第6节 变压器的运行性能

　　变压器负载运行时，有两项重要的性能指标。一项是电压变化率，反映变压器供电电压的质量指标;另一项是效率，反映变压器运行时的经济指标。根据这两个性能指标可分别画出两条运行特性曲线，即外特性曲线和效率特性曲线。

　　一、电压变化率及外特性曲线

　　1. 电压变化率

　　变压器负载运行时，变压器内部存在漏阻抗，产生压降，从而引起二次电压变化，这个变化程度可用电压变化率来表示。

　　电压变化率

u指变压器一次绕组接额定频率、额定电压的交流电源,二次绕组开路时的电压U20和二次绕组在给定功率因数下带负载时的实际电压U2之差,与二次绕组额定电压的比值， 即 U=(U20-U2)/U2N=(U2N-U2)/U2N=1-u2*

 

　　工程上常采用的电压变化率近似计算公式，可由变压器的 简化相量图导出。采用标幺值的形式，并引入变压器重要参数 --负载系数

可得图1.6.2-1。

 

　　

 

　　图1.6.2-1 以标幺值形式表示的简化相量图

　　

 

　　2. 外特性曲线

　　变压器负载运行时，二次电压随负载电流的变化曲线称为变压器 的外特性曲线。图1.6.2-2给出了不同负载性质时的外特性曲线。

　　

 

　　图1.6.2-2 变压器的外特性曲线

　　

 

　　如果变压器的二次电压偏离额定值较多,超出规定的允许范围,必须 进行调节。通常在变压器高压绕组上设有分接头，调节高压绕组匝数 (即改变变比)达到调节二次电压的目的。可利用分接开关来调节分接头.

　　

 

　　二、效率及效率特性曲线

　　负载功率因数

一定时，效率 与负载系数 的关系曲线称为效率特性曲线，如图1.6.3-1所示。

 

　　

 

　　图1.6.3-1 变压器的效率特性曲线

　　效率特性曲线的变化特征:开始效率

随负载 增大而显著增大， 随后增加缓慢(接近 m)，达到 m值后，效率 随负载 增大反而减小。

 

　　分析如下：变压器空载时

=0，输出功率P2为零，效率 =0; 随着负载( < m)的增大，在效率计算公式中，分子显著增大，分母中因可变损耗( * )PkN较小，不变损耗P0起主要作用，使分母增 加较缓，因此效率 显著增大;当负载 > m 时，随着负载的增大， 在效率计算公式中，分母中的可变损耗( * )PkN较大，起主要作用，它使分母的增大较分子快，故效率 反而减小。

 

　　

 

　　可变损耗(铜耗)等于不变损耗(铁耗)时，效率最高。

　　由于变压器不会长期在额定负载下运行，因此铁耗小些对提高全年的平均效率有利。一般取P0/PkN值为1/4至1/3，则

m 值为0.5至0.6。

 

　　例2.6.3-1

　　变压器的试验数据同例2.5.4-1,SN=125000kVA, P0=133kW,PkN=600kW，

　　求:(1)额定负载、功率因数

=0.8(滞后)时的效率;

 

　　(2)功率因数

=0.8(滞后)时的最大效率。