变压器的空载运行资料

第三章 变压器
3.4.2 短路实验
1.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。
2. 接线图 *
*W A
~V
U02PS)~S通,1I.过S3f和I(调NUP范SS节,)围画 曲电内出 线压I变 ;,让S 化 短,f测路( U出电S 对)流和I应S 在的 3）同时记录实验室的室温；
3 )忽略 R1 和 X1 ,即 P0 pFe
第三章 变压器
4）求出参数
k U 20
U1N
I0 %
I0 I1 N
100%
Zm

U1N I0
Rm

P0 I02
Xm
Z
2 m

Rm2
5）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；
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；
U1 E1 4.44 fN1m
U 20 E2
U 2 E2 4.44 fN2m
第三章 变压器
3.3 单相变压器的负载运行
变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接 上负载的运行状态，称为负载运行。
3.3.1 负载运行时的电磁关系
A I1
U 1
E 1
E 1σ
6) m超前E1900 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 I2 Z2 I1 I2 U1 U2
I1RS

jX S I1
U 1
jI1 X S
I1 I2
I1 RS U 2
电磁关系将一、二次电流联系起来,二次电流增加或减少必 然引起一次电流的增加或减少。
第三章 变压器
负载运行时,忽略空载电流有:
I1
I2 或 I1 k I2

1 k

N2 N1
表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。
二、电动势平衡方程
根据基尔霍夫电压定律可写出一、二次侧电动势平衡方程
U 1
第三章 变压器
三、相量图
作相量图的步骤——对 应T型等效电路， 假定 变压器带感性负载。
12 )U 1 11) jX 1I1
9) E1
2 )I2 1 )U 2 3 )I2R2
4 ) jX 2I2
10 ) I1 R1 8)I1 I0 (I2 )
7) I0
Xm
I1L I2
U 2 ZL
第三章 变压器
简化等效电路：
RS X S
I1 I2
U 1
U 2 Z L
其中
RS R1 R2 X S X1 X 2 ZS RS jX S
分别称为短路电阻、短路 电抗和短路阻抗。
由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用， 由于短路阻抗值很小，所以变压器的短路电流值较大，一般 可达额定电流的10~20倍。
X
m
1
2
I2
a
E 2 E 2
U
2
ZL
x
第三章 变压器
用图示负载运行时的电磁过程
U 1 I1 U 2 I2
F1 N1I1 F2 N 2 I2
F0 N1I0
R1I1
1
E1
E1
0
E 2
2
E 2
R2 I2
第三章 变压器
3.3.2 基本方程
一、磁动势平衡方程
F1 F2 F0
或
N1I1 N2I2 N1I0
用电流形式表示 I1

I0 (
N2 N1
) I2

I0 (
I2 k
)
I0
I1L
产 表生 明主: 变磁压通器;另的一负个载是电负流载包分括量两I个1L ,分它量起平: 一衡个二是次励磁磁动电势流的I0作,它用用。来
第三章 变压器
3.2 单相变压器的空载运行
3.2.1 电磁关系
一、物理情况
0
U1 I0
U 1
E 1
1
E 1σ
U2
U 1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
E 2 U 20
u2
E 1
Φ0
E 2
Φ1σ
E 1σ
I0 R1
第三章 变压器
2、空载时基本方程式：





U1 E1 R1 I0 E1 E1


E 1
I1R1
jI1X1


E 1
I1Z1



E1
U1 E1 4.44 fN1m U 2 E2 I2R2 jI2 X 2 E2 I2Z2 U 2 I2Z L
第三章 变压器
3.3.3 等效电路及相量图
一、折算
折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组(N2=N1)来 等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁 关系不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。
根据方程可作出简化相量图
2
思考 题
作出变压器带上不同性质 负载时的简化相量图?
第三章 变压器
3.4 变压器的参数测定
3.4.1 空载实验
一、目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算 变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。
二、接线图 *
*W A
~V
三、要求及分析 1）低压侧加电压，高压侧开路； V 向2I0)电调 压节f (U,U测11在出)和0U~P2001,.2IU0f和(NU范P01 ,围)画曲内出线单方
折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率 或损耗不变。
方法：（将二次侧折算到一次侧)
I 2

I2 k
E2 kE2 E1 U2 kU2
r2 k 2r2
x2 k 2 x2
Z

L

k2ZL
第三章 变压器
折算后的方程式为
U1 E 1 I1R1 jI1 X1 E1 I1Z1 U 2 E 2 I2 R2 jI2 X 2 E 2 I2 Z2 I1 I2 I0
E 2 E 1
E 1 Zm I0 U 2 I2 ZL
第三章 变压器
二、等效电路 根据折算后的方程，可以作出变压器的等效电路。
T型等效电路：
近似等效电路
R1 X1
R2 X 2
R1 X1
R2 X 2
UБайду номын сангаас 1
I1
I0
Rm
I2 U 2
I1
Z LU1