1、第二章第二章 变压器工作原理变压器工作原理和运行分析和运行分析第一节第一节 变压器的基本结构变压器的基本结构一、变压器的基本工作原理一、变压器的基本工作原理 u1i0e1e1e2u201N1N2m111-dueNdt2220dueNdt 在两个绕组匝链在两个绕组匝链同一磁通同一磁通的情况下，只要的情况下，只要 N1 N2 即可实现变压。即可实现变压。铁心铁心绕组绕组二、变压器的分类二、变压器的分类 按用途分类：电力变压器、互感器、特殊用途变按用途分类：电力变压器、互感器、特殊用途变压器。压器。 按绕组数目分类：自耦变压器、双绕组变压器、按绕组数目分类：自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、多
2、绕组变压器。三绕组变压器、多绕组变压器。 按相数分类：单相变压器、三相变压器。按相数分类：单相变压器、三相变压器。 按冷却方式分类：以空气为介质的干式变压器、按冷却方式分类：以空气为介质的干式变压器、以油为介质的油浸式变压器。以油为介质的油浸式变压器。 按铁芯结构分类：心式变压器、壳式变压器。按铁芯结构分类：心式变压器、壳式变压器。 三、油浸式电力变压器的基本结构三、油浸式电力变压器的基本结构由铁芯、绕组、变压器油、油箱和绝缘套管由铁芯、绕组、变压器油、油箱和绝缘套管 构成。构成。1、铁芯：起导磁作用，、铁芯：起导磁作用，0.3-0.5mm硅钢片叠压而成硅钢片叠压而成v 装配方式：装配方式：交
3、叠交叠装配装配奇数层奇数层偶数层偶数层v 铁芯柱：用于套线圈的部分铁芯柱：用于套线圈的部分v 铁轭：用于闭合磁路的部分铁轭：用于闭合磁路的部分1、避免涡流在、避免涡流在钢片之间流动。钢片之间流动。2、减少紧固件、减少紧固件的使用。的使用。铁芯铁芯铁轭铁轭v 截面选择截面选择绕组绕组铁心铁心油道2、绕组：起导电作用，由绝缘漆包线绕制而成。、绕组：起导电作用，由绝缘漆包线绕制而成。v 同心式：高低压绕组同心，低压绕组靠近铁芯。同心式：高低压绕组同心，低压绕组靠近铁芯。v 交叠式：高低压绕组交叠，低压绕组靠近铁轭。交叠式：高低压绕组交叠，低压绕组靠近铁轭。铁芯式变压器铁芯式变压器铁壳式变压器铁壳式变
4、压器低压低压绕组绕组高压高压绕组绕组高压高压绕组绕组低压低压绕组绕组3、变压器油：起、变压器油：起绝缘绝缘和和散热散热的作用。的作用。4、油箱：起储油的作用。、油箱：起储油的作用。5、绝缘套管：由导电杆和瓷套等组成。起绝缘和、绝缘套管：由导电杆和瓷套等组成。起绝缘和支撑的作用。支撑的作用。四、干式电力变压器的结构四、干式电力变压器的结构五、变压器的额定值五、变压器的额定值v额定额定容量容量SN ：额定条件下使用时输出能力的保证：额定条件下使用时输出能力的保证值。值。v额定电压：额定电压：空载空载时时额定分接头额定分接头上的电压保证值。上的电压保证值。v额定电流：由额定容量和额定电压计算所得。额
5、定电流：由额定容量和额定电压计算所得。NNNNNNUSIUSI2211 ，对于三相变压器：对于三相变压器：NNNNNNUSIUSI221133 ，对于单相变压器：对于单相变压器：v 注意！对于三相系统，额定值注意！对于三相系统，额定值都都是指是指线间线间值。值。第二节第二节 变压器空载运行变压器空载运行一、电磁现象一、电磁现象空载：一次侧绕组接到电源，二次侧绕组空载：一次侧绕组接到电源，二次侧绕组开路开路。u1i0e1e1e2u201N1N2mieieie二、参考方向的规定二、参考方向的规定三、变压原理、电压变比三、变压原理、电压变比设设主磁通主磁通 ，则：，则： tm sin )90sin(
