最新三相变压器的参数测定(实验报告里计算需要的各种公式)

三相变压器的参数测定

原理简述

变压器是用来变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。变压器的工作原理是建立在电磁感应原理基础之上的。变压器铁芯内产生的总磁通分为两个部分，其中主磁通是以闭

合铁心为路径，它同时匝链原、副绕组，分别感应电势，磁通是变压器传递能量的主要因素。还有另一部分磁通通过非磁性物质而形成闭合回路，变压器负载运行时，原、副方都存在这部分磁通，分别用和表示。而变压器空载运行时仅原方有，这部分磁通属于非工作磁通，其量值约占总磁通的，故把这部分磁通称为漏磁通。漏磁通和分别单独匝链变压器的原绕组和副绕组，并在其中感应电势和。实际变压器中既有磁路问题

又有电路问题，这样将会给变压器的分析、计算带来困难。为此，对变压器的电压、电流和电势

的关系进行等值变换（即折算），可将同时具有电路和磁路的问题等值简化为单一的电路问题，

以便于计算。图4–1为双绕组变压器的“型”等值电路。变压器的参数即为图中的

等。对于三相变压器分析时化为单相，也使用图4–1的等值电路。因此，等值电路中所有参数包括各电压、电流、电势的值均为单相数值。变压器归算的基

本方程式为：

式中

式(4–1)为原来的电压平衡方程式；式(4–2)为折算到原边的副边电压平衡式；式(4–3)为电流平衡方程式。

分析变压器性能的方法通常使用等效电路、方程式和相量图。一般若作定性分析，用相量图较方便；若作定量计算，则用等值电路较方便，故通常就是利用等效电路来求取变压器在不同负载

时的效率、功率因数等指标的。

要得到变压器的等效电路，一般是通过变压器的空载实验和负载损耗实验（也叫短路实验），

再经计算而得出其参数的。

由变压器空载实验，可以测出变压器的空载电流和铁心损耗，以及变压器的变比，再通过计算得到变压器励磁阻抗。空载时变压器的损耗主要由两部分组成，一部分是因为磁通交变而在铁心

中产生的铁耗，另一部分是空载电流在原绕组中产生的铜耗。由于空载电流数值很

小，此时铜耗便可以略去，而决定铁耗大小的电压可达到正常值，故近似认为空载损耗就

是变压器的铁耗。空载实验为考虑安全起见，一般都在低压侧进行，若要得到折算到高压侧的值，还需乘以变比平方。

由变压器负载损耗实验可以测出变压器阻抗电压、短路电流和变压器铜损耗。再通过一些简单计算可求出变压器一次和二次侧绕组的电阻和漏电抗。负载损耗实验时的损耗也由两

部分组成，一部分是短路电流在一次和二次侧绕组中产生的铜耗，另一部

分是磁通交变而产生的铁耗。由于短路实验所加电压很低，因此这时铁心中磁通密度很低，

故铁心损耗可以略去，而决定铜耗大小的电流可达正常值，所以近似认为负载损耗就是变压器铜耗。

三相变压器铭牌上的额定电压、和额定电流、分别指线电压和线电流的数值，所以三相双绕组变压器的额定容量为。

实验四三相变压器的参数测定实验

一、实验目的

1．熟练掌握测取变压器参数的实验和计算方法。

2．巩固用瓦特表测量三相功率的方法。

二、实验内容

1．记录被试变压器的主要銘牌数据。

2．选择实验时的仪表和设备，并能正确接线和使用。

3．测被试变压器的电压比。

4．空载实验测取空载特性、和三条曲线。

5．负载损耗实验（短路实验）测取短路特性三条曲线。

三、实验操作步骤

1．三相变压器的电压比和变比的测定

在电力系统中大量使用的是三相变压器，在研究联结组和电力系统问题中，关于三相变压器

的电压比是指一次、二次侧线电压之比，用表示电压比的大小；而分析电机原理（包含“电

机学”）中的变压器通常用的是单相变压器，其一次、二次侧的电压之比，为一次、二次侧的相

电压之比，亦即一、二次侧匝数之比，为了方便，将此时的匝数之比称为变比，用小写字母表示其大小。和含义不尽相同。

例如：对于接法时的三相变压器

对于接法的三相变压器

具体操作步骤是：按图4–2接线，电源经开关S1、三相调压器、开关S2接至高压绕组，低压

绕组开路。首先将调压器输出调零，然后合上开关S1、S2，调节外施电压到高压侧额定值，测出高、低压侧的各线电压。填入表4–1中。再将低压绕组改接成三角形接法，重复上述步骤。

图4-2 Y/ Y连接的变压器测电压比接线图表4–1 三相变压器电压比测定

联接

() () 电压比

() ()

电压比

() ()

电压比电压比

表中：

2．空载实验

实验线路如图4-3，为安全起见，将低压侧经调压器和开关接至电源，高压侧开路。本实验要

求电源频率应等于或接近被试变压器的额定频率，允许偏差规定不超过，三相电压基本对称，且电压波形应是实际正弦波。

接线无误后，调压器输出调零，闭合电源开关S1和S2，调节调压器使输出电压为低压测额定

电压，记录该组数据于表4-2中，然后逐次改变电压，在（ 1.2～0.5）的范围内测量三相空载电压、电流及功率，共测取7～9组数据，记录于表4-2中。

图4-3 三相变压器空载实验接线图

表4-2 空载实验数据（低压侧）

序号记录数据计算数据

U ab U bc U ca I a I b I c PⅠPⅡU0 I0 U0* I0* P0cosф0表中：为三相相电压平均值；为三相相电流平均值；

，；，。

3．负载损耗实验（又叫短路实验）

为安全和方便起见，一般将变压器低压侧用较粗导线短路，高压侧通以低电压。变压器在额

定电流时的短路电压都很低，一般约为。

按图4-4接线无误后，将调压器输出端可靠地调至零位。闭合开关S1和S2，监视电流表指示，

微微增加调压器输出电压，使电流达到高压侧额定值，记录该组数据于表4-3中。

然后监视电流的变化，缓慢调节调压器输出电压，使短路电流在（ 1.1～0.5）的范围内，测量三相输入电流、三相功率和三相电压，共记录5～7组数据，填入表4-3中。

图4-4 三相变压器负载损耗实验接线图

表4-3 负载损耗实验数据（高压侧）

序号记录数据计算数据