变压器的运行特性.ppt

实际运行中的变压器不可避免的会因为材料、工艺等问题而产生损耗。 将变压器的这两种损耗相加，即得变压器的功率损耗∑P 因此我们把当一次绕组电压U1和和负载的功率因数cosφ2一定时，二次绕组电压U2与负载电流I2的关系，称为变压器的外特性。 因为变压器二次侧功率P2是由一次侧功率P1决定的，它不会随变压器所带负载的变化而变化。 ∵ P2= I2U2 ∴ 当负载变化引起I2变化时，U2就会跟随I2的变化而变化 1.0 0 1.0 变压器的外特性和电压调整率 在纯电阻负载时，电压变化较小；而在容性负载时，外特性是上翘的，端电压可能出现随负载电流的增加反而上升，说明容性电流有助磁作用，使U2上升；而感性电流有去磁作用，使U2下降。 这也说明了二次侧功率因数对外特性影响较大，其实质是去磁和助磁作用不同所致。 1.0 0 1.0 电压调整率 从前面变压器的外特性可以看出，当负载有波动时，变压器输出的二次电压就会有波动。从我们使用电能来说，当然是希望电压越稳定越好。 在变压器分析过程中，通常用电压调整率来衡量端电压的变化程度。 一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增加时，输出电压U2总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描述。 当变压器从空载到额定负载（I2=I2N）运行时，二次绕组输出电压的变化值ΔU与空载电压（额定电压）U2N之比的百分值就称为变压器的电压变化率，用ΔU％来表示。 电压变化率的大小它反映了电网电压的稳定性。 电压的波动就越小，因此我们在使用电气设备时，如果能尽量提高功率因数，就有助于电压的稳定。 分析变压器的外特性，当功率因素 越接近1， 2 cosj 我们能采取什么措施来减小电压波动呢？ 【例】 有一台变压器接通负载后，副绕组的输出电压为5700V，它的电压调整率为4.8%，求二次绕组的额定电压U2N是多少。 解: 根据 得 我国电力技术政策规定，35kV以上的电压，允许偏差±5%；10kV以下高压供电和动力供电为±7%；低压照明设备为+5%~ -10%。 (V) 变压器的损耗分为两种： （1）铁损耗。铁耗是磁通在铁心中交变和运行时产生的损耗，与原边所施加的电压有关，与负载没有任何关系。因为磁通大小一般没有变动，所以铁耗又称为不变损耗或空载损耗，用pFE表示。 变压器的损耗和效率 一、变压器的损耗 ⑵ 铜损耗。铜耗是电流在绕组中，与绕组的电阻产生的热损耗，用pCU表示。 铜耗的大小取决于负载电流的大小以及绕组中电阻的大小，所以铜耗又称为可变损耗。 pCU = I12 r1 r2 I22 + = β2 pCUN β= I2 I2N 负载系数 I2——变压器运行时的实际电流 I2N——变压器的额定电流 变压器的效率η，就是变压器输出和输入功率之比， η = P2 P1 × 100% ∵ P1 = P2 + ∑P ∴工程上效率的一般计算公式为： ∑P = pCU pFE + 由于变压器没有旋转的部件，不像电动机那样有机械损耗存在，因此变压器的效率一般都比较高，中小型电力变压器效率在95％以上，大型电力变压器效率可达99％以上。 时，变压器效率最高。 当 pFe = pCU 说明 功率因数一定时，变压器的效率与负载系数之间的关系称为变压器的效率特性曲线。 空载时， 负载增大时，效率增加很快；当负载达到某一数值时，效率最大，然后又开始降低。 对于电力变压器，最大效率出现在 I2=（0.5—0.75）I2N时，（即其负载系数为0.6） 其额定效率ηN=0.95—0.99 相同负荷系数下，负载功率因数越高，效率也越高。 变压器的运行特性 变压器的空载运行 i1 将变压器一次绕组接交流电源，二次绕组开路，这种运行方式称为变压器的空载运行。 变压器各电磁量正方向的规定： 1、在一次绕组内，电流的正方向与电压的正方向一致。 2、磁通正方向与电流方向符合右手螺旋定则。 3、感应电势方向与磁通方向符合右手螺旋定则。 4、在二次绕组内，电流的正方向与电势方向一致。 5、在二次绕组端，电压方向与电流方向一致。 L1 L2 N1 N2 ZL 一、变压器的空载运行 i1 L1 L2 N1 N2 因为是空载运行，二次绕组开路，所以电流i2=0。 ZL =0 电流i1是产生磁通Φ的全部原因。此时称为空载电流i0 i0 因为i