变压器的外特性.ppt
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变压器参数测量PPT课件
• 得到的参数为高压侧参数
2024年7月16日星期二
《电机学》 第三章 变压器
12
2)通过调节电压,让电流Ik在0 ~ 1.3IN范围内变化,测出 对应的Uk , Ik和Pk ,画出Ik f (Uk )和Pk f (Uk )曲线;
抛物线
直线
短路阻抗Zk是常数
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 。
2. 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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《电机学》 第三章 变压器
23
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
U1k
Z I k 750 C 1N U1N
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《电机学》 第三章 变压器
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阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
Uk
u1k U1N
100% I1N Z K U 1N
100% Z K U1N I1N
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。
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《电机学》 第三章 变压器
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2024年7月16日星期二
2024年7月16日星期二
《电机学》 第三章 变压器
12
2)通过调节电压,让电流Ik在0 ~ 1.3IN范围内变化,测出 对应的Uk , Ik和Pk ,画出Ik f (Uk )和Pk f (Uk )曲线;
抛物线
直线
短路阻抗Zk是常数
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 。
2. 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
2024年7月16日星期二
《电机学》 第三章 变压器
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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
U1k
Z I k 750 C 1N U1N
2024年7月16日星期二
《电机学》 第三章 变压器
17
阻抗电压用额定电压百分比表示时有:
Uk
u1k U1N
100% I1N Z K U 1N
100% Z K U1N I1N
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。
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《电机学》 第三章 变压器
20
2024年7月16日星期二
电机学课件--变压器基础知识
为了提高变压器的运行效益，设计时应使变压器的铁耗小些。 变压器长期工作在额定电压下，但不可能长期满载运行，为了提高运行效 率,设计时取β m=0.4～0.6→P0/PkN=3～6；我国新S9系列配电变压器 pkN/P0=6～7.5
《电机学》 第三章 变压器 20
3-8 三相变压器磁路、联结组、电动势波形 一、三相变压器磁路系统
5
四、应用标幺值的优缺点
1、应用标幺值的优点 ① 额定值的标幺值等于1。采用标幺值时，不论变压器 的容量大小，变压器的参数和性能指标总在一定的 范围内，便于分析和比较。 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
P0 2 PkN (1 ) 100 % 2 S N cos 2 P0 PkN
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。
max
22
二、联接组别
（一） 联结法
绕组标记
单相变压器 绕组名称 三相变压器 中性点
首端 高压绕组
低压绕组
末端 X
x
首端 A、B、C
a、b、c
末端 X、Y、Z
x、y、z
A
a
N
n
23
《电机学》 第三章 变压器
两种三相绕组接线:星形联结、三角形联结
