变压器效率特性

变压器的运行特性
变压器的运行特性主要有外特性（副边电压变化率） 变压器的运行特性主要有外特性（副边电压变化率）和效率 一、变压器的外特性 在电源电压不变的情况下， 在电源电压不变的情况下，变压 器二次侧接入负载后， 器二次侧接入负载后，一、二次 绕组都有电流通过，必然产生一、 绕组都有电流通过，必然产生一、 二次侧的内阻抗压降， 二次侧的内阻抗压降，从而使二 次电压随负载的增减而变化。 次电压随负载的增减而变化。 二次电压随二次电流变化的特 性曲线称为变压器的外特性。 性曲线称为变压器的外特性。 利用电压变化率来表示输出额 利用电压变化率来表示输出额 电压变化率 定电流时电压的变化
cos ϕ = 0.8
（超前） 超前）
U
UN
cos ϕ = 1 cos ϕ = 0.8
（落后） 落后）
IN
I

外特性曲线
电压变化率 一般情况下， 一般情况下，外特性曲线近似一条略向下倾斜的直 且倾斜的程度与负载的功率因数有关， 线，且倾斜的程度与负载的功率因数有关，对于感性负 功率因数愈低，下倾愈烈。从空载到满载， 载，功率因数愈低，下倾愈烈。从空载到满载，二次电 压变化的数值与空载电压的比值称为电压变化 变化率 压变化的数值与空载电压的比值称为电压变化率，即
一定功率因数下， 一定功率因数下， η随负载电流的不同而改变
谢谢
铜耗与负载电流的平方成正比，因而也称为可变损耗。 铜耗与负载电流的平方成正比，因而也称为可变损耗。 铜耗
基本铁耗： 基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗 附加铁耗： 附加铁耗：结构件中的涡流损耗
铁耗可视为不变损耗。 铁耗可视为不变损耗。
铁 耗
P1 − ∑ p p Fe + p cu P2 ) × 100 % = (1 − ) × 100 % × 100 % = (1 − η = P1 P1 P2 + p Fe + p cu

