国家电网招聘考试高频考点高电压：变压器运行分析及参数

　　一、变压器运行分析的方法

      1、变压器、电动机的二次侧的阻抗、电流会通过电磁感应影响一次侧。

      2、为了分析计算变压器、电动机等设备一次侧的电压、电流以及有功、无功功率等，需要把二次侧的阻抗折算到一次侧。

      3、通过阻抗变换的方法，把二次侧阻抗折算到一次侧，这样就把二次侧看做一次侧电路的一部分，方便地对一次侧进行分析计算。

　　二、怎样进行阻抗变换？

      1、对一次侧空载电路进行分析，画出空载一次侧等效电路。

      2、对二次侧负载电路进行分析，画出二次侧等效电路。

      3、通过对一、二次侧之间的电磁感应进行分析，把二次侧阻抗折算到一次侧。

      4、画出包含原有空载一次侧、折算二次侧的总的一次侧等效电路。

      5、通常采用向量分析法。

　　三、单相变压器的阻抗变换

      1、空载变压器一次侧等效电路：

　　向量图：

      U1=I0(RCu1+RFe+jX01+jXLo1)

       =I0(RFe+jX01)+I0(RCu+jXLo1)

      =-E1+I0(RCu+jXLo1)

      RCu1-一次侧铜耗阻抗   RFe-铁耗阻抗

      X01-一次侧主感抗      XLo1-一次侧漏抗

      U1-一次侧输入电压，I0-空载一次侧电流(励磁电流)

　　说明：

      ①-E1=I0(RFe+jX01)一次侧主感抗中的感生电动势

      ②“j”表示感抗电流滞后于电压90°

      2、二次侧负载等效电路：

      E2=I2(RCu2+RL+jXLo2+jXL)

       =I2(RCu2+jXLo2)+I2(RL+jXL)

       =I2(RCu2+jXLo2)+U2

      E2-二次侧感生电势,RCu2-二次侧铜耗

      RL-二次侧阻性负载,jXL-二次侧感性负载

      jXLo2-二次侧漏感,U2-二次侧输出电压

　　说明：

      ①二次侧铜耗、漏感可看作广义负载。

      ②铁耗是由励磁磁场涡流产生的，而励磁电流由一次侧产生，二次侧电流产生的磁场都被一次侧感生电流所抵消，因而二次侧没有铁耗。

      ③由于一次侧铜耗、漏感的存在，一次侧因二次侧感生的电流会在铜耗、漏感上产生压降，降低了一次侧励磁电压，从而使励磁电流略有下降。

      ④一次侧电流I1=I0+I2'，I0-励磁电流，I2'-由负载电流I2而感生的一次侧电流。

       3、变压器负载时的等效电路：

　　图中E2'、I2'、RCu2'等都是经阻抗变换后折算到一次侧相应的电势、电流、阻抗等数据。

      4、阻抗变换

      ①铁芯主磁通为Φ，由励磁电流I0产生。

      ②主磁通在一次侧产生感生电势E1=j2πfN1Φ，在二次侧产生感生电势E2=j2πfN2Φ，因此E1/E2=N1/N2。

      ③当一次侧接有负载时，产生电流I2，此时在一次侧也必须产生相应的电流I2'，以抵消I2产生的磁通，维持主磁通Φ不变(忽略一次侧铜耗、漏感)。因此I2/I2'=N1/N2。

      I2=(N1/N2)I2', E2=(N2/N1)/E1两个公式是进行阻抗变换的关键。

　　代入二次侧等效电路公式中：

      (N2/N1)/E1=(N1/N2)I2'(RCu2+RL+jXLo2+jXL)

             ↓

      E1=(N1/N2)²I2'(RCu2+RL+jXLo2+jXL)

            ↓

      Z2'=E1/I2'

       =(N1/N2)²(RCu2+RL+jXLo2+jXL)

            ↓

      RCu2'=(N1/N2)²RCu2,   RL'=(N1/N2)²RL

      jXLo2'=(N1/N2)²jXLo2, jXL'=(N1/N2)²jXL

      Z2'即是二次侧折算到一次侧的总阻抗。

　　总向量图如下：

　　四、变压器主要参数：

　　额定容量：变压器额定视在功率

　　联结组别：变压器内部一、二次侧Δ、Y联结情况

　　额定电压：额定一次侧输入电压/二次侧输出电压

　　额定电流：在额定容量下,允许长期通过的电流。

　　额定频率：一般为工频及波动范围。

　　空载电流：变压器空载时一次侧电流。

　　空载损耗：变压器空载时的所消耗的功率，主要为一次侧铜耗、铁耗。

　　负载损耗：把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的功率。

　　短路阻抗：把变压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压。一般以额定电压的百分数表示(UK/UN×100%，称为标幺值)。

　　注：短路阻抗又称为阻抗电压。标准叫法为短路阻抗。定义中是按短路阻抗的实验测试方法来说明的：

      UK=INZK，UN=INZN → UK/UN=ZK/ZN

　　即阻抗电压标幺值=短路阻抗标幺值

      UK-阻抗电压实际值   UN-额定电压

      ZK-短路阻抗实际值   ZN-额定负载

      IN-额定电流

　　绝缘水平：高、低压侧雷电冲击耐受电压(LI)、工频耐受电压(AC)。举例：LI200AC85/LI75AC35，表示该变压器高压侧雷电冲击耐受电压为200kV，工频耐受电压为85kV，低压侧雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV。

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