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变压器短路试验
三相直接测量接线：
三相通过互感器测量接线：
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变压器短路试验
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变压器短路试验
非额定电流下的换算：
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变压器短路试验分析与判断
对于35kV及以下变压器，宜采用电压短路阻抗法。 与前次试验值相比，无明显变化。 允许短路损耗偏差为+10％，短路电压偏差为±10％。 对于三相变压器，各相的电流和电压一般是相同的， 当电流和电压的不平衡度超过2％时，短路电流应采 用三个(指每相的读数)测量值的算术平均值。如果电 流不平衡度未超过2％，允许用任一相的电流表测量 电流；如电压的不平衡度未超过2％，阻抗电压可采 用三个测量值中最接近于算术平均值的电压。
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变压器空载损耗接线
a) 无互感器 b)有电压互 感器、电流互感器
单相变压器损耗测量
三相变压器损耗测试三瓦 特表法测量接线图
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变压器空载损耗接线
三相变压器损耗测试二瓦特表法测量接线图
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三相变压器分相空载试验
将三相变压器当作三个单相变压器，轮流加压， 依次将变压器加压侧的一相绕组短路，其它两相 绕组施加电压，测量空载损耗及空载电流
2
变压器空载试验
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变压器空载试验
✓变压器空载电流：常用额定电流的 百分数表示，即：
✓额定电压下的试验：
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空载试验发现的问题
硅钢片间绝缘不良； 某一部分硅钢片短路； 穿芯螺栓或压板、上轭铁以及其他部分绝缘损坏 而形成短路匝； 磁路中硅钢片松动、甚至出现气隙； 劣质硅钢片； 绕组缺陷，包括匝间短路、并联支路短路； 磁路接地不正确等。
3）测量回路、仪表等损耗对测量结果的影响 ：
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空载试验的分析与判断
1) 三相变压器空载电流：由于变压器的三个铁芯柱 长度不等，中间的短，两边的长且对称，因此造 成中间相的电流比两边相的电流小20％～35％。 当绕组为Y形接法时，由于线电流等于相电流， 所以线电流的关系为Ia=Ic>Ib。 当绕组为△形接法时， 如果三相绕组端子为ay， bz，cx相连，在变压器正常情况下，有Ia=Ib<Ic；
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空载试验的分析与判断
2) 当中、小型电力变压器高压绕组有轻微的匝间
短路时，三相空载电流一般无显著变化，空载 损耗却可增大15％～25％，这时应进行分相空 载试验，以便确定缺陷相别。
3)对大型的三相变压器做空载试验时，由于试验条件的
限制，可用单相电源进行空载试验。正常情况下，由于
磁路不对称，铁芯柱两边相对中间相的功率、电流应相
等，即P0ab=P0bc、I0ab=I0bc或相差不超过3％，而两边 相的功率P0ac、电流I0ac较大，一般后者比前者约大
20％～40％。如果空载试验结果与此规律不符，则该
变压器存在局部缺陷。
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变压器短路试验
测量短路损耗和阻抗电压，以便确定变压器的并 列运行条件、计算变压器的效率、热稳定和动稳 定、计算变压器二次侧的电压变动率以及确定变 压器的温升。
通过变压器短路试验，可以发现以下缺陷：变压器 的各结构件(屏蔽、压环和电容环、轭铁梁板等)或油 箱壁中由于漏磁通所引起的附加损耗过大和局部过热、 油箱箱盖或套管法兰等附件损耗过大和局部过热、带 负载调压的电抗绕组匝间短路、大型电力变压器低压 绕组中并联导线间短路或换位错误。
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变压器短路试验
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变压器短路试验
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谢谢 Thank You
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三相变压器分相空载试验
1）加压绕组为Yn接线时：
U=2UL/√3
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三相变压器分相空载试验
2）加压绕组为△接线时：
U=UL
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三相变压器分相空载试验
3）加压绕组为Y接线,另一侧为△接线时：
U=2UL/√3
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空载试验容量计算
12Βιβλιοθήκη 空载试验的分析与判断试验电源可用三相或单相，试验电压可用额 定电压或较低电压值（如制造厂提供的较低 电压值，可在相同电压下进行比较），与前 次试验值相比，无明显变化。 变压器在额定条件下的空载试验结果，与铭 牌值或出厂试验记录比较，空载电流的允许 偏差为+30％，空载损耗的允许偏差为+15％。 在非额定条件下进行的空载试验，必须进行 校正和换算到额定条件下。