变压器的技术要求变压器是一种将电能从一个电路传输到另一个电路的电器设备。

它的主要功能是通过改变交流电压的大小而改变电流的大小。

在实际应用中，变压器的技术要求非常重要，一方面是为了保证其正常工作，另一方面是为了提高其效率和可靠性。

首先，变压器的技术要求包括以下几个方面：1.能够承受额定负荷：变压器需要能够承受额定负荷并正常工作，这涉及到变压器的功率、电流和耐热性能等方面。

变压器的额定功率应与电路负载匹配，不能过大或过小。

同时，变压器的铜线和铁芯应具有足够的导电和导磁能力，以确保电流的稳定和磁场的均匀。

2.低损耗：变压器在工作过程中会有一定的损耗，包括铜损和铁损。

铜损耗是指导线内电流通过时产生的热能损耗，而铁损耗是指铁芯中由交变磁场引起的涡流和剩余损耗。

为了降低损耗，变压器应选用低电阻率的铜导线和低磁滞损耗的铁芯，并采取适当的冷却措施，如风冷或油浸冷却。

3.高效率：变压器的效率是指输出功率与输入功率之比。

高效率可以减少能源消耗，降低运行成本，并提高整体系统的效能。

提高变压器效率的方法主要包括降低损耗、减小磁滞、合理设计变压器的磁导率和磁通密度等。

4.良好的温度特性：变压器在使用过程中会产生热量，需要能够良好地散热。

合理的散热设计可以保证变压器在额定负荷下工作时的温度不超过规定的极限值，以确保其安全可靠。

5.良好的绝缘性能：变压器的绝缘性能对于保证其正常工作和安全使用非常重要。

变压器的绕组与铁芯之间、绕组与绕组之间以及绕组与地之间应具有良好的绝缘性能，以防止电流泄漏和击穿现象的发生。

6.可靠性和安全性：变压器的可靠性和安全性是其长期运行的关键要求。

变压器应能够承受各种环境因素的影响，如湿度、温度、振动等，并能够防止漏油、爆炸和火灾等异常情况的发生。

此外，变压器还应具有过载保护、短路保护和漏电保护等功能，以确保正常工作和安全使用。

总结起来，变压器的技术要求主要包括能够承受额定负荷、低损耗、高效率、良好的温度特性、良好的绝缘性能、可靠性和安全性等。

jL I E 1 1 0 jx1 I 0
x1 其中，一次侧绕组的漏电抗为：
2
（5-10）
L1 2fL1 ，漏电感为：
2
x1 漏电抗反映了漏磁路的情况。
1 N1 1 N1 2 2 0 S L1 N1 N1 i1 N1i1 R l1
结论： 绕组内感应电势的大小分别正比于频率、绕组匝数以及磁通的 90 。 幅值；在相位上，变压器绕组内的感应电势滞后于主磁通 m
当一次绕组施加额定电压 U1 U1N 时，规定二次侧绕组的开路电压即为二次侧的额 定电压即 U 20 U 2 N 。这样，便可获得变压器的变比为：
N1 E1 U 1N U 1N k N 2 E2 U 2 N U 20
I I I I 0 m 0 0a
图5.9给出了对应主磁路的相量图和等效电路。
（5-12）
图5.9 变压器主磁路的相量图和等效电路
由图5.9b得：
(r jx )I z I E 1 m m m m m
2
（5-13）
rm 为激磁电阻，它反映了铁心内部的损耗即： pFe I m rm ；xm Lm 为激磁电 式中， 抗，它表征了主磁路铁心的磁化性能，其中，激磁电感 Lm 可由下式给出：
(5-4)
称 k
U I N1 k 1 2 为变压器的匝比或变比， U 2 I1 N2
，称 S U1 I1 U 2 I 2 为视在容量。
由此可见，变压器在实现变压的同时也实现了变流。此外，变压器还可以实现阻抗变 换的功能。现说明如下： 图5.1中，二次侧的负载阻抗为： 如果从一次侧来看 Z L ，则其大小为：
e1 N 1 d (t ) dt

1-
p =1-
PFe + PCu
P1
P2 + PFe + PCu
其中，
pFe pCu
= Po = ( I2
I2N
)2 PSN
=
2
PSN
P2 = SN cos2
6.1 变压器的选择
变压器的运行特性 2. 变压器效率特性 (1)效率
P2的计算： 若忽略副绕组电压接负载时的变化，则：
①单相变压器
6.1 变压器的选择
变压器的运行特性
1. 电压变化率和外特性 （3）电压调整
电压调整有两种方式，根据分接开关种类的不 同分为无励磁调压和有载调压。利用无载分接开关 进行调压称为无励磁调压；利用有载分接开关进行 调压称为有载调压。
6.1 变压器的选择
变压器的运行特性
1. 电压变化率和外特性 （3）电压调整
示。
max
0
6.1 变压器的选择
变压器的连接与容量的选择
1. 变压器的联结组别
电力变压器的联接组别，是指变压器一、二次 侧（或一、二、三次侧）对应的线电压之间的不同 相位关系。变压器三相绕组有星型联结（Y，y连 接）、三角形联结（D，d连接）与曲折联结（Z， z连接）等三种联结法。
6.1 变压器的选择
2. 变压器效率特性 (1)效率
变压器的效率是指变压器的输出功率与输入功 率的比值。
= P2 100%
P1
P2 P1 p
式中，P2——副绕组输出的有功功率； P1——原绕组输入的有功功率； p——代表变压器的总损耗。
6.1 变压器的选择
变压器的运行特性
2. 变压器效率特性
(1)效率 效率公式还可以写成：

7
一、空载试验
空载试验可以测出变压器的励磁参数。为了便于测试 和安全， 空载试验在低压侧施加电压 在不同的电压下， 分别记录I 和P
a A
x
X
接线图
等效电路
8
空载运行时，总阻抗
Z 0 = Z1 + Z m = ( R1 + jX 1σ ) + ( Rm + jX m )
Rm >> R1 , X m >> X 1σ 所以
30 + j310 + 0.1044 + j0.164 + 11.93 + j8.95 = 11.47 + j9.43 = 14.85∠39.43o
2
& = U ∠0 o，则 选U 1 1 &1 U = &1 = I
= 25.59∠ − 39.43。 Z d 14.85∠39.43。 = 19.77 − j16.25
ϕ 2 = 0, sin ϕ 2 = 0,
ΔU R = β R > 0,
* k
U
UN
3. cos ϕ = 0.8
（超前）
U2 < U2N
即端电压随负载增加而下降。 2. 感性负载
IN
1. cos ϕ = 1 2. cos ϕ = 0.8
（落后）
I
ϕ 2 > 0,
sin ϕ 2 > 0,
* * ΔU RL = β ( Rk cos ϕ 2 + X k sin ϕ 2 ) > ΔU R > 0
U2 =
′ 369.24 U2 = = 213.8(V) k 1.727
3
（2）功率因数、功率及效率

