变压器参数测量PPT

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U kU u 1 1 k N 1% 0 0 I1N U 1N Z K 1% 0 0 U 1 Z N K I1NZ K * 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，这样可使漏阻抗压 降小些，副边电压随负载波动小些；但从限制短路电 流角度，希望它大些，变压器发生短路时，相应的短 路电流就小些。
的电抗分量
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2、缺点
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标么值没有单位，物理意义不明确。
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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。
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。
×k
U % U 2 0 U 2 1% 0 U 2 0 N U 2 1% 0 U 1 0 N U '2 1% 0
4）若要得到高压侧参数，须折算；
注:测得的值为归算到低压侧的值,如需归算到高压侧时参 数应乘k2
k：高压侧对低压侧的变比
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5）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为 相值；
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P三P1P2
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b、2>0:cos2>0；sin2>0 纯电阻电感性负载
∵Rk*cos2>0，Xk*sin2>0 ∴U>0，说明： 1）负载后U2<U20=U2N； 2）随着I2↑→U↑，U2↓。
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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↑。
Rk*
Rk Z1N
Rk U1N/I1N
I12NRk U1NI1N
Pk SN
Pk*
Rk U1N/I1N
I1NRk U1N
Ukr U1N
Uk*r
短路阻抗电压 的电阻分量
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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
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三、变压器一、二次侧相电压、相电流、漏阻抗的标幺 值
U 1 * U U 1 1 N； U 2 * U U 2 2 N； I1 * II1 1 N； I2 * II2 2 N
漏阻抗的标幺值：
Z1*
Z1 Z1N
Z1 U1N/I1N
Z1I1N U1N
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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。
RK(750c)RK
T0 75 T0
Z R X K(70 5c)
2
2
K(70 5c)
K
T0=234.5℃
试验时的室温
7）若要得到低压侧参数，须折算；
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k2。
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”。 例U ： 1 U1、 Ub
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二、基值的确定
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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；
1. 线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基 准值；
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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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
Z2 *
Z2 Z2 Z2I2N Z2N U2N/I2N U2N
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四、应用标幺值的优缺点
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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。
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
U1k
Z I k750C 1N U1N
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阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
U kU u 1 1 k N 1% 0 0 I1N U 1N Z K 1% 0 0 U 1 Z N K Z K * I1N
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第三章 变压器
…… 3-5 变压器参数测量 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 ……
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3-5 变压器参数测量
变压器的参数有励磁参数和短路参数，只有已知参数， 才能运用前面所介绍的基本方程式、等值电路或相量 图求解各量。对制造好的变压器，其参数可通过实验 测得。 一、空载试验 二、短路试验 三、短路电压
由于变压器短路阻抗很小，如果在额定电压下短 路，则短路电流可达（9.5～20）IN，将损坏变压器， 所以做短路试验时，外施电压必须很低，通常为 （0.05～0.15）UN，以限制短路电流。
• 得到的参数为高压侧参数
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2)通过调 ,让 节 电 Ik在 电 0流 ~1 压 .3IN范围,内 测变 出 对应 U k,I的 k和 P k,画Ik出 f(U k)和 P kf(U k)曲;线
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。
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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 *
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 。
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4）参数计算
Zk
Uk Ik
Rk
Pk
I
2 k
Xk
Z
2 k
R
2 k
对T型等效电路：
R1
R
' 2
1 2
Rk
X1
X
' 2
1 2
X
k
5）记录实验室的室温；
例如 p138 I0*、 zk*的范围
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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。
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。
短路电压(有 电功 )分 阻量百:分u值 kR%I1NUR1kN750C10% 0
短路电抗 压(无 电功 )分量百:分u值 kX%IU 1N1XNk 10% 0
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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
2、电压调整率与负载的性质有关。
a、
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
U 2 N
U 2 N
U 1 N
用副边量表示
用原边量表示
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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
电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一, 它大小反映了供电电压的稳定性。
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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（如电力系统）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%
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
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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
U
* 2
cos2()0.8 超前
1.0
cos2 1
cos20.8 滞后
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I
* 2
(
)
0
1.0
图 变压器的外特性
U2 f(I2)
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由外特性图，负载功率因数性质不同，对主磁通的影 40 响不同，变压器的端电压变化亦不同。
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一、空载实验
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。
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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；
Zm与饱和程度有关, 电压越高, 磁路越饱和，Zm越小, 所 以应以额定电压下测读的数据计算励磁参数.
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二、短路实验
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。
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要求及分析 1）高压侧加电压，低压侧短路；
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3-6 标么值 一、定义
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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。
先选定一个物理量的同单位某一数值作为基准值 （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
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根据简化等值电路的相量图推导出电压变化率的公式 37
jI1Xk
P’
=ac+cb=ac+db'
b′
I1Rk
忽略励磁电流时：
β=I1/I1N=I2/I2N=I1* =I2*————变压器的负载系数
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※ 分析U公式
k：高压侧对低压侧的变比
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8）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相
值；
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三、短路电压——标在铭牌上的参数
短路电压，短路阻抗Zk75℃与一次侧额定电流I1N的乘积。
U1k Zk75 0CI1N