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电机学变压器基础知识详解


试验时的室温
7)若要得到低压侧参数,须折算; 短路试验时电压加在高压侧,测出的参数是折算到高压 侧的数值,如需要求低压侧的参数应除以k2。
k:高压侧对低压侧的变比
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8)对三相变压器,各公式中的电压、电流和功率均为相
值;
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如电力变压器的短路阻抗标幺值zk*=0.03~0.10, 如果求出的短路阻抗标幺值不在此范围内,就应 核查一下是否存在计算或设计错误。
例如 p138 I0*、 zk*的范围
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② 采用标幺值时,原、副边各物理量不需进行折算, 便于计算。 如副边电压向原边折算,采用标幺值:
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要求及分析 1)高压侧加电压,低压侧短路;
由于变压器短路阻抗很小,如果在额定电压下短 路,则短路电流可达(9.5~20)IN,将损坏变压器, 所以做短路试验时,外施电压必须很低,通常为 (0.05~0.15)UN,以限制短路电流。
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3-6 标么值 一、定义
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实际值:有名值
在电力工程中,对电压 、 电流 、 阻抗和功率等物理量
的计算,常常采用其标么值。
先选定一个物理量的同单位某一数值作为基准值
(简称基值)然后取该物理量的实际值与该基准值
相比所得的比值即称为该物理量的标么值,即
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U k=
u1k U1
×100% =I1 × Z K ×100% = Z K
U1
U1
= Z K*
I1
短路电压的大小直接反映短路阻抗的大小,而短路阻
抗又直接影响变压器的运行性能。
从正常运行角度看,希望它小些,这样可使漏阻抗压 降小些,副边电压随负载波动小些;但从限制短路电 流角度,希望它大些,变压器发生短路时,相应的短 路电流就小些。
5)记录实验室的室温;
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6)温度折算:电阻应换算到基准工作温度时的数值。
T0 + 75
R K ( 75 0 c ) = R K T0 + θ
Z K = (750 c) R 2 K (750 c) + X K2
T0=234.5℃
3)由于外加电压很小,主磁通很少,铁损耗很 少,忽略铁损,认为 Pk = PCu 。
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4)参数计算
Z k= U k Ik
Rk = Pk I k2
X k = Z k2 − Rk2
对T型等效电路:
R1

R
2'=
1 R2k
'1 X 1≈ X 2= 2 X k
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二、短路实验
目的:通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计 算变压器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。
为何是一条曲线?
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3)空载电流和空载功率必须是额定电压时的值,并以此 求取励磁参数;
Zm与饱和程度有关关,, 电压高越, 高, 磁路小越,饱和,Zm越小, 所 以应以额定电压下测读的数据计算励磁参数.
4)若要得到高压侧参数,须折算;
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Rm
=
P0
2
I0
X m = Zm2 − Rm2
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要求及分析: 1)低压侧加电压,高压侧开路; 为了便于测量和安全,空载实验一般在低压绕组上加电 压UN,高压绕组开路。 2)电电U1在0 ~ 1.2U N范围单方向调 , 测 U20 , I0和P0 ,画出 I0 = f(U1 )和P0 = f(U1 )曲线
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3.U和E的基准值为UB;R、X、Z的基准值为为Z ZB;P、Q和S 的基准值为SB。
4.系统(如电力系统)装有多台变压器(电机),选择 某一特定的Sb作为整个系统的功率基值。系统中各变压 器标幺值均换算到以Sb作为功率基值时的标幺值。
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注意:存在有相互关系的四个物理量(U、I、Z、S) 中,所选基值的个数并不是任意的,当某两个物理量 的基值已被确定,其余物理量的基值跟着确定。
例如单相变压器,选定一次侧的额定电压U1N和额定 电流I1N作为电压和电流的基值:
一次侧阻抗的基值即:Z1b=Z1N=U1N/I1N 一次侧功率的基值即:S1b=S1N=U1NI1N
线值以额定线值为基准值,相值以额定相值为基准 值; 单相值以额定单相值为基准值,三相值以额定三相 值为基准值;
例如:变压器一、二次侧:S1b=S2b=SN、U1b=U1N、U2b=U2N 三相变压器基值:Sb=SN=3UNΦINΦ=√3UNIN
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• 得到的参数为高压侧参数
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2)通过调节电压 ,让电流Ik 在0 ~ 1.3I 范围内变化 , 测出 对应的U k , Ik 和Pk ,画出Ik = f (U k )和Pk = f (U k )曲线;
抛物线
直线
短路阻抗Zk是常数
U1
U1
I1
= Z K*
上式表明,阻抗电压就是变压器短路并且短路电流达额定 值时所一次侧所加电压与一次侧额定电压的比值,所以称 为短路电压。
短路电压电阻(有功)分量百分值 : ukR % = I1 Rk 750 C ×100% U1
短路电压电抗(无功)分量百分值 : ukX % = I1 X k ×100% U1
5.百分值=标么值×100%
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2526Βιβλιοθήκη 三、变压器一、二次侧相电压、相电流、漏阻抗的标幺

U 1*=φ
U1φ U1φ
;U
* 2φ
=
U2φ U2φ
;I 1*=φ
I1φ I1φ
;I
* 2φ
=
I2φ I2φ
漏阻抗的标幺值:
Z 1*φ=
Z1 = Z1 Z1φ U1φ /I1φ
U1k = Z k 75 0 C I1
短路电压也称为阻抗电压。
通常用它与一次侧额定电压的比值来表示 U1k = Z k 75 0 C I1 U1
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阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
U k=
u1k U1
×100% =I1 × Z K ×100% = Z K
U2'*= U2' = kU2 = U2 = U2* U1 kU2 U2
注意基值选择,应选一次侧基值
③采用标幺值能直观地表示变压器的运行情况。
如已知一台运行着的变压器端电压和电流为为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Uk*=1.0、Ik*=0.6,说明 这台变压器欠载运行。
因变压器空载时无功率输出,所以输入的功率全部消 耗在变压器的内部,为铁芯损耗和空载铜耗之和。
Q Rm >> R1 X m >> X1σ 空载电流I0很小
pFe>>I02R1,故可忽略空载铜耗,认为P0≈pFe=I02Rm
K= U1 U 20
I 0 % = I 0 100 % I1
Zm = U1 = U1 I0 I0
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三、短路电压——标在铭牌上的参数 短路电压,短路阻抗Zk75℃与一次侧额定电流I1N的乘积。
P0*
I
*2 0
R*m =
Rm Z1
= Rm Z1
Rm I02 =2
I0U1 / I1
P0 =2 2
I0U1 I1 / I1
=
P0
S (I0 / I1 )
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