6、cos)90sin(cos22221111tEtNdtdNetEtNdtdNemmmm 空载时空载时 i0r1 和和 e1 都很小，都很小，如如略去不略去不计，则计，则 u1 = - e1 。设设外加电压外加电压 u1 按按正弦规律变化，则正弦规律变化，则 e1 、 和和e2 也也都都按正弦规律变化按正弦规律变化。10 111ui ree对于变压器的原边回路，根据电路理论有：对于变压器的原边回路，根据电路理论有：0180360me1e2u10U1=-E1mE1E2=U20(a)(b)t0180360me1e2u10U1=-E1mE1E2=U20(a)(b)t三、变压原理、电压变比三、变压原理、
7、电压变比其有效值形式为其有效值形式为 mmmmmmfNfNEEfNfNEE 2222111144. 42244. 422kNNEE 2121略去略去电阻压降和漏电势，则电阻压降和漏电势，则 22011EUEU变比又可写成变比又可写成201UUk v 只要只要N1N2就可以实现变压。就可以实现变压。四、励磁电流四、励磁电流略去略去电阻压降和漏电势，则电阻压降和漏电势，则mfNEU 11144. 4 对于已制成的变压器，对于已制成的变压器，N1为常数，电源频率为常数，电源频率 f 也为常也为常数，所以数，所以 m 正比于正比于U1。若外加电压为定值，则主磁。若外加电压为定值，则主磁通通 m 也为定
8、值。也为定值。v 现在的问题是，要产生上述大小的主磁通现在的问题是，要产生上述大小的主磁通 m ，需，需要多大（什么样）的激磁电流要多大（什么样）的激磁电流 Im ？ 励磁电流的励磁电流的大小大小和和波形波形受磁路饱和、磁滞及涡受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。流的影响。1、磁路饱和对励磁电流的影响、磁路饱和对励磁电流的影响v磁路不饱和时，磁路不饱和时，i0 ，其波形为，其波形为正弦正弦波。波。v磁路饱和时，磁路饱和时，i0与与 不成线性关系，不成线性关系，越大，越大，磁路磁路越饱和，越饱和，i0/比值越大，励磁电流的波形为比值越大，励磁电流的波形为尖顶尖顶波。波。0tti0m0tti0m0tti
9、0m0tti0m0tti0m0tti0mv 由于尖顶波不能用相量表示，所以要用等效的正由于尖顶波不能用相量表示，所以要用等效的正弦波来替代实际的尖顶波。等效的原则是两者有相弦波来替代实际的尖顶波。等效的原则是两者有相同的有效值、相同的基波频率且同相位。该等效的同的有效值、相同的基波频率且同相位。该等效的正弦量用正弦量用 表示，称为磁化电流。表示，称为磁化电流。 Iv 由于由于 与与 同相位，而同相位，而 滞滞后后 90 ，所以，所以 滞后滞后 90 ，具有无功电流的性质。具有无功电流的性质。 Im 1Em I1E 0180360me1e2u10U1=-E1mE1E2=U20(a)(b)t2、磁
10、滞现象对励磁电流的影响、磁滞现象对励磁电流的影响v 由于磁滞效应，磁化曲线的上升段和下降段不一由于磁滞效应，磁化曲线的上升段和下降段不一致，使得励磁电流波形不对称，可分解为一个尖顶致，使得励磁电流波形不对称，可分解为一个尖顶波和一个超前波和一个超前 90 的正弦波。该正弦分量称为的正弦波。该正弦分量称为磁滞磁滞电流分量电流分量，与，与 同相位，是同相位，是有功电流有功电流分量。分量。1E i0i0i0t(a)(b)iih003、涡流对励磁电流的影响、涡流对励磁电流的影响ehFeIII 这样，励磁电流可以表示为铁耗电流和磁化电流两这样，励磁电流可以表示为铁耗电流和磁化电流两个分量：个分量： II