1、星形联结 把三相绕组的三个末端连在一起，而把它们的首端引出 三个末端连接在一起形成中性点，如果将中性点引出， 就形成了三相四线制了，表示为YN或yn。 B
变压器电压调整率和外特性
变压器电压调整率和外 特性
一、变压器的外特性
当变压器电U源1 电压 和负载c功os率2 因数
等于常数时，二U次2 侧端压
I2 随负载电流
的变
化规律，即U2 = f(I2)曲线称为变压器的外特性曲线
。
•变压器负载运行时，由于变压器内部 存在电阻和漏抗，故负载电流在变压器 内部产生阻抗压降，使二次侧端电压随 负载电流的变化而发生变化。
一、变压器的外特性
变压器二次电压的大小不仅与负载电流的大小有 关，还和负载的功率因数有关。
当纯电阻负载和感性负载时，外特性是下降的； 容性负载时，外特性可能上翘。
二、电压调整率
定义：是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负 载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的 比值的百分数，即
二、电压调整率
(3)一般情况下，额定负载下，功率因数为指定时（通常为0.8滞后）
的电压调整率U N 为额定电压调整率U。N 是变压器的主要性能指标
之一。通常U N 5%
左右，所以电力变压器的高压绕组均
为有+5%的抽头，以便进行电压调整。
由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质
及变压器的本身参数有关。
co2 s02 1 2 0
sin 2 0 u很小
cos
2和s
in
均为正。
2
u较大
sin 2 0, cos2 0
如 rK*cos2
X
* K
sin 2
u为负
二、电压调整率
说明：
(及1)变电压压器调本整身率的的参大数小（与负载大小（ ）、负）载有性关质。（ 2 ）
ΔU U 20 U 2 U 2 N U 2
U2N
一、变压器的外特性
当变压器电U源1 电压 和负载c功os率2 因数
等于常数时，二U次2 侧端压
I2 随负载电流
的变
化规律，即U2 = f(I2)曲线称为变压器的外特性曲线
。
•变压器负载运行时，由于变压器内部 存在电阻和漏抗，故负载电流在变压器 内部产生阻抗压降，使二次侧端电压随 负载电流的变化而发生变化。
一、变压器的外特性
变压器二次电压的大小不仅与负载电流的大小有 关，还和负载的功率因数有关。
当纯电阻负载和感性负载时，外特性是下降的； 容性负载时，外特性可能上翘。
二、电压调整率
定义：是指一次侧加50Hz额定电压、二次空载电压与带负 载后在某功率因数下的二次电压之差，与二次额定电压的 比值的百分数，即
二、电压调整率
(3)一般情况下，额定负载下，功率因数为指定时（通常为0.8滞后）
的电压调整率U N 为额定电压调整率U。N 是变压器的主要性能指标
之一。通常U N 5%
左右，所以电力变压器的高压绕组均
为有+5%的抽头，以便进行电压调整。
由表达式可知，电压变化率的大小与负载大小、性质
及变压器的本身参数有关。
co2 s02 1 2 0
sin 2 0 u很小
cos
2和s
in
均为正。
2
u较大
sin 2 0, cos2 0
如 rK*cos2
X
* K
sin 2
u为负
二、电压调整率
说明：
(及1)变电压压器调本整身率的的参大数小（与负载大小（ ）、负）载有性关质。（ 2 ）
ΔU U 20 U 2 U 2 N U 2
U2N
第六章变压器
Sh ia iJ
. .
.
Zh ua ng Ra il wa yI
(6 − 10)
(6 − 11)
第六章 变压器
图 6-5 变压器的负载运行
I 1 N1 + I 2 N 2 ≈ I 0 N1
.
这就是变压器中的磁势平衡方程式。变压器的空载电流i0是励磁用的。由于铁心的磁导率高，空 f 载电流是很小的。它的有效值在原绕组额定电流的10%以内,因此i0N1 与i1N1相比，常可忽略。于是式 （6-10）可写成
.
.
= − E1 + I 0 ( R1 + jX σ 1 ) = − E 1 + I 0 Zσ 1
故
.
Zh
. .
.
ua
.
ng
Ra il
(6 − 8)
U 1 ≈ − E1
.
.
wa yI
U 20 = E 2
.
ns ti tu te
9
第六章 变压器
5、变比：
U1 E1 4.44 N1 f Φ m N1 ≈ = = =K U 20 E2 4.44 N 2 f Φ m N 2
图 6-1 心式变压器 （a） 单相心式变压器 （b）三相心式变压器
Sh
4
ia iJ
Zh
ua
ng
Ra
第六章 变压器
il wa
图 6-2 壳式变压器 （a）单相壳式变压器 （b）三相壳式变压器
yI ns ti tu te
