变压器开路和短路试验

通过了解所有等效电路参数,可以预测变压器在各种负载下的性能。这些电路参数在变压器的开路(OC)和短路(SC)测试数据中提供。在没有实际加载变压器的情况下,这两个评估的测试提供了用于确定等效电路参数的测试结果。

通过这些参数,我们可以在任何功率因数条件以及任何负载条件下容易地预先确定变压器的效率和调节。该发现变压器参数的方法称为间接加载方法。本文枚举如何执行这些测试,如何确定要执行计算的测试数据和IDS的高速度HV或LV侧的等效参数。

打开电路或无变压器的负载测试

该试验是为了找出变压器等效电路的分流或空载支路参数。通过试验得到了铁损和空载电流值,从而可以通过简单的计算确定空载支路参数。

顾名思义,变压器的二次侧负载端子保持开路状态,输入电压施加于另一侧。由于该测试是在不放置任何负载的情况下执行的,因此该测试也称为无负载测试。

OC试验是通过变压、电流表和瓦特表等仪器将变压器的低压侧(主侧)连接到交流电源进行的。二次侧或高压侧端子是敞开的,在某些情况下,一个电压表通过它来测量二次电压。

一次侧电压表读取施加到变压器上的电压,电流表读取空载电流,瓦特表给出输入功率,可变电压表用来改变施加到变压器上的电压,以便在额定频率上施加额定电压。变压器OC试验布置如下图所示。

度测试

当向变压器提供单相电源时,通过改变变压器调整一次电压的额定值。在这个额定电压下,要测量安培计和瓦特计的读数。通过测试,我们得到了额定电压Vo,输入或空载电流Io和输入功率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 ~ 5%。因此,一次绕组中的铜损耗可以忽略不计。在OC试验中,变压器在额定电压和额定频率下运行,因此铁芯中的磁通最大。由于铁芯或铁芯损耗在额定电压下,输入的功率是由变压器在空载下提供铁芯损耗。

Wo=铁损

空载分流参数由OC试验计算得出为

空载功率因数,Cos Φo= Wo/ Voo

一旦得到功率因数,空载分量电流确定为

空载电流的磁化分量,I=我o罪Φo

空载电流的铁芯损耗分量,I=我o因为Φo

然后,磁化分支反应,xo= Vo/我

电阻代表铁芯损耗,Ro= Vo/我c

当变压器空载运行时,由分流或并联参数引出的电流很小,约为额定电流的2 - 5%。亚博彩票下载因此,一个低电流将流过电路在OC测试期间。为了便于仪器读取,电压、电流和功率的测量必须在低压侧进行。

同时,还必须选择低量程电流线圈和低量程电流表。空载时变压器功率因数过低,一般低于0.5。因此,为了与这个低值工作,一个LPF瓦特表被选择。OC测试得到的等效电路如下图所示。

oc等价物

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变压器短路测试

执行此测试以查找等效电路的串联分支参数,例如等效阻抗(Z.O1.或ZO2.),总绕组电阻(RO1.或者RO2.)和总漏抗(XO1.或者XO2.).此外,它可以确定铜损耗在任何期望的负载和总电压降的变压器参考一次或二次。在此试验中,通常用粗导线将低压绕组短路。另一边,也就是HV的一边,进行了这个测试。

SC测试

在该测试中,主或HV绕组通过电压表,电流表,瓦特计和瓦雷斯连接到AC供应源,如图所示。该测试也称为降低电压测试或低电压测试。这是因为随着次级绕组短路,由于其非常小的绕组阻力,变压器在额定电压下汲取非常大的电流。

如此大的电流会导致变压器过热和烧毁。因此,为了限制大电流,初级绕组必须以刚好足够产生变压器初级额定电流的低电压通电。

SC试验是在高压侧进行的,主要有两个原因。一是施加额定电流进行SC试验,高压侧额定电流远小于低压侧。因此,与低压侧相比,高压侧(由于电流值较低)很容易实现额定电流。