11、IFem 由于磁滞电流分量和涡流电流分量同相位，可以统由于磁滞电流分量和涡流电流分量同相位，可以统称为称为铁耗电流分量铁耗电流分量：v 交变磁通也会在铁芯中感应电动势，从而在铁芯交变磁通也会在铁芯中感应电动势，从而在铁芯中产生涡流及涡流损耗。与涡流损耗对应的电流分中产生涡流及涡流损耗。与涡流损耗对应的电流分量称为量称为涡流电流分量涡流电流分量，也与，也与 同相位，也是同相位，也是有功有功电流电流分量。分量。1E 五、励磁特性的电路模型五、励磁特性的电路模型v 从以上分析可以得出两个结论：从以上分析可以得出两个结论： 与与 同相位同相位 滞后滞后 90 FeI I1E 1E 令令 )()(11E
12、jbIEgImmFe 则则)(1EjbgImmm 化成阻抗的形式为：化成阻抗的形式为：mmmmmZIjxrIE )(1其中：其中：2222mmmmmmmmbgbxbggr ，v 注意：注意：rm 并不是实际存在的电阻，而是为了计算并不是实际存在的电阻，而是为了计算铁耗而引进的铁耗而引进的模拟电阻模拟电阻。 表示铁耗，表示铁耗， 表示表示励磁无功功率。励磁无功功率。v 由于磁化曲线是非线性的，由于磁化曲线是非线性的， Zm将随外加电压而将随外加电压而变化。变化。mmrI2mmxI2六、漏抗六、漏抗v 漏电势的电路模型与励磁特性的电路模型类似，漏电势的电路模型与励磁特性的电路模型类似，只是漏磁通所
13、经路径主要为空气，磁阻大，磁通量只是漏磁通所经路径主要为空气，磁阻大，磁通量小，磁路不饱和，因此可以忽略漏磁路的铁耗，即小，磁路不饱和，因此可以忽略漏磁路的铁耗，即漏电势的电路模型中的等效电阻为零，即漏漏电势的电路模型中的等效电阻为零，即漏电势电势 11 111Ejx Ij L I 用电压降形式表示的漏抗用电压降形式表示的漏抗压降压降011111IjxIjxIjxEm 七、电路方程、等效电路和相量图七、电路方程、等效电路和相量图v 变压器空载运行的电路方程为变压器空载运行的电路方程为 2201011101110)(EUZIEjxrIEUZIEIIIImmFem v电路方程、等效电路和相量图都是
14、用来分析电机电路方程、等效电路和相量图都是用来分析电机运行性能的工具。电路方程清楚地表达了电机的运行性能的工具。电路方程清楚地表达了电机的电磁关系以及用于精确计算各个物理量的大小和电磁关系以及用于精确计算各个物理量的大小和相位关系；等效电路则便于记忆，更形象地再现相位关系；等效电路则便于记忆，更形象地再现电机的物理实质；相量图描述了各电磁物理量间电机的物理实质；相量图描述了各电磁物理量间的相位关系，一般用于做定性分析。的相位关系，一般用于做定性分析。 v 小结：小结： 变压器运行时，主磁通同时与原边绕组和副边绕组交链，变压器运行时，主磁通同时与原边绕组和副边绕组交链，并在绕组中感应出同频的电动
15、势，并在绕组中感应出同频的电动势，电势电势比比=匝数比。匝数比。 励磁电流励磁电流 Im 受磁路饱和、磁滞和涡流等因素影响，包受磁路饱和、磁滞和涡流等因素影响，包含磁化分量（主）和铁耗分量（次）含磁化分量（主）和铁耗分量（次） 。 励磁特性可以用等效的电路模型来表示，也就是用一个励磁特性可以用等效的电路模型来表示，也就是用一个电路模型把主磁通在绕组中感应的电动势和产生主磁通的电路模型把主磁通在绕组中感应的电动势和产生主磁通的励磁电流联系在一起。该模型可以用一个电阻串联一个电励磁电流联系在一起。该模型可以用一个电阻串联一个电抗来表示。抗来表示。 励磁特性电路模型中的等效电阻励磁特性电路模型中的等