一、变压器的结构 主要由铁心、绕组、绝缘及其他一些元部件构成。 铁心 绕组 绝缘 铁心：铁心都是由厚度为0.35—0.5mm的硅钢片迭装而成，硅钢片上涂有绝缘漆。 铁心 （据报道，美国的部分电力变压器已采用0.2mm以下的冷轧钢片。俄罗斯在中高频电机中 采用0.1mm的硅钢片。 绕组：绕组用导电性能好的漆包圆铜线绕制而成，为绝缘方便，低压绕组紧靠铁心， 绕组 高压绕组则套在低压绕组的外边，两个绕组之间留有油道，一方面作为绕组间绝缘，另一 方面冷却绕组。
变压器的基础知识ppt课件
负载电流与电压变化
01
分析变压器在不同负载下，一次侧和二次侧电流、电压的变化
规律。
阻抗电压
02
阐述阻抗电压的概念、计算方法及其在变压器并联运行中的应
用。
负载损耗
03
分析负载损耗的组成及影响因素，包括绕组电阻损耗、附加损
耗等，并提出降低负载损耗的措施。
短路阻抗和电压调整率计算
短路阻抗计算
阐述短路阻抗的定义、计算方法及其在变压器设计和运行中的重 要性。
故障诊断与分析
检修人员到达现场后，进行故 障诊断，分析故障原因。
故障处理与修复
根据故障原因，制定处理方案 并进行修复。修复完成后，进 行必要的试验验证修复效果。
故障记录与总结
对故障处理过程进行详细记录， 总结经验教训，防止类似故障
再次发生。
05
变压器选型与安装注意事 项
选型依据和原则阐述
负载需求
常见类型及其特点
油浸式变压器
具有散热好、容量大、成本低等特点， 但需要定期维护和检查油位。
干式变压器
具有无油、无火灾、无污染等优点，但 散热条件相对较差，容量较小。
自耦变压器
具有体积小、重量轻、效率高等特点， 但原副边有直接电联系，不能用于安全 隔离。
隔离变压器
主要用于安全隔离和电压匹配，原副边 无直接电联系，具有较高的安全性。
未来发展趋势预测
数字化和智能化
变压器将更加数字化和智能化，实现更高效、更可靠的运 行。
绿色环保
环保型变压器将成为未来主流，推动行业向绿色、低碳方 向发展。
多元化应用
变压器将不仅应用于电力系统，还将拓展到轨道交通、新 能源等领域。
THANKS
《变压器》PPT课件
绝缘材料及附件
油箱用于容纳变压器油和散热，冷却 装置则用于将变压器产生的热量散发 出去。
工作原理与电磁感应现象
工作原理
基于法拉第电磁感应定律，通过改变 变压器原边和副边的匝数比，实现电 压的变换。
电磁感应现象
当变压器原边绕组接通交流电源时， 会在铁芯中产生交变磁通，从而在副 边绕组中感应出电动势，进而实现电 能的传输和转换。
负载电流与电压变化
分析变压器在Байду номын сангаас载运行时，负载电流的变化对电压调整率的影响 。
负载损耗
阐述变压器负载时的铜损耗和附加损耗，以及其与负载电流、温 度的关系。
效率特性
分析变压器在不同负载下的效率变化情况，以及效率最高点的负 载率。
并联运行条件及优势探讨
并联运行条件
阐述变压器并联运行的条件，包括电压比、阻抗电压、接线组别等 需相同。
案例分享：成功解决某企业变压器故障问题
故障现象
某企业一台变压器在运行过程 中突然出现油温升高、声音异
常的现象。
故障诊断
经过外观检查、电气试验和油 化验分析等手段，诊断为绕组
局部短路故障。
处理过程
停电后对变压器进行解体检查 ，发现绕组绝缘损坏严重，局 部短路烧焦。对绕组进行更换 并修复其他受损部件后，重新 组装并进行电气试验，各项指
故障处理
探讨变压器发生故障时的处理方法，如绕组故障、铁芯故障、绝缘 故障等，以及预防措施。
04
变压器选型、安装与调试技 巧
选型依据和建议
负载需求
根据实际负载大小、性质以及变化情况，选择 适当容量的变压器。
电压等级
根据电力系统电压等级，选用相应电压等级的 变压器。
环境条件
油箱用于容纳变压器油和散热，冷却 装置则用于将变压器产生的热量散发 出去。
工作原理与电磁感应现象
工作原理
基于法拉第电磁感应定律，通过改变 变压器原边和副边的匝数比，实现电 压的变换。
电磁感应现象
当变压器原边绕组接通交流电源时， 会在铁芯中产生交变磁通，从而在副 边绕组中感应出电动势，进而实现电 能的传输和转换。
负载电流与电压变化
分析变压器在Байду номын сангаас载运行时，负载电流的变化对电压调整率的影响 。
负载损耗
阐述变压器负载时的铜损耗和附加损耗，以及其与负载电流、温 度的关系。
效率特性
分析变压器在不同负载下的效率变化情况，以及效率最高点的负 载率。
并联运行条件及优势探讨
并联运行条件
阐述变压器并联运行的条件，包括电压比、阻抗电压、接线组别等 需相同。
案例分享：成功解决某企业变压器故障问题
故障现象
某企业一台变压器在运行过程 中突然出现油温升高、声音异
常的现象。
故障诊断
经过外观检查、电气试验和油 化验分析等手段，诊断为绕组
局部短路故障。
处理过程
停电后对变压器进行解体检查 ，发现绕组绝缘损坏严重，局 部短路烧焦。对绕组进行更换 并修复其他受损部件后，重新 组装并进行电气试验，各项指
故障处理
探讨变压器发生故障时的处理方法，如绕组故障、铁芯故障、绝缘 故障等，以及预防措施。
