3.4单相变压器的参数测定

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单相变压器参数测定中试验表计不同接入方式的影响

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ — ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ａｃｃｅｓｓｍｏｄｅ；ｎｏ — ｌｏａｄｔｅｓｔ；ｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｔｅｓｔ
ＳｈｅｎＹｉｘｉａｎ，ＦａｎｇＺａｎｆｅｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｃｈｉｎａ）
正确接法．
关键词：单相变压器；参数测定；接入方式；空载试验；短路试验
中图分类号：ＴＭ９３０
文献标志码：Ａ
文章编号：１００８ — ７５１６（２０１３）０５ — ００４８ — ０５
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｃｃｅｓｓｍｏｄｅｏｆｔｅｓｔｍｅｔｅｒｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐａｒａｍｅｔｒｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
ｄａｔａ，ｔｈｅｐｒｏｐｅｒａｃｃｅｓｓｍｏｄｅｏｆｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｅｒｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｐｈｒａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ’ ｓｎｏ — ｌｏａｄｔｅｓｔ，ｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｔｅｓｔｉｓｒｅａｃｈｅｄ．

第3章变压器

1.二次绕组电流的折算
根据折算前后磁势保持不变的原则，有：
N1 I 2 N 2 I2
则
N2 I2 I2 I2 N1 K
2.二次绕组电动势的折算
根据折算前后主磁通和漏磁通保持不变的原则，有：
4.44 fN1m E2 N1 K E2 4.44 fN 2m N 2
E1

2
在相位上滞后主磁通 m 90°相角

同理写出二次
绕组感应电动势的有效值
二次绕组感应电势的有效值为：
E 2 ＝4.44 fN 2m
E 2 在相位上滞后主磁通 m 90°相角

漏磁通1 在一次侧绕组中产生的漏磁感应电动势为：
L1 定义为漏磁电感 L1
d 1 L di e1 ＝－N1 ＝ 1 dt dt
K 2 x2 x2
负载阻抗也有同样的关系，即：
2 ZL K ZL
4.二次侧电压的折算

根据二次侧电压平衡方程式，折算后的二次侧电压值仍应等于折算后的二次绕组的感应电动势减去折算后二次侧的漏阻抗压降
＝E －－ U I Z ＝ k （ E I Z ）＝ k U 2 2 2 2 2 2 2 2
S9 型配电变压器（10 kV）
大型油浸电力变压器
大连理工大学电气工程系
干式变压器
大连理工大学电气工程系
附录1 变压器图片
调压器（自耦变压器）
控制变压器
3.1.3 变压器的基本结构
铁心器身绕组引线和绝缘和箱底）油箱油箱本体（箱盖、箱壁小车、接地螺栓、铭牌等）油箱附件（放油阀门、变压器调压装置－无励磁分接开关或有载分接开关却器冷却装置－散热器或冷保护装置－储油柜、油位计、安全气道、释放阀、吸湿器、测温元件、气体继电器等压套管，电缆出线等出线装置－高、中、低变压器油

三相变压器的参数测定(实验报告里计算需要的各种公式)