16、效电阻rm 和等效电抗和等效电抗xm并不并不是固定不变的，而是随饱和程度而变化。是固定不变的，而是随饱和程度而变化。v 思考：思考： 变压器等效电路中的变压器等效电路中的 rm 代表什么电阻，该电阻能否用代表什么电阻，该电阻能否用直流电表来测量？直流电表来测量？ 变压器中的励磁电抗变压器中的励磁电抗 xm 的物理意义？在变压器中希望的物理意义？在变压器中希望 xm 大一点好还是小一点好？大一点好还是小一点好？xm 的大小与哪些因素有关？的大小与哪些因素有关？ 变压器一次侧电压超过额定值时，其励磁电流变压器一次侧电压超过额定值时，其励磁电流Im 、励磁、励磁电阻电阻rm 、励磁电抗、励磁电抗xm
17、和铁耗和铁耗pFe将如何变化？将如何变化？ 将额定频率为将额定频率为50赫兹的变压器用于赫兹的变压器用于60赫兹的电源上，其赫兹的电源上，其励磁电流励磁电流Im 、励磁电阻、励磁电阻rm 、励磁电抗、励磁电抗xm和铁耗和铁耗pFe将如何将如何变化？变化？第三节第三节 变压器负载运行变压器负载运行一、电磁关系一、电磁关系 u1i1e1e1u21mN1N22e2e2ZLi2I1r1E2E1F1=I1N1I1U1FmI2F2=I2N2I2r2I2ZL=U21m2E1E2定子回路电压平衡定子回路电压平衡转子回路电压平衡转子回路电压平衡定转子磁势平衡定转子磁势平衡负载时电压与空载时相同，主磁通及磁势也与
18、空载负载时电压与空载时相同，主磁通及磁势也与空载时相同，此时磁势由两个电流共同激励产生，即：时相同，此时磁势由两个电流共同激励产生，即：1L1221IINNIIImm整理得：整理得：22111mmNININIF上式表明：负载运行时一次侧电流可分解为二个分上式表明：负载运行时一次侧电流可分解为二个分量，一个用以励磁产生主磁通，称为量，一个用以励磁产生主磁通，称为励磁励磁分量；另分量；另一个用以抵消负载电流产生的侧磁动势对主磁路的一个用以抵消负载电流产生的侧磁动势对主磁路的影响，称为影响，称为负载负载分量。分量。 二、基本方程式及归算二、基本方程式及归算12211NININIm 磁动势平衡式：磁动
19、势平衡式： 1221NNIIIm电流表达式：电流表达式：励磁支路电压降：励磁支路电压降：mmZIE 11111ZIEU 一次电压平衡式：一次电压平衡式：2222ZIEU 二次电压平衡式：二次电压平衡式：2121EENNk 电压变比：电压变比：LZIU22 负载电路电压平衡式：负载电路电压平衡式：1111222211221122m121m2122L()UEI ZUEI ZNEkNEI NI NI NNIIINUI Z v 为了为了便于分析计算便于分析计算，需对部分参数进行，需对部分参数进行归算归算。 归算方法：用一个匝数与一次绕组归算方法：用一个匝数与一次绕组匝数相同匝数相同的虚的虚拟绕组替代二
20、次绕组。反之亦可。拟绕组替代二次绕组。反之亦可。 归算目的：为了计算方便。归算目的：为了计算方便。 归算原则：保持变压器内部归算原则：保持变压器内部能量关系能量关系不变。不变。 需归算的量：与被归算绕组有关的物理量，包括需归算的量：与被归算绕组有关的物理量，包括电流、电动势、电阻和漏抗。电流、电动势、电阻和漏抗。1、电流的归算值、电流的归算值 归算原则：磁动势保持不变归算原则：磁动势保持不变kINNIININI212222212 2、电动势的归算值、电动势的归算值 归算原则：电磁功率保持不变归算原则：电磁功率保持不变222222222kEIIEEIEIE 3、电阻的归算值、电阻的归算值 归算原