变压器的损耗和效率一、变压器简介变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有电压变换、电流变化和阻抗变换及电气隔离的作用。

1、理想变压器工作原理理想变压器基于下述两个假设：1、变压器效率等于1，无任何能量损耗。

即忽略了实际铁芯变压器线圈的电阻以及铁芯在交变磁场作用下所产生的能量损耗。

2、铁芯的磁导率μ趋近于无穷大，没有漏磁通。

线圈的互感磁通等于自感磁通，耦合系数K为1，线圈自感系数L1、L2趋于无穷大，但是，L1/L2为常数，数值上等于原副边匝数比的平方。

理想变压器的工作原理如下：图1理想变压器工作原理（变压器）变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。

两绕组只有磁耦合没电连接。

在一次绕组中施加交变电压，交变电压产生交变电流，交变电流产生交链一、二次绕组的交变磁通Φ，在一次和二次绕组中分别感应出电动势E1、E2。

理想变压器的绕组电阻为零，有：E1=-U1，E2=-U2假设一次和二次线圈的匝数分别为N1和N2，一次和二次绕组铰链的磁链分别为Ψ1和Ψ2，根据电磁感应定律，下述方程组成立：U1=-E1=-dΨ1/dt=d(N1Φ)/dt=N1dΦ/dt（a）U2=-E2=-dΨ2/dt=d(N2Φ)/dt=N2dΦ/dt（b）（a）式除以（b）式，可得：U1/U2=N1/N2（1）理想变压器效率等于1，一次与二次绕组之间在能量传输过程中没有损耗，可知：U1I1=U2I2联立式（1）可得：I1/I2=N2/N1（2）（1）式除以（2）式，可得：(U1/I1)/(U2/I2)=(N1/N2)2U1/I1及U2/I2分别为一次和二次绕组的阻抗，分别记为Z1和Z2，则：Z1/Z2=(N1/N2)2（3）（1）、（2）、（3）三式分别表示了理想变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换关系。

2、实际变压器工作原理实际变压器绕组电阻不为零；实际变压器交变磁通在铁芯中会产生涡流损耗和磁滞损耗；实际变压器铁芯磁导率为有限值，一次绕组产生的磁通会有部分与空气形成磁路，不与二次绕组铰链，称为漏磁通Φσ1，同样，二次绕组也会产生漏磁通Φσ2。

变压器效率和效率特性
一、变压器的损耗
变压器的损耗主要是铁损耗和铜损耗两种。
铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗。基本铁损耗为磁 滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的 局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。
铁损耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关， 故也称为不变损耗。
(1
P0 2 PSN
)100%
SN c os 2 P0 2 PSN
变压器效率的大小与负
载的大小、功率因数及变压器本 身参数有关。
效率特性：在功率因数一定时，变 压器的效率与负载电流之间的关系 η=f(β),称为变压器的效率特性。 0
max
P1
效率大小反映变压器运行的经济性能的好坏，是表征变 压器运行性能的重要指标之一。
其中
1-
p = 1-
PFe + PCuP1P2 + PFe + PCu
pFe pCu
= =
P0 ( I2
I2N
)2 PSN
= 2 PSN
P2 = 2 SN cos 2
二、变压器的效率及效率特性
效率表达式
一、变压器的损耗
铜损耗分基本铜损耗和附加铜损耗。基本铜损耗是在电 流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效 应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。
铜损耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。
二、变压器的效率及效率特性
效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。
= P2 100%

