【正文】 參考正方向規(guī)定不同，平衡式中各物理量的符號(hào)和相量圖上相量的方向也不同。在電力系統(tǒng)中使用 ；使用 1級(jí)的電壓互感器用于測(cè)量功率和電壓；至于 3級(jí)的電壓互感器，一般只用在保護(hù)線(xiàn)路中，供電給電器或操作機(jī)構(gòu)的電壓線(xiàn)圈． ? 電壓互感器使用時(shí)應(yīng)注意一、二次繞組兩側(cè)都應(yīng)接熔斷器，防止短路故障時(shí)電流過(guò)大的危險(xiǎn)。若是容性負(fù)載時(shí)， ? 外特性曲線(xiàn)一般則是上升的。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實(shí)驗(yàn) ? 19 ? 二、短路實(shí)驗(yàn) ? 通過(guò)變壓器短路實(shí)驗(yàn)，可以求出變壓器短路阻抗 Zk，進(jìn)而算出rk,x1， x`2． ? 實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖如圖 5一 19所示，二次邊用導(dǎo)線(xiàn)短接起來(lái)，一次邊接至調(diào)壓器．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，把 U1調(diào)到零，然后慢慢增加到一次邊電流為額定值 I1N為止，將一次邊電壓固定用Uk表示，短路時(shí)輸入功率用 PK表示。 ? １５ 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? １６ ? 在初步近似計(jì)算時(shí)，考慮到 204。如圖 512（ b)所示 ? 512b 當(dāng)二次邊采用折合值后， N`2=N1，200。1r與相量204。 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 11 ? ? (4)作相量 ?m超前相量 200。 Zm 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 11 ? ? 如果已知 U２，I2conφ2及變壓器的參數(shù)(r1,x1,r`2,x`2,rm`和xm），要求畫(huà)出感性負(fù)載時(shí)變壓器的相量圖，如圖 5一 11所示。 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 二、折合后的基本平衡式、相量圖和等效電路 ? 1．基本平衡式 ? 首先利用上述求得的折合值來(lái)列出負(fù)載時(shí)的各個(gè)平衡式。 ` ２ Z ` ２ ? ＝ K200。 ２ ＝ 217。2N1=204。i Ni =204。計(jì)算合成勵(lì)磁磁勢(shì) ? F`1+F`2＝ F`。2必建立僅匝鏈本身繞組的漏磁通 Φσ2，有漏電勢(shì) 200。0x1兩相量是放大畫(huà)的，實(shí)際 ? 上空載電流 204。0r1, 與相量 204。o（ r1 ＋ jxm） ? (513) ? 根據(jù)上式可以得出變壓器在空載時(shí)一次邊的等效電路，如圖 ? 5一 8所示。 在式（ 5一 11)中，無(wú)功電流 ioμ滯后于 一200。oμ ． 效果演示 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? ６ ? 三、空載電壓平衡式和等效電路 ? 根據(jù)以上分析，空載時(shí)一次邊的電壓平衡式可由（ 5一 2)改寫(xiě)而成 ? 217。1 = j204。1和 200。1200。 鐵殼式變壓器的高、低壓繞組交替放置，一起繞在中間鐵心柱上（鐵心包圍繞組），故稱(chēng)鐵殼式，見(jiàn)圖 5一 1(b)。 ? 以結(jié)構(gòu)分： 有鐵心式、鐵殼式和卷環(huán)式三種，航空上多用卷環(huán)式。第 五 章 變 壓 器 51概述 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備。 ? 以冷卻方式分： 有空氣冷卻的干式變壓器、油冷式和油浸式，航空上多用干式；地面大容量變壓器采用油浸式。鐵殼式一般用于小功率變壓器。e1+205。2滯后 Φ m 900，并與 U1相位相反。0x1為漏抗壓降。１＝－ 200。900， 9擴(kuò)，相當(dāng)于通過(guò)一個(gè)純電納（勵(lì)磁電納 )jbm的電流，用于建立主磁通。 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? 9 ? 四、相量圖 ? 相量圖的畫(huà)法視已知條件和求解條件的不同，畫(huà)圖的步驟也不同。0同相； (8)作電抗壓降相量 j204。o不到額定電流的十分之一，它所產(chǎn)生的壓降對(duì) ? 200。σ2產(chǎn)生。 （ 5一 16a) ? 204。o N１ ＋（一 I2N2），這說(shuō)明一次磁動(dòng)勢(shì) I１ N１ ,可分為兩個(gè)分量：第一個(gè) 204。2N2=F`2 所以 204。 ２ + 204。 ２ (204。 ? 磁動(dòng)勢(shì)平衡式 ? F`1= F`0十（一 F` 2） ? 即 204。 ? 下面根據(jù)折合后的基本平衡式畫(huà)相量圖，步驟如下。`2900。1平行，在相量204。`2=200。０ 在 204。 這種情況二次邊短路，二次繞組中有電流。 第五章 變 壓 器 56變壓器的額定數(shù)據(jù)和特性實(shí)驗(yàn) ? 三、電壓調(diào)整率 ? 電壓調(diào)整率 Δ U,它等于從空載到額定負(fù)載時(shí)，二次邊電壓變化的數(shù)值和空載時(shí)二次邊電壓值之比再乘以百分?jǐn)?shù)，即 ? △ U=(U20U2)/U20 X 100％ ? 