21、则：铜耗保持不变归算原则：铜耗保持不变2222222222222rkrIIrrIrI 4、漏抗的归算值、漏抗的归算值 归算原则：漏磁无功损耗保持不变归算原则：漏磁无功损耗保持不变2222222222222xkxIIrxIxI 三、归算后的基本方程、等效电路和相量图三、归算后的基本方程、等效电路和相量图 212222221111121EEZIUZIEUZIEUZIEIIILmmmv 注意！对于三相变压器，等效电路指的是某注意！对于三相变压器，等效电路指的是某一相一相的等效，而不是整台变压器的等效。的等效，而不是整台变压器的等效。归算后的基本方程式如下所示，根据基本方程式可归算后的基本方程式如下所
22、示，根据基本方程式可以画出变压器的等效电路。以画出变压器的等效电路。r1x1I1E1U1U2E2I2x2r2rmxmr2x2I2I1x1r1U2U1E1E2相量图的作法相量图的作法v 前提：电路参数和负载已知。前提：电路参数和负载已知。v 组成：二次电压相量图、电流相量图和一次电压组成：二次电压相量图、电流相量图和一次电压相量图。相量图。2U 2 2I 22rI 22xI j 12EE m mI21IIL 1I1E 11rI11xI j1U1 FeI I五、近似等效电路和简化等效电路五、近似等效电路和简化等效电路励磁电流只有额定电流励磁电流只有额定电流的的2%10%，甚至，甚至1%。合并原边、
23、副边阻抗，合并原边、副边阻抗，略去励磁电流。略去励磁电流。r1x1I1E1U1U2E2I2x2r2rmxmr2x2I2I1x1r1U2U1E1E2ImU1U2r1x1I1I2x2r2xmrmI2I1xkrk-U2U1一、定义：一、定义：第四节第四节 标标 幺幺 值值标幺值标幺值 = 某物理量实际值某物理量实际值该物理量的基值该物理量的基值二、基值的选取：通常取各量二、基值的选取：通常取各量对应对应的额定值作为基位。的额定值作为基位。 v 一次侧量以一次侧额定值为基值；二次侧量以二次侧额定值为基值；一次侧量以一次侧额定值为基值；二次侧量以二次侧额定值为基值；v 单相量以单相额定值做为基值，三相量
24、以三相额定值为基值；单相量以单相额定值做为基值，三相量以三相额定值为基值；v 每相值应以每相额定值做为基值，线间值应以线值额定值做为基值；每相值应以每相额定值做为基值，线间值应以线值额定值做为基值；v 阻抗的基值取对应的额定相电压和额定相电流的比值做为基值。阻抗的基值取对应的额定相电压和额定相电流的比值做为基值。11*1NUUU11*1NIII22*2NUUU22*2NIII、 1b1N1N/ZUI2b2N2N/ZUI三、标幺值的优点三、标幺值的优点1、可以简化各量的数值，并能直观地看出变压器、可以简化各量的数值，并能直观地看出变压器的运行情况。的运行情况。2、用标幺值计算的同时也起到归算的作
25、用。、用标幺值计算的同时也起到归算的作用。3、用标幺值更能说明问题的实质。、用标幺值更能说明问题的实质。一、空载实验：一、空载实验：v 目的：求取目的：求取 rm 和和 xm 。v 方法：高压侧方法：高压侧开路开路，低压侧加电压额定，低压侧加电压额定U0，测取，测取 p0 和和 I0。第五节第五节 参数测定方法参数测定方法000IUZ v 假设：空载损耗都是铁芯损耗。假设：空载损耗都是铁芯损耗。v 计算公式：计算公式：mmrrrIpr 12000220001mmxZrxxxr1x1I1E1U1U2E2I2x2r2rmxmr2x2I2I1x1r1U2U1E1E2v 说明：说明： 1、以上计算所得
