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1、关于变压器的基本理论第1页，讲稿共70张，创作于星期日26.1 变压器的空载运行变压器的空载运行v空载运行是指变压器原绕组接额定电压、额定频率的电空载运行是指变压器原绕组接额定电压、额定频率的电源上，副绕组开路时的运行状态。源上，副绕组开路时的运行状态。第2页，讲稿共70张，创作于星期日3一、变压器的空载运行一、变压器的空载运行 1.1.变压器空载运行的电磁关系变压器空载运行的电磁关系变压器空载运行的电磁关系变压器空载运行的电磁关系 变压器正向惯例选取：变压器正向惯例选取：vu1与与与与i0符合电动机惯例符合电动机惯例符合电动机惯例符合电动机惯例,即即即即电源的正方向规定电流的电源的正方向规定
2、电流的正方向与电源取关联参考方正方向与电源取关联参考方向。在负载支路，电流的正向。在负载支路，电流的正方向和电压降的正方向一致；方向和电压降的正方向一致；而在电源支路，电流的正方而在电源支路，电流的正方向和电势的正方向一致。向和电势的正方向一致。vi0与与与与符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则ve1、e2与与与与符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则符合右手螺旋定则第3页，讲稿共70张，创作于星期日4v漏磁通漏磁通11 ：主要沿非铁磁材料（变压器油或空气）：主要沿非铁磁材料（变压器油或空气）闭合，仅与原线圈相交链。闭合，仅与原线圈相交链。11与与i0呈线
3、性关系。呈线性关系。磁通分为两部分：磁通分为两部分：v主磁通主磁通：沿铁心闭合，同时与原副线圈相交链，是变：沿铁心闭合，同时与原副线圈相交链，是变压器传递能量的媒介。由于铁磁材料的饱和现象，主磁压器传递能量的媒介。由于铁磁材料的饱和现象，主磁通通与与i0呈非线性关系。呈非线性关系。v注：因磁导率的差异，主磁通占总磁通的绝大部分，注：因磁导率的差异，主磁通占总磁通的绝大部分，漏磁通只占很小的一部分，约漏磁通只占很小的一部分，约0.10.10.20.2。第4页，讲稿共70张，创作于星期日5空载时各物理量产生的因果关系空载时各物理量产生的因果关系第5页，讲稿共70张，创作于星期日6 （1 1 1 1
4、）主磁通产生的电动势）主磁通产生的电动势）主磁通产生的电动势）主磁通产生的电动势 （2 2 2 2）假定主磁通按正弦规律变化）假定主磁通按正弦规律变化）假定主磁通按正弦规律变化）假定主磁通按正弦规律变化 m m m m：主磁通的幅值；：主磁通的幅值；：主磁通的幅值；：主磁通的幅值；E E E E1m1m1m1m：原边绕组感应电动势的幅值。：原边绕组感应电动势的幅值。：原边绕组感应电动势的幅值。：原边绕组感应电动势的幅值。第6页，讲稿共70张，创作于星期日7（3 3 3 3）原边电动势的大小）原边电动势的大小）原边电动势的大小）原边电动势的大小原边电动势幅值：原边电动势幅值：原边电动势幅值：原边
5、电动势幅值：有效值：有效值：有效值：有效值：相量表示：相量表示：相量表示：相量表示：方向：滞后主磁通方向：滞后主磁通方向：滞后主磁通方向：滞后主磁通90909090度度度度当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正弦规律变化，弦规律变化，弦规律变化，弦规律变化，但相位比主磁通落后但相位比主磁通落后但相位比主磁通落后但相位比主磁通落后909090900 0 0 0。第7页，讲稿共70张，创作于星期日8（4 4 4 4）副边电动势的大小）副边
6、电动势的大小）副边电动势的大小）副边电动势的大小副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：副边绕组链接同一磁链，副边电动势幅值：有效值：有效值：相量表示：相量表示：第8页，讲稿共70张，创作于星期日9（5 5 5 5）漏磁通产生的电动势）漏磁通产生的电动势）漏磁通产生的电动势）漏磁通产生的电动势:=1msint有效值：有效值：有效值：有效值：相量表示：相量表示：第9页，讲稿共70张，创作于星期日2.2.电动势平衡方程式电动势平衡方程式电动势平衡方程式电动势平衡方程式v按上面规定的正方向，可得空载时的原边电势方程式按上面规定
