4.变压器的参数测定与标幺值
变压器的参数测定和标幺值
变压器的参数测定和标幺值等效电路中的各种R1、R2、X1σ、X2σ、Rm、Xm、k 等，对变压器运行性能有重大影响。
这些参数通常通过空载试验和稳态短路试验来求得。
一.变压器空载试验（求取Rm,Xm,I0,pFe ,k）一次侧加额定电压UN，二次侧开路, 读出U1、U20、I0、p0I0/很小，由I0在绕组中引起的铜耗忽略不计，p0全部为铁耗p0=pFe=RmI02 Zm=U1/I0 Rm=p0/I02 Xm=sqrt(Zm2-Rm2) k=U1/U20 Zm与饱和程度有关，应取额定电压时的数据。
空载试验也可以在二次侧做，但应注意折算到一次侧，即结果要乘以k2。
二.稳态短路试验（求取RK,XK,UK,pCu ）二次侧直接短路时的运行方式为短路运行。
如果一次侧在额定电压时二次侧发生短路，则会产生很大的短路电流，这是一种故障短路。
稳态短路时，一次侧加很小的电压(额定电压的10%以下)，并在绕组电流为额定值时读取数据Ik、Uk、pk，并记录室温θ。
稳态短路时，电压很低，所以磁通很小，铁耗可以忽略。
pk全部为铜耗。
Uk=IkZk Zk=Uk/IkRk=pk/Ik2 Xk=sqrt(Zk2-Rk2)rk75=rk[(234.5+75)/(234.5+θ)] Zk75=sqrt(rk752+Xk2)阻抗电压：短路电压Uk的实际值和额定电压U1N的比值的百分数称为阻抗电压uk。
uk=(Uk/U1N)100%阻抗电压uk是变压器的重要参数，其大小主要取决于变压器的设计尺寸。
uk的选择涉及到变压器成本、效率、电压稳定性和短路电流大小等因素。
正常运行时，希望uk小些，使得端电压随负载波动较小。
但发生突然短路时，希望uk大些以降低短路电流。
三.标幺值(1)标幺值= 实际值/ 基值基值一般取额定值，标幺值就是实际值与基值的比值。
一次侧的标幺值：U1*=U1/U1N，U2*=U2/U2N I1*=I1/I1N，I2*=I2/I2NP1*=P1/SN R1*=R1/Z1Np=R1/(U1Np/I1Np)X1σ*=X1σ/Z1Np=X1σ/(U1Np/I1Np)(2)优点直观明了，直接反映变压器运行状态，例如I1*=1.5 说明过载了。
变压器质量鉴定标准
变压器质量鉴定标准
变压器质量鉴定标准主要包括以下几个方面：
1. 结构参数：这包括变压器的外形尺寸、重量、绕组的走线方式、相间的绝缘距离等。
这些参数直接影响了变压器的性能和运行稳定性。
2. 电气参数：电气参数是评估变压器质量的关键指标，包括额定容量、额定电压、短路阻抗、负载损耗以及温升等。
这些参数直接反映了变压器在工作状态下的性能表现。
3. 产品标志：产品标志应清晰、准确，包括变压器的型号、规格、生产厂家、出厂编号以及出厂日期等信息。
这些信息对于变压器的使用和维护至关重要。
4. 可靠性：变压器的可靠性是评估其质量的重要指标，包括外观质量、机械强度、密封性、绕组和铁芯的绝缘性以及短路和过载时的稳定性。
这些方面都能反映变压器的耐用性和安全性。
在进行变压器质量鉴定时，还可以采用以下方法：
1. 观察法：观察变压器的外观和结构，检查是否有明显的缺陷和损伤。
同时，可以观察绕组的走线方式和绝缘距离，以及铁芯的颜色和纹路等。
2. 检测法：使用专用的检测仪器，如电阻测量仪、兆欧表等，检测变压器的电气参数和绝缘性能。
此外，还可以进行负载测试，观察变压器在运行中的温度变化和是否有噪声等。
3. 对比法：将待鉴定的变压器与同类型、同规格的变压器进行对比，通过对比各项参数和性能表现，评估其质量水平。
综上所述，变压器质量鉴定标准是一个综合性的标准体系，需要综合考虑结构参数、电气参数、产品标志以及可靠性等多个方面。
同时，采用观察法、检测法和对比法等多种方法，全面评估变压器的质量水平。
电机学-变压器
2、磁滞电流分量Ih ：Ih与-E1同相位，
是有功分量电流。
3、涡流电流分量Ie： Ie与-E1同相位
Ie由涡流引起的，与涡流损耗对应，
所以：又由于Ih和Ie同相位，合并称为铁耗电流分量，用IFe表示。
空载时励磁电流
❖ Iu——磁化电流，无功性质，为主要分量 ❖ Ife——铁耗电流，有功性质，产生磁滞（Ih）
e2有效值E2 E2m / 2 2f N2 m
图2-8
2、电压变比
❖ 变比——初级电压与次级空载时端点电压之比。 ❖ 电压变比k 决定于初级、次级绕组匝数比。 ❖ 略去电阻压降和漏磁电势
k U1 E1 N1 U 20 E2 N2
四、励磁电流的三个分量