三相变压器的参数测定原理简述变压器是用来变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。

变压器的工作原理是建立在电磁感应原理基础之上的。

变压器铁芯内产生的总磁通分为两个部分，其中主磁通是以闭合铁心为路径，它同时匝链原、副绕组，分别感应电势，磁通是变压器传递能量的主要因素。

还有另一部分磁通通过非磁性物质而形成闭合回路，变压器负载运行时，原、副方都存在这部分磁通，分别用和表示。

而变压器空载运行时仅原方有，这部分磁通属于非工作磁通，其量值约占总磁通的，故把这部分磁通称为漏磁通。

漏磁通和分别单独匝链变压器的原绕组和副绕组，并在其中感应电势和。

实际变压器中既有磁路问题又有电路问题，这样将会给变压器的分析、计算带来困难。

为此，对变压器的电压、电流和电势的关系进行等值变换（即折算），可将同时具有电路和磁路的问题等值简化为单一的电路问题，以便于计算。

图4–1为双绕组变压器的“型”等值电路。

变压器的参数即为图中的等。

对于三相变压器分析时化为单相，也使用图4–1的等值电路。

因此，等值电路中所有参数包括各电压、电流、电势的值均为单相数值。

变压器归算的基本方程式为：式中式(4–1)为原来的电压平衡方程式；式(4–2)为折算到原边的副边电压平衡式；式(4–3)为电流平衡方程式。

分析变压器性能的方法通常使用等效电路、方程式和相量图。

一般若作定性分析，用相量图较方便；若作定量计算，则用等值电路较方便，故通常就是利用等效电路来求取变压器在不同负载时的效率、功率因数等指标的。

要得到变压器的等效电路，一般是通过变压器的空载实验和负载损耗实验（也叫短路实验），再经计算而得出其参数的。

由变压器空载实验，可以测出变压器的空载电流和铁心损耗，以及变压器的变比，再通过计算得到变压器励磁阻抗。

空载时变压器的损耗主要由两部分组成，一部分是因为磁通交变而在铁心中产生的铁耗，另一部分是空载电流在原绕组中产生的铜耗。

由于空载电流数值很小，此时铜耗便可以略去，而决定铁耗大小的电压可达到正常值，故近似认为空载损耗就是变压器的铁耗。

3.4单相变压器的参数测定

从图中可以得到Ik= I1N (额定值)时的Pk和Uk及Ik 。
如何减小测量误差？☆
5
§3-4 单相变压器的参数测定
2、短路参数计算 ☆
短路试验时，由于外加电压很低，铁耗和励磁电流均可以忽略，因此采用变压器简化等效电路。其短路参数为：
Zk
Uk Ik
Rk
Pk
I
2 k
X k Zk2 Rk2
由于电阻值与温度有关，需要折算到基准工作温度
§3-4 单相变压器的参数测定
变压器的参数是有制造变压器的材料、结构和形状决定的，在设计变压器时可以根据材料、结构和尺寸来进行初步计算，也可以通过实验来测量。
一、变压器空载试验
通过空载试验可以测出变压器的变比k、铁耗和励磁阻抗Zm。
1、空载试验电路为了安全起见，空载试验通常在低压边做，如图。
8
§3-4 单相变压器的参数测定
短路参数：
Zk
Uk / Ik
3 440 / 3 3.52 72.17
Rk
pk / 3
I
2 k
13590 / 3 72.172 0.87
X k Zk2 Rk2 3.39
短路参数（换算到基准温度）：
Rk 75C
Rk ( 75)
0.87(228 75) 228 20
6
§3-4 单相变压器的参数测定
当短路电流达到额定值I1N时，外加电压 Uk I1N Zk75C
称变压器短路电压或阻抗电压，通常为4～10.5％。变压器
的短路损耗则为（0.4~4%)SN 。
『补例3-5』一台三相铝线变压器，SN=1250kVA，U1N/U2N= 10kV/0.4kV；原、副边绕组为Y，y接。在室温20℃时测出以下数据（为三相功率）：

变压器PPT讲解-PPT精选文档

第三章
变压器
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.1 基本工作原理和分类
一、基本工作原理变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。
U1
d e1 N 1 dt d e2 N 2 dt
第三章
变压器
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.3 型号与额定值
二、额定值额定容量 S (kVA ) N
额定电流 I 和 I (A ) 1 N 2 N
指铭牌规定的额定使用条指在额定容量下，允许长期通过的额定件下所能输出的视在功率。电流。在三相变压器中指的是线电流额定电压 U 和 U ( kV ) 指长期运行时所能承受的工作电压 1 N 2 N
第三章
变压器
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.1.2 基本结构
一、铁心变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。二、绕组变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。三、油箱油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。四、绝缘套管将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
第三章
变压器
3.2 单相变压器的空载运行
3.2.1 电磁关系
一、空载运行时的物理情况主磁通与漏磁通的区别
1 与 I 成线性关系； 1）性质上： 0 与 I 0 成非线性关系； 0
1 仅占1%以下； 2）数量上： 0 占99%以上，