26、为、以上计算所得为低压侧低压侧励磁参数，如需要高压侧励磁参励磁参数，如需要高压侧励磁参数，应将上述数值乘以数，应将上述数值乘以k2，这里，这里k是高压侧对低压侧的电压比。是高压侧对低压侧的电压比。2、励磁阻抗随铁芯、励磁阻抗随铁芯饱和程度饱和程度而变化，所以空载实验应在而变化，所以空载实验应在额额定定电压下进行。电压下进行。3、对于三相变压器，计算式中的数值均应是、对于三相变压器，计算式中的数值均应是每相每相值，计算值，计算结果也是结果也是每相每相值。测量值如为三相值或线间值，应先转换为值。测量值如为三相值或线间值，应先转换为每相值后再代入计算。每相值后再代入计算。二、短路实验二、短路实验v
27、目的：求取目的：求取 rk 和和 xk 。v 方法：低压侧方法：低压侧短路短路，调节高压侧电压，调节高压侧电压Uk，使短路电流不超，使短路电流不超过过1.3IN ，测取，测取 pk 和和 Ik。kkkIUZ v 假设：空载损耗都是铁芯损耗。假设：空载损耗都是铁芯损耗。v 计算：计算：2kkkIpr 22kkkrZx 注意！绝不允许在额定电压下进行短路实验，因为此注意！绝不允许在额定电压下进行短路实验，因为此时时 Ik 可以达到可以达到IN 的十几倍，将损坏变压器。的十几倍，将损坏变压器。v 用用电桥电桥测出一、二次侧测出一、二次侧直流直流电阻值，再用以下两式联立电阻值，再用以下两式联立求解可分
28、离出一、二次侧电阻值。求解可分离出一、二次侧电阻值。212211rrrrrrrkDD ，v 一、二次侧漏抗不能用实验的方法分离，一般可认为两一、二次侧漏抗不能用实验的方法分离，一般可认为两者者归算到同一侧的值归算到同一侧的值相等。相等。v 由于电阻随温度而变化，按照电力变压器标准规定，需由于电阻随温度而变化，按照电力变压器标准规定，需将实验所得电阻换算到将实验所得电阻换算到75时的值：时的值：2275757575228752285 .234755 .234kkkkkkkxrZrrrr （铝线）（铝线）（铜线）（铜线） 短路实验时，短路实验时，短路电流为额定电流时短路电流为额定电流时的外加电压称
29、为的外加电压称为短路电短路电压压，是一重要参数，可用标幺值表示为：，是一重要参数，可用标幺值表示为：*/NkkkkNNNN kkakNNNNkkrkNNNI ZZuZUUII rrurUUII xxuxUUI短路电阻标幺值还可表示为：短路电阻标幺值还可表示为：2*/kN kkNkNNNNNrI rprUIU IS若短路电流不为额定值，若短路电流不为额定值，pkN可用下式计算：可用下式计算：kkNkNpIIp2 第六节第六节 变压器的运行性能变压器的运行性能一、电压变化率一、电压变化率v 定义：一次侧电压为定义：一次侧电压为额定电压额定电压时，时，空载空载与与额定额定负负载两种情况下的二次侧电压
30、算术差与空载电压之比。载两种情况下的二次侧电压算术差与空载电压之比。20220%100%UUUU v 公式推导：由于一次侧电压为额定电压（公式推导：由于一次侧电压为额定电压（U1N），），所以所以 ，U20=U2N。202222*202%100%100%(1) 100%NNUUUUUUUU 分析时可略去励磁电流，对应的相分析时可略去励磁电流，对应的相量图如右下图所示。量图如右下图所示。由相量图中的几何关系知：由相量图中的几何关系知：mnU 2*21mn 212代入代入 U 表达式得：表达式得：2%100%2nUm 其中：其中：*2*2*2*2cossincossinkkkkmrxnxr，则则2