04
变压器选型、安装与调试技 巧
选型依据和建议
负载需求
根据实际负载大小、性质以及变化情况，选择 适当容量的变压器。
电压等级
根据电力系统电压等级，选用相应电压等级的 变压器。
环境条件
变压器的外特性及效率
❖
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：
变压器基本知识PPT课件
相同： •
•
•
N1 I1 N2 I2 N1 I0
忽略I0:
N1I1 ≈ N2I2
I1 I2
N2 N1
1 Ku
KI
变压器的变流比
结论：
变压器的高压绕组匝数多， 而通过的电流小，因此绕 组所用的导线细；反之低 压绕组匝数少，通过的电 流大，所用的导线较粗。
第34页/共85页
2．变压器的外特性及电压变化率
第6页/共85页
变压器的结构
根据用途不同，变压 器的结构也有所不同， 大功率电力变压器的 结构比较复杂，而多 数电力变压器是油浸 式的。油浸式变压器 由绕组和铁芯组成器 身，为了解决散热、 绝缘、密封、安全等 问题，还需要油箱、 绝缘套管、储油柜、 冷却装置、压力释放 阀、安全气道、湿度 计、气体继电器等附 件，其结构如图1-2所 示。
第18页/共85页
3.额定电流I1N和I2N
根据变压器容许发热的条件而规定的满载电流 值。在三相变压器中额定电流是指线电流。
4.额定容量SN
变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在 功率，其单位为kV·A。
单相变压器的额定容量
SN
U 2N I2N 1000
kV
•
A
三相变压器的额定容量
SN
3U2 N I2 N kV • A 1000
第12页/共85页
3．变压器的主要附件
（1）油箱和冷却装置
油箱内装变压器油
扁形散热油管 或片式散热器 帮助散热
10 000 kV·A的电力变压器，采用风吹冷却或强迫油 循环冷却装置。 第13页/共85页
储油柜：
通过连接管与 油箱相通使变 压器油与空气 的接触面积大 为减小，减缓 了变压器油的 老化速度
变压器的外特性
自学指导
看课本P177—178,（10分钟） （ 分钟 分钟） 看课本 1. 掌握电压变化率的求法。 掌握电压变化率的求法。 2.掌握输入功率、输出功率、功 掌握输入功率、 掌握输入功率 输出功率、 率损耗的求法， 率损耗的求法，及三者之间的 关系。 关系。 3.会求变压器的效率。 会求变压器的效率。 会求变压器的效率
1.变压器的工作原理依据 变压器的工作原理依据_____. 变压器的工作原理依据 2.升压变压器的变压比 升压变压器的变压比K____. 升压变压器的变压比 3.某信号源内阻内阻为 某信号源内阻内阻为32 ，扬 某信号源内阻内阻为 声器阻抗为8 ，为实现阻抗匹 声器阻抗为 配，应选择变压器的变压比为 __.
5.变压器电压调整率的含义 5.变压器电压调整率的含义 1.变压器的外特性 1.变压器的外特性 在电源电压不变的情 况下， 况下，变压器二次侧接入 负载后， 负载后，一、二次绕组都 有电流通过，必然产生一、 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。 减而变化。二次电压从随 二次电流变化的特性曲线 U 2 = f (I 2 ) 称为变压器的外特性。 称为变压器的外特性。
2. 变压器的外特性与负载大小和 性质有关，随负载的增大， 性质有关，随负载的增大，对 电容性负载来说， 电容性负载来说，其端电压将 （） A.不变 B.上升 不变 上升 C.下降较小 D.下降较多 下降较小 下降较多
3.变压器的损耗包括 变压器的损耗包括___和____. 变压器的损耗包括 和 4.铜损耗 CU又称 铜损耗P 又称____,是_____ 铜损耗 是 产生的， 产生的，其值与电流的平方成 ____ 5.铁损耗 Fe又称 铁损耗P 铁损耗 又称_____,是铁心通 是铁心通 过交变的磁通时产生的____和 过交变的磁通时产生的 和 _____,其值与铁心中磁通量的 其值与铁心中磁通量的 最大值______. 最大值
看课本P177—178,（10分钟） （ 分钟 分钟） 看课本 1. 掌握电压变化率的求法。 掌握电压变化率的求法。 2.掌握输入功率、输出功率、功 掌握输入功率、 掌握输入功率 输出功率、 率损耗的求法， 率损耗的求法，及三者之间的 关系。 关系。 3.会求变压器的效率。 会求变压器的效率。 会求变压器的效率
1.变压器的工作原理依据 变压器的工作原理依据_____. 变压器的工作原理依据 2.升压变压器的变压比 升压变压器的变压比K____. 升压变压器的变压比 3.某信号源内阻内阻为 某信号源内阻内阻为32 ，扬 某信号源内阻内阻为 声器阻抗为8 ，为实现阻抗匹 声器阻抗为 配，应选择变压器的变压比为 __.