电感性滞后
变压器外特性曲线图
Part 3 变压器的效率
由于损耗的存在，变压器在传递能量过程，致使输出功率P2 < 输入功率P1，输出功率P2与输入 功率P1的比值称为效率η
损耗
铁损耗 铜损耗
磁滞损耗 由铁心磁阻所产生的的损耗，硅钢片能减少这种损耗 取决于铁心的磁通大小和交变频率，铁心采用片状结
涡流损耗 构叠加可减少这种损耗
变压器的电压变化率 变压器的外特性 变压器的效率
知识内容
课外拓展 测取实训室变压器的负载特性
产业信息
电力变压器是电力系统的枢纽设备,在变电站中,主 变压器能否安全可靠运行,直接关系到电网的安全 运行。要不断提高主变压器的运行、维护、检修 水平。
本节内容 到此结束
基本铜损 一次、二次绕组内直流电阻所引起 的直流电阻损耗 由集肤效应和邻近效应使绕组有效电阻变大所增加的
附加铜损 损耗
Part 3 变压器的效率
PFE
变压器损耗
PCU
铁损耗（不变损耗）
铁损耗用PFE表示，其 与外加电压大小有关， 而与负载大小基本无关 ，故也称为不变损耗。
铜损耗（可变损耗）
铜损耗用PCU表示，其 大小与负载电流平方成 正比，故也称为可变损 耗。
电机与电气控制技术
Part 1 变压器的运行特性
外特性
运行特性
效率 特性
主要指标：电压变化率、效率
Part 2 电压变化率
变压器一次绕组加额定电压，负载的功率因数一定，空载与额定负载时 二次侧端电压之差（U2N -U2）与额定电压U2N的比值，用ΔU%表示
• 空载时，U20=U2N • 负载时，U2随负载的变化而变化 变化率 电压变化率ΔU%与变压器内阻抗大小、负载电流及负载类型有关，反映了变压器 输出电压的稳定性及电能的质量。

❖
ΔU％=(U20-U2)/U20×100% (2-18)
❖ 电力变压器的电压调整率约为5％。
❖ 2 变压器的功率与效率
❖ (1) 变压器的功率
❖ 变压器原绕组的输入功率为
❖
P1=U1I1cosφ1 (2-19)
❖ 式中：φ1为原绕组电压与电流的相位差。
❖ 变压器副绕组的输出功率为
❖变压器的外特性及效率
❖ 变压器的外特性及效率是变压器运行时的两个重要问题。
❖ 1 变压器的外特性和电压调整率
❖ (1) 变压器的外特性
❖ 交流供电系统中的用电设备通常要通过变压器接入 电源。在变压器原边接入额定电压U1，副边开路时 的开路电压为U20。变压器副边接入负载后，有电流 I2输出，副绕组中产生电抗压降，根据式(2-15) 可 知，输出电压U2随输出电流I2的变化而变化，即 U2=f(I2)关系称为变压器的外特性，如图2-9所示。
变压器满载时效率在95％以上，大型变压器效率可 达99％。
图2-9〓变压器的外特性曲线
❖ 对电阻性和电感性负载而言，电压U2随电流I2的增 加而下降。外特性的下降程度与负载的功率因数
cosφ有关，功率因数愈低，下降愈剧烈。
❖ (2) 电压调整率
❖ 变压器副绕组电压U2随I2的变化情况，除了用外特 性表示外，还可以用电压调整率ΔU％来表示。如副
绕组的空载电压为U20，当I2增加到额定值I2N时的端 电压为U2，则电压调整率ΔU％可用式(2-18)表示：
变压器负载运行时，电流在原、副绕组电阻上产生
的损耗。变压器中铜损耗的大小与绕组中通过的电
流大小有关。
❖ (2) 变压器的效率
❖ 变压器的效率是指变压器输出的有功功率P2与输入 的有功功率P1的比值，用η表示：

第30页/共31页
感谢您的观看！
第31页/共31页
几。 让EAB指向12点，Eab指几点该三相变压器联结组的标号数就是几。
第15页/共31页
5、三相变压器联结组标号的确定
1）Yy0联结组
EAB A BC . ..
EA EB EC
“12”
B
XYZ Eab
a bc ...
Ea Eb Ec
EAB
EB
Eab Ea Eb EA EC
Aa
Ec ECA
EBC C
第12页/共31页
图1-15 变压器同名端测定方法接线图
第13页/共31页
5、三相变压器联结组标号的确定 判别三相变压器的联结组标号采用“时钟序数表示法”。
• “时钟表示法”规定：变压器高压边线电势相量为长针，永远指向钟面上的12 点；低压边线电势相量为短针，指向钟面上哪一点，则该点数就是变压器联接组 别的标号。
三相变压器并联运行的条件： 1) 并联运行的各台变压器，其额定电压、电压比要相等 2）并联运行变压器的联结组别必须相同 3）并联运行的各台变压器，其短路阻抗的相对值要相等
第19页/共31页
五、 其他用途的变压器
1、自耦变压器 自耦变压器的结构特点是：一、二次绕组共用一个绕组。
自耦变压器的计算与普通变压器相同。 自耦变压器的输出视在功率（即 容量）有两部分：
第29页/共31页
2、带磁分路的弧焊变压器
在变压器的一次绕组和二次绕组的两个铁芯柱之间，安装一个磁分路动铁芯，由于 磁分路动铁芯地存在，增加了漏磁通，增大了漏电抗，从而是变压器获得迅速下降 的外特性。 通过弧焊变压器外部手柄来调节螺杆，并将磁分路铁心移进移出，使漏磁通增大或 减小，即漏电抗增大或减小，从而改变焊接电流的大小。另外，还可通过二次绕组 抽头调节起弧电压的大小。

