电力设备 适用范围了解

机电能量转换原理，变压器（电磁感应原理，以电场或磁场为其耦合场）直流电机、异步电机、同步电机和特种电机

三相变压器在对称条件下：各相电压、电流、磁通的大小相等，相位上依次相差120°，故取某一相进行分析。

变压器是一种电能传递装置的交流电机，分析方法：电压、方程、磁势平衡方程，通过折算、推导等效电路，正弦电压、电流用相量计算，通过画图，各量之间相位关系一目了然。

自耦变压器和互感器

研究代表性的情况，每相只有一个原绕组的双绕组变压器，变压器的瞬变过程。

①、变压器的空载运行

变压器空载运行时，其空载电流（励磁电流）是很小的：还不到额定电流的3%。而空载损耗近似等于变压器铁心中的损耗（线圈中的损耗可以忽略不计），所以往往把变压器的空载损耗叫做铁耗。

②、变压器的负载运行

 变压器负载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源，副边绕组接负载时的运行状态。

③、变压器的等效电路

④、变压器的参数测定     

变压器的参数主要用空载试验和短路试验测定。

一、空载试验：

空载试验一般都在低压侧施加电压，而将高压侧开路。这主要是从试验安全和选择仪表方便考虑的，这样所加电压较低，操作较方便，而且所测的是低压侧的空载电流，数值较大，准确性较高。

试验时，在低压侧施加额定电压，高压侧开路，可测得高低压侧的电压、低压侧的空载电流和空载损耗。

略去空载电流在漏阻抗的压降，可计算出变压器的变比，即高、低压侧电压之比。

可计算出低压侧励磁阻抗，即低压侧端电压与低压侧空载电流之比。

铁损是空载损耗的主要成份，略去铜损不计，可计算出低压侧励磁电阻，即低压侧空载损耗与低压侧空载电流平方之比。

随之就可算出低压侧的励磁电抗，即低压侧励磁阻抗的平方减去低压侧励磁电阻的平方之平方根。

以上所得各阻抗类参数是低压侧的，分别乘以变比的平方，可得高压侧数值。

二、短路试验：

短路试验一般在高压侧施加电压，而将低压侧短路，这样，试验电流较小，为高压侧额定电流，电压较高，是高压低的阻抗电压，准确性较好。

根据变压器的简化等值电路，可测得阻抗电压、短路损耗。

在短路试验时，高压侧电压为测得的阻抗电压，测得的电流为短路电流，一般等于额定电流，负载阻抗为零，根据基尔霍夫第二定律，可知短路电压等于短路电流在短路阻抗上的压降，从而可计算出短路阻抗，即短路电压与短路电流之比。

也因短路电流等于额定电流，所以短路损耗与变压器在额定状态下的损耗相当，所以也叫负载损耗。因为短路试验时，所加电压较低，主磁通较小，故铁耗可忽略不计，短路损耗就等于变压器的铜损，从而可计算出变压器的短路电阻，即短路损耗与短路电流的平方值之比。随之可用阻抗三角形，算出短路电抗。

如所算阻抗类参数需按原、副边分开，可平均分配。只是所得低压侧值是折算值。

由于绕组电阻随着温度变化，为了便于比较，应将所测的数值换算到75℃。

在短路试验时，使短路电流恰为额定电流值，而加于原边的电压值称为阻抗电压，也称为短路电压，它等于额定电流在短路阻抗上的压降，通常以额定电压的百分数表示。

阻抗电压有两个分量，一个是电阻电压，一个是电抗电压，也都用额定电压的百分数表示。计算时短路电阻与短路阻抗都是换算到75℃时的数值。

阻抗电压是变压器的主要参数之一，标示在变压器的铭牌上，大小反映了变压器负载时内部压降的大小，取决于变压器的结构，从运行角度看，希望它小一些，这样可使运行中输出端的电压变动和内部容量损耗小一些；从限制短路电流的角度看，则要求短路阻抗大一些。因此它应有一个适当的值。阻抗电压的两个分量都与变压器的容量有关，电阻分量随容量的增大而减小，电抗分量随容量增大而增大，整体来看电抗分量占的比重大。

三、变压器的标么值：

在变压器和电机的工程计算中，常以额定值为基值，各物理量对额定值的比值称为各量的标么值，用各量原来符号右上角加星号表示。标么值实际上是将额定值标为一，各物理量与其的比值。同理，将额定值标为100，各物理量与其的比值为百分值，标么值和百分值都是与基值相比所得的相对值。

1、空载电流的标么值：不论从原边还是副边进行计算，空载电流用标么值表示，其值都相等。所以不必指出是原边的或副边的值。

2、阻抗电压的标么值：不论从原边还是副边看，其值都是一样的。

3、短路阻抗的标么值：用标么值表示阻抗时，常用额定阻抗，即变压器的额定相电压与额定相电流的比值做为基值。从而不难推算出，短路阻抗的标么值等于阻抗电压的标么值，两者是同性质的物理量。

实际计算中应注意，变比、参数、功率的计算均用相值，用实际值表示阻抗的大小，必须指出是在哪一边电压基础上的，否则没有意义。用标么值表示，则从哪边看进去的阻抗标么值都相等，因为两边的阻抗只差变比的平方倍，而两边阻抗的基值也只差变比的平方倍。