❖ 忽略电阻压降和漏磁电势，则U1＝E1＝4.44fN1m。 m∝U1即：当外施电压U1为定值，主磁通m也 为一定值
k＝N1/N2＝1
一)次级电流的归算值
归算前后磁势应保持不变
I
' 2
N
' 2
I2N2
I
' 2
I2
N2
N
' 2
I2
N2 N1
I2 / k
❖ 物加理 了k意倍义。：为当保用持N磁2＝势N不1替变代。了次N级2电，流其归匝算数值增 减小到原来的1／k倍。
二)次级电势的归算值
归算前后次级边电磁功率应不变 ❖ E2I2＝E2I2
❖ 励磁电流的值决定于主磁通 m，即决
定于E1。
u1≈E1=4.44fN1Φm
电磁现象
返回
2、基本方程式
返回
3、归算
❖ 绕组归算——用一假想的绕组替代其中一个 绕组使成为k＝1的变压器。
变压器电抗标幺值计算公式
变压器电抗标幺值计算公式摘要：1.引言2.变压器电抗标幺值的概念3.变压器电抗标幺值的计算公式4.计算公式的推导与解释5.计算实例6.结论正文：【引言】在电力系统中，变压器是至关重要的设备，其性能参数直接影响到整个系统的运行。
电抗是变压器的一个重要性能参数，而电抗标幺值则是评估电抗性能的关键指标。
本文将详细介绍变压器电抗标幺值的计算公式，并通过实例进行讲解，以期提高大家对这一概念的理解和应用。
【变压器电抗标幺值的概念】电抗标幺值是指在单位电压下，变压器的电抗值。
它是一个无单位的数值，用于描述变压器在某一电压下的电抗特性。
电抗标幺值越大，说明变压器的电抗性能越好，对电流的阻碍作用越强。
【变压器电抗标幺值的计算公式】变压器电抗标幺值的计算公式为：电抗标幺值= 电抗值/ 基准电抗值其中，电抗值是指在实际工作中，变压器在某一电压下的电抗值；基准电抗值是指在基准电压下的电抗值，通常取值为1。
【计算公式的推导与解释】电抗标幺值的计算公式是基于变压器的电抗特性推导出来的。
在实际工作中，变压器的电抗值会随着电压的变化而变化。
为了描述这种变化关系，我们可以将电抗值除以基准电抗值，得到电抗标幺值。
这样，电抗标幺值就可以直观地反映变压器电抗性能的好坏。
【计算实例】假设一台变压器在实际工作中的电抗值为0.15 pu（即基准电压下的电抗值），基准电抗值为1，那么其电抗标幺值为：电抗标幺值= 0.15 / 1 = 0.15由此可知，这台变压器的电抗性能较好。
【结论】总之，变压器电抗标幺值是一个重要的性能参数，可以通过计算公式评估变压器的电抗性能。
变压器(3)
问：二次测向一次侧折算后，用哪个基值？
第4章
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标么值的优点
1．便于比较变压器和电机的性能参数
例电力变压器 Zk* = 0.04～0.175 I0* = 0.02～0.1
2．可直观反映出变压器的运行情况,例如已知一台运行着的变
第4章
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短路参数计算
根据测得的短路实验数据可计算单相变压器的参数
短路阻抗： Z k
Uk Ik
短路电阻： Rk
Pk
I
2 k
短路电抗： X k Zk 2 Rk2
根据规定，测得的电阻应换算到国标规定的75℃时的数值，
换算公式为：
对于铜线： Rk75C
Rk
234.5 75 234.5 t
解：⑴短路试验在高压侧进行，测得的参数Rk、Xk为折算
到高压侧的值，以高压侧的基值来计算参数的标幺值
U1b=U1N=66000V
I1b=I1N=1000/66A
|Z|1b=U1b/I1b
⑵空载试验在低压侧进行，测得的参数Rm、Xm为折算 到低压侧的值，以低压侧的基值来计算参数的标幺值
U2b=U2N=6300V |Z|2b=U2b/I2b
压器端电压和电流为35kV、20A，从这些实际数据上判断不
出什么问题，但如果已知它的标幺值为U1*=1.0、I1*=0.6，说 明这台变压器欠载运行。
例:U2*=0.9 变压器二次低于额定值
I2*=1.1 变压器过载10%运行
3．折算前后各量相等——省去折算,例：U
'* 2
U
' 2
U1N
kU2 k U2 N
3、变压器-参数测定和运行特性
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。
第二章变压器习题答案
1.什么是主磁通？什么是漏磁通？答：链着励磁绕组和电枢绕组、经过气隙在电机主磁路中形成闭合磁路的磁通是主磁通；只链着励磁绕组或电枢绕组的磁通是漏磁通，它不穿过气隙。
