【正文】 %第四節(jié) 變壓器等效電路參數(shù)測定 85 變壓器負載運行時的運行特性主要有 外特性和效率特性 。 外特性 是指變壓器二次側(cè)電壓隨負載變化的關(guān)系特性，又稱為 電壓調(diào)整特性 ，常用電壓變化率來表示二次側(cè)電壓變化的程度，它反映變壓器供電電壓的質(zhì)量。 效率特性 是用效率來反映變壓器運行時的經(jīng)濟指標。 第五節(jié) 變壓器的運行特性 86 電壓變化率 指的是外施電壓為額定值、負載功率因數(shù)一定時，二次側(cè)額定電壓與二次側(cè)帶負載時的實際電壓的電壓算數(shù)差與二次側(cè)額定電壓的比值，用 表示。 U?*2222 1 UUUUUNN ?????第五節(jié) 變壓器的運行特性 原邊 NUU 11 ?? ? 副邊 cos?2一定 NN UZIUU 111120???? ???*2139。2122202220 1)( UUUUkUUUkUUUuNNNN?????????由 T等效電路得 87 (2)負載系數(shù) ?：輸出電流標么值。 *12 2*2 IIIIN???? （簡化電路） ??? 39。21 II?NU1?39。2U39。21 ?? xx ?39。21 rr ?r1 x１ ? ?1I?1U xm ?0Irm ?39。2I?39。2U39。2?x 39。2r額定負載時： 1??88 (3) 的計算公式 ， u? ),( kk xrfu ??設(shè)已知 rk， xk， cos?2， ? )(39。 ***2*2*1 kkN jxrIUU ??? ???**2* kk rIrab ???***2 kk xxIbc ???1*1 ?? NUoc作 得延長線，并由 c作垂線，交 于 d oa oaoa令 ncdmad ?? ,則 mnU ??? 2*2 1mnUu ??????? 2*2 111n m ??? 39。21 II?NU1?39。2Ua b c d krI?1kxIj?1? o 89 222111 nn ???mnu ???? 2212*2*22 s i nc oss i nc os ?????? kk xrbcabm ????2*2*22 s i nc oss i nc os ?????? kk rxabb ????22*2*222* )s i ncos(2)s i ncos( ???????kkkk rxxru ????)s i nc os( 2*2* ???? kk xru ??OR： 可見 ： (1)?越大， ? u越大 (2) ?一定時， ? u受短路阻抗得影響 90 變壓器的電壓變化率 有以下性質(zhì)： (1)電壓變化率與變壓器漏阻抗有關(guān) 。負載一定時，漏阻抗標幺值越大，電壓變化率也越大； (2) 電壓變化率與負載系數(shù)成正比關(guān)系 。當負載為額定負載、功率因數(shù)為指定值（通常為 ）時的電壓變化率稱為額定電壓變化率，用 表示，約為 5％左右，所以一般電力變壓器的高壓繞組都有 的抽頭，用改變高壓繞組匝數(shù)的方法來進行輸出電壓調(diào)節(jié)，稱為分接頭調(diào)壓。 分接頭開關(guān)分為兩類，一類是在斷電狀態(tài)下操作的分接開關(guān)，稱為無勵磁分接開關(guān)；另一類是變壓器帶電可操作的，叫有載分接開關(guān)。 由于有載調(diào)壓變壓器在調(diào)壓過程中可以帶電操作，得到了廣泛的應(yīng)用。 NU?%5?91 (3) 電壓變化率不僅與負載大小 有關(guān)， 還與負載性質(zhì)有關(guān) 。 實際變壓器中， ，所以純電阻負載時電壓變化率較??； 感性負載時 ， 為正，電壓變化率也為正 ， 表明二次側(cè)實際電壓低于二次額定電壓 ； 容性負載時 ， 為負， 也為負，當 ， 為負值，表明二次側(cè)實際電壓高于二次額定電壓 。 ** kk rx ??2?2? 2sin?2*2* c o s|s i n| ?? kk rx ? U?