7、的正方向，可得空载时的原边电势方程式第10页，讲稿共70张，创作于星期日L1原绕组的漏电感，为常数原绕组的漏电感，为常数x1L1原绕组的漏电抗，常数原绕组的漏电抗，常数漏感电势漏感电势v故有故有v Z Z1 1=R=R1 1+jx+jx11原绕组的漏阻抗，为常数，数值较小。原绕组的漏阻抗，为常数，数值较小。v对电力变压器，空载电流引起的漏阻抗压降很小，所以有对电力变压器，空载电流引起的漏阻抗压降很小，所以有变压器主磁通的大小主要取决于电网电压、频率和匝数，与变压器主磁通的大小主要取决于电网电压、频率和匝数，与负载情况基本无关。负载情况基本无关。第11页，讲稿共70张，创作于星期日3.3.变压器
8、的变比变压器的变比变压器的变比变压器的变比v变压器变比变压器变比变压器原边电势与副边电势之比，用符号变压器原边电势与副边电势之比，用符号 k 表示，即表示，即v当变压器空载时，由于当变压器空载时，由于U U1 1EE1 1，U U2 2=E=E2 2 ，故可近似用原、副电压，故可近似用原、副电压之比作为变压器的变比之比作为变压器的变比v注：在三相变压器中，变比是指相电压之比。将三相变压器的线注：在三相变压器中，变比是指相电压之比。将三相变压器的线电压之比，称线电压比电压之比，称线电压比第12页，讲稿共70张，创作于星期日13二、空载运行的等效电路和相量图二、空载运行的等效电路和相量图二、空载运
9、行的等效电路和相量图二、空载运行的等效电路和相量图1.1.空载电流空载电流空载电流空载电流v空载时，空载电流建立了主磁通，所以空载电流就是激磁电流空载时，空载电流建立了主磁通，所以空载电流就是激磁电流（或励磁电流）。（或励磁电流）。激磁电流激磁电流磁化电流磁化电流I I起磁化作用，为无功分量起磁化作用，为无功分量铁耗电流铁耗电流IFe对应磁滞和涡流损耗，为有功对应磁滞和涡流损耗，为有功分量分量注：注：在电力变压器中，由于在电力变压器中，由于I I I IFeFe，故可以近似认为，故可以近似认为I I0 0I I第13页，讲稿共70张，创作于星期日v当外加电压当外加电压u u1 1为正弦波时，为
10、正弦波时，和它相平衡的电势和它相平衡的电势e e1 1和磁通和磁通也为正弦波。由于铁磁也为正弦波。由于铁磁材料的磁化曲线非线性化，材料的磁化曲线非线性化，铁心的饱和使激磁电流铁心的饱和使激磁电流 i i0 0 畸变为尖顶波畸变为尖顶波 v尖顶波可以分解为尖顶波可以分解为基波和基波和3 3、5 5、7 7，谐波。谐波中以谐波。谐波中以3 3次谐次谐波最为显著波最为显著v1v2v1v2v3v3v4v4第14页，讲稿共70张，创作于星期日分别为基波和各次谐波的有效值。分别为基波和各次谐波的有效值。v激磁电流激磁电流 i i0 0 为尖顶波，为了计算的方便，用一个正弦电流来为尖顶波，为了计算的方便，用
11、一个正弦电流来代替它，正弦电流的有效值为代替它，正弦电流的有效值为v当考虑铁心损耗时，电流中还包含铁耗分量当考虑铁心损耗时，电流中还包含铁耗分量I IFeFe，即有，即有 v激磁电流激磁电流 i i0 0 与磁通与磁通 是同相位。是同相位。或或第15页，讲稿共70张，创作于星期日2.2.空载时的相量图空载时的相量图空载时的相量图空载时的相量图v根据根据作空载时的相量图作空载时的相量图I II IFeI I0mE E1 1 E E2 2 -E-E1 1 U U1 1 I I0R1jIjI0 x1以主磁通以主磁通m为参考量；为参考量；I与与同相位；同相位；-E1加上与加上与I0平行的平行的I0R1
