变压器特性

第八章 变压器特性试验第一节 变压器变压比测量一、概述变压器变压比是指变压器空载运行时一次电压U l 与二次电压U 2的比值，简称变比，即21U U K =若略去变压器内部电阻和漏抗影响(两者都很小)，根据磁通精合原理，单相变压器的变比等于绕组匝数比，即21w w K =三相变压器铭牌上的变比是指不同绕组的线电压之比。

接线组别不同的变压器，高、低压绕组运行电压有线电压和相电压之别，因此三相变压器绕组匝数比与变比有3倍的关 系。

测量变比的实用意义有以下几点。

(1)检查变压器绕组匝数比的正确性； (2)检查分接开关的工作状况；(3)作为分析变压器有无匝间短路的依据； (4)作为变压器并列运行条件。

并列运行的变压器其空载电压如相差1％额定值，则两台变压器中环流可达额定电流的10％左右。

因此，部颁DL ／T572-95《电力变压器运行规程》规定了并列运行变压器变比的允许偏差为不大于±0．5％，变比小于3的，允许偏差为±1％。

二、双电压表法测量变比双电压表法是施加电压于变压器一次绕组，测得二次绕组电压，以两侧电压比值求变比。

此法简易，不必赘述，兹指出要点如下。

(1)试验电源电压最好要高于变压器额定电压的1／3以上，以加在变压器一次绕组为佳，即升压变压器加宁低压侧；降压变压器加于高压侧。

(2)试验电源电压应保持稳定，双电压表读数应同时。

(3)电压表连线应牢靠，引线尽量短，尤其要避免二次长线引起测量误差。

(4)电压表计精度不低于0．5级，若须应用电压互感器，其精度应比电压表高一级，即0．2级。

(5)三相电压用电压互感器V 接测量时，应注意两台电压互感器的极性以保证开口电压读数的正确性，见图8-l 。

(6)测量三相变压器的变比，用三相电源简便，用单相电源试验则便于发现缺陷所在的相别。

(7)用单相电源分相测量三相变压器变比时，三角连接的绕组中非测试相绕组必须短接，以保证加压相铁芯柱中磁通一致，其接线图与变比计算列于表8-1中。

实验七单相变压器特性测试一、实验目的1．学习用实验的方法确定变压器绕组的同名端；2．H i学习如何测试变压器的外特性和空载特性。

二、预习要求1．了解变压器的工作原理及同名端的判断方法；2．了解变压器负载的外特性。

三、实验原理变压器是输送交流电时所使用的一种变换交流电压、电流的设备。

它通过磁路的磁耦合作用将交流电从原边输送到副边，利用绕组在同一铁芯上原绕组和副绕组的匝数不同，把原绕组的电压和电流从某值变换为所需要的另一值。

1. 判断变压器绕组同名端的方法图2-7-1是直流法测定同极性端的电路。

在S闭合瞬间，若电流（毫安）表正向偏转，则1，3断为同极性端。

若电流（毫安）表反向偏转，则1，4断为同极性端。

图2-7-2采用交流法判断变压器两个绕组同名端。

图 2-7-1 直流法同名端判断电路将待判断的两个绕组的端点分别以1、2和3、4标注，然后连接2、4两端，在1、2两端加适当的电压，并将3、4开路，用交流电压表测量两绕组的电压U1、U2 以及1，3两端的电压U。

若U为U1、U2之和，则1、4端为同名端；若U为U1、U2之差，则则1、3端为同名端。

2. 测定变压器的变比（电压比）K变比表示原边、副边绕组的额定电压是指电源所加的额定压U 1。

副边绕组的额定电压是指原边绕组加额定电压后，副边绕组开路（即空载）时的电压U 20。

变压器的变化为： 图 2-7-2 交流法同名端判断电路10U U K = 变压器的变比等于原、副绕组的匝数比，即12120U U N K N ==3. 变压器的空载特性U 1= 1()f I变压器空载运行时，原边电压U 1与原边电流I 1关系U 1= 1()f I 称为变压器的空载特性。

