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2005-5 第4章 交流绕组的基本理论 3.6 变压器的运行特性 变压器的运行性能有两个重要指标：电压变化率 和效率。 电压变化率 效率 3.6.1 电压变化率 电压变化率定义为：变压器一次侧绕组施加额定电压、负 载大小I2及其功率因数cosφ2一定时，二次侧空载电压U20与负 载电压U2之差与二次侧额定之比，通常用百分数表示。即 ΔU? =[(U20-U2)／U2N ]×100%= [(U2N-U2)／U2N ]×100% 3.6.1 电压变化率 根据简化向量图推导出电压变化率的简化计算公式如下 ΔU =β(Rk*cosφ2-Xk*sinφ2)×100% 式中，β=I2／I2N?? =称为负载系数。 （1）ΔU的大小与短路阻抗的标幺值Zk*（Rk*、Xk*）、负载大 小（I2*）和负载性质（cosφ2）有关； （2）短路阻抗的标幺值Zk*，ΔU越大，负载变化时，负载电 压波动较大。因此，从运行角度看，希望Zk*小些较好。但从 限制短路电流大小的角度看，Zk*又不能太小。 （3）感性负载时，ΔU0，二次侧端电压U2随负载电流I2的增 大而下降； （4）容性负载时，ΔU可能小于0，二次侧端电压可能随负载 电流I2的增加而升高。 3.6.2 效率 变压器的效率定义为 η=(P2／P1)×100 %=[1-∑ p／(P2+∑ p)]×100 % 其中，P1为一次侧绕组的输入功率；P2为二次侧绕组输出 功率；∑ p为所有损耗之和。 在用上式计算效率时，作以下几个假定： （1）以额定电压下空载损耗p0作为铁耗，并认为铁耗不随负 载而变化 （2）以额定电流时的负载损耗pkN作为额定负载电流时的耗， 并认为铜耗与负载系数的平方成正比。 （3） 计算P2时，忽略负载运行时二次侧电压的变化。 3.6.2 效率 在应用了上述的三个假定后，定义式变为 3.6.2 效率 效率随负载系数而变化的曲线η=f(β)称为效率特性。在一 定的cosφ2下，β=0，η=0；当β较小时，β2pkN(铜耗)＜p0(铁耗) ，η随β的增大而增大；当β较大时，β2pkN＞p0，η随β的增大的 而下降。因此在β的增加过程中，有一β值对应的效率达到最大 ，此β值可用微分法求得，即 经过对η的微分运算，可得产生最大效率时的负载系数为 βm=(p0／pkN)1/2??? 即?? βm2pkN=p0 3.6.2 效率 当铜耗等于铁耗时，变压器的效率达到最高，如图所示。 但这是指的瞬时工作效率，对实际电力变压器，p0是常年损耗 ，只要挂网就有空载损耗，而负载系数β随时间变化较大，故 我国新S9系列配电变压器PkN / P0 =6~7.5。 第3章 变 压 器 * 第3章 变 压 器 采用这些假定引起的误差不超过0.5%，而且对所有的电力 变压器都用这用方法来计算效率，可以在相同的基础上进行比 较。 第3章 变 压 器