首页

变压器开路和短路试验

在本教程中,我们将学习什么是变压器的开路测试和短路测试,如何在变压器上执行开路和短路测试,计算这些开路和短路测试的效率,并计算规则。

介绍

通过了解所有等效电路参数,可以预测变压器在不同负载水平下的性能。这些电路参数以变压器的开路(OC)和短路(SC)测试数据的形式提供。在不实际加载变压器的情况下,这两个评估试验给出了试验结果,用于确定等效电路参数。

通过这些参数,我们可以很容易地预先确定变压器在任何功率因数条件以及任何负载条件下的效率和调节。这种求变压器参数的方法称为间接加载法。

本教程列举了如何执行这些测试,如何根据测试数据确定等效参数,以及执行计算的高压侧或低压侧的重要性。

变压器开路或空载试验

本试验的目的是找出变压器等效电路的并联或空载分支参数。本试验的结果是铁损和空载电流值,因此我们可以通过简单的计算确定空载分支参数。

正如名称本身所示,变压器的二次侧负载端子保持开路,输入电压施加在一次侧。由于该测试是在不放置任何负载的情况下进行的,因此该测试也称为空载测试。

如何进行开路测试?

开路(OC)测试是通过变量、电流表、电压表和瓦特表仪表将变压器的低压侧(作为一次侧)连接到交流电源来进行的。二次侧或高压侧端子保持开路,在某些情况下,电压表连接在其上以测量二次电压。

一次侧电压表读取施加到变压器的电压,电流表读取空载电流,瓦特表给出输入功率和用于改变施加到变压器的电压的变量,以便在额定频率下施加额定电压。变压器的OC测试布置如下图所示:

OC试验

当单相供电给变压器时,通过变差来调整一次电压的额定值。在这个额定电压下,要测量电流表和瓦特表的读数。通过这个测试,我们得到额定电压VO,输入或空载电流IO输入功率WO.

我们知道,当变压器空载时,空载电流或一次电流非常小,通常为额定电流值的3%至5%。因此,一次绕组中的铜损耗可以忽略不计。

在OC测试中,变压器在额定电压和额定频率下运行,因此最大损耗为铁芯中的磁通。由于铁芯或铁芯损耗在额定电压下,因此在空载情况下,电力输入由变压器提供铁芯损耗。

WO=铁损

空载分流参数根据OC测试计算,如下所示:

空载功率因数,Cos ΦO= WO/五OO

得到功率因数后,确定空载分量电流为:

空载电流的磁化分量,IM=我O罪ΦO

空载电流的铁芯损耗分量,IM=我O因为ΦO

然后,磁化支路电抗XO= VO/我M

表示铁芯损耗的电阻,RO= VO/我O

当变压器空载运行时,分流或并联参数产生的电流非常小,约为额定电流的2%至5%。因此,在OC测试期间,低电流将流过电路。为了便于仪表读取,必须在低压侧进行电压、电流和功率测量。

此外,还必须选择低量程电流线圈和低量程电流表。空载变压器的功率因数太低。通常低于0.5。因此,为了使用此低值,选择LPF电度表。OC测试获得的等效电路如下所示:

OC当量

变压器短路试验

执行此测试是为了找到等效电路的串联分支参数,如等效阻抗(Zo1或Z氧气),总绕组电阻(Ro1或者R氧气)和总漏抗(Xo1或X氧气)。此外,还可以确定任何所需负载下的铜损耗以及变压器一次或二次总压降。在本试验中,低压绕组通常被粗导线短路。试验在另一侧进行,即高压侧(作为一次侧)。

SC试验

如何进行短路测试?

短路(SC)测试时,一次绕组或高压绕组通过电压表、电流表、瓦特表和一个变量连接到交流电源,如图所示。该测试也称为降压测试或低压测试。当二次绕组短路时,在额定电压下,变压器因其非常小的绕组电阻而产生非常大的电流抵抗。

如此高的电流会导致变压器过热和燃烧。因此,为了限制高电流,一次绕组必须以低电压通电,这刚好足以在变压器一次绕组中产生额定电流。

由于两个主要原因,SC测试在HV侧进行。第一种是施加额定电流进行SC测试,高压侧的额定电流远小于低压侧的额定电流。因此,与低压侧相比,额定电流很容易在高压侧实现(由于电流值低)。

另一方面,如果将测量仪器连接在低压侧,使高压端子短路,则二次侧的电压为零。因此,流过高压侧的电流(因为VA的额定值是恒定的)比低压侧的电流高,因此会导致变压器烧毁。