12、和超前和超前I0900的的jI0 x1，得，得U1。E1和和E2滞后滞后m 900IFe为代表铁耗的有功分量，为代表铁耗的有功分量，超前超前 900；I与与IFe两者的相量和为两者的相量和为I0；第16页，讲稿共70张，创作于星期日v注：参数注：参数R Rm m是对应铁耗的等效电阻，称为激磁电阻（或励磁是对应铁耗的等效电阻，称为激磁电阻（或励磁电阻）电阻）参数参数x xm m是对应于主磁路磁导的电抗，称激磁电抗是对应于主磁路磁导的电抗，称激磁电抗v 就可以看作就可以看作 在在Z Zm m上的电压降。其中上的电压降。其中 有功分量，有功分量，无功分量。无功分量。v变压器空载时从原方看进去的等效阻
13、抗变压器空载时从原方看进去的等效阻抗Z0为为v式中式中称为变压器的激磁阻抗称为变压器的激磁阻抗3.3.空载时的等效电路空载时的等效电路空载时的等效电路空载时的等效电路第17页，讲稿共70张，创作于星期日v变压器的电动势方程变为变压器的电动势方程变为v等效电路等效电路U1.I0R1jx1E1.Rmjxm.第18页，讲稿共70张，创作于星期日19一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行状态。一次绕组接交流电源，二次绕组接负载的运行状态。6.2 变压器的负载运行变压器的负载运行v电磁关系电磁关系v正方向规定正方向规定v磁动势平衡关系磁动势平衡关系v能量传递能量传递v漏磁通与漏磁电抗漏磁通与漏磁电抗v
14、变压器基本方程式变压器基本方程式第19页，讲稿共70张，创作于星期日20一、电磁关系一、电磁关系一、电磁关系一、电磁关系（1 1）变压器正向惯例选取：）变压器正向惯例选取：a a）一次侧：发电机惯例。）一次侧：发电机惯例。按按 正向流入一次侧。正向流入一次侧。b b）二次侧：负载或电动机惯例。）二次侧：负载或电动机惯例。与与 方向相同。方向相同。c c）i i、交链时，交链时，与与i i成右手关系。成右手关系。d d）感应感应e e时，时，e e与与 成右手关系。成右手关系。第20页，讲稿共70张，创作于星期日21(2)(2)电路、磁路的工作情况：电路、磁路的工作情况：第21页，讲稿共70张，
15、创作于星期日22根据磁动势平衡原则根据磁动势平衡原则（没变，磁动势还是由空载电流产生）没变，磁动势还是由空载电流产生）是激磁电流，固定不变的量。是激磁电流，固定不变的量。负载分量随负载不同而变化。负载分量随负载不同而变化。原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。副边绕组电流增加或减小的同时，引起组。副边绕组电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或减小，吸收的功率也增大原边电流的增加或减小，吸收的功率也增大或减小。或减小。二、磁动势方程与能量传递二、磁动势方程与能量传递二、磁动势方程与能量传递二、磁动势方程与能量传递第22页，讲稿共70张，创作于星期日23三
16、、电势平衡方程三、电势平衡方程三、电势平衡方程三、电势平衡方程v原边：原边：v副边：副边：第23页，讲稿共70张，创作于星期日24v变压器的基本方程式：变压器的基本方程式：v利用利用 ，k，Z1，Z2，Zm，ZL求解出求解出 ，第24页，讲稿共70张，创作于星期日256.3 变压器的等效电路和相量图变压器的等效电路和相量图一、绕组归算（折算）一、绕组归算（折算）一、绕组归算（折算）一、绕组归算（折算）由于变压器一、二次侧绕组的匝数为由于变压器一、二次侧绕组的匝数为，绕组的感应，绕组的感应电动势电动势1 12 2，这就给分析变压器的工作特性和绘制相量图增加，这就给分析变压器的工作特性和绘制相量图
17、增加了困难。为了克服这个困难，常用一假想的绕组来代替其中一了困难。为了克服这个困难，常用一假想的绕组来代替其中一个绕组，使之成为变比个绕组，使之成为变比k=k=的变压器，这样就可以把一、二次侧的变压器，这样就可以把一、二次侧绕组联成一个等效电路，从而大大简化变压器的分析计算。这种方绕组联成一个等效电路，从而大大简化变压器的分析计算。这种方法称为绕组归算。法称为绕组归算。归归算后的量在原来的符号上加一个上标号算后的量在原来的符号上加一个上标号“”以示区别。以示区别。归归算只是人为地处理问题的方法，它不会改算只是人为地处理问题的方法，它不会改变变压器运行时的电磁本质。变变压器运行时的电磁本质。习惯