电机拖动实验指导书

改变励磁电流调速。保持U=UN，测取n=f（T2）。四、实验方法
1、实验采用校正后的直流发电机作为电动机的负载，发电机接灯泡负载，通过调节灯泡的组数从而间接调节电动机电磁转矩。实验电路图如下：
2、测取固有机械特性，保持U=UN和If=IfN不变。通过调节输出负载灯泡的组数，测取转速与电动机电枢回路电流；
一、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真阅读实验指导书，明确实验目
的、要求、内容、步骤，并复习有关理论知识，在实验前要熟悉有关线路和实验步骤。
进入实验室后，不要急于连接线路，应先熟悉所用的组件的工作原理，使用方法及其额定植，合理选用仪表及其量程。
二、实验的进行１、建立小组，分工合作。做实验时应以小组为单位，实验过程中的接线、检查线路、调节负
（3）M起动后，调节控制屏上的电枢电源‘电压调节’旋钮，使电动机端电压为220V。减小起动电阻R1阻值，直至短接。
（4）调节他励电动机的转速改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1，用光电数字式转速仪，观察转速变化情况。（5）改变电动机的转向将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。再断电情况下，将电枢或励磁绕组的两端之一接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向。七、思考题 1、画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置？为什么？ 2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？ 3、他励直流电动机起动时未加励磁，会出现什么后果？如在运行中励磁回路突然断线，又会出现什么后果？ 4、如何改变他励电动机的转向？如何改变并励电动机的转向？ 5、直流他励电动机空载运行时，转速为什么达不到理想空载转速？

3、变压器-参数测定和运行特性

课程导入
课程导入
通过漏磁抗必然产生电压降。
课程讲解
压变化。我们将这种变化规律称之为外特性。
I2≠0
E
U
负载变化导致电流变化，电流变化导致电
1
I1
1
1
E1
σ
Φ1
Φ2
E
Z
σ
σ
2
L
外特性：在一次侧加额定电压，负载功率因
课程总结
数COSφ2一定时，二次侧电压U2随着负载电
U1N=3300V,I0=0.08A,P0=80W,高压侧加电压时的短路试验数据：
课程讲解
UK=180V,I1N=6.06A,PKN=240W,试验温度25℃，求(1)这台变压器的等效电路参数；
（2）这台变压器的I*0,uk,Z*m,Z*k,P*0.
课程总结
课后作业
厚德笃学、砺能敏行
变压器的运行特性
折算到高压侧，应将上式求得数值乘以变比的平方。
二、短路试验
课程导入
☆ 试验方法：将变压器二次侧短路，一次侧施加
一很低的电压，以使一次侧电流接近额定值。测得
一次侧电压 Uk，电流 I1N，输入功率 PkN
课程讲解
（1）试验线路
课程总结
为了方便，选择在高压方一侧。
在低压方做短路试验时，负载损耗值不变，但 Uk太小, Ik 太大，调节设备难以满足要求，

m = =

X m = −
课程总结
课后作业

m = =

=

X m = −
需要强调的是：由于励磁参数与磁路的饱和程度有关，所以应取额定电压下的数据来
计算励磁参数。

单相变压器实验原理简述

单相变压器实验原理简述
单相变压器具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。

下面是单相变压器材质的实验原理：
实验原理：
1. 单相变阻器：单相变阻器具有两个线圈，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。