16
基本铜耗：原、副边绕组中电流引起的直流电阻 的损耗。
附加铜耗：导体在交变漏磁场作用下引起集肤效 应，有效电阻增大而增加的铜耗。
9
基本铁耗：铁心中的磁滞和涡流损耗。 附加铁耗：结构件中的涡流损耗
额定电压下， 磁密基本不变，
总损耗：
10
11
3.效率 (1)公式
假定a b
不变：
12
pKN:额定电流时的额定短路损耗 ,
2-5 变压器的运行特性
变压器的运行特性主要有外特性 (副边电压变 化率 ) 和效率 1.外特性
当原绕组外施电压和负载功率因数不变时， 副 边端电压随负载电流变化的规律。 U2＝f (I2)
2. 效率特性 当原绕组外施电压和副绕组的负载功率因数不变
时， 变压器效率随负载电流变化的规律。 n＝f(I2).
则
，
o
c
n
a bd m
4
OR：
意义：(1) 越大， u越大 (2) 一定时， u受短路阻抗得影响
5
(4)a.纯电阻负载:
(
)
b 、.纯电感负载: 电压
c 、容性负载:且
小，故而 u小 说明由空载 负载时，副边
则
空载 负载时，副边电压
可以看出：
感性负载时， 02>0， U为正；容性负载， 02<0， U可 正可负。实际运行中一般是感性负载， 端电压下降5~8%。6
1
一、变压器的电压变化率和外特性
(1)电压变化率 ： 外施电压为额定值，负载功率因数为给定值时，付方空载 电压与负载时电压算术差与付方额定电压得比值。
原边 由简化电路得
副边cos 2一定
2
(2)负载系数 输出电流标么值。 (简化电路)