18、上，是将变压器二次侧数据归算到一次测。习惯上，是将变压器二次侧数据归算到一次测。第25页，讲稿共70张，创作于星期日26v方法：将一侧绕组的匝数等于另一侧匝数，其它物理方法：将一侧绕组的匝数等于另一侧匝数，其它物理量做相应的变化，使两侧电磁关系不变。量做相应的变化，使两侧电磁关系不变。v 原则：归算前后，一次侧从电源输入的电流、功率保持原则：归算前后，一次侧从电源输入的电流、功率保持不变，二次侧对一次侧施加影响的磁不变，二次侧对一次侧施加影响的磁 动势不变。动势不变。1.1.电动势归算电动势归算电动势归算电动势归算 由于归算后的二次绕组和一次绕组有相同的匝数，由于归算后的二次绕组和一次绕组有相
19、同的匝数，根据电动势与匝数成正比的关系可得：根据电动势与匝数成正比的关系可得：第26页，讲稿共70张，创作于星期日272.2.电流归算电流归算电流归算电流归算 磁动势不变：磁动势不变：N1I2=N2I2 即：即：I2=I2=I2 N1N21kI1I2 =Im 3.3.阻抗归算阻抗归算阻抗归算阻抗归算 有功功率不变：有功功率不变：同理：同理：Z2=k2Z2，ZL=k2ZL X2 =X2 =k2X2 I2 I2 2 无功功率不变：无功功率不变：X2 I2 =X2 I22 2 R2 I2 =R2I22 2 R2=R2=k2R2 I22 I2 2第27页，讲稿共70张，创作于星期日284.4.电压归算
20、电压归算电压归算电压归算 U2 =kU2 结论：结论：二次绕组归算到一次绕组时，电动势和电压二次绕组归算到一次绕组时，电动势和电压乘以乘以k倍，电流则除以倍，电流则除以k倍，阻抗乘以倍，阻抗乘以K2倍。倍。U1=E1+Z1I1 第28页，讲稿共70张，创作于星期日29 归算后负载运行的基本方程为：归算后负载运行的基本方程为：项目项目 归算前归算前 归算后归算后一次侧一次侧电压方程电压方程二次侧二次侧电压方程电压方程电流关系电流关系感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势的关系的关系输出电压输出电压U1=E1Z1I1 U1=E1Z1I1 U2=E2Z2I2 U2=E2 Z2I2 N1I1N2I2
21、=N1I0 I1I2=I0 E1=ZmI0 E1=ZmI0 E1=kE2E1=E2U2=ZLI2 U2=ZLI2 第29页，讲稿共70张，创作于星期日30二、二、T 形等效电路形等效电路 变压器变压器变压器变压器T T T T型等效电路的推演型等效电路的推演型等效电路的推演型等效电路的推演第30页，讲稿共70张，创作于星期日31ZL R1 X1 X2 R2 Rm XmZL R1 X1 X2 R2 T T 形等效电路形等效电路形等效电路形等效电路 U2=E2 Z2 I2 U1=E1+Z1I1 E1 E2 U1 U2 I1 I2 因因E1=E2 E1=E2 U1 U2 I1 I2 Im 第31页，
22、讲稿共70张，创作于星期日32三、近似等效电路三、近似等效电路 实际电力变压器，额定负载时，一次绕组的漏阻实际电力变压器，额定负载时，一次绕组的漏阻抗压降抗压降 仅占额定电压的百分之几，而激磁电流仅占额定电压的百分之几，而激磁电流Im又远小于额定电流又远小于额定电流I1N。因此将。因此将T型等效电路中的激型等效电路中的激磁支路移出，并联在电源端口磁支路移出，并联在电源端口,得到得到 型等值电路型等值电路,对变对变压器的运行计算不会带来明显的误差。压器的运行计算不会带来明显的误差。T型电路包含有串联、并联回路，复数运算复杂。型电路包含有串联、并联回路，复数运算复杂。第32页，讲稿共70张，创作于
