變壓器外特性與效率特性

1、一、變壓器的外特性及電壓變化率變壓器空載運行時，若一次繞組電壓U1不變，則二次繞組電壓U2也是不變的。變壓器加上負(fù)載之后，隨著負(fù)載電流I2的增加，I2在二次繞組內(nèi)部的阻抗壓降也會增加，使二次繞組輸出的電壓U2隨之發(fā)生變化。另一方面，由于一次繞組電流I1隨U2增加，因此I2增加時，使一次繞組漏阻抗上的壓降也增加，一次繞組電動勢E1和二次繞組電動勢E2也會有所下降，這也會影響二次繞組的輸出電壓U2。變壓器的外特性是用來描述輸出電壓U2隨負(fù)載

2、電流I2的變化而變化的情況。當(dāng)一次繞組電壓U1和負(fù)載的功率因數(shù)cosφ2一定時，二次繞組電壓U2與負(fù)載電流I2的關(guān)系，稱為變壓器的外特性。它可以通過實驗求得。功率因數(shù)不同時的幾條外特性繪于圖2—17中，可以看出，當(dāng)cosφ2=1時，U2隨I2的增加而下降得并不多；當(dāng)cosφ2降低時，即在感性負(fù)載時，U2隨I2增加而下降的程度加大，這是因為滯后的無功電流對變壓器磁路中的主磁通的去磁作用更為顯著，而使E1和E2有所下降的緣故；但當(dāng)cosφ2

3、為負(fù)值時，即在容性負(fù)載時，超前的無功電流有助磁作用，主磁通會有所增加，E1和E2亦相應(yīng)加大，使得U2會隨I2的增加而提高。以上敘述表明，負(fù)載的功率因數(shù)對變壓器外特性的影響是很大的。圖2－17變壓器外特性在圖2—17中，縱坐標(biāo)用U2／U2N之值表示，而橫坐標(biāo)用I2／I2N表示，使得在坐標(biāo)軸上的數(shù)值都在0～1之間，或稍大于1，這樣做是為了便于不同容量和不同電壓的變壓器相互比較。一般情況下，變壓器的負(fù)載大多數(shù)是感性負(fù)載，因而當(dāng)負(fù)載增加時，輸出

4、電壓U2總是下降的，其下降的程度常用電壓變化率來描述。當(dāng)變壓器從空載到額定負(fù)載（I2=I2N）運行時，二次繞組輸出電壓的變化值ΔU與空載電壓（額定電壓）U2N之比的百分值就稱為變壓器的電壓變化率，用ΔU％來表示。損耗、主磁通在變壓器鐵心以外的結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等，附加損耗約為基本損耗的15％～20％左右。變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載電流的大小無關(guān)。當(dāng)電源電壓一定時，鐵心中的磁通基本不變，故鐵損耗也就基

5、本不變，因此鐵損耗又稱“不變損耗”。2銅損耗PCu變壓器的銅損耗也分為基本銅損耗和附加銅損耗兩部分?；俱~損耗是由電流在一次、二次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，而附加銅損耗是指由漏磁通產(chǎn)生的集膚效應(yīng)使電流在導(dǎo)體內(nèi)分布不均勻而產(chǎn)生的額外損耗。附加銅損耗約占基本銅損耗的3％～20％。在變壓器中銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱為“可變損耗”3效率變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比稱為變壓器的效率η，即由于變壓器沒有旋轉(zhuǎn)的部件，不像電機

6、那樣有機械損耗存在，因此變壓器的效率一般都比較高，中小型電力變壓器效率在95％以上，大型電力變壓器效率可達(dá)99％以上。例2－5：S9－50010低損耗三相電力變壓器額定容量500kVA，設(shè)功率因素為1二次電壓U2N=400V，鐵損耗PFe=0.98KW，額定負(fù)載時銅損耗=PCu＝4.1kW，求二次額定電流I2N及變壓器效率η。前面已經(jīng)講過降低變壓器本身的損耗，提高其效率是供電系統(tǒng)中一個極為重要的課題，世界各國都在大力研究高效節(jié)能變壓器，