空载时，变压器相当于一个交流铁芯线圈，其原边空载电流（激磁电流）和磁通成非线性关系（i ～Φ），而磁通又与原边电流的关系， 图2-7-3 变压器的空载特性是一条类似i ～Φ曲线的非线性曲线如图2-7-3，所示。

单相变压器的特性测试【实验目的】1、学习变压器参数的测量方法。

2、掌握变压器的空载特性与外特性曲线。

【实验设备】D32(交流电流表)，D33(交流电压表)，D34-3(功率绿标、功率因数表)，DG08(白炽灯，升压铁芯变压器：36V/1.4A；220V/0.23A)，DG09-1（电流插座），【实验原理】1．变压器的铁损的测量变压器工作时，由于涡流和磁场的原因在铁心内产生的能量损失称为铁损。

在变压器原边的加额定电压，并使副边开路，这是铁心内的磁通与满载工作时的磁通是一样的，而此时原边线圈中的电流很小，线圈中的损耗可以忽略，所以此时输入到变压器的功率可以认为铁损。

测量电路图如下图1所示。

图1 变压器的铁损测量电路2．变压器的铜损变压器工作时，在线圈导线上产生的能量损失称为铜损。

将变压器副边短路，在原边加上一个小电压，使线圈中电流达到额定值。

由于原边加上一个很小的电压，铁心中的磁通很小，所以忽略此时的铁损。

此时输入到变压器的功率可认为铜损。

测量电路图如下图2所示。

图2 变压器的铜损测量3．变压器的外特性测量变压器外特性是指其输出电压与负载的关系，即与输出电流的关系。

在原边加额定电压，改变负载阻抗，分别测量副边电压U2和副边电流I2，由此确定变压器的外特性。

测量电路图如下图3所示。

图3 变压器外特性测量电路4．变压器空载特性的测量变压器空载特性是指当副边开路时，原边电压U1和原边空载电流I的关系。

测量电路图如下图4所示。

图4 变压器的空载特性测量电路图【实验内容及数据处理】1．变压器的铁损测量按图1 连接电路。

此时4各表的读取数据如下V1=36.0V；A1=0.265A；V2=213V;P=3.9W;所以变压器的铁损为3.9W；变压器的变比等于213/36=5.92;2．变压器的铜损V1=3.8V；A1=1.407A；A1=0.234A;P=4.7W;变压器的铜损为4.7W；3．变压器的外在特性测量按电路图3来连接电路，负载为白炽灯，5各灯泡并联。

EI,EE,ER,EC,ETD型变压器的特性是工作频率高（20-350KHZ）、功率大（达2000W）、热稳定性能高。

广泛应用于开关电源变压器、驱动变压器、辅助变压器、计算机、电源、UPS、显示器、彩电、VCD、DVD及各种电子设备等。

RM、PQ型变压器的特性是漏磁小、损耗小、温度低、分布电容小。

广泛应用于开关电源、驱动变压器、辅助变压器、计算机、程控交换机、模块电源及精密仪器设备。

EP、EPC、EFD型变压器的特性是分布电容小、电感高、漏感小。

广泛应用于隔离变压器、匹配变压器、灯饰、程控交换机终端和精密电子设备。

SMD型变压器的特性是高品质因数、大电流和大电感量。

广泛应用于PCMCEA调制解调器、数字音频转换器、功率放大器及集团电话液晶显示器，笔记本电脑及液晶电视。

UU、UI、UT型变压器的特性是输出电流大、阻抗平衡好。

广泛应用于滤波电路、计算机、彩电、DVD、VCD、电脑及电脑周边设备。

变压器的分类及特性参数变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

它的原理可概括为电生磁，然后再磁生电。

一、变压器分类按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。

按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。

按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。

按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

二、音频变压器和高频变压器特性参数1、频率响应指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。

2、通频带如果变压器在中间频率的输出电压为U0，当输出电压（输入电压保持不变）下降到0.707U0时的频率范围，称为变压器的通频带B。

3、初、次级阻抗比变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配，则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。

在阻抗匹配的情况下，变压器工作在较佳状态，传输效率较高。

三、电源变压器的特性参数1、工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。

2、额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。

3、额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。

4、电压比指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。

5、空载电流变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。

空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。

对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。