变压器的负载运行和短路

变压器的负载运行和短路

一、变压器的负载运行

1.磁动势平衡方程

I1*N1=I2*N2 安匝相等，电流与匝数的乘积就是磁动势。

推论：I1/I2=N2/N1 电流比等于匝数反比。

2.电压方程式

3.阻抗变换

Z1=U1/I1 Z2=U2/I2 UI/U2=N1/N2=K(变比)

Z1= K*K*Z2

例题1-1：收音机输出变压器N1=230匝；N2=80匝，原配阻抗8欧姆扬声器，现改为4欧姆，问N2改为多少？

Z1= K*K*Z2=(230/80)* (230/80)*8=66.13ohm K1=66.13/4开平方=4.07 N2=230/4.07=57匝。

4.变压器的外特性

变压器空载运行时，若一次绕组电压U1不变，则二次绕组电压U2也是不变的。变压器加上负载之后，随着负载电流I2的增加，I2在二次绕组内部的阻抗压降也会增加，使二次绕组输出的电压U2随之发生变化。另一方面，由于一次绕组电流I1随U2增加，因此I2增加时，使一次绕组漏阻抗上的压降也增加，一次绕组电动势E1和二次绕组电动势E2也会有所下降，这也会影响二次绕组的输出电压U2。变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而变化的情况。

5.电压调整率

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U2N之比的百分值就称为变压器的电压变化率，用ΔU％来表示。

ΔU％=(U2n-U2)/ U2n*100%=ΔU/ U2n*100%

电压变化率反映了供电电压的稳定性，是变压器的一个重要性能指标。ΔU％越小，说明变压器二次绕组输出的电压越稳定，因此要求变压器的ΔU％越小越好。常用的电力变压器从空载到满载，电压变化率约为3％～5％。

6.变压器的损耗及效率

变压器从电源输入的有功功率P1和向负载输出的有功功率P2可分别用下式计算

P1=U1I1COSφ1 P2=U2I2COSφ2两者之差为变压器的损耗ΔP，它包括铜

损耗P C铁铁损耗P Fe两部分ΔP=P Cu +P Fe

1．铁损耗P Fe变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大小、磁通交变的频率和硅钢片的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因绝缘损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗的15％～20％左右。

变压器的铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关，而与负载电流的大小无关。当电源电压一定时，铁心中的磁通基本不变，故铁损耗也就基本不变，因此铁损耗又称“不变损耗”。

2．铜损耗P Cu变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗，而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内分布不均匀

而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗的3％～20％。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比，所以铜损耗又称为“可变损耗”

3．效率变压器的输出功率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率η，即

η=P2/P1*100%

二、变压器的空载试验与短路试验

（一）单相变压器的空载试验

1.实验目的学习并掌握单相变压器参数的试验测定方法。

2.试验器材单相变压器交流电压表调压器电能表熔断器

自动空气开关

3.试验线路图p21 图1—18

4.试验内容和步骤

（二）单相变压器的短路试验

1.实验目的测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，局部过热，局部绝缘不良等。

2.试验器材单相变压器交流电压表调压器电能表熔断器自动空气开关

3.试验线路图p22 图1—19

4.试验内容和步骤

（三）试验应注意事项

1、试验电压一般应为额定频率、正弦波形，并使用一定准确等级的仪表和互感器。如果施加电压的线圈有分接，则应在额定分接位置。

2、试验中所有接入系统的一次设备都要按要求试验合格，设备外壳和二次回路应可靠接地，与试验有关的保护应投入，保护的动作电流与时间要进行校核。

3、联结短路用的导线必须有足够的截面，并尽可能的短，连接处

接触良好。