R型、环型、EI型变压器特性对比R变压器外形：简洁的设计正是R变压器的标准。

绕组：标准的均匀排列的线圈绕线，优良的设计保证了绕线的均衡。

漏磁：标准的均匀绕线保证了很小的漏磁，因而变压器无需金属铸模。

绝缘：使用了双层结构的骨架，因而很易达到安全标准，并有足够的绝缘强度。

安装：设计简洁，矩形的安装表面可置于每个适用空间的任何需要的方向，也可以侧面或垂直安装。

环型变压器外形：环形变压器的设计较为简陋，因而导致较大的铜损。

绕组：铜线的卷绕在环的内侧部位堆积得很密，而在外侧却较稀疏，绕线不均匀。

漏磁：绕线不均匀引起很大漏磁，为了减少漏磁的影响，变压器有时需要放/置在金属铸模中。

绝缘：绕线无骨架，这样，满足安全标准就有困难，有时需要一个树脂模。

安装：由于外形是圆形，所以要求安装的长度与宽度必须相同。

R变压器外形：绕制的铁芯较大地利用材料的特性，其标准模型具有薄、小和轻的特点。

漏磁：磁隙没有任何影响，由于均衡的绕线使漏磁相互抵消，漏磁总通量可减到极小，因而甚至可以不加屏蔽而使用。

励磁电流：因为所有的磁路都是同一方向，而将励磁电流减到较小，晶粒取向性硅钢片的卷绕使磁隙全无。

发热：铁损小，因而发热量达到较低，所以铁芯产生的热量非常低。

效率：低损耗保证了高效率。

安装：因为设计小巧轻便，可以水平或垂直安装以节省空间。

E-I型变压器外形：外形方正，简陋的设计导致大量的铁损与铜损，变压器也因而外形庞大笨重。

漏磁：在两个磁路中间，和各磁路间隙中存在漏磁，甚至当输出级没有电流时仍有大量漏磁存在，因而干扰了周围敏感部件的工作。

励磁电流：由于有磁隙的存在，不能利用晶粒取向性硅钢片材料的优越性能，以及在层迭组合工作中的变化等原因就需要更多的，较大的励磁电流。

发热：大量的铁损引起热量散发不易，部分线圈在铁芯的内部，因此，发热量非常大。

效率：损耗大引起效率低。

安装：通常的立方体形状占据空间较大，即使改变安装方法也无济于事。

解： U * (rk*cosj2 xk*sinj2 )
0
I2N
图1-20 变压器外特性
I2
Page 2
1.6变压器的运行特性
1.6.1电压变化率和外特性
U 2的大小与 I2 有关； 特殊点：I2 0时，U 20 U2N （空载）
一般规律：I2 U2 U2N
U2
为了表征电压随负载电流变化的程度
，可用电压变化率ΔU*表示。电压变 U2N
化率是指在一次侧加额定电压，二次
解：（1-1）直接接入时
电源输出的电流为 I1 Es /(Rs RL ) 8.5 /(72 8) 0.106 (A)
扬声器获得的功率为
P1 I12RL 0.106 2 8 0.09(W)
图1-43 扬声器经变压器接功率放大器
Page 13
【实例1-8】
（1-2）通过变压器接入时
电源输出的电流为 I1 Es /(Rs R) Es /(Rs k 2RL ) 8.5 /(72 32 8) 0.06(A)
I1N
U1N
I1N (rk cosj2 xk sin j2 ) 100% U1N
（1-67）
jI1xk
I1rk
U1 j2
-U2
j1 j2
I1=-I2
式中，β=I1/I1N=I2/I2N，称为变压器 的负载系数。若用标幺值表示，电压变
化率公式为
1-21感性负载的简化等效电路相量图
U * (rk*cosj2 xk*sinj2 ) （1-68） Page 4
标。
Page 3
1.6变压器的运行特性
1.6.1电压变化率和外特性
j2
可根据简化等效电路的相量图（见图 1-21）推导出电压变化率的计算公式，即