5.变压器电压调整率的含义 5.变压器电压调整率的含义 1.变压器的外特性 1.变压器的外特性 在电源电压不变的情 况下， 况下，变压器二次侧接入 负载后， 负载后，一、二次绕组都 有电流通过，必然产生一、 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。 减而变化。二次电压从随 二次电流变化的特性曲线 U 2 = f (I 2 ) 称为变压器的外特性。 称为变压器的外特性。
2. 变压器的外特性与负载大小和 性质有关，随负载的增大， 性质有关，随负载的增大，对 电容性负载来说， 电容性负载来说，其端电压将 （） A.不变 B.上升 不变 上升 C.下降较小 D.下降较多 下降较小 下降较多
3.变压器的损耗包括 变压器的损耗包括___和____. 变压器的损耗包括 和 4.铜损耗 CU又称 铜损耗P 又称____,是_____ 铜损耗 是 产生的， 产生的，其值与电流的平方成 ____ 5.铁损耗 Fe又称 铁损耗P 铁损耗 又称_____,是铁心通 是铁心通 过交变的磁通时产生的____和 过交变的磁通时产生的 和 _____,其值与铁心中磁通量的 其值与铁心中磁通量的 最大值______. 最大值
变压器外特性和电压变化率(精)
变压器外特性和电压变化率 1． 变压器的外特性变压器的外特性是指一次侧电压为额定值U 1N ，负载功率因数cos φ2一定时，二次侧端电压U 2随负载电流I 2变化的关系曲线，即U 2=f （I 2），如图1所示。
在负载运行时，由于变压器内部存在阻抗和漏抗，当负载电流流过时，变压器内部将产生阻抗压降，使二次端电压随负载的变化而变化。
图1-2-6所示为不同负载性质时变压器的外特性曲线。
由图可知，当负载容性时，外特性是上翘的；而负载感性时，外特性是下降的。
也就是说容性电流有助磁作用，使U 2上升；而感性电流有去磁作用，使U 2下降。
变压器二次电压的大小不仅与负载电流的大小有关，还与负载的功率因数有关。
图1 变压器的外特性曲线图因此，在变压器输入电压U 1不变时，影响外特性的因素是Zs l 、Zs 2及cos 2ϕ。
为了使各种不同容量和电压的变压器的外特性可以进行比较，在图1-2-6中坐标都用相对值U 2／U 2N 、I 2／I 2N 表示，这种值也称为标么值。
2． 电压变化率（电压调整率）变压器二次侧输出电压随负载而变化的程度用电压变化率ΔU%示。
所谓电压变化率，是指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（U 2N -U 2）与额定电压U 2N 的比值，，通常可以表示为：100%222⨯-=∆N N U U U U ％=1002⨯∆NU U ％ 式中 U 2N ——变压器二次侧输出额定电压(即二次侧空载电压U 02)U 2——变压器二次侧额定电流时的输出电压。
电压变化率△U%是表征变压器运行性能的重要指标之一，它的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关,反映了供电电压的稳定性。
一般电力变压器，当cos 2ϕ≈1时，%U ∆≈2％～3％，当cos 2ϕ≈0.8时，%U ∆≈4％～6％，可见提高二次侧负载功率因数cos 2ϕ，还能提高二次侧电压的稳定性。
一般情况下照明电源电压波动不超过±5％，动力电源电压波动不超过+10％～—5％。
变压器外特性及损耗
由单相变压器效率的经验公式和下式
pCu pFe m2 pCuN
可得
m
mSN cos2 mSN cos2 2 p0
1
mSN
2 p0
cos2
2 p0
100%
小结
1、变压器的外特性 2、变压器的电压调整率 3、变压器的损耗及效率
△U%
=
U2N U2 U2N
100 %
U U2N
100 %
U 2N --- 变压器二次侧输出额定电压；
U2 --- 变压器二次侧额定电流时的输出电压。
电压调整率是变压器的主要性能指标之一，在一定程度上反映了供电的 质量。对于电力变压器，由于一次、二次绕组的电阻和漏抗都很小，额定负 载时电压调整率为4%～6%。当负载功率因数cosφ2下降时，电压调整率会明 显增大。因此，提高功率因数可以改善电网电压的波动情况。
3、变压器为纯容性负载时：功 率因数cosφ2 < 1，φ2为负值 ，超前的无功电流有助磁作用， 主磁通会增加一些，E2也随之增 加，使得U2会随着I2的增加而增 加。如图中的红色曲线。
二、变压器电压调整率