23、星期日33ZL X1 X2 R1R2 Rm Xm近似等效电路近似等效电路 U1 U2 I1 I2 Im ZL R1 X1 X2 R2 Rm XmE1=E2 U1 U2 I1 I2 Im T T型型型型简简化化第33页，讲稿共70张，创作于星期日34等效漏阻抗等效漏阻抗或短路阻抗或短路阻抗 ZL X1 X2 R1R2 Rm Xm四、简化等效电路四、简化等效电路 U1 U2 I1 I2 Im ZL Xk Rk U1 U2 I2 I1=I2 Zk=(R1R2)j(X1 X2)=RkjXk 负载运行时，负载运行时，Im在在I1N中所占的比例很小。在工中所占的比例很小。在工程实际计算中，忽略程实际计算中
24、，忽略Im，将激磁回路去掉，将激磁回路去掉，得到更简得到更简单的阻抗串联电路。单的阻抗串联电路。第34页，讲稿共70张，创作于星期日35 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，一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般可达额定电流的10102020倍。倍。其中其中短路电阻短路电阻短路电抗短路电抗短路阻抗短路阻抗第35页，讲稿共70张，创作于星期日36【例例6-1】有一台有一台 50Hz 的单相变压器，其额定参数的单相变压器，其额定参数 为为 SN=10 kV
25、 A，U1N/U2N=380/220 V。一次绕组的漏阻。一次绕组的漏阻 抗抗 Z1=(0.14j0.22)，二次绕组的漏阻抗，二次绕组的漏阻抗 Z2=(0.035j0.055)，励磁阻抗，励磁阻抗 Zm=(30j310)，负载阻抗，负载阻抗 ZL=(4j3)。在高压侧施加额定电压时，求。在高压侧施加额定电压时，求(1)一、二次一、二次侧的额定电流；侧的额定电流；(2)一、二次侧的实际电流和励磁电流；一、二次侧的实际电流和励磁电流；(3)二次电压。二次电压。解：解：变压器的电压比变压器的电压比 k 为为 k=1.73 U1NU2N 380220(1)一、二次侧的额定电流为一、二次侧的额定电流为
26、 I1N=A=26.32 A SNU1N 10103 380 I2N=A=45.45 A SNU2N 10103 220 第36页，讲稿共70张，创作于星期日37方法一：方法一：用用 T 形等效电路求解形等效电路求解 (2)低压侧折算到高压侧的参数为低压侧折算到高压侧的参数为 Z2=k2Z2=1.732(0.035j0.055)=(0.1048j0.1646)ZL=k2ZL=1.732(4j3)=(11.97j8.98)变压器输入端口的等效阻抗为变压器输入端口的等效阻抗为 Z=Z1 =(0.14j0.22)Zm(Z2 ZL)ZmZ2 ZL (30j310)(0.1048j0.164611.97
27、j8.98)30j3100.1048j0.164611.97j8.98=(11.51j9.4665)=14.9 39.436 取参考相量取参考相量 U1=380 0 V，则所求电流分别为，则所求电流分别为 I1=25.5 39.436 A 380 0 14.9 39.436 U1 Z 第37页，讲稿共70张，创作于星期日38I2 =A=24.67 37.46 A 373.68 0.32 12.0748j9.1446 E1 Z2 ZL E1=U1Z1I1 =380 0(0.14j0.22)25.5 39.436 V I=A=1.2 84.8 A 373.68 0.32 30j310 E1 Z=3
28、73.68 0.32 V 即即 I1=25.5 A，I2=kI2 =1.7324.67 A=42.68 A，Im=1.2 A。(3)二次电压为二次电压为 U2=|ZL|I2=3242 42.68 V=213.4 V 第38页，讲稿共70张，创作于星期日39方法二：方法二：用近似（用近似（形）等效电路求解形）等效电路求解 (2)低压侧折算到高压侧的参数为低压侧折算到高压侧的参数为 Z2=k2Z2=1.732(0.035j0.055)=(0.1048j0.1646)ZL=k2ZL=1.732(4j3)=(11.97j8.98)取参考相量取参考相量 U1=380 0 V，则所求电流分别为，则所求电流