2.变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件?如何达到理想的并联运行? 答：理想的并联应能满足下列条件：(1)空载时，并联的变压器之间没有环流。
(2)负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载； (3)负载时各变压器所分担的电流应为同相。
要达到理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足： (1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。
(2)各变压器的联结组号应相同；(3)各变压器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。
3.变压器的主要额定值有哪些?一台单相变压器的额定电压为220／110V ，额定频率为50Hz ，试说明其意义．若这台变压器的额定电流为4.55／9.1A ，问在什么情况下称其运行在额定状态?答：变压器的主要额定值有：(1)额定视在功率或称额定容量N S (kV A)；(2)额定线电压12/(V)N n U U k ；(3)额定线电流12/(A)N n I I ；(4)额定频率(Hz)N f ．一台单相交比器的额定电压为220／110V ，额定额率为50Hz ，这说明：(1)该变压器高压绕组若接在50Hz 、220V 电源上，则低压绕组空载电压为110V ，是降压变压器；(2)若该变压器低压绕组接在50Hz 、220V 电源上，则高压绕组空载电压为220V ，是升压变压器．当这台变压器加负载，使高压绕组电流为4.55A 、低压绕组电流为9.1A 时，称其运行在额定状态．4. 变压器的电抗参数m X ，1X σ，2X σ各与什么磁通相对应?说明这些参数的物理意义以及它们的区别，从而分析它们的数值在空载试验、短路试验和正常负载运行时是否相等．答：励磁电抗m X 对应于主磁通，主磁通所走的磁路是闭合铁心．其磁阻很小，而电抗与磁阻成反比，因此m X 的值很大．此外，铁心的磁导率不是一个常数，它随磁通密度的增加而变小．磁阻与磁导率成反比，所以励磁电抗和铁心磁导率成正比．由于短路试验时电压低、主磁通小，而空载试验时加额定电压、主磁通大，所以短路试验时励磁电抗比空载试验时的励磁电抗大．正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同，即负载运行时的励磁电抗和空载试验时的基本相等．一次绕组漏电抗1X σ与二次绕组漏电抗2X σ分别对应于一次绕组漏磁通和二次绕组漏磁通，漏磁通要走空气磁路而闭合，磁路的磁阻很大，冈此1X σ和2X σ就很小．因为空气的磁导率为常数，所以1X σ和2X σ为常数，即在空载试验、短路试验及正常负载运行时，它们的数值都相等．5.变压器的简化等效电路与T 型等效电路相比，忽略了什么量?这两种等效电路各适用于什么场合?答：简化等效电路是在将T 型等效电路中的励磁阻抗||m Z 视为无穷大时得到的，也就是在励磁电流0/m m I E Z =-=，即忽略丁励磁电流0I 的情况下得到的．T 型等效电路适合一次绕组加交流额定电压时各种运行情况，而简化等效电路只适合变压器负载运行时计算一、二次电流和二次电压的场合，例如计算电压调整率和并联运行时负载分配等． 6.变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率丰要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗?为什么?答：空载试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铁损耗．短路试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铜损托．在一、二次侧分别做空载试验，只要都加额定电压．由于12N N U kU =，这两种情况下铁心中主磁通是相等的；1212221112/4.444.444.444.44N N N N m U k U N N U U f N f N f N f N Φ====所以铁损耗相等，即电源输入功率相同．由于短路试验时所加电压很低，铁心中主磁通很小，铁损耗可忽略不计，因此，在一、二次侧分别做短路试验时，只要都加额定电流，这两种情况的铜损耗就相等，即电源输入功率相等．