3-4 变压器的等效电路

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6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。 温度折算：电阻应换算到基准工作温度时的数值。
T 0 + 75 R K ( 75 0 c ) = R K T0 + θ
T0=234.5℃
Z K ( 750 c ) = R
试验时的室温
2 K ( 750 c )
+X
2 K
7）若要得到低压侧参数，须折算； 若要得到低压侧参数，须折算；
《电机学》 第三章 变压器
3
《电机学》 第三章 变压器
4
三、简化等效电路 由于I 当忽略I 励磁支路可忽略， 由于I0<<I1，当忽略I0时，励磁支路可忽略，则等值 电路变成了“一”字形，称为简化等值电路 电路变成了“ 字形，
《电机学》 第三章 变压器
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其中
′ R k = R1 + R 2 X Z
7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为 对三相变压器，各公式中的电压、 对三相变压器 相值； 相值；
《电机学》 第三章 变压器
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二、短路实验
目的：通过测量短路电流、 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。 算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。
2)电压 U1在0 ~ 1.2U N 范围围单方向调 , 测出 U 20 , I 0和 P0 , 画 出 I 0 = f(U 1 )和 P0 = f(U 1 )曲线
《电机学》 第三章 变压器
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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 空载电流和空载功率必须是额定电压时的值， 磁参数； 磁参数； Zm与饱和程度有关 电压越高 磁路越饱和，Zm越小 所以应 与饱和程度有关, 电压越高, 磁路越饱和， 越小, 以额定电压下测读的数据计算励磁参数. 以额定电压下测读的数据计算励磁参数 6）若要得到高压侧参数，须折算； 若要得到高压侧参数，须折算； 若要得到高压侧参数 注:测得的值为归算到低压侧的值,如需归算到高压侧时参数应 测得的值为归算到低压侧的值, 乘K2
k k
短路电阻 短路电抗 短路阻抗
= X
1σ
′ + X 2σ
k
= R k + jX
由简化等效电路可知，短路阻抗起限制短路电流的作用， 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， 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 10～ 般可达额定电流的10～20倍。
& （ & U1 = I1 Rk + jX k） U '2 − &
《电机学》 第三章 变压器
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3-5 变压器参数测量 一、空载实验 目的：通过测量空载电流和一、 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。 来计算变比、空载电流百分数、铁损和励磁阻抗。
U 1k = Z k 75 0 C I 1 N
短路电压也称为阻抗电压。 短路电压也称为阻抗电压。
通常用它与一次侧额定电压的比值来表示
《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: 阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
u1k I 1N × Z K ZK * Uk = × 100% = × 100% = = ZK U 1N U 1N U 1N I 1N
Q Rm >> R1
X m >> X 1σ
U1 K = U 20 I0 100 % I0 % = I1N
Zm =
U1 U1N = I0 I0
P0 Rm = 2 I0
2 2 X m = Z m − Rm
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《电机学》 第三章 变压器
要求及分析： 要求及分析： 1）低压侧加电压，高压侧开路； 低压侧加电压，高压侧开路； 为了便于测量和安全， 为了便于测量和安全，空载实验一般在低压绕组上加电 高压绕组开路。 压UN，高压绕组开路。
上式表明， 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， 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。 为短路电压。
短路电压电阻 (有功)分量百分值 : u kR % =
短路电压电抗(无功)分量百分值 :
I1N Rk 750 C U1Nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
× 100%
I1 N X k u kX % = ×100% U1N
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《电机学》 第三章 变压器
3-4 变压器的等效电路 一、T形等效电路
《电机学》 第三章 变压器
1
&′ & E 2 = E1
& &′ & I1 + I 2 = I 0
& & E1 = − Z m I 0
《电机学》 第三章 变压器
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二、 Γ型等效电路
额定负载时一次绕组的漏阻抗压降I 1. 额定负载时一次绕组的漏阻抗压降I1NZ1很小 2. Im<<I1N 将励磁支路左移到电源端，使其成为Γ型等值电路， 将励磁支路左移到电源端，使其成为Γ型等值电路，近 似后所引起的误差，工程上允许。 似后所引起的误差，工程上允许。
《电机学》 第三章 变压器
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2)通过调节电压 , 让电流 I k 在0 ~ 1.3 I N 范围内变化 , 测出 对应的 U k , I k 和Pk , 画出 I k = f (U k )和Pk = f (U k )曲线;
3）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很 由于外加电压很小，主磁通很少， 忽略铁损， 少，忽略铁损，认为 Pk = PCu 。
《电机学》 第三章 变压器
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说明 二次侧开路，一次侧加额定电压。测量电压U 二次侧开路，一次侧加额定电压。测量电压U1、空载 额定电压 电流I 输入功率P 和开路电压U 电流I0、输入功率P0和开路电压U20。 因变压器空载时无功率输出， 因变压器空载时无功率输出，所以输入的功率全部消 耗在变压器的内部，为铁芯损耗和空载铜耗之和。 耗在变压器的内部，为铁芯损耗和空载铜耗之和。 空载电流I0很小 空载电流I 故可忽略空载铜耗，认为P pFe>>I02R1，故可忽略空载铜耗，认为P0≈pFe=I02Rm。
《电机学》 第三章 变压器
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4）参数计算
Uk Uk Zk = = Ik Ik Pk Rk = 2 Ik Xk = Z −R
2 k 2 k
对T型等效电路： 型等效电路：
1 R1 ≈ R = Rk 2 1 ' X1 ≈ X 2 = X k 2
' 2
5）记录实验室的室温； 记录实验室的室温；
《电机学》 第三章 变压器
《电机学》 第三章 变压器
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要求及分析 1）高压侧加电压，低压侧短路； 高压侧加电压，低压侧短路；
由于变压器短路阻抗很小， 由于变压器短路阻抗很小，如果在额定电压下短 则短路电流可达（9.5～20） 将损坏变压器， 路，则短路电流可达（9.5～20）I1N，将损坏变压器， 所以做短路试验时，外施电压必须很低， 所以做短路试验时，外施电压必须很低，通常为 0.05～0.15） 以限制短路电流。 （0.05～0.15）U1N，以限制短路电流。
短路试验时电压加在高压侧， 短路试验时电压加在高压侧，测出的参数是折算到高压 侧的数值，如需要求低压侧的参数应除以k 侧的数值，如需要求低压侧的参数应除以k2。 8）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相 ）对三相变压器，各公式中的电压、 值；
《电机学》 第三章 变压器 15
三、短路电压 短路时，当短路电流为额定值时一次侧所加的电压， 短路时，当短路电流为额定值时一次侧所加的电压， 称为短路电压，记作 称为短路电压，