31、*2*2*2*2*2*21%cossin(cossin)100%2(cossin) 100%kkkkkkUrxxrrxv 注意：注意： 上式中的上式中的2 为二次侧为二次侧电压超前电流电压超前电流的角度，的角度，感感性负载性负载时为时为正正值，值，容容性负载时为性负载时为负负值。值。 当当2 为负值时，为负值时，U 可能为负值，说明变压器带容性负可能为负值，说明变压器带容性负载时，二次侧电压可能高于空载电压。载时，二次侧电压可能高于空载电压。U2感性容性纯阻性0U2I20U2N容性阻性感性I2Nv 额定电压变化率：额定电压变化率：cos2 = 0.8（滞后）时额定负载的电压（滞后）时额定负载的
32、电压变化率。约为变化率。约为 5% 8%。二、变压器的效率二、变压器的效率v 变压器效率极高，输入输出功率几乎相等，传统的效率测变压器效率极高，输入输出功率几乎相等，传统的效率测量、计算方法误差极大，甚至可能出现错误的结果。量、计算方法误差极大，甚至可能出现错误的结果。v 普遍采用的效率计算方法：间接法（损耗分离法）。普遍采用的效率计算方法：间接法（损耗分离法）。v 变压器的损耗可以分为铜耗和铁耗：变压器的损耗可以分为铜耗和铁耗： 铜耗铜耗 基本铜耗：电流流过绕组产生的直流电阻损耗。基本铜耗：电流流过绕组产生的直流电阻损耗。 附加铜耗：趋肤效应、内部环流和漏磁场引起的损耗。附加铜耗：趋肤效应、
33、内部环流和漏磁场引起的损耗。 铁耗铁耗 基本铁耗：主磁通在铁芯中引起的磁滞损耗和涡流损基本铁耗：主磁通在铁芯中引起的磁滞损耗和涡流损耗。耗。 附加铁耗：主磁通在其他部件中引起的涡流损耗。附加铁耗：主磁通在其他部件中引起的涡流损耗。v 假设：假设： 铁耗铁耗 pFe 不随负载变化（不变损耗），空载实验时不随负载变化（不变损耗），空载实验时 I0 和和 r1 都都很小，铜耗可忽略，很小，铜耗可忽略，p0 都是铁耗。都是铁耗。 铜耗铜耗 pCu 与负载电流平方成正比（可变损耗），短路实验时与负载电流平方成正比（可变损耗），短路实验时电压很低，电压很低， Im 很小，铁耗可忽略，很小，铁耗可忽略，pk
34、 都是铜耗。都是铜耗。 任意负载时变压器总损耗可表示为：任意负载时变压器总损耗可表示为：kNcuNNFepppIIpp20222 输出功率：输出功率：2222222222coscoscos NNNNNSIUIIIUP 输入功率：输入功率：02221cosppSpPPkNN 效率：效率：022212coscosppSSPPkNNN v 最大效率最大效率令令 可以得到出现最大效率的条件：可以得到出现最大效率的条件：0 ddkNpp20 即当可变损耗等于不变损耗时变压器的效率最高。此时：即当可变损耗等于不变损耗时变压器的效率最高。此时：kNpp0 v 小知识：一般的电力变压器设计成小知识：一般的电力变压器设计成 p0 / pkN = 1/4 1/3，即，即最大效率发生在最大效率发生在 = 0.5 0.6 左右。这是因为变压器的负载波左右。这是因为变压器的负载波动较大，大部分时间不会满载运行。动较大，大部分时间不会满载运行。v 上述方法计算的效率称为上述方法计算的效率称为惯例惯例效率，适用于单相和三相变效率，适用于单相和三相变压器，对于三相变压器，压器，对于三相变压器， SN 、pkN 和和 p0 都应为三相和的值。都应为三相和的值。