7.两台变比相同的三相变压器，一次额定电压也相同、联结组标号分别为Yyn0和Yyn8，能否想法使它们并联运行?答：能．只要将Yyn8变压器的二次绕组标志a ，b ，c 分别改为c ，a ，b 即可，因为这时已改为Yyn0的变压器了．8.一台单相变压器的额定容量为3200kVA N S =，电压为35／10.5kV ，一、二次绕组分别为星形、三角形联结，求：(1)这台变压器一、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流； (2)若负载的功率因数为0. 85(滞后)，则这台变压器额定运行时能带多少有功负载，输出的无功功率又是多少?解：(1)一次额定线电压 135(k V )N U = 一次额定相电压120.2(kV)N U φ=== 一次额定线电流152.8(A)N I === 一次额定相电流 1152.8(A)N N I I φ== 二次额定线电压 210.5(k V )N U = 二次额定相电压 2210.5(kV)N N U U φ== 二次额定线电流2176(A)N I === 二次额定相电流2101.6(A )N I φ== (2)能带有功负载为c o s 32000.852720N P S ϕ==⨯= 输出无功功率为s i n32000.5271686N Q S ϕ==⨯= 9.某台单相变压器的N 100kVA S =，220V /3300U /U 2N 1N =，10.45R =Ω，1 2.96X σ=Ω，20.0019R =Ω，20.0137X σ=Ω。
变压器标准变比标幺值
变压器标准变比标幺值首先，我们来了解一下变压器的变比。
变压器的变比是指输入端（初级）和输出端（次级）的匝数比值。
变比通常用K表示，K=U1/U2=N1/N2，其中U1和U2分别为变压器的输入和输出电压，N1和N2分别为输入和输出端的匝数。
变压器的变比决定了输入和输出端的电压关系，是变压器设计的重要参数之一。
在实际工程中，变压器的变比需要符合国家或行业标准。
变压器的变比标准化有利于提高设备的互换性和通用性，同时也有利于保障设备的安全和可靠运行。
各国家和地区都有自己的变压器变比标准，需要根据具体情况进行选择和应用。
其次，我们来介绍一下变压器的标幺值。
标幺值是指用单位化值表示的电气参数，通常用小写字母表示。
在变压器中，标幺值可以用来描述变压器的电压、电流、阻抗等参数。
标幺值的使用可以简化计算，方便比较不同变压器的参数，是电气工程中常用的一种表示方法。
对于变压器的标幺值，我们需要重点关注的是变压器的短路阻抗标幺值和空载电流标幺值。
短路阻抗标幺值是描述变压器短路能力的重要参数，是评价变压器性能的重要指标之一。
空载电流标幺值则是描述变压器在空载运行时的电流参数，对于变压器的节能和运行稳定性具有重要意义。
在变压器设计和选型中，需要根据具体的工程要求和标准规定来确定变压器的变比和标幺值。
合理的变比和标幺值设计可以提高变压器的效率和可靠性，同时也有利于减小设备的体积和成本。
总之，变压器的变比和标幺值是变压器设计和应用中的重要参数，对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
在实际工程中，需要根据国家和行业标准来确定变压器的变比和标幺值，以确保设备的安全可靠运行。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
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1、空载实验
1）实验目的：求出变比k 、空载损耗p 0和激磁阻抗Z m 。
变压器的参数测定
1
U
三相调压器
2）实验原理图：
3）实验步骤：高压边开路，低压边加额定电压U 1N ，测量副边开路电压U 20、空载电流I 10及空载输入功率p 0（铜耗很小，大部分为铁损）。
单相变压器
2022111N
U N E k N E U ==≈
4）参数计算：
1010
N m U Z Z I ≈=低低
002
10
m p r r I ≈=低低
m x =①单相变压器（认为降压变压器）
U 2
m =m Z k Z 低
2m =m r k r 低
（归算到高压侧）
②副边Y 连接三相变压器（归算到高压侧）
③副边△连接三相变压器（归算到高压侧）
21010
/N m U Z Z k
I ≈=2
02
10
3m p r r k I ≈
=m x =
2
0m U Z Z k
