变压器参数测定中空载实验和短路实验的理解 |
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变压器参数测定中空载实验和短路实验的理解
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确定变压器的参数是在《电机学》和《电力系统分析》中非常重要的一个环节，这里用自己习惯的方式讲一下怎样理解 首先要讲下变压器的额定参数，这个也是个常考的知识点 额定功率，即视在功率，电压×电流，单位是VA或者kVA额定电压（划重点）——原方：外加的额定电源电压 U 1 N U_{1N} U1N；副方：原方额定时负载端的空载电 U 20 U_{20} U20（电势）（三相时为线电压）额定电流，由 S N S_{N} SN、 U N U_{N} UN求得，单相时： S N = U N I N S_N=U_NI_N SN=UNIN，三相时 S N = 3 U N I N S_N=\sqrt{3}U_NI_N SN=3 UNIN联结组号其他参数然后是变压器要去测哪些参数： 有些教材上来就会给你一句：空载试验通常在低压侧加额定电压，这就很迷了：1.为什么要在低压侧加？2.怎么加，以220kV/121kV为例子，是把ax加121kV，还是AX加121kV，因为我们之前做了说明，所以我们才知道是把121kV加到ax端。 问题1的原因： 为了方便和安全，选择在低压测ax处加电压，因为高压测电压太高（相对）而且电流太小电流较小，必须校准， 实验电路图如下 记住空载试验看电压，使得
U
2
=
(
0
−
1.2
)
U
2
N
U_2=\left( 0-1.2 \right) U_{2N}
U2=(0−1.2)U2N，由此可以测出
U
10
U_{10}
U10，
I
20
I_{20}
I20，
P
20
P_{20}
P20 
接着可以求得 r m = P 20 I 20 2 Z m = U 20 I 20 x m = Z m 2 − r m 2 k = U 10 U 20 = U 10 U 2 N r_m=\frac{P_{20}}{I_{20}^{2}} \\ Z_m=\frac{U_{20}}{I_{20}} \\ x_m=\sqrt{Z_{m}^{2}-r_{m}^{2}} \\ k=\frac{U_{10}}{U_{20}}=\frac{U_{10}}{U_{2N}} rm=I202P20Zm=I20U20xm=Zm2−rm2 k=U20U10=U2NU10 需要注意的是，此时测的电阻和电抗还是二次侧的，如果算到一次侧还要乘以 k 2 k^2 k2 2.短路试验讲完开路实验，我们可以自然而然地联想短路实验。而短路实验就是将二次侧短接，与励磁支路相比，二次侧的阻抗很小，因此分得的电流大，我们可以近似忽略掉中间的励磁支路。 选择在高压侧加电压的原因：短路时低压方电流太大。同样的，电压较小，我们必须要测准，电压表要最靠近绕组 实验电路图如下 |
这个是变压器的T型等值电路，我们要测的是绕组的电阻（铜耗）
R
T
R_{T}
RT（
R
T
=
R
1
+
R
2
R_T=R_1+R_2
RT=R1+R2 ），一次侧与二次侧漏电抗之和
X
T
X_{T}
XT（
X
T
=
X
1
σ
+
X
2
σ
X_T=X_{1\sigma}+X_{2\sigma}
XT=X1σ+X2σ），励磁电阻
R
m
R_{m}
Rm，励磁电抗
X
m
X_{m}
Xm，还有变比
k
k
k 首先，我们必须要假设变压器的接线方式，单相变压器高压侧是AX，低压侧是ax 
这个非常重要，因为这样你就明白了变压器不会转来转去，一会儿这边是高压，一会儿那边是高压
实验曲线如下，注意短路实验看电流。必须降压，使得
I
k
=
(
0
−
1.2
)
I
1
N
I_k=\left( 0-1.2 \right) I_{1N}
Ik=(0−1.2)I1N（因为真短路电路是顶不住的，我们只是让他到一次侧的额定电流） 
由此可以求得短路实验的参数
r
k
=
P
k
I
k
2
Z
k
=
U
k
I
k
x
k
=
Z
k
2
−
r
k
2
r_k=\frac{P_k}{I_{k}^{2}} \\ Z_k=\frac{U_k}{I_k} \\ x_k=\sqrt{Z_{k}^{2}-r_{k}^{2}}
rk=Ik2PkZk=IkUkxk=Zk2−rk2
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