第四节单相变压器的运行特性

第四节 单相变压器的运行特性

1.掌握变压器的外特性及电压变化率的概念。 2.理解变压器损耗和效率的概念。

一、变压器的外特性及电压变化率 (1)变压器的外特性

变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而变化的情况。当一次绕组电压U1和负载的功率因数cosφ2一定时，二 次绕组电压U2与负载电流I2的关系，称为变压器的外特性。

(2)变压器的电压变化率

一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增

加时，输出电压U2总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描述。当变压器从空载到额定负载(I2=I2N)运行时，二次绕组输出 电压的变化值ΔU与空载电压(额定电压)U2N之比的百分值就称为 变压器的电压变化率，用ΔU%来表示。

U 2N U 2 U % 100% U 2N

二、变压器的损耗及效率1.铁损耗PFe 变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损耗 包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大小、 磁通交变的频率和硅钢片的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因绝缘 损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件中引 起的涡流损耗等，附加损耗为基本损耗的15%~20%。 变压器的铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关，而与负载

电流的大小无关。当电源电压一定时，铁心中的磁通基本不变，故铁损耗也就基本不变，因此铁损耗又称“不变损耗”。

2.铜损耗PCu 变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。 基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗， 而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内 分布不均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗 的3%~20%。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比， 所以铜损耗又称为“可变损耗”。

3.效率

变压器的输出功率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率η,即

η=

P2 P2 P2 100% 100% 100% P1 P2 P P2 Pcu+PFe

由于变压器没有旋转的部件，不像电动机那样有机械损耗存在， 因此变压器的效率一般都比较高，中小型电力变压器效率在95%以 上，大型电力变压器效率可达99%以上。

变压器效率曲线