电机学课件--变压器基础知识

容性负载对主磁通Φ呈增磁作用，为了维持Φ不变，
必须减小原边电流，除了补偿短路阻抗压降外，其
余部分使副边电压增高。
U
* 2
cos2()0.8
1.0 cos2 1
cos2 0.8
I
* 2
(
)
0
1.0
a
14
二、效率
1、损耗
变压器运行中有两种损耗：铜耗pCu；铁耗pFe（每一类包 括基本损耗和杂散损耗）
a
7
④ 相电压和线电压标幺值恒相等，相电流和线电流标幺 值恒相等；
一次 U 1 侧 3 U 1 有 U 1 *U U 11 N3 3 U U 1 1 NU 1 *
⑤ 某些意义不同的物理量标么值相等
Zm*
1
I
* 0
Zk* Uk*
Rm* P0* I0*2 Rk* Pk*
PN* cosN
QN * sinN
…… 3-6 标么值 3-7 变压器的运行特性 3-8 三相变压器的磁路、联结组、电动势波形 3-9 变压器的并联运行 3-10 三相变压器的不对称运行
……
a
1
3-6 标么值 一、定义
实际值：有名值
在电力工程中，对电压、电流、阻抗和功率等物理量
的计算，常常采用其标么值。
所谓标么值就是先选定一个物理量的同单位某一数值
U
* 2
cos2()0.8 超前
1.0
cos2 1
cos20.8 滞后
I
* 2
(
)
0
1.0
图 变压器的外特性 U2f(I2)
a
13
由外特性图，负载功率因数性质不同，对主磁通的影 响不同，变压器的端电压变化亦不同。
纯电阻负载，端电压变化较小；
感性负载时主磁通Φ呈去磁作用，为了维持Φ不变， 必须使原边电流增加，同时短路阻抗压降也增加， 其结果造成副边电压下降；
a
6
② 采用标幺值时，原、副边各物理量不需进行折算， 便于计算。 如副边电压向原边折算，采用标幺值：
U2'*U U12N ' kkU U 22NU U22NU2*
注意基值选择，应选一次侧基值
③采用标幺值能直观地表示变压器的运行情况。
如已知一台运行着的变压器端电压和电流为35kV、 20A，从这些实际数据上判断不出什么问题，但如 果已知它的标幺值为Uk*=1.0、Ik*=0.6，说明这台 变压器欠载运行。
a
8
采用标幺值时，变压器的短路阻抗标幺值与额定电流下 的短路电压标幺值相等，即有：
Zk *Z Z 1k NU 1N Z /kI1NIU kZ 1N kU U 1k NU k *短路阻抗电压
Rk*
Rk Z1N
Rk U1N/I1N
I12NRk U1NI1N
Pk SN
Pk*
Rk U1N/I1N
电压变化率定义：一次侧加50Hz额定电压、二次空载电 压与带负载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次 额定电压的比值。
U % U 2 0 U 2 1% 0 U 2 0 N U 2 1% 0 U 1 0 N U '2 1% 0
U 2 N
U 2 N
U 1 N
用副边量表示
用原边量表示
pCu：指电流流过绕组时所产生的直流电阻损耗
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
a
3
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
a
4
3.U和E的基准值为UB；R、X、Z的基准值为ZB；P、Q 和S的基准值为SB。
4.系统装有多台变压器（电机），选择某一特定的Sb 作为整个系统的功率基值。系统中各变压器标幺值 均换算到以Sb作为功率基值时的标幺值。
5.百分值=标么值×100%
a
5
四、应用标幺值的优缺点
1、应用标幺值的优点
① 额定值的标幺值等于1。采用标幺值时，不论变压器 的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的 范围内，便于分析和比较。 如电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.03~0.10， 如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内，就应 核查一下是否存在计算或设计错误。 例如 p138 I0*、 zk*的范围
b、2>0:cos2>0；sin2>0 电阻电感性负载 ∵Rk*cos2>0，Xk*sin2>0 ∴U>0，说明： 1）负载后U2<U20=U2N； 2）随着I2↑→U↑，U2↓。
a
12
c、2<0:cos2>0；sin2<0 电阻电容性负载
∵Rk*cos2>0，Xk*sin2<0；│Rk*cos2│<│Xk*sin2│, ∴ U<0,说明： 1）负载后U2>U20=U2N；2)随着I2↑→│U│>0↑, U2↑。
作为基准值（简称基值）然后取该物理量的实际值与
该基准值相比所得的比值即称为该物理量的标么值，
即
标么值
某物理量实际值 该物理量基准值
• 标幺值在其原符号右上角加“*”号表示。 • 基值采用下标“b”。
a
2
二、基值的确定
1. 基值的选取是任意的，通常以额定值为基准值。
2. 各侧的物理量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；
a
11
百度文库 ※ 分析U公式
U % [R k *co 2 s X k *si2 ] n 1% 00
1、电压调整率随着负载电流的增加而正比增大。I2
a、
2、电压调整率与负载的性质有关。
b
、
2 2
0 0
3、与漏阻抗值有关 Rk*《 Xk*
c 、 2 0
a、2=0:cos2=1；sin2=0 电阻性负载 ∴I2↑→ U很小
I1NRk U1N
Ukr U1N
Uk*r
短路阻抗电压 的电阻分量
X k *Z X 1N k U 1X N /k I1NIU 1N 1 X NkU U 1 k NxU k *短x路阻抗电压
的电抗分量
a
9
2、缺点 标么值没有单位，物理意义不明确。
a
10
3-7 变压器的运行特性
一、电压变化率
电压变化程度——由于变压器内部存在着电阻和漏抗， 负载时产生电阻压降和漏抗压降，导致次级侧电压随负 载电流变化而变化。