慢慢在这个测试中,通过改变自耦变压器,我们应用一个低压主通常5到10%的额定电压导致额定电流流在初级和次级绕组上我们可以观察电流表阅读(在某些情况下,二次短路通过一个安培表)。在这个额定电流下,我们必须记录电压表(Vsc),电流表(Isc)和瓦特计(Wsc)阅读资料。

在本试验中,电流流量为额定值,因此空载电流非常小,为额定电流的3 - 5%。换句话说,施加在初级绕组上的电压很低,因此铁芯中的磁通水平非常小。反过来,磁芯的损耗可以忽略不计。因此,在本次测试的等效电路中,由于铁芯损耗可以忽略不计,故将空载分流支路视为无支路。

由于铁损或铁心损耗是电压的函数,这些损耗非常小。因此,瓦特计读数显示功率损耗或I2.R损耗等于整个变压器的满载铜损耗。

Wsc=满载铜损耗

由测试结果确定等效电路的串联支路参数为

参考高压侧的等效电阻,R01=Wsc/我sc2.

等效阻抗为HV侧,Z01 = Vsc/我sc

参考高压侧的等效漏抗,X01=√ (Z)2.01–R2.01)

还有短路功率因数Cos Φsc= Wsc/五scsc

本次测试得到的等效电路如下图所示。

SC当量

应注意的是,在计算参数之前,您必须知道测试读数记录在哪一侧(主要或次要)。假设变压器为升压变压器,则在一次侧或低压侧短路时,在二次侧(高压侧)进行SC测试。在这种情况下,我们从R02、X02和Z02等计算中获得了次级参数。

如果是降压变压器,我们得到的参数值为R01、X01和Z01,因为仪表连接到一次侧的高压侧。

从OC测试中,我们得到并联支路参数为低压侧,从SC测试中,我们得到串联支路参数为高压侧。因此,对于一个有意义的等效电路,所有的参数都必须指向特定的一侧。关于这个转换的解释在前面的文章中变压器主题的等效电路中进行了解释。

O.C.和S.C.试验效率的计算

正如我们所看到的,实际变压器有两种主要损耗,即铜损耗和铁心损耗。变压器的温度因这些损耗而升高,这些损耗以热的形式散失。由于这些损耗,一次侧的输入功率不再等于二次侧的输出功率。因此,变压器的效率mer的计算公式如下:

效率,η =功率输出单位KW/功率输入单位KW

=以千瓦为单位的功率输出/(以千瓦为单位的功率输出+损耗)

=功率输出KW/(功率输出KW +铜损耗+铁心损耗)

我们已经讨论过,当铁芯中的磁通保持不变时,铁芯损耗Pcore从空载到满载保持不变。铜损耗取决于电流的平方。当绕组电流从空载到满载变化时,铜损耗也会发生变化。

考虑到变压器的KVA额定值为S,负载的一部分为X,负载的功率因数为COS。

输出功率(KW) = xSCos Φ

假设满载时的铜损耗为P(因为x=1),

那么每单位负载x时的铜损耗=x2.P

因此,变压器的效率非常高

效率,η=xSCosΦ/(x)sCosΦ+x2.二甲苯+Px果心)

在上述效率方程中,通过OC和SC试验得到了铁芯损耗和满载铜损耗。

法规的计算

对于一端电压固定的情况,从空载到满负荷,第二端电压不会保持恒定。这是由于泄漏阻抗的电压降,其大小取决于负载的程度和功率因数。

因此,在给定的功率因数下,调节给出了从空载到满载的二次电压变化。它定义为变压器在额定电压供电的规定功率因数的满载运行到空载运行,主电压保持不变时二次电压的变化。

电压调节百分比,%R=((E2.–V2.)/五2.)×100

电压调节的电压降表达式如下所示:

%R=((I)1.R01 cosΦ+/-I1.X01 sinΦ)/V1.)×100

%R=((I)2.R02 cosΦ+/-I2.X02 sin Φ)2.)×100

以上两个方程是根据参数分别引用主侧或次侧。因此,从SC测试数据中我们可以找到变压器的调节。滞后功率因数采用正号,超前功率因数采用负号。

结论

变压器开路和短路测试的初学者指南。您学习了如何对变压器进行开路和短路测试,计算等效电路参数,计算效率和调节百分比。

2回应

  1. 非常有用的文章。开路功率是在没有电流供应时,在两个端子之间测量的电压差。短路电流是当站点被迫具有零电压变化时流过的电流。

留话

您的电子邮件地址将不会被公布。已标记必填字段*

电子设备
<\/i>","library":""}}" data-widget_type="nav-menu.default">
Baidu