第五節(jié) 變壓器的運行特性 )s i nc os( 2*2* ???? kk xru ??92 當一次側(cè)為額定電壓，負載功率因數(shù)不變時，二次側(cè)電壓 與負載電流 的關(guān)系曲線 稱為變壓器的 外特性 。 阻性負載和感性負載 時，隨著負載系數(shù)的增大，變壓器 輸出電壓降低 ；對于 容性負載 ，隨著負載系數(shù)增大，變壓器輸出電壓有 可能增大 ，高于額定電壓。 2U 2I )( 22 IfU ?93 變壓器是利用電磁感應(yīng)作用來傳遞交流電能的。在電機學中，將這種 能量傳遞過程用功率平衡關(guān)系來表示 。 P1 Pem P2 pcu1 pFe pcu2 r1 x１ ? ?1I?1U xm ?0Irm 39。2?x 39。2rT（型等效電路） 94 變壓器在進行能量傳遞過程中，內(nèi)部有繞組的銅耗和鐵心的鐵耗，使變壓器輸出功率小于輸入功率。 輸出有功功率與輸入有功功率之比稱為變壓器的效率，用 ? 表示。 %1 0012 ??PP?第五節(jié) 變壓器的運行特性 95 1P2P??? pPP 21?p為變壓器輸入有功功率 為輸出有功功率。 為變壓器的總損耗。 %1 0012 ??PP?第五節(jié) 變壓器的運行特性 96 變壓器的損耗 變壓器在能量傳遞過程中， 將產(chǎn)生 銅耗 和 鐵耗 ，它們又各自包含有基本損耗和附加損耗。 基本銅耗 ：原、副邊繞組中電流引起的直流電阻的損耗。 附加銅耗 ：導體在交變漏磁場作用下引起集膚效應(yīng)，有效電阻增大而增加的銅耗。 97 基本鐵耗：鐵心中的磁滯和渦流損耗。 附加鐵耗：結(jié)構(gòu)件中的渦流損耗 2mFe Bp ? 額定電壓下， 磁密基本不變， 0pp Fe ?總損耗： ? ???? kFecuFe pIpppp 2298 ???????????? ??????????附加鐵耗不變損耗渦流磁滯基本鐵耗鐵耗附加損耗可變損耗基本銅耗銅耗損耗mckck21RIRIRIRIRI2075212239。212175),(00cuFe ppp ???99 根據(jù)前面知識，有 ，而變壓器負載運行時的銅耗與負載電流的平方成正比，變壓器額定負載時的銅耗等于短路損耗 ，則不同負載率下變壓器的銅耗可表示為 式中， 為額定負載時變壓器的銅耗。 0pp Fe ?kNpkNCu pp2??kNp 第五節(jié) 變壓器的運行特性 100 忽略負載二次電壓變化時，有： 第五節(jié) 變壓器的運行特性 2222222222 c o sc o sc o s ???? NNNN SIIIUIUP ???%100c osc os2022 ????kNNNppSS??????0???ddkNm pp 20 ??kNm pp 0??101 kNm pp20 ?? 當變壓器的鐵耗與銅耗相等（即不變損耗與可變損耗相等）時，有最大效率。 %1002c osc os022m a x ??? pSSNmNm?????變壓器效率計算公式 第五節(jié) 變壓器的運行特性 102 由于變壓器實際運行時，其一次繞組常接在電源電壓上，所以其鐵耗總是存在，而銅耗隨負載大小而改變。因為接在電網(wǎng)上的變壓器不可能長期滿載運行，鐵耗卻常年存在，所以鐵耗小一些對變壓器全年運行的平均效率有利。 一般變壓器設(shè)計時，取空載損耗與短路損耗之比 約為 1/4~1/3，即鐵耗為額定負載時銅耗的1/4~1/3。因此，變壓器最高效率發(fā)生在負載系數(shù) 范圍內(nèi)。 kNpp /0~??第五節(jié) 變壓器的運行特性 103 負載功率因數(shù) cos?2一定時，效率 ? 與負載系數(shù) ? 的關(guān)系曲線 ?=f(?) 稱為效率特性曲線。額定負載時的效率稱為額定效率，用 ?N 表示。 效率是變壓器運行時的又一個重要性能指標，它反映了變壓器運行的經(jīng)濟性。中小型變壓器的效率一般為（ 95－ 98）％，大型變壓器可達 99％。