电机学 实验五 单相变压器的并联运行
《电机与拖动》变压器---单相变压器的并联运行实验
《电机与拖动》变压器---单相变压器的并联运行实验一、实验目的1．学习变压器投入并联运行的方法。
2．研究阻抗电压对负载分配的影响。
二、预习要点1．单相变压器并联运行的条件。
2．如何验证两台变压器具有相同的极性。
3．阻抗电压对负载分配的影响。
三、实验项目1．将两台单相变压器投入并联运行。
2．阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。
3．阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。
四、实验设备及仪器1．电机教学实验台主控制屏；2．功率及功率因数表；3．三相心式变压器；4．三相可调电阻90Ω（NMEL-04）；5．波形测试及开关板（NMEL-05B）。
五、实验线路和操作步骤实验线路如图2-19所示。
图中单相变压器Ⅰ和Ⅱ选用三相心式变压器中任意两台，变压器的高压绕组并联接电源，低压绕组经开关S1并联后，再由开关S3接负载电阻R L。
由于负载电流较大，R L可采用并串联接法（选用NMEL-04的90Ω与90Ω并联再与180Ω串联，，则首端1U1与1V1为同极性端，反之为异极性端。
2U2-U2V1。
2V2(2)投入并联：检查两台变压器的变比相等和极性相同后，合上开关S1，即投入并联。
若KI与KⅡ不是严格相等，将会产生环流。
2．阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行。
a．投入并联后，合上负载开关S3。
b．在保持原方额定电压不变的情况下，逐次增加负载电流，直至其中一台变压器的输出电流达到额定电流为止，测取I、I I、IⅡ，共取5～6组数据记录于表2-24中。
表2-243．阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行。
打开短路开关S2，变压器Ⅱ的副方串入电阻R，R数值可根据需要调节（一般取5~10Ω之间），重复前面实验测出I、I I、IⅡ，共取5～6组数据，记录于表2-25中。
表2-25六、实验报告1．根据实验(2)的数据，画出负载分配曲线I I=f(I)及IⅡ=f(I)。
2．根据实验(3)的数据，画出负载分配曲线I I=f(I)及IⅡ=f(I)。
变压器的并联运行
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电机学教案， 太原工业学院自动化系
温志明，wasxty_99@
电机学
变压器并联运行条件分析
3、负载时各变压器所分担的电流，应该与总的 负载电流同相位。这样当总的负载电流一定 时，各变压器所分担的电流最小；如果各变 压器所分担的电流一定时，则总的负载电流 最大。
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变压器并联运行条件分析
根据电路图，会有如下方程式：
I LI Z KII I2 Z KI Z KII
I LII
Z KI Z KII Z KI
I LI Z KII I LII Z KI
在并联变压器之间负载电流按其与阻抗成反比分配。
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变压器并联运行
例：两台三相变压器并联运行，其连接组别和变比 均相同,SNI=1000kVA，UkI=5.5%，SNII=1600kVA， UkII=6.5%，试求： （1）当总负载为2600kVA时，各台变压器分担的 负载各为多少？ （2）在不使任何一台变压器过载时，最大的输 出功率？设备的利用率为多少？
1 Z kI SI n S 1 Z i 1 ki
1 Z kII S II n S 1 Z i 1 ki
1 Z kn Sn n S 1 Z i 1 ki
S：为并联系统的总功率
SΙ、 SII、 Sn为各变压器承担的功率
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电机学
变压器并联运行的定义
变压器并联运行及条件
并联运行是指将几台变压器的一、二次绕组分别
接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电
的运行方式。
A
B
C
A
•
BC
•
•
A
•