在高压线圈中，电流通过线圈产生磁场，磁场作用在低压线圈中的铁芯上，产生感应电动势，从而实现电能的转换。

2. 铁芯：单相变压器的铁芯采用硅钢片制成，具有较高的磁导率和电阻率，可以有效地减小涡流损失和漏磁损耗，提高变压器的效率和功率因数。

3. 冷却方式：单相变压器采用自然冷却或强制冷却方式，以确保变压器的温度不会过高，从而保证其正常运行和寿命。

4. 绝缘等级：单相变压器的绝缘等级应根据其额定电压和频率来确定，以确保其正常工作和安全性。

总之，单相变压器实验的目的是通过对其进行测试和分析，了解其工作原理和性能特点，为其在电力系统中的应用提供参考依据。

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8
§3-4 单相变压器的参数测定
短路参数：
Zk
Uk / Ik
ห้องสมุดไป่ตู้
3 440 / 3 3.52 72.17
Rk
pk / 3
I
2 k
13590 / 3 72.172 0.87
X k Zk2 Rk2 3.39
短路参数（换算到基准温度）：
Rk 75C
Rk ( 75)
0.87(228 75) 228 20
（75℃），此时：
Rk 75C
Rk ( 75)
Zk75C
Rk275C
X
2 k
Rk R1 R2 X k X1 X 2 Zk Rk jX k Z1 Z2
式中，为试验时室温；Rk 为室温下的短路电阻（短路试验电阻Rk）；为温度系数，绕组为铜线时=234.5，绕组为铝
线时=228。
3
10000 / 3
11
的关系是 3 ）
变压器变比： k U1N / 3 10 / 3 25 U 2N / 3 0.4 / 3
励磁参数（应折算）：
Zm
k2
U0 / I0
3 252 400 / 3 5728 25.2
Rm
k2
p0 / 3
I
2 0
252
2405 / 3 25.22
789
X m Zm2 Rm2 5782
其中Z2m、R2m和X2m，分别为折算到低压边的激磁阻抗、铁耗电阻和激磁电抗。
在电力变压器中，由于R2m >>R2；X2m >>X2，所以可以认为：
Z0 Z2m R2m jX 2m
因此：
Z2m
U0 I0
R2m
P0
I
2 0
X2m
Z
2 2m
R22m
3
§3-4 单相变压器的参数测定
变压器变比为：
6
§3-4 单相变压器的参数测定
当短路电流达到额定值I1N时，外加电压 Uk I1N Zk75C
称变压器短路电压或阻抗电压，通常为4～10.5％。变压器
的短路损耗则为（0.4~4%)SN 。
『补例3-5』一台三相铝线变压器，SN=1250kVA，U1N/U2N= 10kV/0.4kV；原、副边绕组为Y，y接。在室温20℃时测出以下数据（为三相功率）：
空载试验（低压边）：U0=400V，I 0=25.2A， P0=2405W。短路试验（高压边）： Uk=440V，I k=72.17A， Pk=13590W。试求（1）折算到高压侧的励磁阻抗和短路阻抗；
（2）变压器的阻抗电压及其百分值。
7
§3-4 单相变压器的参数测定
解：（注意，等值电路是一相的电路，Y接法线电压与相电压
从图中可以得到Ik= I1N (额定值)时的Pk和Uk及Ik 。
如何减小测量误差？☆
5
§3-4 单相变压器的参数测定
2、短路参数计算 ☆
短路试验时，由于外加电压很低，铁耗和励磁电流均可以忽略，因此采用变压器简化等效电路。其短路参数为：
Zk
Uk Ik
Rk
Pk
I
2 k
X k Zk2 Rk2
由于电阻值与温度有关，需要折算到基准工作温度
1.06
Zk75C
Rk275C
X
2 k
1.062 3.392 3.55
9
§3-4 单相变压器的参数测定
原副绕组参数（在75℃时）：
Z1
Z2
1 2
Zk 75C
1.78
Z2 Z2 / k 2 1.78 / 252 0.0028
R1
R2
1 2
Rk 75C
1 2
1.06
0.53
R2 R2 / k 2 0.53 / 252 0.00095
X1
X 2
1 2
Xk
1.70
X 2 X 2 / k 2 1.70 / 252 0.0027
10
§3-4 单相变压器的参数测定
阻抗电压（短路电压）：
U k I1N Zk 75c
S1N 3U1N
Zk 75c
256.2
440 /
3V
短路电压Uk的百分值：
U
k
%
Uk U1N /
100% 256.2 4.4%
k U10 U2N
折算到原边的参数为：
Zm k 2Z2m Rm k 2 R2m
二、变压器短路试验
X m k 2 X 2m
通过短路试验可以测出变压器的短路阻抗Zk、 Rk和Xk。
1、短路试验电路
短路试验通常在高压边做，电路如图：
4
§3-4 单相变压器的参数测定
如图接线，将短路电流从0逐渐增到1.2IN，分别测出Pk和Ik 画出下图曲线：
§3-4 单相变压器的参数测定
变压器的参数是有制造变压器的材料、结构和形状决定的，在设计变压器时可以根据材料、结构和尺寸来进行初步计算，也可以通过实验来测量。
一、变压器空载试验
通过空载试验可以测出变压器的变比k、铁耗和励磁阻抗Zm。
1、空载试验电路为了安全起见，空载试验通常在低压边做，如图。
1
§3-4 单相变压器的参数测定
如图接线，将电源电压从1.2UN开始测量，分别测出P0和I0画出下图曲线：
从图中得到U0为额定值时的P0和I0
如何减小测量误差？☆
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§3-4 单相变压器的参数测定
2、空载参数计算 ☆ 从变压器的T形等值电路可知，
Z0 Z2 Z2m (R2 jX 2 ) (R2m jX 2m )