变压器从空载到额定负载运行时，二次绕组输出电压的变化量△U与 空载额定电压的百分比，称为变压器的电压调整率，用△U% 表示。
P2
SN cos2
P2 P SN cos2 pFe 2 pCuN
=
式中 SN U2N I2N
U2NI2N
4、变压器的效率特性曲线 变压器的效率与负载因数β的关系曲线，称为变压器的效率特性曲线。
从特性曲线可以看出，变压器的效率有一个最大值 ，用数学分析方法可以 证明：变压器的两种损耗相等时变压器的效率最高。
三、变压器的损耗和效率
pCu pFe m2 pCuN
可得
m
mSN cos2 mSN cos2 2 p0
1
mSN
2 p0
cos2
2 p0
100%
小结
1、变压器的外特性 2、变压器的电压调整率 3、变压器的损耗及效率
△U%
=
U2N U2 U2N
100 %
U U2N
100 %
U 2N --- 变压器二次侧输出额定电压；
U2 --- 变压器二次侧额定电流时的输出电压。
电压调整率是变压器的主要性能指标之一，在一定程度上反映了供电的 质量。对于电力变压器，由于一次、二次绕组的电阻和漏抗都很小，额定负 载时电压调整率为4%～6%。当负载功率因数cosφ2下降时，电压调整率会明 显增大。因此，提高功率因数可以改善电网电压的波动情况。
3、变压器为纯容性负载时：功 率因数cosφ2 < 1，φ2为负值 ，超前的无功电流有助磁作用， 主磁通会增加一些，E2也随之增 加，使得U2会随着I2的增加而增 加。如图中的红色曲线。
二、变压器电压调整率
变压器从空载到额定负载运行时，二次绕组输出电压的变化量△U与 空载额定电压的百分比，称为变压器的电压调整率，用△U% 表示。
P2
SN cos2
P2 P SN cos2 pFe 2 pCuN
=
式中 SN U2N I2N
U2NI2N
4、变压器的效率特性曲线 变压器的效率与负载因数β的关系曲线，称为变压器的效率特性曲线。
从特性曲线可以看出，变压器的效率有一个最大值 ，用数学分析方法可以 证明：变压器的两种损耗相等时变压器的效率最高。
三、变压器的损耗和效率
变压器的外特性_图文_图文
例2
如图，一台理想变压器，原线圈2200匝， 副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻 若把原线圈接在220V交流电源上，则电压 表4示4数为____V,电流表0示.4数4 为_____A
若上面接的是220V恒定电流电源
电压表示数 0 V, 电流表示数 0 A
例3
如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷
6.变压器的总损耗ΣP=____
7.变压器的效率η是_______,计 算公式_______,当_______时 ，设备的效率最高。
当堂训练
1.变压器的负载电流增加时，其 铜损耗（） A.不变 B.增大 C.减小 D.与负载无关
2.变压器的效率是变化的，效率 最高时是（）
A.空载时 B.额定负载时 C.过载时 D.铜损等于铁损
电键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈
两端的电压,I1为原线圈上的电流强度AB,D则(
)
A.保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1 将增大 B.保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消 耗的功率减小 C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将增大 D.保持P的位置不变,K合在a时,若U1增大 ,I1将增大
4.已知某单相变压器的一次绕组 电压为3300V，二次绕组电压 为220V，所带负载为一台 220V、22KW的电炉。试求： 变压器的变压比及二次电流。
5.一台单相变压器，额定容量为 SN=100KVA,额定电压 U1N=10KV， U2N=0.4KV，输 出阻抗 =1.6Ω.试求：该变 压器的变比，一次电流及输入 阻抗。
变压器的外特性_图文_图文.ppt
检测
1.变压器的外特性是指一次侧保持 额定电压，负载功率因数一定时， 二次侧端电压随____变化的关系。 变压器的外特性与负载的_____和 _____有关。负载增大时，纯电阻 负载的端电压下降______,电感性 负载的端电压下降_____,电容性负 载的端电压____.