BC
•
•
•
a1
•
•
b1 c1
•
a2
•
•
b2 c2
一、 变压器并联运行的理想条件
A
B
C
ABC
•
•
•
A BC
•
•
•
•
•
•
a1 b1 c1
•
•
•
a2 b2 c2
Байду номын сангаасr2
r1
R
E2
E1
2’ 1’
直流电源（电池）并联时，为了避免环流， 要求电源电压相等
21
r2
r1
R
E2
E1
2’ 1’
变压器副边并联后，绕组本身构成闭合回 路。为了避免环流，有何要求？
A
B
C
A
•
BC
•
•
A
•
BC
•
•
•
a1
•
•
b1 c1
•
a2
•
•
b2 c2
为避免环流，不但要求电压相等，而且要求相位相 同！联接组问题就是研究线电压相位的问题
由等效电路可以列出方程式：
I II III
U1 kI
U2
II ZSI
U1 kII
U2
I II ZSII
则二次侧电流为：
U1 U1
电机学 第三章 (变压器的并联运行)
一、并联运行的优点 2、提高系统的运行效率
根据负载的大小， 根据负载的大小，随时调整投入并联的 变压器的台数， 变压器的台数，当负载随着昼夜或季节而有 所变化时，采用并联运行也是经济的。 所变化时，采用并联运行也是经济的。 负载小时，可适当地切断一部分变压器， 负载小时，可适当地切断一部分变压器， 可以减少一些变压器的无载损耗， 可以减少一些变压器的无载损耗，提高系统 的运行效率，改善系统的功率因数。 的运行效率，改善系统的功率因数。
变压器的并联运行
一、并联运行的优点 二、并联运行的理想条件 三、变比不等时的并联运行 四、联结组号不同的变压器并联 五、短路阻抗不等时变压器的并联运行 六、各变压器的短路阻抗角相等
一、并联运行的优点 1、提高供电的可靠性
当某台变压器发生故障， 当某台变压器发生故障，可以立 即从电网切除，并进行检修，保证对 即从电网切除，并进行检修， பைடு நூலகம்户不中断供电； 用户不中断供电；可以有计划地轮流 进行变压器检修。 进行变压器检修。
S N α = 10 KVA
比较： 比较：
1、
S N β = 30 KVA
u Kα = 4% u Kα = 3% u Kα = 5% u Kα = 5%
u Kβ = 4% u Kβ = 5% u Kβ = 3%
S N = 40 KVA
S N = 28 KVA
2、 3、 4、
S N = 36 KVA
三、变比不等时的并联运行
1、空载运行的环流 Ic 、
变压器1 变压器 ． 电 网
U1/K1
．
E1
E2
U1/K2 变压器2 变压器2
当E1≠E2，电路 中出现环流。 中出现环流。
三、变比不等时的并联运行
变压器并联运行
4 并联运行返回4 并联运行两台(或两台以上)变压器的高压和低压绕组分别与相同组的高压和低压母线连在一起便可实现变压器并联运行。
由于两个阻抗并联可产生一个综合阻抗，其值要比两个阻抗分量小许多(将阻抗相同的变压器并联后的综合阻抗值，相当于每台变压器阻抗的l/2左右)。
并联的主要结果是提高低压母线的故障水平，因此必须保证低压开关装置不能超过故障极限，如果没有熔断器保护装置，则需要设计引出线，以承受可能的并联变压器的全部故障电流。
研究变压器的并联运行时，极性和相序很重要的参数。
因此，在全面论述并联运行之前，必须详细分析极性和相序特性。
讨论的重点是绕组相对方向、绕组的电压和从线圈到端子的出线端位置。
为了弄清这些因素的相互影响，最好先分析与相量图有关的瞬时电压，即以研究高压和低压绕组感应的瞬时电压为核心，这样做可避免涉及到一次绕组和二次绕组。
这样做是合乎逻辑的，因为变压器极性和相序是两个不同的参数。
一次和二次绕组的感应电压由主磁通引起。
绕组每匝的感应电动势必须在同一方向，因为绕在铁心上的任何独立线匝都不仅仅具有一个方向。
对整个绕组来说，绕向应当一致。
在绕制线圈时线圈的起始端称为“始端”，而另一端称“末端”，也可称为和。
在一次和二次绕组的感应电动势方向取决于各个绕组同各端子的相对位置。
在讨论绕组的感应电动势方向时，必须标注同名端子。
即，一次和二次绕组的方向应从始端到末端 (甚至可定为相反方向)，但绝不能让一次和二次绕组一个从始端到末端，而另一个从末端到始端。
如果不知道绕组的始端和末端，那么最初假定的一次和二次绕组相邻端子必须对应于绕组同名端子，必须要做降低电压的感应电压试验，这一内容将在以下论述。
4.1变压器端子标记、端子位置和相量图4.1.1端子标记在各国标准中，变压器端子的标记已被标准化。