29、分别为 =24.7 37.5 A I2=U1 Z1Z2 ZL 380 0 0.14j0.220.1048j0.164611.97j8.98 =AI=A=1.22 84.5 A U1 Z380 0 30j310 I1=Im(I2)=(1.22 84.5 24.7 37.5 )A =25.55 39.5 A 第39页，讲稿共70张，创作于星期日40即即 I1=25.5 A，I2=kI2 =1.7324.7 A=42.73 A，Im=1.2 A。(3)二次电压为二次电压为 U2=|ZL|I2=3242 42.73 V=213.65 V 结论：结论：用近似等效电路计算与用用近似等效电路计算与用T形等效
30、电路计算的形等效电路计算的 结果相差极小，但计算量大为减小。结果相差极小，但计算量大为减小。第40页，讲稿共70张，创作于星期日416.4 变压器的参数测定和标幺值变压器的参数测定和标幺值一、空载试验（开路试验）一、空载试验（开路试验）v目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算目的：通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比变比k、铁损、铁损pFe和激磁阻抗和激磁阻抗ZM。第41页，讲稿共70张，创作于星期日42说明说明v二次侧开路，一次侧加额定电压。测量电压二次侧开路，一次侧加额定电压。测量电压U1、空载电流、空载电流I0、输入功率、输入功率P0和开路电压和开路电压U20
31、。v因变压器空载时无功率输出，所以输入的功率全部消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。vpFeI02R1，故可忽略空载铜耗，认为，故可忽略空载铜耗，认为P0pFe=I02Rm。空载电流空载电流I I0 0很小很小第42页，讲稿共70张，创作于星期日43v为了便于测量和安全，空载实验一般在低压绕组为了便于测量和安全，空载实验一般在低压绕组上加电压上加电压U UN N，高压绕组开路。测得的值为归算到低，高压绕组开路。测得的值为归算到低压侧的值压侧的值,如需归算到高压侧时参数应乘如需归算到高压侧时参数应
32、乘K K2 2，K=NK=N高高压压/N/N低压低压。第43页，讲稿共70张，创作于星期日44二、稳态短路试验二、稳态短路试验 v目的：通过测量短路电流目的：通过测量短路电流Ik、短路电压、短路电压Uk及短路功率及短路功率pk来计算变压器铜损来计算变压器铜损pCu（绕组损耗）和短路阻抗（绕组损耗）和短路阻抗ZK。第44页，讲稿共70张，创作于星期日45要求及分析要求及分析1 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，如果在额定电压下短路，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（则短路电流可达（9.59.52020）I I1N1N，将
33、损坏变压器，所以，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（做短路试验时，外施电压必须很低，通常为（0.050.050.150.15）U U1N1N，以限制短路电流。，以限制短路电流。3 3）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略）由于外加电压很小，主磁通很少，铁损耗很少，忽略铁损，认为铁损，认为 。第45页，讲稿共70张，创作于星期日463 3）参数计算）参数计算对对T T型等效电路：型等效电路：4 4）记录实验室的室温）记录实验室的室温第46页，讲稿共70张，创作于星期日475 5）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