另一方面,如果我们通过连接低压侧的测量仪器使高压端子短路,则二次电压为零。因此,通过高压侧的电流是非常高的(因为VA额定值是恒定的)相对于低压侧,因此它将导致烧毁变压器。

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(某些情况下二次是通过一个安培计卖空)。在这个额定电流下,我们要记录伏特计(Vsc),安培计(我sc)和瓦特表(Wsc)读数。

在该测试中,电流为额定值,因此没有负载电流非常小,额定电流的3%至5%。换句话说,施加到初级绕组的电压非常低,从而芯中的磁通水平非常小。反过来,核心损失可以忽略不计。因此,由于核心损耗可以忽略不计,因此在该测试的等效电路中被认为不存在载荷分支分支。

由于铁芯或铁芯损耗是电压的函数,所以这些损耗很小。因此,瓦特表读数显示功率损失或I2R损耗等于整个变压器的满载铜损耗。

Wsc=满载铜损耗

根据测试结果确定等效电路的串联支路参数为

等效电阻指高压侧,R01 = Wsc/我sc2

等效阻抗参照高压侧,Z01 = Vsc/我sc

等效漏电抗为高压侧,X01 =√(Z201 - R.201)

还有短路功率因数,Cos Φsc= Wsc/ Vscsc

测试得到的等效电路如下所示。

SC等价物

需要注意的是,在计算参数之前,必须知道测试读数被记录在哪一边(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试验。

在这种情况下,我们可以从R02、X02和Z02等计算中得到次要参数。如果是降压变压器,我们得到的参数值为R01, X01和Z01,因为仪表是连接到一次高压侧。

从OC试验得到分流支路参数为低压侧,从SC试验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一个特定的边。关于这种转换的解释在我们之前的文章中变压器主题的等效电路中进行了解释。

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利用O.C.和S.C.试验计算效率

正如我们所看到的,实际的变压器有两种主要损耗,即铜损耗和铁芯损耗。由于这些损耗作为热量散失,变压器的温度升高。由于这些损耗,初级电源的输入功率不再等于次级电源的输出功率。因此,变压器的效率为

效率,η =功率输出单位KW/功率输入单位KW

=功率输出KW/(功率输出KW +损耗)

= KW输出功率/ (KW输出功率+铜损耗+铁芯损耗)

我们已经讨论过,随着堆芯内通量保持恒定,堆芯损耗Pcore从空载到满载保持恒定。而铜的损耗取决于电流的平方。随着绕组电流从空载到满载的变化,铜损耗也会发生变化。

假设变压器的KVA额定值为S,负载的分数为x,负载的功率因数为Cos Φ。然后

输出功率KW = xSCos Φ

假设满载时铜的损耗为P(从x = 1),

那么每单位负荷x时的铜损耗= x2P

因此,变压器的效率是

效率,η = xSCos Φ / (x年代因为Φ + x2Px+ Px

在上述效率方程中,铁芯或铁芯损耗和满负荷铜损耗是通过OC和SC试验得到的。

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计算规则

当一次电压固定时,从空载到满载时,二次端电压不会保持恒定。这是由于漏电阻抗的电压下降,其幅度取决于负载的程度和功率因数。

因此,该规则给出了在给定的功率因数下,二次电压从空载到满载的变化。它定义为变压器在额定电压下以规定的功率因数满负荷运行至空载,一次电压保持不变时,二次电压的变化。

电压调节百分比,%R = ((E2- V.2/五)2)×100

电压调节用电压降表示为

% R =((我1R01 cos Φ +/- I1x01sinφ)/ v1)×100

% R =((我2r02cosφ+/- i2X02 sin Φ) / V2)×100

上述两个方程是根据主边或副边的参数而建立的。因此,我们可以从SC试验数据中找出变压器的调节。滞后功率因数用正号,超前功率因数用负号。

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2回复

  1. 非常有用的文章。开路电源是在没有电流时在两个端子之间测量的电压差。短路电流是当电台被迫具有零电压变化时流动的电流。

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