變壓器：空載試驗(yàn)和負(fù)載試驗(yàn)

變壓器是一種電能傳遞裝置的交流電機(jī)，分析方法：電壓、方程、磁勢(shì)平衡方程，通過折算、推導(dǎo)等效電路，正弦電壓、電流用相量計(jì)算，通過畫圖，各量之間相位關(guān)系一目了然。

自耦變壓器和互感器

研究代表性的情況，每相只有一個(gè)原繞組的雙繞組變壓器，變壓器的瞬變過程。

①、變壓器的空載運(yùn)行

變壓器空載運(yùn)行時(shí)，其空載電流（勵(lì)磁電流）是很小的：還不到額定電流的3%。而空載損耗近似等于變壓器鐵心中的損耗（線圈中的損耗可以忽略不計(jì)），所以往往把變壓器的空載損耗叫做鐵耗。

②、變壓器的負(fù)載運(yùn)行

變壓器負(fù)載運(yùn)行是指變壓器原邊繞組接額定電壓、額定頻率的交流電源，副邊繞組接負(fù)載時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。

③、變壓器的等效電路

④、變壓器的參數(shù)測(cè)定

變壓器的參數(shù)主要用空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)測(cè)定。

一、空載試驗(yàn)：

空載試驗(yàn)一般都在低壓側(cè)施加電壓，而將高壓側(cè)開路。這主要是從試驗(yàn)安全和選擇儀表方便考慮的，這樣所加電壓較低，操作較方便，而且所測(cè)的是低壓側(cè)的空載電流，數(shù)值較大，準(zhǔn)確性較高。

試驗(yàn)時(shí)，在低壓側(cè)施加額定電壓，高壓側(cè)開路，可測(cè)得高低壓側(cè)的電壓、低壓側(cè)的空載電流和空載損耗。

略去空載電流在漏阻抗的壓降，可計(jì)算出變壓器的變比，即高、低壓側(cè)電壓之比。

可計(jì)算出低壓側(cè)勵(lì)磁阻抗，即低壓側(cè)端電壓與低壓側(cè)空載電流之比。

鐵損是空載損耗的主要成份，略去銅損不計(jì)，可計(jì)算出低壓側(cè)勵(lì)磁電阻，即低壓側(cè)空載損耗與低壓側(cè)空載電流平方之比。

隨之就可算出低壓側(cè)的勵(lì)磁電抗，即低壓側(cè)勵(lì)磁阻抗的平方減去低壓側(cè)勵(lì)磁電阻的平方之平方根。

以上所得各阻抗類參數(shù)是低壓側(cè)的，分別乘以變比的平方，可得高壓側(cè)數(shù)值。

二、短路試驗(yàn)：

短路試驗(yàn)一般在高壓側(cè)施加電壓，而將低壓側(cè)短路，這樣，試驗(yàn)電流較小，為高壓側(cè)額定電流，電壓較高，是高壓低的阻抗電壓，準(zhǔn)確性較好。

根據(jù)變壓器的簡(jiǎn)化等值電路，可測(cè)得阻抗電壓、短路損耗。

在短路試驗(yàn)時(shí)，高壓側(cè)電壓為測(cè)得的阻抗電壓，測(cè)得的電流為短路電流，一般等于額定電流，負(fù)載阻抗為零，根據(jù)基爾霍夫第二定律，可知短路電壓等于短路電流在短路阻抗上的壓降，從而可計(jì)算出短路阻抗，即短路電壓與短路電流之比。

也因短路電流等于額定電流，所以短路損耗與變壓器在額定狀態(tài)下的損耗相當(dāng)，所以也叫負(fù)載損耗。因?yàn)槎搪吩囼?yàn)時(shí)，所加電壓較低，主磁通較小，故鐵耗可忽略不計(jì)，短路損耗就等于變壓器的銅損，從而可計(jì)算出變壓器的短路電阻，即短路損耗與短路電流的平方值之比。隨之可用阻抗三角形，算出短路電抗。

如所算阻抗類參數(shù)需按原、副邊分開，可平均分配。只是所得低壓側(cè)值是折算值。

由于繞組電阻隨著溫度變化，為了便于比較，應(yīng)將所測(cè)的數(shù)值換算到75℃。

在短路試驗(yàn)時(shí)，使短路電流恰為額定電流值，而加于原邊的電壓值稱為阻抗電壓，也稱為短路電壓，它等于額定電流在短路阻抗上的壓降，通常以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。

阻抗電壓有兩個(gè)分量，一個(gè)是電阻電壓，一個(gè)是電抗電壓，也都用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。計(jì)算時(shí)短路電阻與短路阻抗都是換算到75℃時(shí)的數(shù)值。

阻抗電壓是變壓器的主要參數(shù)之一，標(biāo)示在變壓器的銘牌上，大小反映了變壓器負(fù)載時(shí)內(nèi)部壓降的大小，取決于變壓器的結(jié)構(gòu)，從運(yùn)行角度看，希望它小一些，這樣可使運(yùn)行中輸出端的電壓變動(dòng)和內(nèi)部容量損耗小一些；從限制短路電流的角度看，則要求短路阻抗大一些。因此它應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?。阻抗電壓的兩個(gè)分量都與變壓器的容量有關(guān)，電阻分量隨容量的增大而減小，電抗分量隨容量增大而增大，整體來看電抗分量占的比重大。