≈
=()
2
02
103/m p r r k I ≈
=m x =
对于三相变压器，计算变比时要把测量出的线电压换算成
相电压来进行计算，计算时一定要注意变压器原副边的接线方法。
5）绘制空载特性曲线
0(U V U 问：比较空载特性曲线和磁化特性曲线的区别与联系？
6）实验注意事项
(1) 变压器空载运行的功率因数甚低，一般在0.2以下，应选用低功率因数瓦特表测量功率，以减小测量误差。
(2) 变压器接通电源前必须将调压器输出电压调至最小位置，以避免合闸时电流表及功率表电流线圈被冲击电流损坏。
空载特性曲线
注意：
（1）计算三相变压器激磁阻抗时，要用一相的功率、电压和电流值计算。
（2）激磁阻抗Z m 随外加电压大小而变化，为使测出的参数符合变压器的实际运行情况，空载试验应在额定电压下进行。
问题：
1)实验目的：求出负载损耗p
、短路阻抗Z k
2、稳态短路实验
a
x
a
b c
三相调压器
2)实验原理图：3)实验步骤：副边短路，原边加电压使原边电流达到或接近额定值，测量电压U k ，原边电流I k 和输入功率p k （短路电压较小，铁损很小，大部分为铜损）单相变压器
k
k k
U z I =
4)参数计算：
2
k
k k
p r I =k x =①单相变压器
'U U L
Z '
②原边Y 连接三相变压器
③
原边△连接三相变压器
k U z =2
3k
k k
p r I
=k x =
k U z
=
k p r
=
k x =4)参数计算：
5) 短路特性曲线
1I k
k
I 问题：为何短路特性曲线是直线？
=0
m m Z I 认为支路开路：'2<<m
Z Z ''1212()()k Z r r j x x =+++为常数
k k
I U ∝
'U
阻抗电压(短路电压)：短路阻抗与原边额定电流的乘积用原边额定电压的百分数表示。
u k 有功分量u kr ：
01751100%
N k C k N I z u U ϕϕ
=
⨯01751100%
N k C kr N I r u U ϕϕ=
⨯①单相变压器
②原边Y 连接三相变压器
③原边△连接三相变压器
01751100%
N k C k N
I z u U =
⨯01100%
N k I z u =
⨯01751/100%
N k C
k N
I z u U ⨯=
⨯u k 无功分量u kx ：
11100%
N k kx N I x u U ϕϕ
=
⨯
4）在电机和变压器中，常取额定值作为基值；实际值
标么值=
基值
标幺值（p.u 值）
表示方法：物理量原符号右上角加上*号。
计算标幺值应注意：
1）实际值和基值应同为线值或相值；2）实际值与基值的单位必须相同；
3）基值可以任意选取，但对于存在制约关系的几个物理量（U 、I 、Z 和S ）只能任意选取其中的两个量的基值，其他基值由计算获得；5）归算值的基值应取被归算到所在边的基值。
标幺值的必要性
采用标么值的优点：
222121212**
2
22111()/N N N N N N N
N I r kI r I k r I r r r U U k
U U ϕϕϕϕϕ
ϕϕ
''=
=
=
=
=4）采用标幺值后各物理量的数值简化了，各物理量额定值的标幺值等于1，计算更加简便。
某些物理量标幺值具有相同的数值，例如：
1）用标幺值表示的参数及性能数据变化范围很小，便于对不同容量的变压器进行比较。
2）在三相变压器中，线值和相值的标幺值是相等的。
3）用标么值表示时，原副边各物理量不需归算。
例如：
**N k k k
k k k
N N N I z U z z U u z U U ϕϕϕϕϕ=====*
k kr r u =*k kx x u =采用标幺值的缺点：1) 没有单位，因而物理概念不明确；
2)
无法利用量纲关系来检查某些计算是否正确。
问题：Y/d 连接的三相变压器原副边漏阻抗分别为Z 1和Z 2，其漏阻抗标幺值的表达式为？2) 原、副绕组阻抗的基值：
1122**12121122N N N N N N I z I z z z z z z U z U ϕϕϕϕ
=
===111222//N N N N N N z U I z U I ϕϕϕϕ
==1) 选用电压、电流额定值为基值时，原、副边电压、电流的标幺值：
****
12121
2121212N N N N
U U I I U U I I U U I I ====
、、、原、副绕组漏阻抗的标幺值为：变压器标幺值计算：
结论：阻抗的标幺值等于额定相电流在阻抗上电压降的标幺值。