变压器运行基本原理.ppt

四、标幺值 例2.4：一台三相电力变压器的名牌数据为： SN=20000kVA，U1N/U2N=110/10.5kV，Yd11接法，f=50Hz，Zk*=0.105，I0*=0.65%，p0=23.7kW，pk=104kW。①试求较准确等效电路的参数。 　②若将此变压器高压方接入110kV电网、低压方接一对称三角形联接的负载，每相阻抗为16.37+j7.93Ω，试求低压方电流和电压。 四、标幺值 解：①采用标幺值进行计算。 四、标幺值 ②低压方额定相电压 低压方额定相电流 低压方阻抗基值 负载相阻抗标幺值 四、标幺值 负载支路电流标幺值 低压方线电流 低压方相电压标幺值 低压方线电压值 2.4 变压器的运行特性 一、外特性和电压变化率 电压变化的原因：内部漏阻抗压降的影响； 电压变化率的定义式： 参数表达式：由简化相量图，可得： 式中： 称为负载系数，直接反应负载的大小 一、外特性和电压变化率 当负载为额定负载(I*＝1)、功率因数为指定值(通常为0.8滞后)时的电压变化率，称为额定电压变化率。 从电压变化率公式可以看出： 感性负载时， ?20，?U为正； 容性负载时， ?20，?U可正可负。 实际运行中一般是感性负载， 端电压下降5~8%。 一、外特性和电压变化率 外特性：是指一次侧加额定电压，负载功率因数cos ?2一定时，二次电压U2随负载电流I2变化的关系，即U2=f(I2)。 变压器在纯电阻和阻感性负载时，二次电压U2随负载电流I2的增加而降低；阻容性负载时，二次电压U2随负载电流I2的增加而升高。 一、外特性和电压变化率 变压器的电压调节 通过改变高压侧分接头（即改变高压侧线圈的匝数）来调压。 分接头： 调压方法：无激磁调压和有载调压 二、变压器的损耗和效率 1、变压器的损耗 铁损----不变损耗；铜损----可变损耗。 损耗 附加铁损：铁心、叠片间引起的 基本铁损：磁滞和涡流损耗 铁损 附加铜损：漏磁场引起的 基本铜损：原副线圈直流电阻的损耗 铜损 二、变压器的损耗和效率 2、变压器的效率 变压器的效率定义为 工程中常通过空载试验和短路试验，测出空载损耗p0和短路损耗pkN，再计算出任意负载下的效率。 二、变压器的损耗和效率 令 结论：效率大小与负载大小、性质及空载损耗和短路损耗有关。 二、变压器的损耗和效率 效率特性 如下图。 最大效率：用微分法求取 即铁耗=铜耗时效率最大。 二、变压器的损耗和效率 说明： 变压器的铁损总是存在，而负载是变化的，为了提高变压器的经济效益，设计时，铁损应设计得小些，一般取βm=0.5~0.6，对应的pkN与p0之比为3～4。 变压器的额定时效率比较高，一般在95～98%之间，大型可达99%以上。 二、变压器的损耗和效率 例2.5：仍采用例2.4变压器的数据，当高压方施加额定电压，低压方负载电流为953.5A，负载功率因数cos ?2=0.9(滞后)，求电压变化率、低压方电压、效率。 解：负载系数 负载功率因数 二、变压器的损耗和效率 由例2.4知： 低压方线电压 用简化等效及其向量图求△u O 四、折算 （3）二次漏阻抗的折算 同理 四、折算 （4）二次电压的折算 四、折算 折算规律总结： 二次回路参数单位是伏特的物理量，折算值等于实际值乘以变比；单位是安培的物理量，折算值等于实际值除以变比；单位是欧姆的物理量，折算值等于实际值乘以变比的平方。 四、折算 折算后的方程： 五、负载时的等效电路 五、负载时的等效电路 (1)T形等效电路 五、负载时的等效电路 (2)较准确等效电路 一般I1NZ10.08U1N 时采用。 五、负载时的等效电路 (3)简化等效电路： I0 0.03I1N，可忽略I0 五、负载时的等效电路 rk——短路电阻，rk=r1+r2； xk——短路电抗，xk=x1σ+ x2σ； Zk——短路阻抗，Zk=rk+ jxk。 简化等效电路图的电压方程式： 五、负载时的等效电路 简化相量图 B A C 说明：ΔABC为阻抗三角形；对于一台已制成的变压器，其形状是固定的。 短路阻抗大小的意义： ①从正常运行角度，希望小些； ②从短路角度看，希望大些，可限制短路电流。 五、负载时的等效电路 例2.1：有一台变比为10，额定容量为5KVA的变压器，一次绕组及二次绕组的电阻值分别为2Ω和0.01Ω，漏电抗分别为1Ω和0.05Ω，励磁电流为0.1A。求变压器的二次侧接2Ω的纯