课件第2部分变压器的运行原理与特
图2.14 ΔU %的图解法
(2-40)
• 2.5.2 变压器的损耗和效率
• 变压器负载运行时原方从电网吸收的有功
功率为P1，其中很小部分功率消耗在原绕
组的电阻上(
)和铁心损耗上
(
)。其余部分通过电磁感应
传给副绕组，称为电磁功率Pm。副绕组获 得
图2-15 变压器的外特性
的电磁功率中又有很小部分消耗在副绕组
图2.10 单相变压器空载试验接线图
图2.11 变压器的空
• 2.3.2 短路试验
• 根据额定电流时的pk、Uk值，可以计算出变 压器的短路参数。
图2.12 单相变压器短路试接线图
图2.13 变压器的短路特性曲线
(2-33)
• 因电阻随温度而变，按照电力变压器的标 准规定，应将室温(设为θ ℃)下测得的短路 电阻换算到标准工作温度75 ℃的值，而漏
，流过
的电流为 ，根据折算前后副方磁动势不
变的原则，可得
，即
• (2)副方电动势的折算值
(2-24)
• 由于折算前后主磁通和漏磁通均未改变， 根据电动势与匝数成正比的关系可得
(2-25)
(2-26)
• (3)副绕组漏阻抗的折算值 • 根据折算前后副绕组的铜损耗不变的原则，
得
(2-27)
• 由折算前后副方漏磁无功损耗不变，得
(2-11)
• 在副方，由于电流为零，则副方的感应电 动势等于副方的空载电压，即：
(2-12)
• (3)变压器的变比 • 在变压器中，原、副绕组的感应电动势E1
和E2之比称为变压器的变比，用k表示。即：
(2-13)
• 上式表明，变压器的变比等于原、副绕组 的匝数比。当变压器空载运行时，由于
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____.
2. 变压器的外特性与负载大小和 性质有关，随负载的增大，对 电容性负载来说，其端电压将 （）
A.不变
B.上升
C.下降较小 D.下降较多
3.变压器的损耗包括___和____.
4.铜损耗PCU又称____,是_____ 产生的，其值与电流的平方成 ____
5.铁损耗PFe又称_____,是铁心通 过交变的磁通时产生的____和 _____,其值与铁心中磁通量的 最大值______.
A.保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1 将增大 B.保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消 耗的功率减小 C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将增大 D.保持P的位置不变,K合在a时,若U1增 大,I1将增大
5.变压器电压调整率的含义
1.变压器的外特性
在电源电压不变的情 况下，变压器二次侧接入 负载后，一、二次绕组都 有电流通过，必然产生一、 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。二次电压从随 二次电流变化的特性曲线 称为变压U2器 的f (I外2 ) 特性。
4.( 4 )
已知一单相变压器的一次侧电 压U1=220V，一次侧匝数 N1=1100匝，二次侧电流I2=2A， 负载电阻上的功率为40W，求负 载电阻R及二次侧匝数N2。
1.变压器的工作原理依据_____.
2.升压变压器的变压ຫໍສະໝຸດ K____.3.某信号源内阻内阻为32Ω，扬 声器阻抗为8Ω，为实现阻抗匹 配，应选择变压器的变压比为 __.
例2
如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副 线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻若把 原线圈接在220V交流电源上，则电压表示数 为__4_4_V,电流表示数为__0_.4_4_A
若上面接的是220V恒定电流电源
电压表示数 0 V, 电流表示数 0 A
例3
如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷电 键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈两端 的电压,I1为原线圈上的电流强度,则( ABD )
5.变压器电压调整率的含义
2. 电压调整率
一般情况下，外特性曲线近似一条略向 下倾斜的直线，且倾斜的程度与负载的功 率因数有关，对于感性负载，功率因数愈 低，下倾愈烈。从空载到满载（I 2 I 2N ）， 二次电压变化的数值与空载电压的比值称 为电压调整率，即
U % U 20 U 2 100 % U 2N
自学指导
看课本P177—178,（10分钟） 1. 掌握电压变化率的求法。 2.掌握输入功率、输出功率、功
率损耗的求法，及三者之间的 关系。 3.会求变压器的效率。
检测
1.变压器的外特性是指一次侧保持额 定电压，负载功率因数一定时，二次 侧端电压随____变化的关系。变压 器的外特性与负载的_____和_____ 有关。负载增大时，纯电阻负载的端 电压下降______,电感性负载的端电 压下降_____,电容性负载的端电压
电力变压器的电压调整率一般为2％～3％。
4.已知某单相变压器的一次绕组 电压为3300V，二次绕组电压 为220V，所带负载为一台220V、 22KW的电炉。试求：变压器 的变压比及二次电流。
5.一台单相变压器，额定容量为 SN=100KVA,额定电压 U1N=10KV， U2N=0.4KV，输 出阻抗 Z2 =1.6Ω.试求：该变压 器的变比，一次电流及输入阻 抗。
6.变压器的总损耗ΣP=____
7.变压器的效率η是_______,计 算公式_______,当_______时， 设备的效率最高。
当堂训练
1.变压器的负载电流增加时，其 铜损耗（） A.不变 B.增大 C.减小 D.与负载无关
2.变压器的效率是变化的，效率 最高时是（）
A.空载时 B.额定负载时 C.过载时 D.铜损等于铁损时 3.课本P195 .