34、值6 6）若要得到低压侧参数，须折算）若要得到低压侧参数，须折算试验时的室温试验时的室温T T0 0=234.5=234.5短路试验时电压加在高压侧，测出的参数是折算到高压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侧的数值，如需要求低压侧的参数应除以k k2 2。第47页，讲稿共70张，创作于星期日48三、短路电压三、短路电压v短路时，当短路电流为额定值时一次侧所加的电压，称短路时，当短路电流为额定值时一次侧所加的电压，称为短路电压，记作为短路电压，记作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通常用它与一次侧
35、额定电压的比值来表示第48页，讲稿共70张，创作于星期日49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:上式表明，阻抗电压就是变压器短路并且短路电上式表明，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。比值，所以称为短路电压。第49页，讲稿共70张，创作于星期日50 一台单相变压器，一台单相变压器，在在 时开路和短路试验数据如下时开路和短路试验数据如下试验名称电压电流功率备注开路试验11KV45.5A47KW电压加在低压侧短路试验9.24KV 157.5A129KW电压加
36、在高压侧试求：试求：(1)(1)归算到高压侧时激磁阻抗和等效漏阻抗的值归算到高压侧时激磁阻抗和等效漏阻抗的值(2)(2)已知已知 ，画出，画出T T形等效电路。形等效电路。【例例6-36-3】第50页，讲稿共70张，创作于星期日6.4.3 标幺值标幺值一、标幺值的定义一、标幺值的定义 标幺值标幺值=实际值实际值 基值基值 在工程计算中，各物理量往往不用实际值表示，而在工程计算中，各物理量往往不用实际值表示，而采用相应的标幺值来进行表示，各物理量的标幺值都采用相应的标幺值来进行表示，各物理量的标幺值都用在其右上角加用在其右上角加“*”表示。表示。第51页，讲稿共70张，创作于星期日二、基值的选取
37、二、基值的选取基值一次测一次测二次侧二次侧电压电压U1bU1NU2bU2N电流电流I1bI1NI2bI2N第52页，讲稿共70张，创作于星期日（1）阻抗的基值）阻抗的基值第53页，讲稿共70张，创作于星期日（2）功率的基值）功率的基值注意：功率、有功和无功功率的基值均是额定注意：功率、有功和无功功率的基值均是额定视在功视在功率率；电阻、电抗和阻抗基值均是；电阻、电抗和阻抗基值均是阻抗基值阻抗基值第54页，讲稿共70张，创作于星期日三、采用标幺值的优点三、采用标幺值的优点（1）不论变压器的容量大小，）不论变压器的容量大小，标么值表示的各参数和典型标么值表示的各参数和典型的性能数据，的性能数据，通
38、常都在一定的范围，通常都在一定的范围，便于比较和分析。便于比较和分析。与变压器容量大小无关与变压器容量大小无关第55页，讲稿共70张，创作于星期日（2）方程式和算式中某些系数可省略，简化了方程）方程式和算式中某些系数可省略，简化了方程和计算。另外某些物理量标幺值数值相同。和计算。另外某些物理量标幺值数值相同。各物理量额定值的标么值为各物理量额定值的标么值为1第56页，讲稿共70张，创作于星期日第57页，讲稿共70张，创作于星期日（3）用标幺值表示时，折算到高压侧或低压侧变压器的）用标幺值表示时，折算到高压侧或低压侧变压器的参数恒定相等，故不必进行折算。参数恒定相等，故不必进行折算。第58页，讲
39、稿共70张，创作于星期日（4）对称三相电路中任一点，相电压和线电压的标幺值）对称三相电路中任一点，相电压和线电压的标幺值相等，相电流和线电流标幺值相等。故按标幺值给出电相等，相电流和线电流标幺值相等。故按标幺值给出电压与电流，不必指出是线压与电流，不必指出是线 值还是相值。值还是相值。第59页，讲稿共70张，创作于星期日四、标幺值的缺点四、标幺值的缺点1.1.没有量纲，物理概念模糊；没有量纲，物理概念模糊；2.2.物理意义完全不同的量，标幺值可能相等。物理意义完全不同的量，标幺值可能相等。第60页，讲稿共70张，创作于星期日61【例例6-4】有一台有一台 50Hz 的单相变压器，其额定参数的单