多年来英国标准 BS 171用ARCN 或ahcn做为相位符号，而世界上其他国家则用UVW或uvw表示相位符号。
几年前，英国对变压器端子的标记也改用国际上通用的符号uvw或uvw，但并没有实行下去，现在仍有许多制造厂一直采用从前的端子标记。
变压器的并联运行
变压器的并联运行变压器并联运行是指两台或多台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次公共母线上，同时向负载供电的运行方式。
并联运行常用在发电厂和变电站中。
图1.8-1 两台三相变压器的并联运行一、并联运行的优点和条件1. 并联运行的优点（1）提高供电的可靠性。
当一台变压器故障或检修时，其它变压器仍可保证重要负载的供电；（2）提高运行的经济性。
可根据负载的变化，调整投入并联运行变压器的台数，以减少电能损耗，提高运行效率；（3）减少总的备用容量，并可随着负载的增加，分期安装变压器，以减少初装投资。
2. 并联运行的理想情况和条件变压器并联运行的理想情况是:各变压器一、二次绕组中没有环流，负载能按各变压器的容量成正比地分配，且各变压器二次电流同相位。
只有这样，才能避免因并联引起的附加损耗，充分利用变压器的容量。
要达到理想情况，并联运行的变压器要满足以下三个条件：（1）各变压器一、二次额定电压分别相等，即变比相等；（2）各变压器具有相同的联结组；（3）各变压器短路阻抗的标幺值相等，且短路阻抗角也相等。
如果变压器不满足条件并联运行，就会产生不良的后果。
下面逐一讨论当某一条件不满足，其它条件都满足时，变压器并联运行的后果。
二、变比不等时的并联运行合上开关QS1，两台并联运行的变压器二次绕组中产生环流，假定ZkI 和ZkII分别代表两台变压器折算到二次侧的短路阻抗，由于短路阻抗值很小，即使电压差不大，也能引起较大的环流。
由磁动势平衡关系可知，环流在一次侧也存在。
总之，环流造成变压器空载运行时的额外损耗。
为了限制环流，通常规定各台变压器变比的差值与所有变比的几何平均值之比，即图1.8.3-1中，若变压器带感性负载，当合上开关QS2时，环流使变比小的第一台变压器负荷增大了（二次绕组中的负载电流加上环流），使变比大的第二台变压器负荷减小了（二次绕组中的负载电流减去环流）。
变比小的变压器满载时，变比大的变压器仍欠载，变压器的容量得不到合理利用。
单相变压器的并联运行实验报告
单相变压器的并联运行实验报告实验目的：了解单相变压器的并联运行原理，研究并联运行时的电压调节性能和效果。
实验仪器：单相变压器两台、电压表、电流表、变压器油温计、变压器连接线等。
实验原理：1. 单相变压器并联运行原理：当两台单相变压器的高压绕组并联连接，低压绕组相接，两台变压器的高压绕组并联连接后，可以形成电压加法，以实现变压器的扩容效果。
2. 并联变压器的原理：当两台变压器的接线相同且变比相同时（即两台变压器的变比一致，连接方式相同），则可实现变压器的并联运行。
3. 并联变压器电压调节性能：并联变压器的电压调节性能主要取决于两台变压器的参数匹配程度，以及供电电网的电压波动程度。
实验步骤：1. 将两台单相变压器并联，连接高压绕组和低压绕组；并将高压绕组与高压电源相连，低压绕组与负载相连。
2. 分别测量两台变压器的高压绕组和低压绕组的绕组电阻和短路阻抗。
3. 连接电压表和电流表，分别测量并记录两台变压器的高压绕组和低压绕组的输入电压、输出电压和负载电流。
4. 调整输入电压，模拟供电电网的电压波动情况，记录并观察并联变压器的电压调节效果。
5. 实时监测变压器的油温，确保运行过程中不超过安全温度范围。
实验数据分析：1. 数据记录：根据测量数据，记录两台变压器的高压绕组和低压绕组的输入电压、输出电压和负载电流等数据。
2. 计算：根据测量数据计算两台变压器的变比、绕组电阻、短路阻抗，并进行计算，分析其参数匹配程度。
3. 分析：根据实验数据，分析并联运行时的电压调节性能，观察并分析并联变压器的电压调节效果。
4. 结果：根据实验结果，总结并联变压器的电压调节性能，得出结论。
实验结论：1. 并联变压器能够实现变压器的扩容效果，并联运行时，变压器的输出电压与输入电压之和等于并联前单台变压器的输出电压。
2. 并联变压器的电压调节性能主要取决于两台变压器的参数匹配程度和供电电网的电压波动情况。
3. 实验结果表明，当两台变压器的参数匹配度高且供电电网的电压波动较小时，并联变压器的电压调节性能较好，能够有效稳定输出电压。