2. 变压器的外特性与负载大小和 性质有关，随负载的增大，对 电容性负载来说，其端电压将 （）
A.不变
B.上升
C.下降较小 D.下降较多
3.变压器的损耗包括___和____.
4.铜损耗PCU又称____,是_____ 产生的，其值与电流的平方成 ____
5.铁损耗PFe又称_____,是铁心通 过交变的磁通时产生的____和 _____,其值与铁心中磁通量的 最大值______.
A.保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1 将增大 B.保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消 耗的功率减小 C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将增大 D.保持P的位置不变,K合在a时,若U1增 大,I1将增大
5.变压器电压调整率的含义
1.变压器的外特性
在电源电压不变的情 况下，变压器二次侧接入 负载后，一、二次绕组都 有电流通过，必然产生一、 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。二次电压从随 二次电流变化的特性曲线 称为变压U2器 的f (I外2 ) 特性。
4.( 4 )
已知一单相变压器的一次侧电 压U1=220V，一次侧匝数 N1=1100匝，二次侧电流I2=2A， 负载电阻上的功率为40W，求负 载电阻R及二次侧匝数N2。
1.变压器的工作原理依据_____.
2.升压变压器的变压ຫໍສະໝຸດ K____.3.某信号源内阻内阻为32Ω，扬 声器阻抗为8Ω，为实现阻抗匹 配，应选择变压器的变压比为 __.
例2
如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副 线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻若把 原线圈接在220V交流电源上，则电压表示数 为__4_4_V,电流表示数为__0_.4_4_A
若上面接的是220V恒定电流电源
电压表示数 0 V, 电流表示数 0 A
例3
如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷电 键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈两端 的电压,I1为原线圈上的电流强度,则( ABD )
5.变压器电压调整率的含义
2. 电压调整率
一般情况下，外特性曲线近似一条略向 下倾斜的直线，且倾斜的程度与负载的功 率因数有关，对于感性负载，功率因数愈 低，下倾愈烈。从空载到满载（I 2 I 2N ）， 二次电压变化的数值与空载电压的比值称 为电压调整率，即
U % U 20 U 2 100 % U 2N
自学指导
看课本P177—178,（10分钟） 1. 掌握电压变化率的求法。 2.掌握输入功率、输出功率、功
率损耗的求法，及三者之间的 关系。 3.会求变压器的效率。
检测
1.变压器的外特性是指一次侧保持额 定电压，负载功率因数一定时，二次 侧端电压随____变化的关系。变压 器的外特性与负载的_____和_____ 有关。负载增大时，纯电阻负载的端 电压下降______,电感性负载的端电 压下降_____,电容性负载的端电压
电力变压器的电压调整率一般为2％～3％。
4.已知某单相变压器的一次绕组 电压为3300V，二次绕组电压 为220V，所带负载为一台220V、 22KW的电炉。试求：变压器 的变压比及二次电流。
5.一台单相变压器，额定容量为 SN=100KVA,额定电压 U1N=10KV， U2N=0.4KV，输 出阻抗 Z2 =1.6Ω.试求：该变压 器的变比，一次电流及输入阻 抗。
6.变压器的总损耗ΣP=____
7.变压器的效率η是_______,计 算公式_______,当_______时， 设备的效率最高。
当堂训练
1.变压器的负载电流增加时，其 铜损耗（） A.不变 B.增大 C.减小 D.与负载无关
2.变压器的效率是变化的，效率 最高时是（）
A.空载时 B.额定负载时 C.过载时 D.铜损等于铁损时 3.课本P195 .