电机学－变压器工作原理，运行分析(4473KB).ppt

* * * * * * * * * * * * * * 对于一般变压器，当负载的功率因数约为0.8（感性） 时，额定负载的电压调整率约为5% 左右，所以一般电力变压器的高压线圈均有±5％的抽头，以便进行电压调节。 * * 由于变压器效率很高，用直接负载法测量输出功率和输入功率来确定效率很难得到准确的结果。这是因为P2和P1相差很小，测量仪表的误差很可能超过这一差值。另外，对大型变压器也很难找到相应得大容量负载来进行试验，故工程中常用间接法来计算效率。所谓间接法就是通过空在试验和稳态短路试验求出变压器的铁耗和负载损耗，然后按下式计算。 η= P2/P1 * * * 以上结论2）适用于老式变压器，对目前采用冷轧硅钢片生产的节能型变压器而言，铁耗更小，故产生最大效率时的负载率β更小。 * 以上结论2）适用于老式变压器，对目前采用冷轧硅钢片生产的节能型变压器而言，铁耗更小，故产生最大效率时的负载率β更小。 * 以上结论2）适用于老式变压器，对目前采用冷轧硅钢片生产的节能型变压器而言，铁耗更小，故产生最大效率时的负载率β更小。 * * * * * * * * * * * 图2-4（a）表示一变压器空载情况(只画出原绕组)．我们把原绕组的电阻用一集中参数r1表示，磁通感应的电动势在电路中用一漏电抗x1表示，主磁通交变在铁心中产生的铁耗要由电源的电功率供给，为了把铁心损耗反映到电路中去，我们用一模拟电导（或等效电导）gm并接在原绕组上。该电导 是这样确定的，即有功电流I0a在该电导gm上产生的电损耗刚好等于铁心损耗．经过这一变换，空载变压器就变成了图2-4（b）的形式．此时的原绕组成了一纯电感线圈，它的电纳用bm表示。这样就可以把变压器的空载情况用一条纯电路来表示，其中I0a2 /gm 代表了铁耗， I0a2r1代表了原绕组的铜耗。为了便于计算，常把图2-4（b）中的gm和bm并联电路，转换成串联电路，如图2-4(c)所示，根据复阻抗和复导纳的等值互换可得： rm=gm/(gm2+ bm2)，xm=bm/(gm2+ bm2)。 * * * * * * 作相量图步骤： 1）作参考相量Φm 2） 按照式（2）、（4） E1、 E2落后于Φm以90度，作出E1、 E2。 3）按照式（3）作I0 。 Zm为感抗性质， I0滞后于（－E1）以ψ0角。 4）按照式（1）作U1 。 5）按照式（5）作U20 。 * * * * * * * * * * 作相量图步骤： 1）作参考相量Φm 2） 按照式（3）、（4） E1、 E’2， E1= E’2且落后于Φm以90度相角。 3）按照式（2）、 （7）求出I’2 。 E’2 - I’2Z’2 = I’2 Z’L 。I’2 = E’2 /(Z’2 + Z’L )= E’2 /[(r’2 + R’L )+ (x’2 + X’L )]， I’2 与E’2夹角 ψ2＝tg-1(x’2 + X’L )/ (r’2 + R’L )。若X’L 为感抗，则I’2 滞后于E’2 一个ψ2角。若X’L 为容抗，则当X’L X’2时， I’2 超前于E’2 ，也超前于U’2 。当X’L X’2时， I’2 落后于E’2 ，超前于U’2 。当X’L ＝ X’2时， I’2 与E’2同相位 ，超前于U’2当X’L ＝0时， I’2 落后于E’2 ，与U’2同相位 。 4）按照式（6）作Im。 Im滞后（- E1 ）一个ψ0角， ψ0= tg-1xm / rm。 5）按照式（5）作I1 。 6）按照式（1）作U1 。 7）按照式（2）作U’2 。 图中φ1 为原边功率因数角，φ2 为副边功率因数角。 * * * 作相量图步骤： 已知U’2、 I’2和cosφ2后，因忽略Im，即-I’2= I’1。取-U’2为参考向量，由φ2角画出-I’2= I’1，然后在-U’2的端点上加上 I1rk 和jI1xk，便得到原边端电压 U1。 * * §2-4 变压器的参数测定 2、短路实验 1) 实验目的：求出负载损耗pk、短路阻抗Zk和短路电压uk 。 2) 实验原理图： 短路实验 实验步骤：进行试验时，副边短路 试验时所加电压必须比额定电压低得多 原边电流达到额定值为止。测量电压Uk，原边电 流Ik，和输入功率pk 参数计算： §2-4 变压器的参数测定 注意事项：为了便于测量，稳态短赂试验通常将高压绕组接到电源，低压绕组直接短路 短路特性曲线 短路实验 讨论：1）稳态短路试验时，当原绕组电流达额定值，绕组中的铜损耗相当于额定负载时的铜耗 当副边短路而原边电流为额定值时，外加电压很低，铁心里的主磁通很小，激磁电流以及铁耗可以忽略，