单相变压器的并联运行实验报告 -回复
单相变压器的并联运行实验报告-回复【单相变压器的并联运行实验报告】摘要：本实验通过对单相变压器的并联运行进行研究与实验，验证了并联运行能够增加系统容量及提高电能利用效率的优势。
实验中使用了两台相同额定功率的单相变压器，并通过实时测量和比较得出了联结与不联结运行时的电压、电流和功率等数据，验证了并联运行的有效性。
实验结果表明，单相变压器的并联运行具有明显的优势并且具有较高的经济效益和使用价值。
一、引言单相变压器是电力系统中常见的电能转换设备，广泛应用于工业、农业、民用等领域。
在某些场合，需要通过提高系统容量、提高电能利用效率来满足实际需要，此时可以采用单相变压器的并联运行。
本实验的目的是研究并验证单相变压器的并联运行对系统的容量和电能利用效率的影响。
二、实验原理1. 单相变压器的基本工作原理：单相变压器由两个或多个互感器（即主、从线圈）组成。
主线圈连接到供电电源，从线圈连接到负载。
当主线圈通电时，由于互感作用，从线圈中会诱发出电流，从而实现电能的传输与转换。
2. 并联运行原理：将两个或多个相同的单相变压器的主线圈或从线圈串联连接，形成一个并联变压器。
并联变压器的主线圈和从线圈中的电流相等，但电压可以根据负载的需要进行调节。
并联运行可以增加系统容量、改善系统的电压和电流负载情况，提高电能利用效率。
三、实验步骤1. 实验装置准备：选取两个相同额定功率的单相变压器和合适的负载。
将两个变压器的主线圈串联连接，从线圈并联连接。
2. 测试并联变压器的空载电压：将负载从变压器中断开，分别测量并联变压器的输入端和输出端的电压值。
记录数据。
3. 测试并联变压器的全负载电压：将负载连接到并联变压器的输出端，分别测量输入端和输出端的电压值。
记录数据。
4. 测试并联变压器的空载电流：将负载从变压器中断开，分别测量并联变压器的输入端和输出端的电流值。
记录数据。
5. 测试并联变压器的全负载电流：将负载连接到并联变压器的输出端，分别测量输入端和输出端的电流值。
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4.阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行。
打开S2，串入电阻R（一般取5-lOΩ之间），重复前面实验测出I、 I1、I2，记录于表5-2中。
I1 I2 I
五、实验报告：
1、根据实验步骤3的数据，画出负载分配曲线I1=f(I)及I2=f(I)。 2、根据实验步骤4的数据，画出负载分配曲线I1=f(I)及I2=f(I)。 3、分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。
3、阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行。
1)投人并联后，将负载RL调至最大后，合上开关S2、S3。 2)调压至220V，将负载RL逐渐减小，使负载电流I增加 ，直至其中 一台变压器的输出电流达到额定电流为止。 3）负载RL逐渐减小，测取I、I1、I2，共取4-5组记录于表5-1中。
I1 I2 I
四、实验步骤：
1、检查变压器的变比和极性 1)将开关S1、S3打开，开关S2合上。 2)调节输入电压220V，测出副边电压U1a1x=U2a2x即K1=K2。 3)测U1a2a，若U1a2a=U1a1x-U2a2x，则la、2a为同极性端。 2、投人并联 变比相等和极性相同后，开关S1合上，即投人并联。 若K1≠K2，将会产生环流。
实验五
单相பைடு நூலகம்压器的并联运行
一、实验目的：
1.学习变压器投入并联运行的方法。 2.研究并联运行时阻抗电压对负载分配的影响。
二、实验项目：
1．将两台单相变压器投入并联运行。 2．阻抗电压相等两台单相变压器并联运行，其负载分配情况。 3．阻抗电压不相等两台单相变压器并联运行，其负载分配情况。
三、仪器设备及线路图： 1、实验设备
序号 型号 名称 数量
1
2 3 4 5
D33
D32 D41 DJ11 D51
交流电压表
交流电流表 三相可调电阻器 三相组式变压器 波形测试及开关板
1
1 1 1 1
2．接线图
2.5A 5A
300V
2.5A 0~225Ω
0~45Ω
•R的连接(0-45Ω)：两个90Ω的并联。
•RL的连接(0-225Ω) ：两个90Ω的并联+两个90Ω的串联。
再见！