工频变压器的效率1. 引言工频变压器是电力系统中常见的电力设备之一，用于改变交流电的电压等级。

在使用变压器时，我们通常关注的一个重要指标就是其效率。

本文将深入探讨工频变压器的效率，包括定义、计算方法、影响因素以及提高效率的方法等。

2. 效率的定义工频变压器的效率是指输入和输出功率之间的比值。

一般情况下，变压器的输入功率等于输出功率加上损耗功率。

因此，效率可以用下式表示：效率=输出功率输入功率×100%3. 计算方法为了计算工频变压器的效率，我们需要知道输入功率和输出功率。

输入功率可以通过测量输入电流和输入电压的乘积来计算，而输出功率可以通过测量输出电流和输出电压的乘积来计算。

在实际应用中，我们可以使用电力仪表或者功率计来进行测量。

4. 影响因素工频变压器的效率受多种因素的影响。

以下是几个主要的影响因素：4.1 铁心损耗铁心损耗是指在变压器的铁心中由于磁化和磁滞而产生的能量损耗。

这部分损耗与变压器的磁路特性有关，包括铁心材料的选择、铁心的设计和制造工艺等。

通常情况下，我们可以通过控制铁心的质量和减小磁通密度来降低铁心损耗，从而提高变压器的效率。

4.2 铜线损耗铜线损耗是指由于变压器的线圈内电流通过导线时产生的电阻损耗。

这部分损耗与变压器的线圈材料、线圈的设计和制造工艺等有关。

为了降低铜线损耗，我们可以选择低电阻率的线圈材料、合理设计线圈的截面积和长度，并采用良好的制造工艺。

4.3 空载损耗空载损耗是指在变压器没有输出负载时消耗的功率。

这部分损耗主要来自于铁心损耗和激磁电流的功率损耗。

为了降低空载损耗，我们可以选择低损耗的铁心材料、合理设计变压器的磁路和减小激磁电流。

4.4 负载损耗负载损耗是指在变压器有输出负载时消耗的功率。

这部分损耗主要来自于铜线损耗和额定负载时的铁心损耗。

为了降低负载损耗，我们可以选择低电阻率的线圈材料、合理设计线圈的截面积和长度，并控制变压器的额定负载。

4.5 温升温升是指变压器工作时温度的升高。

U1N
*
A
φ2
E
Δ U%的简化计算公式 用变压器的简化等效电路 得简化相量图 其中U1N*=1，I1*=I2*=β
F B
I1 jxk
*
*
φ2
D
（β -U2* 称为变压器的负载系数）， 电阻压将 I1*Rk*=β Rk* ，电 I1*=－I2* φ2 抗压将 I1*xk*=β xk* 由简化相量图得 * CD DE BC cos 2 AB sin 2 U1*N U 2
η
1.0 0.8 0.6 0.4
ηmax
0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
β
讨
论
变压器效率最高点，出现在什么地方？
2 p pkN 0 在公式 (1 ) 100% 2 S N cos 2 p0 pkN d 中，取导数η对β的导数，并令 0 d
可计算出最高效率ηmax时的负载系数βm
例题 一台三相电力变压器，已知Rk*＝0.024，xk*＝ 0.0504。试计算额定负载时下列情况变压器的电压变化率 Δ U％：
（1）cosφ 2＝0.8（滞后）
（2）cosφ 2＝1.0（纯电阻负载） （3）cosφ 2＝0.8（超前） 分析：额定负载时，β ＝1；在已知 Rk* ，xk*和cosφ 2时, 可以通过公式
原边铜耗:pCu1=mI12R1 铁耗:pFe=mI02Rm
1
电磁功率:PM=mE2I2cosφ
副边铜耗:pCu2=mI22R2
2
P1
PM
P2
输出功率:P2=mU2I2cosφ
2
PCu1
PFe

变压器应具有较低的噪声水平，以满 足环保和用户舒适度的要求。
安装特性
变压器应便于安装和维护，适应不同 的安装环境和条件。
变压器的热特性
热稳定性
散热性能
变压器应能在一定的温度范围内稳定运行 ，承受高温和低温环境的影响。
变压器应具备良好的散热性能，将运行过 程中产生的热量及时散发出去。
过载能力
温升特性
03
02
定期维护保养
按照规定要求对变压器进行维护保 养，确保设备处于良好状态。
加强安全管理
建立健全的安全管理制度和操作规 程，确保设备安全运行。
04
THANKS
感谢观看
变压器应具有一定的过载能力，能够在短 时间内承受超过额定负载的运行状态。
变压器应合理控制温升，避免因温度过高 而影响电气性能和机械强度。
04
CATALOGUE
变压器的性能分析
变压器的效率分析
01
02
03
效率计算
变压器效率是实际输出功 率与输入功率之比，反映 了变压器能量转换的效率 。
效率影响因素
局部放电检测法
通过检测变压器内部的局部放电信号，判断是否存在绝缘故障或老化现象。
红外测温法
通过红外测温仪检测变压器各部分的温度，判断是否存在过热故障或异常情况。
变压器故障的预防措施
01
加强日常巡检
定期对变压器进行巡检，及时发现 和处理异常情况。
选用优质材料
选用高质量的绝缘材料和导电材料 ，提高设备的可靠性和寿命。
绝缘限制
确保变压器绕组和铁芯的绝缘性能，防止击穿和过热。
短路承受能力
满足规定的短路电流承受能力，保证变压器的安全运行。
变压器设计的优化算法

变压器的主要参数有哪些？分别代表什么含义
变压器的主要参数有电压比、频率特性、额定功率和效率等。

(一)电压比n变压器的电压比n与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下:n=V1/V2=N1/N2
式中N1为变压器一次(初级)绕组，N2为二次(次级)绕组，V1为一次绕组两端的电压，V2是二次绕组两端的电压。

升压变压器的电压比n小于1，降压变压器的电压比n大于1，隔离变压器的电压比等于1。

(二)额定功率P此参数一般用于电源变压器。

它是指电源变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的输出功率。

变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关。

变压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大。

(三)频率特性频率特性是指变压器有一定有工作频率范围，不同工作频率范围的变压器，一般不能互换使用。

因为变压器有其频率范围以外工作时，会出现工作时温度升高或不能正常工作等现象。

(四)效率效率是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值。

该值与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越高;变压器的输出功率越小，效率也越低。

变压器的效率值一般在60%~100%之间。