40、相变压器，其额定参数 为为 SN=10 kV A，U1N/U2N=380/220 V。一次绕组的漏阻。一次绕组的漏阻 抗抗 Z1=(0.14j0.22)，二次绕组的漏阻抗，二次绕组的漏阻抗 Z2=(0.035j0.055)，励磁阻抗，励磁阻抗 Zm=(30j310)，负载阻抗，负载阻抗 ZL=(4j3)。在高压侧施加额定电压时，求分别折算到高。在高压侧施加额定电压时，求分别折算到高压侧和低压侧的励磁阻抗和短路阻抗的标幺值。压侧和低压侧的励磁阻抗和短路阻抗的标幺值。解：解：I1N=26.32 A，I2N=45.45 A，Zk=(0.244j0.384)。|Z1b|=14.44 U1NI1N380
41、 26.32(1)高压侧的阻抗基值为高压侧的阻抗基值为折算到高压侧励磁阻抗的标幺值为折算到高压侧励磁阻抗的标幺值为|Zm|=21.57|Zm|Z1b|3023102 14.44 *第61页，讲稿共70张，创作于星期日62折算到高压侧短路阻抗的标幺值为折算到高压侧短路阻抗的标幺值为(2)低压侧的阻抗基值为低压侧的阻抗基值为|Z2b|=4.84 U2NI2N220 45.45 Rm=2.08 Rm|Z1b|30 14.44 *Xm=21.47 Xm|Z1b|310 14.44 *Rk=0.0168 Rk|Z1b|0.244 14.44 *Xk=0.0266 Xk|Z1b|0.384 14.44 *
42、|Zk|=0.0315|Zk|Z1b|0.24420.3842 14.44 *第62页，讲稿共70张，创作于星期日63Rm =10.02 Rmk2 30 1.732 Xm =103.58 Xmk2 310 1.732 折算到低压侧的励磁阻抗为折算到低压侧的励磁阻抗为折算到低压侧的短路阻抗和短路电抗为折算到低压侧的短路阻抗和短路电抗为Rk =R2=(0.035)=0.0818 R1k2 0.14 1.732 Xk =X2 =(0.055)=0.1285 X1 k2 0.22 1.732 折算到低压侧励磁阻抗的标幺值为折算到低压侧励磁阻抗的标幺值为|Zm|=21.5|Zm|Z2b|104.06 4
43、.84 *|Zm|=104.06|Zm|k2 3023102 1.732 第63页，讲稿共70张，创作于星期日64折算到低压侧短路阻抗的标幺值为折算到低压侧短路阻抗的标幺值为Rm=2.07 Rm|Z2b|10.02 4.84 *Xm=21.4 Xm|Z2b|103.58 14.44 *Rk=0.0169 RS|Z2b|0.0818 4.84 *Xk=0.0266 Xk|Z2b|0.1285 4.84 *|Zk|=0.0315|Zk|Z2b|0.081820.12852 4.84 *第64页，讲稿共70张，创作于星期日651.1.变压器的功率关系变压器的功率关系变压器的功率关系变压器的功率关系
44、输入功率输出功率损耗输入功率输出功率损耗P P1 1P P2 2p p6.6 变压器的损耗和效率变压器的损耗和效率第65页，讲稿共70张，创作于星期日2.2.变压器的损耗变压器的损耗变压器的损耗变压器的损耗铜耗铜耗 p pCuCu(可变损耗可变损耗)铁耗铁耗 p pFeFe(不变损耗不变损耗)磁滋损耗磁滋损耗涡流损耗涡流损耗基本铁耗基本铁耗杂散铁耗杂散铁耗基本铜耗基本铜耗杂散铜耗杂散铜耗第66页，讲稿共70张，创作于星期日673.3.变压器的效率特性变压器的效率特性变压器的效率特性变压器的效率特性 铜耗等于铁耗时，效铜耗等于铁耗时，效率达到最大。率达到最大。第67页，讲稿共70张，创作于星期日效率特性曲线效率特性曲线pFe1OpCu=f()第68页，讲稿共70张，创作于星期日69第第 6 章章 结结 束束 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 第69页，讲稿共70张，创作于星期日感谢大家观看第70页，讲稿共70张，创作于星期日