一般變壓器△ U在 2％ 5％之間，電壓調(diào)整率的意義是反映輸出電壓降落的程度。二次繞組、鐵心和外殼都應(yīng)接地，這樣，在一次繞組的絕緣損壞時(shí)，二次繞組側(cè)對(duì)匝的電壓就不致升高，以保證安全。由于上述三種方法是分析交流電磁元件的基本方法，所以必須熟練地掌握它們。無(wú)論列基本平衡式、畫(huà)相量圖和等效電路，都首先必須規(guī)定各相量的參考正方向。 ? ，作為非常精密的測(cè)量 。如果是感性負(fù)載，則外特性一般是下降的，如圖 520所示，在相量圖中已經(jīng)分析過(guò)。另外，因?yàn)?Io 較小，為了測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)將電流表放在靠近被測(cè)繞組端。1將不會(huì)引起多大的誤差，但分析時(shí)則方便得多。一個(gè)理想電阻：產(chǎn)生電阻壓降。1 端點(diǎn)作相量 204。`2x`2。`2=＝一 i。 ? 有了上述折合值的概念后，進(jìn)行基本平衡式、相量圖和等效電路分析時(shí)都要用折合值，若要知道實(shí)際值時(shí)只需將折合值用公式折合回去即可。 ` ２ 204。 ２ Z ２ ? 200。 ? 電流折合關(guān)系： 根據(jù)折合前后二次磁動(dòng)勢(shì) F2不變這一原則，有 ? 204。它可改寫(xiě)為 205。由于一、二次磁動(dòng)勢(shì)都作用于主磁路上，因此它們共同 ? 激勵(lì)而建立主磁通 Φ m。2產(chǎn)生，同時(shí) 204。or1和 j204。 (7)作電阻壓降相量 204。１ ＋ 204。 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? ７ 再根據(jù)式 (5一 11)可將勵(lì)磁回路的等效電 用一個(gè)等效的并聯(lián)電路表示，見(jiàn)圖 5一7(a)。０ ≈ 204。0x1 (5一 10) ? 則， 200。另一方面，在 U1一定時(shí)，若 f1或 N1，變化，則主磁通也將與其成反比變化． (2)由式 (5一 6)可知 200。1= 200。鐵心式變壓器的低壓繞組在內(nèi)（其電壓較低，容易與鐵心絕緣）高壓繞組在外，見(jiàn)圖 5一 1(a)。 ? 以用途分： 有電源變壓器、調(diào)壓變壓器、脈沖變壓器，還有參數(shù)變壓器及其它特殊變壓器。它把一種電壓和電流的交流電能轉(zhuǎn)換成頻率相同的另一種電壓和電流的交流電能。 ? 按相數(shù)分： ? 有單相和三相。 52單相變壓器的空載運(yùn)行 變壓器的空載運(yùn)行是指一次繞組接于電源，而二次繞組開(kāi)路時(shí)的狀態(tài)。0r1 （ 5一 2) ? 217。用相量表示上述各量之間的關(guān)系如圖 54(b)所示。 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? 5a ? 當(dāng)變壓器外加正弦電源電壓 u1時(shí)。１－ 200。有功電流 i0a與一，同相一 200。 ? 已知 E１ ,I0a． I0μ及變壓器一次邊的參數(shù) (r1， x1）。ox1超前 204。１ 來(lái)說(shuō)是很小的。根據(jù)圖 5一 10規(guī)定正方向，可得出二次邊電壓平衡式為 ? 217。1 N1+ 204。０ N１ 為主磁場(chǎng)所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分量；第二個(gè)（一204。2／ I2=N2/N1=1/K ? 得 204。 ２ Z ２ = 204。 ２ /K)K2Z ２ ? =K(200。1W1＝ 204。 ? 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 11 ? (1)先根據(jù)變比 K求出U`2和 I`2，然后按比例尺畫(huà)出 U`2和 I`2相量，它們之間的夾角是 φ2。 ? (5）作相量一 200。1r1端點(diǎn)作相量 j 204。1，因 `就可以把兩個(gè)繞組的變壓器看成一個(gè)繞組的變壓器，并且可以把代表只匝鏈漏磁的繞組用漏磁電抗 x1，和 x`2表示，見(jiàn)圖 5一 12 (c）。 1中所占的比值從數(shù)量上是很小的，為了計(jì)算更方便，可 ? 以進(jìn)一步將電流 204。當(dāng)一次繞組電流達(dá)到額定值時(shí)，二次繞組中電流也達(dá)額定值，這時(shí)兩繞組銅損耗相當(dāng)于額定負(fù)載時(shí)的銅損耗。 四、效率 變壓器的效率 η等于輸出功率與輸人功率之比，即 ? η=P2/P1X 100％＝ P2/(P2+PFe+Pcu) X100％ ? 由于銅損耗隨負(fù)載大小在變化，所以效率也隨負(fù)載變化，一般在 50％ 70%額定負(fù)載時(shí)效率最高，變壓器效率可達(dá) 90％以上。 第五章 變 壓 器 57幾種特殊變壓器 ? 三、電流互感器 ? 電流互感器也是一種儀用變壓器，它是將大電流變換為小電流的鐵心變壓器。 ? 作等效電路和畫(huà)相量圖時(shí)所需的參數(shù)，可以通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)求得，這是兩個(gè)最基本的實(shí)驗(yàn)方法。相量圖是用圖形來(lái)表達(dá)各個(gè)交流物理量的相位關(guān)系，它們都是根據(jù)電壓平衡關(guān)系畫(huà)出的。為了滿(mǎn)足不同線(xiàn)路的要求，電壓互感器準(zhǔn)確度分為 : ,