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變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

2017年05月05日 11:14 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評(píng)論(0

  變壓器的參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值:

  一、空載試驗(yàn):

  (1)目的:通過(guò)測(cè)量空載電流和一、二次電壓及空載功率來(lái)計(jì)算變比、空載電流百分?jǐn)?shù)、鐵損和勵(lì)磁阻抗。

  (2)接線圖:

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

 ?。?)要求及分析:

  1、為了便于測(cè)量和安全,通常在低壓側(cè)加電壓,高壓側(cè)開(kāi)路;

  2、電壓U1在0~1.2Un范圍內(nèi)單方向調(diào)節(jié),測(cè)出U20,I0和P0,畫(huà)出I0=f(U1)和P0=f(U1)曲線;

  3、忽略R1和X1,即P0約等于Pfe

  4、求出參數(shù)

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  5、空載電流和空載功率必須是額定電壓時(shí)的值,并以此求取勵(lì)磁參數(shù);

  6、若要得到高壓側(cè)參數(shù),須折算;

  7、對(duì)三相變壓器,各公式中的電壓、電流和功率均為相值。

  二、短路實(shí)驗(yàn):

 ?。?)目的:通過(guò)測(cè)量短路電流、短路電壓及短路功率來(lái)計(jì)算變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)、銅損和短路阻抗。

 ?。?)接線圖:

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

 ?。?)要求及分析:

  1、高壓側(cè)加電壓,低壓側(cè)短路;

  2、通過(guò)調(diào)節(jié)電壓,讓短路電流Is在0~1.3In范圍內(nèi)變化,測(cè)出對(duì)應(yīng)的Us,Is和Ps,畫(huà)出Is=f(Us)和Ps=f(Us)曲線;

  3、同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)室的室溫;

  4、由于外加電壓很小,主磁通很少,鐵損耗很少,忽略鐵損,認(rèn)為:Ps=Pcu

  5、參數(shù)計(jì)算:

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  6、溫度折算:電阻應(yīng)換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  7、對(duì)三相變壓器,各公式中的電壓、電流和功率均為相值;

  三、標(biāo)么值:

  在工程計(jì)算中,各物理量往往不用實(shí)際值表示,而采用相應(yīng)的標(biāo)幺值來(lái)進(jìn)行表示,通常取各量的額定值作為基值,利用公式:標(biāo)么值=實(shí)際值/基值計(jì)算,各物理量的標(biāo)幺值都用在其右上角加“*”表示。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  標(biāo)幺值經(jīng)常作為重要參數(shù)標(biāo)注在變壓器的銘牌上。

  采用標(biāo)幺值的優(yōu)點(diǎn):

  1.采用標(biāo)么值可以簡(jiǎn)化各量的數(shù)值,并能直觀地看出變壓器的運(yùn)行情況。用標(biāo)么值表示,電力變壓器的參數(shù)和性能指標(biāo)總在一定的范圍之內(nèi),便于分析比較。

  2.采用標(biāo)么值表示時(shí),高、低壓側(cè)的阻抗標(biāo)么值都是相等的,不需要折算

  例:變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  變壓器的運(yùn)行特性:

  變壓器的運(yùn)行特性主要有外特性及效率特性。

  變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí),一、二次繞組的內(nèi)阻抗壓降隨負(fù)載變化而變化。負(fù)載電流增大時(shí),內(nèi)阻抗壓降增大,二次繞組的端電壓變化就大。變壓器在傳遞功率的過(guò)程中,不可避免地要消耗一部分有功功率,即要產(chǎn)生各種損耗。衡量變壓器運(yùn)行性能的好壞,就是看二次側(cè)繞組端電壓的變化程度和各種損耗的大小,可用電壓變化率和效率兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。

  一、電壓調(diào)整率和外特性

  1、變壓器的外特性

  當(dāng)變壓器電源電壓 U1和負(fù)載功率因數(shù)等于常數(shù)時(shí),二次側(cè)端壓 隨負(fù)載電流 的變化規(guī)律,即U2 = f(I2)曲線稱為變壓器的外特性曲線。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí),由于變壓器內(nèi)部存在電阻和漏抗,故負(fù)載電流在變壓器內(nèi)部產(chǎn)生阻抗壓降,使二次側(cè)端電壓隨負(fù)載電流的變化而發(fā)生變化。

  變壓器二次電壓的大小不僅與負(fù)載電流的大小有關(guān),還和負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)。

  當(dāng)純電阻負(fù)載和感性負(fù)載時(shí),外特性是下降的;容性負(fù)載時(shí),外特性可能上翹。

  2、 電壓調(diào)整率

  定義:是指一次側(cè)加50Hz額定電壓、二次空載電壓與帶負(fù)載后在某功率因數(shù)下的二次電壓之差,與二次額定電壓的比值的百分?jǐn)?shù),即

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  電壓調(diào)整率是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一,它大小反映了供電電壓的穩(wěn)定性。

  用相量圖可以推導(dǎo)出電壓變化率的表達(dá)式:

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  其中,負(fù)載系數(shù):

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  反映了負(fù)載的大小。

  由表達(dá)式可知,電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  3、變壓器的電壓調(diào)整

  為了保證二次端電壓在允許范圍之內(nèi),通常在變壓器的高壓側(cè)設(shè)置抽頭,并裝設(shè)分接開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)變壓器高壓繞組的工作匝數(shù),來(lái)調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓。

  中、小型電力變壓器一般有三個(gè)分接頭,記作UN ±5%。大型電力變壓器采用五個(gè)或多個(gè)分接頭,例UN ±2x2.5%或UN ±8x1.5%。

  分接開(kāi)關(guān)有兩種形式:一種只能在斷電情況下進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為無(wú)載分接開(kāi)關(guān)-----這種調(diào)壓方式稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓;另一種可以在帶負(fù)荷的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié),稱為有載分接開(kāi)關(guān)-----這種調(diào)壓方式稱為有載調(diào)壓。

  三、 效率和效率特性

  1、變壓器的損耗

  變壓器的損耗主要是鐵損耗和銅損耗兩種。

  鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗?;捐F損耗為磁滯損耗和渦流損耗。附加損耗包括由鐵心疊片間絕緣損傷引起的局部渦流損耗、主磁通在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。鐵損耗與外加電壓大小有關(guān),而與負(fù)載大小基本無(wú)關(guān),故也稱為不變損耗。

  銅損耗分基本銅損耗和附加銅損耗。基本銅損耗是在電流在一、二次繞組直流電阻上的損耗;附加損耗包括因集膚效應(yīng)引起的損耗以及漏磁場(chǎng)在結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等。銅損耗大小與負(fù)載電流平方成正比,故也稱為可變損耗。

  2、變壓器的效率及效率特性

  效率是指變壓器的輸出功率與輸入功率的比值。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  效率大小反映變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能的好壞,是表征變壓器運(yùn)行性能的重要指標(biāo)之一。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  效率表達(dá)式

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  變壓器效率的大小與負(fù)載的大小、功率因數(shù)及變壓器本身參數(shù)有關(guān)。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  效率特性:在功率因數(shù)一定時(shí),變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系η=f(β),稱為變壓器的效率特性。

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗(可變損耗等于不變損耗)時(shí),變壓器效率最大:

  變壓器的運(yùn)行特性與參數(shù)的測(cè)定和標(biāo)么值

  為了提高變壓器的運(yùn)行效率,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。

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( 發(fā)表人:王增濤 )

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