三相变压器运行效率的实验研究

薛文奎

(常州机电职业技术学院,江苏 常州213164)

0 引言

测量变压器的基本参数是做变压器负载实验的前提,而变压器的铁损和铜损又是衡量变压器性能的重要指标。本文提出多种方法对其进行测定,有利于实验结果的分析研究,对学术研究具有指导意义。通过对变压器基本参数的测定,更深刻的了解到了三相变压器的原理和基本结构。为做变压器负载实验,研究变压效率和节能提供了可靠数据。

1 变压器基本参数测定

1.1 变压器铁损的测量

变压器的铁损PFe包括铁芯的磁滞损耗(PCZ)和涡流损耗(PWL)。因为变压器的主磁通和频率不变,铁损也不变,即为变压器的空载损耗。图1为变压器基本参数测定原理图。

图1 变压器基本参数测定原理图

按图1接好电路,闭合S1,S2,断开K2,K3,K4,K5,K6,K7,闭合K1,调节调压器使V1表读数为U1N＝220V,断开K1,闭合K4,K5,此时两瓦特表的读数之和即为铁损。实验测定选用的示教三相变压器的铁损为：PFe1＝4W。然后使电压U＝1.2UN逐渐减小电压U,读取电流I(电流表A)、电压U(电压表V),功率P(功率表W)至电压U＝0V为止,共测5～7点记录在表1中。

表1 空载试验数据

1.2 变压器铜损的测量

铜损是指电流流过原副绕组时所消耗的功率,与电流的大小成正比。按图1所示接好电路,先测A相,闭合K6,监视电流表A1示数,调节调压器使电压从零逐渐升高,直到电流达到高压侧额定电流I1N＝0.125A,然后缓慢调节调压器输出电压,使短路电流在(1.1～0.5)I1N的范围内,测量三相输入电流、三相功率、三相电压,共记录5～7组数据,填入表2中。测得当原边电流达到额定电流时,测得A相铜损为：PCuA＝7.4W。同理测得PCuB＝8.0W,PCuC＝7.6W。

表2 短路实验数据

2 变压器运行效率计算分析

2.1 变压器效率计算

式中：PKN为变压器IK＝I1N时的短路损耗(W);P0为变压器U0＝U2n时的空载损耗(W)。

当U1＝U1N时,变压器效率和负载系数之间的关系,称为变压器的效率特性。当cosφ2＝0.8时,测得被试三相变压器的效率特性如图2所示。

2.2 计算最大效率

图2 变压器效率与负载系数的关系曲线

3 结论

变压器的运行效率特征取决于变压器的空载和负载损耗比和总耗。空载和负载损耗比反映了变压器高效运行时负载变化范围的大小,总损耗反映了变压器高效运行时效率水平的高低。

[1]马宏忠.电机学[M].北京：高等教育出版社,2009,(1).

[2]邓子剑.配电变压器运行效率分析[J].电力科技,2014,11(12)：244-245.

[3]王立新.变压器铁损和铜损的几种测定方法[J].泰安师专学报,2002,24(6)：98-99.

[4]姚伟,张玉良.三相变压器效参数测定与分析实验探究[J].河南科技,2014,(24)：143-144.